[发明专利]载频予检短路保护电路

说明书

本发明是一种关于交流供电网路无电载频预检短路保护方面的电路。

对于矿井及含有爆炸气体环境中的供电网路，电缆的短路故障给安全造成很大威胁。目前，虽然出现了许多短路保护方法，其效果和可靠性尚有不足之处，不能满足供电安全的需要，如英国专利文献GB2065394给出的一种相敏短路保护电路，根据短路电流与电机起动电流的相位不同来区分的，然后对短路线路进行分断。其缺点是分断时间长，由此造成短路点的温度上升而发生明火事故。另外可造成短路故障未消除而二次送电的危险。又如煤炭工业出版社出版的《电煤钻综合保护》第74页给出的ZB12-Ⅱ型隔爆煤电钻变压器综合保护装置，这是把高频信号送入电网做检测阻抗的信号，根据阻抗变化来判断网路状态。当网路发生短路时，输入阻抗下降，执行电路收到短路信号，切短电源。该保护电路的缺点是：采用高频振荡器，输出25千赫频率，这种高频信号输入到长距离的供电网路做检测阻抗的信号，在线路上则会产生反射波，使网路状态分辨不清，即分辨系数很低。因此这种短路保护电路只适用于电压127伏、线路小于300米的电煤钻供电线路的保护。

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，而提出一种适用矿井中各种不同电压的供电网路的短路保护，短路保护距离长，检测到短路故障自动闭锁，网路正常时可自动投送电。

本发明的任务是通过以下方案来完成的：

由振荡器1、检测回路2、鉴别回路3、自锁回路4、自动投送回路5和电源变压器6组成，其特征在于所述振荡器1，是由电感线圈L1和电容C1组成并联振荡槽路，L1的中间抽头接放大管BG1的集电极，正反馈线圈L2一端接BG1基极，另一端接分压电组R1、R2的中点，通过BG1放大作为振荡槽路的激励电源，高频旁路电容C2与电阻R2并联，自动偏压电路R3、C3并接后一端接BG1发射极，另一端接零，电感线圈L3的两端分别接隔离元件C4、R4作为振荡电源输出端，其输出频率为0.1～8千赫。

本发明的优点有：

1、检测范围广泛，适用于不同的低压供电网路。

2、检测距离长，能够满足矿井供电网路的需要。

3、安全可靠，因为是在送电前的无电状态下进行的检测，同时又有自锁电路，只要有短路点，主线上的断路器就无法闭合，避免了强行送电的危险。

4、可以实现自动投送电。

附图1是本发明的载频预检电路原理图。

附图2是本发明的自动投送电路原理图。

振荡器5由电感线圈L1和电容C1组成并联振荡槽路，L1的中间抽头接放大管G1的集电极，正相反馈线圈L2一端接BG1基极，另一端接分压电阻R1、R2的中点，通过BG1放大作为振荡槽路的激励电源，高频旁路电容C2与R2并联，自动偏压电路R3、C3并接后一端接BG1发射极，另一端接零，电感线圈L3的两端分别接隔离元件R4、C4，作为振荡电源输出端，向检测回路输出0.1～8千赫任一种对应频率的正弦交流信号。

由电感线圈L3、L4、L6和负载电阻R4、电容C4、C5、C6、C7、C8组成检测回路2，检测电网阻抗、幅值，电网正常时，阻抗高;网路相间短路时，阻抗低。该回路相当于L4或L6被短路后的低阻抗短路，T1、T2的次级电压大大降低。电路中的A′、B′、C′三点通过中间继电器ZJ的三个触头分别与主线路的三相连接。

鉴别回路3是由比较器Ic1、Ic2、稳压管DW1、DW2、电位器W1、W2、二极管D1、D2、电阻R5、R6、电容C9、C10、电感线圈L5、L7组成。当网路无短路故障时，检测回路输出正弦信号，经D1、D2检波，Ic1、Ic2正向输入端得到高电位，由于该信号高于W1、W2提供的整定信号，则Ic1、Ic2输出高电位。

当网路有相间短路时，如A、B两相短路，则L4被短接，L5输出降低，Ic1正相输入信号电压低于反相输入电压，Ic1输出低电位，三极管基极得低电位截止。

自锁回路4、是由比较器Ic3、二极管D4、D5及电阻R7、R9、R10、电容C11、C12组成，当网路任何两相短路时，Ic1或Ic2将输出低电位，由二极管D3和电阻R8组成的与门钳制在低电位，二极管D4和比较器Ic3组成的自锁电路将其低电位锁住，直到电源变压器开关GK断开，才能将其自锁解除。电阻R₇、R₉、电容C₁₁充电回路主要作用是防止自锁电路在GK开关合闸瞬间的误动作。