[其他]时控鉴幅触电保安器

说明书

本实用新型是一种在低压配电线路中用于防止人身触电事故的触电保安器。

目前的电流型触电保安器均采用零序电流互感器来检测触电电流。但在实际中，配电线路的对地漏电流并不为零，因此零序电流互感器所检测到的是漏电电流与触电电流合成的合成地电流的真实情况。合成地电流的幅值和相位决定于漏电电流和触电电流的幅值和相位，是二者的矢量和。故在一般情况下，人体触电后合成地电流可能增加，也可能减少，有时甚至不变。这就使得动作信号取决于合成地电流的幅值增量的漏电型触电保安器和鉴幅脉冲型触电保安器都不同程度地存在着过灵敏相和不灵敏相（即“死区”），造成触电保安器在额定动作区域内出现误动和拒动。根据对1986年1月15日公告的编号为CN85200505U的一份专利申请中所述的“一种具有鉴相微分电路的触电保安器”的剖析，可知这种触电保安器尚不能完全排除配电线路漏电的影响，而且微分电路的特性只能相应于人体触电时的瞬间脉冲信号，如这时的瞬间信号小于保安器的动作值，则保安器不动作，即使随后人体的皮肤角质层破坏触电电阻降低，触电电流迅速增大，该触电保安器也不能相应地动作了。

本实用新型的目的是提供一种时控鉴幅触电保安器，能排除漏电的影响，消除过灵敏相与不灵敏相，使触电保安器能够按整定值对配电线路中发生的触电电流和过大的漏电电流进行正确动作，可靠保安。附图1－1为配电线路三相交流电源的正弦曲线图，图中，u_A示A相电源电压、u_B示B相电源电压、u_C示C相电源电压。图1－3为无漏电情况下，B相电源发生触电而产生的触电电流的曲线图。因为触电电流是阻性的所以同B相电源电压同相。图1－2中的虚曲线示配电线路原漏电电流，实曲线的合成地电流。如上所述合成地电流是漏电电流与触电电流的矢量和，随二者的幅值和相位变化，会增大，减小或不变。从图中可知，在电角度π＜ωt＜ 4/3 π时，相对所产生的触电增值（阴影部分）总高于，只要鉴别出这个增值达到触电保安器的额定动作值，即可使触电保安器动作。又从图1－1可知，在电角度π＜ωt＜ 4/3 π区间，U_B大于零，而U_C、U_A都小于零。若设计一种门电路，当U_B、U_A都小于零时“控制门”打开，则此时反映的就是表现为瞬时值的U_B，其的增值也就是与之同相位的在B相电源上产生的触电电流。同理可知，在其他电角度区间同样可以以A相、B相控制C相，以C相、B相控制A相。又因为三相交流电源的频率为50HZ，其周期只有0.02秒，故这种门的巡控时间很短，足以满足触电保安器对时间的要求。根据上述时控与鉴幅的思想，设计出了本实用新型时控鉴幅触电保安器。附图2为本实用新型的方框原理图。如图所示它包括零序电流互感器1、信号控制网络2、继电器3、交流接触器4，直流稳压电源5等部分。零序电流互感器1被从配电变压器6的低压侧经交流接触器触点41到负载7的三相低压配电线路穿过，其次级线圈连接于信号控制网络2的输入端；继电器3连接于交流接触器4和信号控制网络2的之间；交流接触器4的触点41接于三相低压配电线路上；直流稳压电源5接于信号控制网络2和继电器3；交流接触器4的线圈接在220伏的交流电源上并受控于继电器3的触点。本实用新型的特征在于，上述的信号控制网络2由移相放大电路21、ABC三相时控鉴幅电路22、漏电超限选通电路23、触发电路24所构成。移相放大电路21的输入端接于零序电流互感器1的次级线圈上；ABC三相时控鉴幅电路22和漏电超限选通电路23并联连接于移相放大电路21和触发电路24的中间；ABC三相时控电路22的ABC三相时控鉴幅控制源来自于三相低压配电线路，通过端点a、b、c分别连接；零序电流互感器1的次级线圈一端接电路的中心点，另一端接移相放大电路21的输入端。移相放大电路21主要由RC移相环节和若干级放大环节组成，对来自电流互感器1次级线圈的电流信号进行放大并向后移相90°，使输出的交直流选加信号中的交流分量的相位与电流互感器1次级电流信号的相位基本一致；ABC三相时控鉴幅电路22，根据设计思想，分为A、B、C三部分，每部分由与门输出环节、放大环节、记忆比较输出环节组成。如在瞬时间，当该电路输入端a、b、c引入的A相和C相电源电压均小于零时，就能使其中检测B相配电线路的B相时控鉴幅电路部分的与门打开，使电路中起记忆比较作用的二个电容工作，检测B相线路是否有触电电流增值，当这种增值达到触发值时，即可使触发电路24工作。并具有反时限作用即触电瞬间的触电电流小于保安器的动作值，而后随着触电者的角质层被破坏、触电电流迅速增大其触电电流的增值达到触发值时，也同样可使触发电路工作。对于缓变的漏电电流的增值，记忆电容则无明显的反应，不会使触发电路24工作；漏电超限选通电路23由分压电阻和射极跟随器组成，当所测配电线路的漏电电流过大、导致移相放大电路21输出的脉动信号谷值过低时，射极跟随器即导通使触发电路24工作；触发电路24由输入导通环节、输出回复环节和输出保持环节所组成。当触发电路24工作，在推动继电器3动作的同时，该电路具有记忆功能，对于触电未摆脱者，能使继电器3再次动作，继电器3动作三次后，电路就保持“自锁”使触电保安器保持跳闸状态，直至配电线路的故障排除为止。