[实用新型]谐振式触电保安器

说明书

本实用新型属于触电的紧急保护装置技术领域。

为防止触电死亡事故的发生，目前在农用配电变压器上普遍安装了漏电保护器。当变压器次级侧发生单相对地触电时，漏电保护器动作，电源开关跳闸，以保护人身安全。漏电保护器多为复杂的电子电路组成，使用中维修很困难，误动作和拒动作的因素多，一旦失灵照样造成触电死亡事故，误动作将给电工带来很多麻烦，且影响生产。

本实用新型的目的是设计一种结构简单、维修方便、安全可靠的触电保安器。

本实用新型包括在机壳内安装的一只交流电容器、一只电感线圈、一只电阻器、一只电流继电器；在机壳的面板上装有一个零线接线柱、一个接地接线柱、两个跳闸回路接线柱。电感线圈和继电器线圈串联后与交流电容器及调谐电阻并联，一端接中性线端子，另一端接接地端子。电感和电容的容量应满足感抗等于容抗的并联谐振条件，电流继电器的常开接点与两个跳闸回路接线柱连接。

使用时，将本实用新型装在配电盘上，代替传统的漏电保护器。将变压器次级中性线与本实用新型的中性线接线柱连接，接地接线柱应可靠接地，电源开关的跳闸回路与两个跳闸接线柱连接。

在正常运行时，变压器的中性点对地电阻小于30欧姆为有效接地运行方式。当发生单相对地触电时，本实用新型不但能迅速的使电源开关跳闸，而且将人体的触电电流限制在很小（30毫安）的范围内，确保人身安全；当变压器出现缺相运行时，也能及时的断开电源，保证变压器和电动机不被烧坏。本实用新型结构简单，一般的农村电工就可修理，而成本较低。

本实用新型的具体结构和工作原理结合实施例加以说明。

附图示出了本实用新型的实施例，其中：

图1是实施例的结构示意图；

图2是当发生人体对地触电时的等效电路图。

在实施例中，在机壳（1）内安装一只交流电容器C、一只电感线圈L、一只继电器J。一只7K的电阻R_F，在机壳（1）的面板上装有一个中性线接线端子（2），地线接线端子（3），跳闸回路接线端子（4）、（5）。电感线圈L和电流继电器J串联后与电容C，调谐电阻R_F并联，并联后一端接中性线端子（2），另一端接接线端子（3）；继电器（J）的常开接点（J₁）接跳闸回路接线端子（4）、（5）。

正常运行时，由于变压器次级侧三相对地绝缘平衡，变压器中性点的对地电阻R等于调谐电阻R_F（7000Ω）与电感线圈内阻Y0（20Ω）的并联值。

即：R＝ (R_F×r)/(R_F+ r) ＝ (7000×20)/(7000＋20) ＝19.94（欧）

小于30欧姆，所以为有效接地方式，此时，变压器的中性点电位等于地电位。

当发生单相对地触电时，触电电流的流通路径是：触电相火线、人体、大地、触电保安器、变压器中性点构成闭合回路，此时，变压器的中性点对地电压不再为零，它等于人体接地电流与中性点对地电阻的乘积；在此电压作用下，触电保安器的L·C并联回路将发生并联电流谐振，当谐振电流达到电流继电器的整定值时，继电器动作，常开接点闭合，电源开关跳闸回路接通，开关跳闸，从而保证触电者的人身安全。

图2中：R_S为人体等效电阻，一般为1000欧姆，R_F为触保器调谐电阻R_F＝7000欧，变压器次级相电压U_φ＝220伏，电感线圈与继电器的等效内阻r₀＝20欧姆，电感量L＝5.07亨、电抗X_L＝ω·L＝314×5.07＝1592（欧），电容的容量C＝2×10^－6法。

容抗X_C＝ 1/(ω·C) ＝ (10⁶)/(314 ×2) ＝1592（欧）

所以满足X_L＝X_C并联电流谐振的条件。在电感线圈与继电器串联电路中。Y_O与X_L实际作用是串联性质，为分析方便，设Y₀′与X_L并联代替Y_O，则由《电工学》电导、电阻、电抗的一般关系式：（其中g－电感线圈的导纳）