中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，包括單片機(jī)、檢測(cè)電路和斷路器，檢測(cè)電路設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)、包括3個(gè)電壓互感器和4個(gè)多繞組電流互感器，3個(gè)電壓互感器分別檢測(cè)電源側(cè)的相電壓、4個(gè)電流互感器分別檢測(cè)電源測(cè)的相電流和中線性電流，上述3個(gè)電壓互感器和4個(gè)電流互感器的信號(hào)輸出端分別與單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接；所述斷路器是三相四線斷路器、連接設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)的供電線路上，該斷路器的信號(hào)輸入端與單片機(jī)的信號(hào)輸出端連接。當(dāng)中性線斷線后，本實(shí)用新型自動(dòng)切斷供電電源，避免由于中性線斷線造成三相負(fù)載供電電壓不平衡而超過(guò)額定電壓而燒毀負(fù)載，確保用電安全，為供電安全提供可靠保證。
【專利說(shuō)明】中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利涉及供電與電工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種三相四線制供電系統(tǒng)中、中性線斷線后在電源側(cè)切斷電源的自動(dòng)保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]中性線斷線后導(dǎo)致中性線電位偏移以及負(fù)荷側(cè)單相回路過(guò)電壓或欠電壓，嚴(yán)重時(shí)可能危及用電器具和人身安全。
[0003]目前在供電系統(tǒng)中性線斷線故障的保護(hù)主要采取中性線斷線后切斷負(fù)載，保護(hù)裝置安裝在負(fù)載側(cè)，沒(méi)有在電源側(cè)進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)，系統(tǒng)仍在繼續(xù)供電，存在安全隱患，嚴(yán)重時(shí)可能危及人身安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型在于:提供一種中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，能夠在中性線斷線故障時(shí)，發(fā)出故障控制信號(hào)、切斷供電電源，從而實(shí)現(xiàn)在電源側(cè)進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)。
[0005]本實(shí)用新型的目的由下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，包括單片機(jī)、檢測(cè)電路和斷路器，所述檢測(cè)電路設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)、包括3個(gè)電壓互感器和4個(gè)多繞組電流互感器，3個(gè)電壓互感器分別檢測(cè)電源側(cè)的相電壓、4個(gè)多繞組電流互感器分別檢測(cè)電源測(cè)的相電流和中線性電流，上述3個(gè)電壓互感器和4個(gè)多繞組電流互感器的信號(hào)輸出端分別與單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接；所述斷路器是三相四線斷路器、連接設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)的供電線路上，該斷路器的信號(hào)輸入端與單片機(jī)的信號(hào)輸出端連接。
[0007]所述檢測(cè)電路與單片機(jī)之間設(shè)置有濾波整形電路，具體的:3個(gè)電壓互感器的信號(hào)輸出端各連接有I個(gè)濾波整形電路、3個(gè)濾波整形電路輸出電源側(cè)相電壓的方波至單片機(jī)的3個(gè)信號(hào)輸入端口 ；4個(gè)多繞組電流互感器的信號(hào)輸出端各連接有I個(gè)濾波整形電路、4個(gè)濾波整形電路輸出電源側(cè)相電流的方波至單片機(jī)的4個(gè)信號(hào)輸入端口。
[0008]所述濾波整形電路是雙向鑒頻電路。
[0009]所述每個(gè)多繞組電流互感器和濾波整形電路之間設(shè)置有多檔位開(kāi)關(guān)。
[0010]所述中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置還包括報(bào)警裝置，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端與單片機(jī)的信號(hào)輸出端相連。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0012]本實(shí)用新型的中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)中，當(dāng)中性線斷線后、自動(dòng)切斷供電電源，避免由于中性線斷線造成三相負(fù)載供電電壓不平衡而超過(guò)額定電壓而燒毀負(fù)載，確保用電安全，為供電提供安全可靠的保證。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置的原理示意圖
[0014]圖2為中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置安裝位置示意圖
[0015]圖中標(biāo)號(hào)表示=TVl-A相電壓互感器、TV2-B相電壓互感器、TV3-C相電壓互感器、TAl-A相電流互感器、TA2-B相電流互感器、TA3-C相電流互感器、TA4-中性線互感器、K-故障點(diǎn)，A-A相電源、B-B相電源、C-C相電源，Z-負(fù)載。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1、2所示，本實(shí)用新型是一種中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，該中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置安裝在電源測(cè)，如中性線出現(xiàn)斷線、則電源側(cè)中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作切斷電源，避免由于中性線斷線造成三相負(fù)載供電電壓不平衡而超過(guò)額定電壓而燒毀負(fù)載。
[0017]本實(shí)用新型利用電壓、可變比電流互感器對(duì)電源側(cè)的相電壓、相電流及中性線電流進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)雙向過(guò)零鑒相法濾波整形后、分別輸入單片機(jī)檢測(cè)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置包括單片機(jī)、檢測(cè)電路和斷路器。本實(shí)用新型通過(guò)檢測(cè)電路檢測(cè)中性線中電流、電壓相位的變化，在斷線前和斷線后相位發(fā)生的變化，通過(guò)單片機(jī)計(jì)算中性線斷線前后的相位差來(lái)判斷中性線是否斷線，再使用斷路器切斷電源側(cè)的供電線路，自動(dòng)保護(hù)三相四線制供電系統(tǒng)。具體的:
[0018]檢測(cè)電路設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)、包括3個(gè)電壓互感器和4個(gè)多繞組電流互感器，具體的:3個(gè)電壓互感器是A相電壓互感器TV1、B相電壓互感器TV2和C相電壓互感器TV3，分別檢測(cè)電源側(cè)A相電源、B相電源和C相電源的相電壓；4個(gè)多繞組電流互感器是A相電流互感器TA1、B相電流互感器TA2、C相電流互感器TA3和中性線互感器TA4,分別檢測(cè)電源測(cè)的A相電源、B相電源與C相電源的相電流和中線性電流。上述3個(gè)電壓互感器TV1、TV2與TV3和4個(gè)多繞組電流互感器TA1、TA2、TA3與TA4的信號(hào)輸出端分別與單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接。本【具體實(shí)施方式】中，還設(shè)置有一只電位器、用于設(shè)定三相不平衡負(fù)載系數(shù)(中性線電流)。
[0019]本【具體實(shí)施方式】中，檢測(cè)電路與單片機(jī)之間還設(shè)置有濾波整形電路，該濾波整形電路是雙向鑒頻電路。具體的:3個(gè)電壓互感器TV1、TV2與TV3的信號(hào)輸出端各連接有I個(gè)濾波整形電路、這3個(gè)濾波整形電路輸出電源側(cè)相電壓的方波至單片機(jī)的3個(gè)信號(hào)輸入端口。4個(gè)多繞組電流互感器TA1、TA2、TA3與TA4的信號(hào)輸出端各連接有I個(gè)濾波整形電路、這4個(gè)濾波整形電路輸出電源側(cè)相電流的方波至單片機(jī)的4個(gè)信號(hào)輸入端口。上述7個(gè)濾波整形電路分別對(duì)上述電源側(cè)的A相電源、B相電源和C相電源的相電壓，A相電源、B相電源與C相電源的相電流和中線性電流，采用雙向過(guò)零鑒相法濾波整形、得到各自的電壓方波和電流方波，再將該電壓方波和電流方波信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)。
[0020]另外，在上述多繞組電流互感器TA1、TA2、TA3和TA4與各自的濾波整形電路之間設(shè)置有多檔位旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。該多檔位旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)可以根據(jù)電流大小、同步調(diào)節(jié)上述所有多繞組電流互感器TA1、TA2、TA3與TA4的變流比。
[0021]本【具體實(shí)施方式】中的相位檢測(cè)，主要由上述3個(gè)電壓互感器TVl、TV2與TV3和4個(gè)多繞組電流互感器TA1、TA2、TA3與TA4對(duì)電源側(cè)電壓和電流的檢測(cè)，通過(guò)整形濾波、雙向過(guò)零鑒相電路，得到相應(yīng)的矩形方波信號(hào)。
[0022]單片機(jī)通過(guò)上述的電壓方波和電流方波，完成斷線前后各相相位差的計(jì)算，然后根據(jù)各相位差變化來(lái)判斷中性線是否斷線，而輸出保護(hù)控制信號(hào)。具體的，單片機(jī)計(jì)算出中性線斷線前后電壓和電流的相位差變化，并結(jié)合中性線電流的變化，判斷分析中性線是否斷線。如果中性線斷線，單片機(jī)的信號(hào)輸出端向斷路器發(fā)出故障控制信號(hào)，通過(guò)斷路器切斷電源側(cè)的供電電源，從而實(shí)現(xiàn)在電源側(cè)進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)。
[0023]本【具體實(shí)施方式】中，單片機(jī)對(duì)中性線斷線進(jìn)行判斷，是根據(jù)三相不平衡負(fù)載公式，當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，如果中性線斷線，則造成中性點(diǎn)的偏移，從而使三相電流與電壓之間相位差發(fā)生變化，同時(shí)電源側(cè)中性線中不存在電流，于是，根據(jù)電源側(cè)電流電壓相位差的變化，同時(shí)結(jié)合中性線中電流的變化來(lái)判斷負(fù)載側(cè)中性線是否斷線，如果有斷線系統(tǒng)自動(dòng)切斷電源，同時(shí)發(fā)出報(bào)警。利用單片機(jī)外部輸入中斷分別采集電壓電流信號(hào)維持的時(shí)間長(zhǎng)短，計(jì)算出中性線斷線前后的相位差，同時(shí)檢測(cè)中性線中電流的大小及有無(wú)來(lái)判定中性線是否斷線，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)功能。
[0024]斷路器是三相四線斷路器、連接設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)的供電線路上，該斷路器的信號(hào)輸入端與單片機(jī)的信號(hào)輸出端連接。本【具體實(shí)施方式】中，單片機(jī)的信號(hào)輸出端與斷路器的信號(hào)輸入端之間還設(shè)置有放大器，由單片機(jī)發(fā)出的三相四線斷路器的脫扣信號(hào)經(jīng)該放大器放大后，使得三相四線斷路器內(nèi)的繼電器驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘。
[0025]中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置還包括報(bào)警裝置，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端與單片機(jī)的信號(hào)輸出端相連。
【權(quán)利要求】
1.中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:包括單片機(jī)、檢測(cè)電路和斷路器，所述檢測(cè)電路設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)、包括3個(gè)電壓互感器和4個(gè)多繞組電流互感器，3個(gè)電壓互感器分別檢測(cè)電源側(cè)的相電壓、4個(gè)多繞組電流互感器分別檢測(cè)電源測(cè)的相電流和中線性電流，上述3個(gè)電壓互感器和4個(gè)多繞組電流互感器的信號(hào)輸出端分別與單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接；所述斷路器是三相四線斷路器、連接設(shè)置在三相四線制供電系統(tǒng)的電源側(cè)的供電線路上，該斷路器的信號(hào)輸入端與單片機(jī)的信號(hào)輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)電路與單片機(jī)之間設(shè)置有濾波整形電路，具體的:3個(gè)電壓互感器的信號(hào)輸出端各連接有I個(gè)濾波整形電路、3個(gè)濾波整形電路輸出電源側(cè)相電壓的方波至單片機(jī)的3個(gè)信號(hào)輸入端口 ；4個(gè)多繞組電流互感器的信號(hào)輸出端各連接有I個(gè)濾波整形電路、4個(gè)濾波整形電路輸出電源側(cè)相電流的方波至單片機(jī)的4個(gè)信號(hào)輸入端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述濾波整形電路是雙向鑒頻電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述每個(gè)多繞組電流互感器和濾波整形電路之間設(shè)置有多檔位開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述中性線斷線自動(dòng)保護(hù)裝置還包括報(bào)警裝置，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端與單片機(jī)的信號(hào)輸出端相連。
【文檔編號(hào)】H02H3/38GK203983950SQ201420367570
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】羅光偉, 本柏忠, 秦敏, 黎智, 葉小川, 李智勇, 羅華富 申請(qǐng)人:四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院