三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法及其檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法及其檢測裝置，該檢測裝置與中性線接線端子N及接地端子EP并聯(lián)連接，包括橋式整流塊、電容、穩(wěn)壓二極管、限流電阻、可變電阻以及定量顯示電路；定量顯示電路包括：顯示驅(qū)動器、電阻、電容、電源、電源開關(guān)及多個(gè)發(fā)光二極管；顯示驅(qū)動器包括多個(gè)控制腳和多個(gè)輸出端，多個(gè)控制腳分別連接電源低電平、電源高電平；多個(gè)輸出端與多個(gè)發(fā)光二極管連接。檢測方法包括從電源箱中的中性線接線端子N及接地端子EP線上取出系統(tǒng)偏移電壓；將偏移電壓隔離降壓及整流；根據(jù)輸入電壓大小來改變其輸出端的電平；以及根據(jù)顯示驅(qū)動器輸出端的電平高低，定量顯示現(xiàn)場系統(tǒng)的電壓偏移量，并發(fā)出告警信號。
【專利說明】三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法及其檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣檢測裝置及檢測方法，尤其是涉及一種三相低壓配電系統(tǒng)的檢測裝置及檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，安全的低壓供配電模式通常采用三相五線制(TN — S系統(tǒng))低壓配電系統(tǒng)。低壓配電系統(tǒng)的三相不對稱負(fù)載的供電電路中為了確保三相相電壓的均衡，一般需配用一根中性線。因?yàn)楫?dāng)三相不對稱負(fù)載電路中的負(fù)載分配不均勻時(shí)，如果沒有中性線，則三相電源的相電壓將會根據(jù)三相負(fù)載的大小自行進(jìn)行分配，從而使每相電路上的負(fù)載承受高低不一的電壓，從而造成負(fù)載設(shè)備過電壓或欠電壓運(yùn)行，最終縮短設(shè)備使用壽命，嚴(yán)重時(shí)則直接損壞線路上的使用設(shè)備。
[0003]同樣，由三相五線制低壓配電系統(tǒng)供電的現(xiàn)場各類配電盤，如果低壓配電盤到檢修電源箱的中性線因異常原因，如連接松動、遭盜割等而失效，那么檢修電源箱上的三相相電壓也會因三相負(fù)載的大小自行進(jìn)行分配，所帶設(shè)備將因承受不同的相電壓而縮短使用壽命；再則，在日修、定修、年修過程中大量使用各類移動電氣檢修設(shè)備，由于在接用檢修使用過程中對各類移動電氣檢修設(shè)備分配不加考慮，使得對于檢修電源箱負(fù)荷分配很不合理，造成中性線電位偏移很嚴(yán)重，時(shí)有發(fā)生燒損檢修電源箱中接地線支線的現(xiàn)象。這樣，使用用電設(shè)備時(shí)由于無接地線保護(hù)會影響人身安全。
[0004]當(dāng)前，對于三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位的檢測，往往是在現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生故障損壞或現(xiàn)場檢修人員在作業(yè)中感知中性線帶電的情況下，再運(yùn)用電氣檢測儀表對系統(tǒng)中性線電壓進(jìn)行測量，并依據(jù)測量結(jié)果對現(xiàn)場低壓配電設(shè)備進(jìn)行故障排除。采用該類處理方法，往往是在現(xiàn)場設(shè)備故障發(fā)生后進(jìn)行，無法提前預(yù)知系統(tǒng)異常的發(fā)生，易造成設(shè)備異常故障的擴(kuò)大化，導(dǎo)致重大電氣設(shè)備事故和人身安全事故的發(fā)生。
[0005]針對三相供電系統(tǒng)特征和中性線失效后特點(diǎn)，即中性線失效會造成相電壓的不均衡、中性線電位發(fā)生漂移，對地產(chǎn)生電壓差。為了能及時(shí)掌握中性線失效后以采取有效措施，避免負(fù)載設(shè)備因過電壓或欠電壓運(yùn)行而損壞及觸電事故的發(fā)生，有必要根據(jù)這種現(xiàn)象的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出一種對中性線電位升高后，其對地偏移電壓能及時(shí)檢測顯示的電路，從而據(jù)此可以查找中性電位升高的原因或適時(shí)調(diào)整用電設(shè)備的負(fù)荷。
[0006]綜上所述，采用三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法及裝置實(shí)時(shí)對現(xiàn)場三相低壓配電盤(檢修電源箱)與上級低壓電源分配盤的中性線出現(xiàn)斷線、連接端子銹蝕等致使中性線失效和下級三相負(fù)荷不均勻的現(xiàn)象進(jìn)行在線檢測和預(yù)警十分重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法及其檢測裝置，能對三相低壓配電系統(tǒng)三相負(fù)荷運(yùn)行平衡情況進(jìn)行監(jiān)控以提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常情況，實(shí)現(xiàn)對三相低壓配電系統(tǒng)中性線電壓的實(shí)時(shí)定量顯示，為現(xiàn)場作業(yè)人員提供安全保障并能及時(shí)掌握三相低壓配電系統(tǒng)中性線失效以采取有效措施，避免負(fù)載設(shè)備因過電壓或欠電壓運(yùn)行而損壞及觸電事故的發(fā)生；以及在三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位升高后，能及時(shí)顯示偏移電壓，從而據(jù)此可以查找中性電位升高的原因或適時(shí)調(diào)整用電設(shè)備的負(fù)荷。
[0008]根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置，與中性線接線端子N及接地端子EP并聯(lián)連接，其特征在于，所述中性線電位在線檢測裝置包括:橋式整流塊、電容、穩(wěn)壓二極管、限流電阻、可變電阻以及定量顯示電路；
[0009]所述定量顯示電路包括:顯示驅(qū)動器、電阻、電容、電源、電源開關(guān)及多個(gè)發(fā)光二極管(LED)；
[0010]其中，所述顯示驅(qū)動器包括多個(gè)控制腳和多個(gè)輸出端，多個(gè)控制腳分別連接電源低電平、電源高電平；多個(gè)輸出端與多個(gè)發(fā)光二極管連接。
[0011]所述多個(gè)控制腳包含第2號至第9號控制腳，其中第2、4、8號腳接電源低電平；其中第3、9號腳接電源高電平；其中第6、7號腳通過電阻接電源低電平；以及其中第5號控制腳與限流電阻、可變電阻串聯(lián)。
[0012]所述多個(gè)發(fā)光二極管為10個(gè)發(fā)光二極管，所述多個(gè)輸出端為10個(gè)輸出端，所述10個(gè)發(fā)光二極管分別接到顯示驅(qū)動器的所述10個(gè)輸出端。
[0013]根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法，由上述的在線檢測裝置實(shí)施，包括:
[0014]從電源箱中的中性線接線端子N及接地端子EP線上取出系統(tǒng)偏移電壓；
[0015]將偏移電壓隔離降壓及整流；
[0016]由顯示驅(qū)動器根據(jù)輸入電壓大小來改變其輸出端的電平；
[0017]根據(jù)顯示驅(qū)動器輸出端的電平高低，定量顯示現(xiàn)場系統(tǒng)的電壓偏移量，并發(fā)出告警信號。
[0018]所述偏移電壓隔離降壓及整流是通過橋式整流塊獲得一組直流電壓信號。
[0019]所述由顯示驅(qū)動器根據(jù)輸入電壓大小來改變其輸出端的電平包括通過電阻對濾波、穩(wěn)壓后的電壓信號采樣和限流；將采樣和限流后的濾波、穩(wěn)壓后的電壓信號送至顯示驅(qū)動器；以及由顯示驅(qū)動器判斷輸入信號大小，依據(jù)判斷結(jié)果改變其輸出端高、低電平。
[0020]其中定量顯示現(xiàn)場系統(tǒng)的電壓偏移量，并發(fā)出告警信號是通過點(diǎn)亮發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:在現(xiàn)場三相低壓配電盤(檢修電源箱)與上級低壓電源分配盤的中性線出現(xiàn)斷線、連接端子銹蝕等致使中性線失效和下級三相負(fù)荷很不均勻的現(xiàn)象，造成檢修電源盤箱內(nèi)及負(fù)載中性線產(chǎn)生對地電壓，當(dāng)中性線產(chǎn)生對地電壓時(shí)，本發(fā)明能及時(shí)有效的進(jìn)行檢測、定量顯示，實(shí)現(xiàn)對三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位的在線檢測，提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常情況，據(jù)此可以查找中性電位升高的原因或適時(shí)調(diào)整用電設(shè)備的負(fù)荷。同時(shí)，能及時(shí)掌握三相低壓配電系統(tǒng)中性線失效以采取有效措施，避免負(fù)載設(shè)備因過電壓或欠電壓運(yùn)行而損壞及觸電事故的發(fā)生，為現(xiàn)場作業(yè)人員提供安全保障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是現(xiàn)場三相低壓配電盤電路圖；
[0023]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置的電路圖；
[0024]圖3是本發(fā)明的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法的基本方框圖:
[0025]圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法的流程圖；
[0026]圖5是中性線電位升高的矢量圖；
[0027]圖6是偏移電位與LED的對應(yīng)關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實(shí)施方式所體現(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術(shù)術(shù)語可以基于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標(biāo)記表示。
[0029]如圖2所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置，與圖1中的配電盤電路中的中性線接線端子N的引出端I及接地端子EP的引出端2并聯(lián)連接，所述中性線電位在線檢測裝置包括:橋式整流塊ZLQ、電容Cl、穩(wěn)壓二極管WD、限流電阻R1、可變電阻R2、定量顯示電路10。
[0030]橋式整流塊ZLQ用于將偏移電壓的隔離降壓及整流，把交流電壓轉(zhuǎn)為直流電壓，并通過電容Cl及穩(wěn)壓二極管WD加以穩(wěn)定直流電壓信號，并且為了防止輸出過大的電流，通過限流電阻Rl進(jìn)行限流。
[0031]定量顯示電路10包括:顯示驅(qū)動器LM3914、電阻R4、電容C2、電源E、開關(guān)K及多個(gè)例如10個(gè)發(fā)光二極管LEDl至LEDlO。
[0032]顯示驅(qū)動器LM3914包括多個(gè)例如8個(gè)控制腳和多例如10個(gè)輸出端；多個(gè)控制腳分別連接電源低電平、電源高電平；多個(gè)輸出端與多個(gè)LED連接；在本實(shí)施例中，顯示驅(qū)動器LM3914的第2、4、8號腳接電源低電平;第3、9號腳接電源高電平；第6、7號腳通過電阻R4接電源低電平；第5號控制腳與限流電阻R3、可變電阻R2串聯(lián)，運(yùn)用限流電阻R3將可變電阻R2上的電壓引入5號控制腳。LED1-LED10分別接到顯示驅(qū)動器的10個(gè)輸出端(1、18-10)。當(dāng)取樣電阻即可變電阻R2上產(chǎn)生電壓時(shí)，顯示驅(qū)動器LM3914就會根據(jù)控制端的電壓大小改變輸出端上高、低電平，以點(diǎn)亮不同的發(fā)光二極管，從而定量顯示偏移電壓。
[0033]綜上所述，本發(fā)明的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置是在原有的低壓配電盤電源中增設(shè)了中性線偏移電壓的取用；偏移電壓的隔離降壓及整流；由顯示驅(qū)動器根據(jù)輸入電壓的大小來改變其輸出端的電平；根據(jù)顯示驅(qū)動器輸出端的電平高低點(diǎn)亮發(fā)光二極管。
[0034]根據(jù)本發(fā)明三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法，由上述的在線檢測裝置實(shí)施,包括現(xiàn)場三相低壓配電盤(檢修電源箱)中的中性線接線端N和接地端EP之間的中性線(見圖1)偏移電壓的取出及隔離；偏移電壓的隔離降壓及整流；由顯示驅(qū)動器根據(jù)輸入電壓的大小來改變其輸出端的電平；根據(jù)顯示驅(qū)動器輸出端的電平高低點(diǎn)亮發(fā)光二極管的四步驟完成。
[0035]在本實(shí)施例中，如圖4所示包括以下步驟:
[0036]從電源箱中的中性線接線端子N及接地端子EP線上取出系統(tǒng)偏移電壓Up ；
[0037]將偏移電壓Up隔尚降壓及整流；
[0038]由顯示驅(qū)動器LM3914根據(jù)輸入電壓大小來改變其輸出端的電平；
[0039]根據(jù)顯示驅(qū)動器輸出端的電平高低，定量顯示現(xiàn)場系統(tǒng)的電壓偏移量，并發(fā)出告警信號。
[0040]所述偏移電壓隔離降壓及整流是通過橋式整流塊ZLQ獲得一組直流電壓信號例如 0-10V。
[0041]所述由顯示驅(qū)動器LM3914根據(jù)輸入電壓大小來改變其輸出端的電平包括直流電壓信號通過電容Cl濾波、通過穩(wěn)壓二極管WD穩(wěn)壓，通過限流電阻R3、可變電阻R2對濾波、穩(wěn)壓后的電壓信號采樣和限流；將采樣和限流后的濾波、穩(wěn)壓后的電壓信號送至顯示驅(qū)動器LM3914 ;以及由顯示驅(qū)動器LM3914判斷輸入信號大小，依據(jù)判斷結(jié)果改變其輸出端高、低電平。其中定量顯示現(xiàn)場系統(tǒng)的電壓偏移量，并發(fā)出告警信號是通過點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED實(shí)現(xiàn)。
[0042]現(xiàn)結(jié)合應(yīng)用實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法及裝置。
[0043]在現(xiàn)場三相低壓配電盤(檢修電源箱)電路(圖1)中的中性線接線端子“N”、接地端子“PE”上用導(dǎo)線接到顯示驅(qū)動電路上，即把圖1中的“1、2”端子分別接到圖2的“3、4”。
[0044]當(dāng)現(xiàn)場低壓三相負(fù)荷分布不均衡，或三相低壓配電系統(tǒng)中性線因異常原因(如連接松動、遭盜割等)而失效時(shí)，裝置采集失效后的輸入輸出信號見圖4，在圖5中NN '為交流電，通過隔離降壓及經(jīng)整流后的直流電壓信號給顯示驅(qū)動電路。本發(fā)明中NN'電壓經(jīng)降壓及整流后的對應(yīng)關(guān)系可以調(diào)整為AC100V/DC10V。
[0045]顯示驅(qū)動器采用LM3914點(diǎn)/條顯示模塊，如圖2所示。這種電路工作電壓為3-20V。5號腳為信號輸入端。當(dāng)輸入信號由小增大時(shí)，其10個(gè)輸出端(1、1810)依次變?yōu)榈碗娖?，使接在這些端的發(fā)光二極管依次發(fā)光。LM3914的9腳為點(diǎn)/線顯示控制端，當(dāng)9號腳懸空時(shí)，為點(diǎn)顯示；當(dāng)9腳接高電平時(shí)，為線顯示，即當(dāng)輸入電壓近1V時(shí)，不僅與該輸入電壓對應(yīng)的輸出端為低電平，而且比該輸入電壓低的所有對應(yīng)的輸出端均為低電平。
[0046]應(yīng)用以上電路，選擇好相應(yīng)的元?dú)饧?，可安裝于各類三相低壓配電盤及現(xiàn)場檢修電源箱中，經(jīng)過調(diào)整圖2中采樣電阻R2與輸入量、輸出量的對應(yīng)關(guān)系，就能在實(shí)現(xiàn)三相中性線電位偏移量的在線定量顯示，及時(shí)發(fā)現(xiàn)檢修電源箱內(nèi)中性線電位偏移的現(xiàn)象。中性線電位偏移量跟發(fā)光二極管(LED1-LED10)的對應(yīng)關(guān)系見圖6所示。
[0047]綜上所述，采用本發(fā)明的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置及檢測方法，能實(shí)時(shí)對現(xiàn)場三相低壓配電盤(檢修電源箱)與上級低壓電源分配盤的中性線出現(xiàn)斷線、連接端子銹蝕等致使中性線失效和下級三相負(fù)荷不均勻的現(xiàn)象進(jìn)行在線檢測和預(yù)警；當(dāng)中性線產(chǎn)生對地電壓時(shí)，能及時(shí)有效的對系統(tǒng)偏移電壓進(jìn)行檢測后的定量顯示，實(shí)現(xiàn)對三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位的在線檢測，提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常情況，現(xiàn)場維護(hù)人員、施工人員能及時(shí)預(yù)知三相低壓供電系統(tǒng)的異常，并由此可以查找中性電位升高的原因或適時(shí)調(diào)整用電設(shè)備的負(fù)荷。同時(shí)，能及時(shí)掌握三相低壓配電系統(tǒng)中性線失效后以采取有效措施，避免負(fù)載設(shè)備因過電壓或欠電壓運(yùn)行而損壞及觸電事故的發(fā)生，為現(xiàn)場作業(yè)人員提供安全保障。
[0048]應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置，與中性線接線端子N及接地端子EP并聯(lián)連接，其特征在于，所述中性線電位在線檢測裝置包括:橋式整流塊、電容、穩(wěn)壓二極管、限流電阻、可變電阻以及定量顯示電路； 所述定量顯示電路包括:顯示驅(qū)動器、電阻、電容、電源、電源開關(guān)及多個(gè)發(fā)光二極管； 其中，所述顯示驅(qū)動器包括多個(gè)控制腳和多個(gè)輸出端，多個(gè)控制腳分別連接電源低電平、電源高電平；多個(gè)輸出端與多個(gè)發(fā)光二極管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置，其特征在于，所述多個(gè)控制腳包含第2號至第9號控制腳，其中第2、4、8號腳接電源低電平；其中第3、9號腳接電源高電平；其中第6、7號腳通過電阻接電源低電平；以及其中第5號控制腳與限流電阻、可變電阻串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置，其特征在于，所述多個(gè)發(fā)光二極管為10個(gè)發(fā)光二極管，所述多個(gè)輸出端為10個(gè)輸出端，所述10個(gè)發(fā)光二極管分別接到顯示驅(qū)動器的所述10個(gè)輸出端。
4.一種三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法，其特征在于，由權(quán)利要求1至3至任一項(xiàng)所述的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測裝置實(shí)施，包括: 從電源箱中的中性線接線端子N及接地端子EP線上取出系統(tǒng)偏移電壓； 將偏移電壓隔離降壓及整流； 由顯示驅(qū)動器根據(jù)輸入電壓大小來改變其輸出端的電平； 根據(jù)顯示驅(qū)動器輸出端的電平高低，定量顯示現(xiàn)場系統(tǒng)的電壓偏移量，并發(fā)出告警信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法，其特征在于，所述偏移電壓隔離降壓及整流是通過橋式整流塊獲得一組直流電壓信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法，其特征在于，所述由顯示驅(qū)動器根據(jù)輸入電壓大小來改變其輸出端的電平包括通過電阻對濾波、穩(wěn)壓后的電壓信號采樣和限流；將采樣和限流后的濾波、穩(wěn)壓后的電壓信號送至顯示驅(qū)動器；以及由顯示驅(qū)動器判斷輸入信號大小，依據(jù)判斷結(jié)果改變其輸出端高、低電平。
7.根據(jù)權(quán)利要求4之6之任一項(xiàng)所述的三相低壓配電系統(tǒng)中性線電位在線檢測方法，其特征在于，其中定量顯示現(xiàn)場系統(tǒng)的電壓偏移量，并發(fā)出告警信號是通過點(diǎn)亮發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號】G01R19/22GK104515897SQ201310446084
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】張斌, 江浩杰 申請人:寶鋼不銹鋼有限公司