一種帶斷零缺相保護功能的斷路器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種斷路器，具體涉及一種帶斷零缺相保護功能的斷路器。
【背景技術】
[0002]在低壓三相多線制(TN-C三相四線A、B、C、PEN，TN-S (TN-C-S)三相五線A、B、C、N、PE)配電系統(tǒng)中，A、B、C為相(火)線，N線為工作零線(中性線)，地保護制中，“零地”線分開。無論是TN-C還是TN-S接線制中，PE線在任何情況下都是絕不允許斷開的。而N線則是有條件可以斷開的，即N線必須和A、B、C相線都斷開(嚴格意義上說N線必須在A、B、C相線斷開后才能斷開)，否則將導致人和設備的不幸事件發(fā)生，因此，允許N線斷開顯然只能在TN-S接線中才可以。但在運行中N線不能斷開，如發(fā)生N線斷開即產(chǎn)生“斷零”故障。
[0003]N線斷開的原因為:
[0004]1、三相負載嚴重不平衡，N線電流過大，日積月累N線燒斷；
[0005]2、若N線帶觸頭，觸頭接觸不良甚至斷開(不接觸)；
[0006]3、自然損壞或人為盜竊N線。
[0007]長久以來，在運行中N線斷開即“斷零”故障時有發(fā)生，當存在單相負載情況下，三相負載大多不平衡，導致中點位移，當發(fā)生斷零故障時，將引發(fā)相電壓突然升高，超出額定相電壓1.3倍以上，這樣勢必造成單相設備損壞、三相電動機無法正常運行，更有甚者還可能引致人員傷亡。時至今日，斷零故障保護并未找到有效的手段，因此，研發(fā)斷零保護斷路器具有重大現(xiàn)實和技術突破的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種帶斷零缺相保護功能的斷路器。
[0009]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0010]一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，包括斷路器主體以及安裝在斷路器主體上的測量零線是否斷開的電壓信號模塊、分析電壓信號的比較分析模塊、給比較分析模塊供電的工作電源模塊、可使斷路器分閘的脫扣線圈模塊以及觸發(fā)脫扣線圈模塊的脈沖觸發(fā)模塊，所述脈沖觸發(fā)模塊包括依次串聯(lián)在相線電路上的第一晶閘管、第二晶閘管，所述第一晶閘管和第二晶閘管的控制極均與比較分析模塊連接，所述第一晶閘管和第二晶閘管之間與零線連接。
[0011 ] 在本實用新型中，所述比較分析模塊為單片機。
[0012]在本實用新型中，所述電壓信號模塊包括分別串聯(lián)在A、B、C三相電線與零線之間的分壓器和整流濾波電路，分壓器與整流濾波電路之間連接比較分析模塊。
[0013]在本實用新型中，所述工作電源模塊包括與相電線連接的三相整流電路、連接三相整流電路的結型場效應晶體管、連接結型場效應晶體管的穩(wěn)壓模塊，所述穩(wěn)壓模塊的輸出端與比較分析模塊連接。
[0014]在本實用新型中，所述比較分析模塊還與剩余電流采樣電路連接。
[0015]本實用新型的有益效果是:當發(fā)生斷零故障時，經(jīng)整流、濾波處理的過電壓信號輸入比較分析模塊，與設定值進行運算分析比較，當確認超過設定值后，即向脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出信號，引發(fā)晶閘管導通，斷路器脫扣線圈產(chǎn)生電磁力觸動脫扣機構，導致斷路器分閘，從而實現(xiàn)斷零保護功能；2、當A、B、C任意一相或任意兩相同時缺失時，脫扣器線圈、第一晶閘管以及零線形成回路，達到缺相保護的目的；3、通過剩余電流采樣電路可采集到剩余電流的情況，再經(jīng)過比較分析模塊與設定值運算分析比較，當確認超過設定值后，即向脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出信號，引發(fā)晶閘管導通，斷路器脫扣線圈產(chǎn)生電磁力觸動脫扣機構，導致斷路器分閘，從而實現(xiàn)剩余電流保護功能。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施方式對本實用新型進一步說明:
[0017]圖1為本實施例的結構示意圖；
[0018]圖2為本實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0019]參照圖1、圖2，本實用新型提供了一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，包括斷路器主體以及安裝在斷路器主體上的測量零線是否斷開的電壓信號模塊1、分析電壓信號的比較分析模塊2、給比較分析模塊2供電的工作電源模塊3、可使斷路器分閘的脫扣線圈模塊4以及觸發(fā)脫扣線圈模塊4的脈沖觸發(fā)模塊5，所述脫扣線圈模塊4包括脫扣線圈和斷路器脫扣機構，所述脈沖觸發(fā)模塊5包括依次串聯(lián)在相線電路上的第一晶閘管53、第二晶閘管54，所述第一晶閘管53和第二晶閘管54的控制極均與比較分析模塊2連接，所述第一晶閘管53和第二晶閘管54之間與零線連接，上述各個模塊均安裝在斷路器的殼體內(nèi)。進一步，所述第一晶閘管53上并聯(lián)有均壓電阻I，所述第二晶閘管54上并聯(lián)有均壓電阻II。通過兩個均壓電阻使兩個晶閘管兩端的電壓保持平衡，減少故障率的發(fā)生。為減少干擾，所述第一晶閘管53與比較分析模塊2之間設有光耦隔離器I和過濾電容I。所述第二晶閘管54與比較分析模塊2之間設有光耦隔離器II和過濾電容II。
[0020]在本實施例中，所述比較分析模塊2為一 8位單片機，所述單片機與工作電源模塊3連接，所述工作電源模塊3包括與相電線連接的三相整流電路31、連接三相整流電路31的結型場效應晶體管32、連接結型場效應晶體管32的穩(wěn)壓模塊33，所述穩(wěn)壓模塊33的輸出端與比較分析模塊2連接。工作電源模塊3取自交流相電壓，經(jīng)三相整流電路31、結型場效應晶體管32以及穩(wěn)壓模塊33后成為DC5V電壓供給單片機作工作電源，其抗干擾能力強，即使三相電路出現(xiàn)斷零缺相等現(xiàn)象，也不會影響單片機工作的可靠性，可以使斷路器及時斷路。進一步，為免除過電壓脈沖危害整個電源模塊，相電線與零線之間設有壓敏電阻35，以及在所述結型場效應晶體管32的輸出側并聯(lián)有濾波電容36，通過這種冗余保護設置，增加了供電和單片機工作的可靠性。
[0021]進一步，所述電壓信號模塊I包括分別串聯(lián)在A、B、C三相電線與零線之間的分壓器11和整流濾波電路12，分壓器11與整流濾波電路12之間連接比較分析模塊2。當發(fā)生斷零故障時，經(jīng)整流、濾波處理的過電壓信號將發(fā)生變化并輸入比較分析模塊2內(nèi)。
[0022]作為優(yōu)選的實施方式，所述比較分析模塊2還與剩余電流采樣電路6連接。增加剩余電流互感器對剩余電流進行采樣，經(jīng)整流、濾波處理后輸入單片機，再經(jīng)過比較分析模塊與設定值運算分析比較，當確認超過設定值后，即向脈沖觸發(fā)模塊5發(fā)出信號，引發(fā)晶閘管導通，斷路器脫扣線圈產(chǎn)生電磁力觸動脫扣機構，導致斷路器分閘，從而實現(xiàn)剩余電流保護功能。還可在剩余電流互感器二次側增加試驗繞組及回路試驗按鈕，以便驗證剩余電流脫扣器的有效性。
[0023]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)先實施方式，只要以基本相同手段實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案都屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，其特征在于:包括斷路器主體以及安裝在斷路器主體上的測量零線是否斷開的電壓信號模塊(1)、分析電壓信號的比較分析模塊(2)、給比較分析模塊(2 )供電的工作電源模塊(3 )、可使斷路器分閘的脫扣線圈模塊(4)以及觸發(fā)脫扣線圈模塊(4)的脈沖觸發(fā)模塊(5)，所述脈沖觸發(fā)模塊(5)包括依次串聯(lián)在相線電路上的第一晶閘管(53)、第二晶閘管(54)，所述第一晶閘管(53)和第二晶閘管(54)的控制極均與比較分析模塊(2)連接，所述第一晶閘管(53)和第二晶閘管(54)之間與零線連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，其特征在于:所述比較分析模塊(2)為單片機。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，其特征在于:所述電壓信號模塊(I)包括分別串聯(lián)在A、B、C三相電線與零線之間的分壓器(11)和整流濾波電路(12 )，分壓器(11)與整流濾波電路(12 )之間連接比較分析模塊(2 )。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，其特征在于:所述工作電源模塊(3 )包括與相電線連接的三相整流電路(31)、連接三相整流電路(31)的結型場效應晶體管(32)、連接結型場效應晶體管(32)的穩(wěn)壓模塊(33)，所述穩(wěn)壓模塊(33)的輸出端與比較分析模塊(2)連接。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，其特征在于:所述比較分析模塊(2 )還與剩余電流采樣電路(6 )連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶斷零缺相保護功能的斷路器，包括斷路器主體以及安裝在斷路器主體上的測量零線是否斷開的電壓信號模塊、分析電壓信號的比較分析模塊、給比較分析模塊供電的工作電源模塊、可使斷路器分閘的脫扣線圈模塊以及觸發(fā)脫扣線圈模塊的脈沖觸發(fā)模塊，所述脈沖觸發(fā)模塊包括依次串聯(lián)在相線電路上的第一晶閘管、第二晶閘管，所述第一晶閘管和第二晶閘管的控制極均與比較分析模塊連接，所述第一晶閘管和第二晶閘管之間與零線連接。當發(fā)生斷零故障時，斷路器脫扣線圈產(chǎn)生電磁力觸動脫扣機構，導致斷路器分閘，從而實現(xiàn)斷零保護功能；當缺相時，脫扣器線圈、第一晶閘管以及零線形成回路，達到缺相保護的目的。
【IPC分類】H02H3-32, H02H3-253, H02H3-20
【公開號】CN204464944
【申請?zhí)枴緾N201520087826
【發(fā)明人】曾永浩, 柳春芳, 肖孟章, 陳安明, 陳恍耀, 徐杏參, 田涵寧, 王璐, 唐子健, 湯清嵐, 梁可標, 何智祥
【申請人】廣東南冠電氣有限公司, 廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山禪城供電局, 佛山電力設計院有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月6日