[其他]含有零序电流检测电路的固态跳闸装置

说明书

本发明涉及一种用来保护交流供电系统的多极断路器的固态跳闸装置，它包括：

一个每极电流传感器，它产生一个与流过供电系统联络线路电流成比例的信号，该系统是由断路器保护的。

一个检测和整流电路，上述信号施加于该电路，一方面它代表流过被保护线路的电流，另一方面如果发生绝缘故障则提供一个零序信号。

一个电子处理单元，来自检测和整流电路的输出信号施加于该单元，当代表流过线路的电流信号或零序信号超过预置定值时，该单元执行延时的和/或瞬时的跳闸操作并传送带有或不带有时间延迟的断路器跳闸命令。

在现有技术中的固态跳闸装置，一个电流互感器连接到被保护的供电系统的每一线路上，所传递的信号被送到全波整流桥，整流后的信号由电子处理单元用以实现长延时，短延时和/或瞬时跳闸装置功能。一个接地故障，一般来说，或者由一个附加的，总加求和的电流互感器来检测，它的初级线圈由被保护的供电系统的一组线路构成，它的次级线圈当流过初级线圈的电流和不为零时提供一个接地故障信号;或者利用测量电阻的方式测得，该电阻连接在与各条线路相连的各电流互感器的每个次级线圈的公共端上。

本发明的目的是获得一个固态跳闸装置，它包括一个新的、特别简单的检测接地故障的装置。

根据本发明，固态跳闸装置的特点在于检测和整流电路包括：第一整流电路，产生一个第一信号，代表来自这组电流传感器的输出信号的正半波之和;第二整流电路，产生一个第二信号，其绝对值代表来自这组电流传感器的输出信号负半波之和;以及，产生第一和第二总和信号之差的电路，从而产生上述零序信号。

根据较佳实施例，检测和整流电路包括一组与每个电流传感器连接的二极管，每组包括串联联接的第一和第二二极管并且其公共端连接到与相关连的电流传感器的第一输出端，第三和第四二极管被串联连接并且其公共端连到与相关连的电流传感器的第二输出端上，第二和第四二极管阳极相连并且它们的公共端连接到构成检测和整流电路负输出电位的第一导线上，不同组的第一二极管的阴极被连到第二导线上，不同组的第三二极管的阴极被连到与第二导线不同的第三导线上，该检测和整流电路还包括产生流过第二和第三导线分别构成上述第一和第二求和后的信号的电流差的电路，从而产生上述零序信号。

通过在每组的第二和第四二极管阳极的公共端和第一导线之间插入一个测量电阻，可以获得每相以及中性线的独立全波整流。这样，该测量电阻的端电压就代表了相或中性线的电流。

其它优点及特征将通过下述对本发明的说明性的实施例变得更显而易见，在此仅给出一个非限制性例子，并在附图中显示，其中：

图1是一个固态跳闸装置的框图。

图2是根据图1的跳闸装置的检测和整流电路的较佳实施例。

图3和4表示运用本发明的原理在三相无中性线断路器中获得的波形图。

在图1中，断路器10保护三相加中性线的R。S。T、N交流电流供电系统，它由操作机构12操纵，该操作机构由极化继电器14控制，从而在过载，短路或接地故障发生时使断路器跳闸。

流过每条线路的电流强度由电流互感器16R、16S、16T或16N测量。电流互感器的次级线圈（同一方向）都连到检测和整流电路，它提供表示相、地以及接地故障电流的信号并在具有动力系统跳闸装置下提供电压给跳闸装置的电子处理系统单元20。在现有技术方式下，当预置定值被超过时，电子处理单元20执行长延迟、短延迟或瞬时跳闸功能，发出断路器跳闸命令，这样产生的跳闸命令提供给极化继电器14来操纵断路器。

本技术领域这种处理单元是人所共知的，例如美国专利4，571，659的模拟型以及美国专利申请4，710，845的基于微处理机的数字型。

电子处理单元20还根据电路18提供给它的零序电流测量信号，实现对供电系统接地故障的保护。如果在供电系统中不存在绝缘故障，零序电流为零，在供电系统的有源导线R.S.T.N和地或大地之间有绝缘故障产生时会导致剩余或零序电流由电路18检测出。当测量信号超过预置定值时，该电子处理单元20利用这个零序测量信号以技术上熟悉的方式使断路器瞬时或延时跳闸。

图2更加细致地表示图1的固态跳闸装置的检测和整流电路的具体实施例，来实现本发明的构思。

对于四极跳闸装置，电路18包括四组二极管，分别与电流互感器16R，16S，16T和16N的次级线圈相连。