專利名稱：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于接地故障保護(hù)裝置領(lǐng)域，涉及一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置，用于中性點(diǎn)不接地的電源系統(tǒng)和用電設(shè)備的單相接地故障保護(hù)。
背景技術(shù)：
在油田采油電潛泵、螺桿泵的使用中，為保證惡劣環(huán)境中的用電安全，均采用中性點(diǎn)不接地的電源系統(tǒng)供電。這種供電方式的缺點(diǎn)是發(fā)生單相接地故障時(shí)，三相電流不發(fā)生變化，系統(tǒng)仍能工作，但對(duì)于全系統(tǒng)的絕緣耐壓有很大的損害，如不及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，就可能導(dǎo)致系統(tǒng)絕緣破壞而故障擴(kuò)大，造成更大的損失。目前的接地保護(hù)都是基于電源系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地的，是通過檢測(cè)相線接地時(shí)的大電流來判斷的，在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，相線接地時(shí)不會(huì)產(chǎn)生異常的故障電流，因而是不適用的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置，采用三套相同的信號(hào)電路分別對(duì)交流電的三相進(jìn)行檢測(cè)，如果信號(hào)電路沒有流過的電流則可判定該相線是接地的。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的依據(jù)本實(shí)用新型提供的一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置，包括三套相同的信號(hào)電路和信號(hào)輸出繼電器，其特征在于所述的三套相同的信號(hào)電路分別與交流電的三相連接，每套信號(hào)電路分別由限流電阻、光電耦合器、濾波電路和閥值檢測(cè)電路組成；限流電阻的一端連接到被檢測(cè)電源線路的相線上，另一端連接光電耦合器，光電耦合器的副邊連接濾波電路，濾波電路的信號(hào)輸出端連接到閥值檢測(cè)電路上，閥值檢測(cè)電路的輸出端驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出繼電器，由信號(hào)輸出繼電器的接點(diǎn)發(fā)出保護(hù)信號(hào)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)前述的三套相同的信號(hào)電路其中一套(以A相為例)由限流電阻Ra與兩個(gè)輸入端反向并聯(lián)、輸出端正向并聯(lián)的光電耦合器組U1、U2進(jìn)行串聯(lián)，連接于相線A與地線PE之間，PE地線與大地相連；光電耦合器組U1、U2的輸出端并聯(lián)后與電阻R3和電容C2并聯(lián)組成的RC濾波器串聯(lián)；RC濾波器又與電阻R4串聯(lián)，然后連接到三極管VT1的基極，三極管VT1的發(fā)射極連接到控制電源的負(fù)端，三極管VT1的集電極串聯(lián)電阻R10后與控制電源的正端連接，三極管VT1的集電極串聯(lián)電阻R11再串聯(lián)穩(wěn)壓管VZ1后連接到三極管VT2的基極，同時(shí)在電阻R11與穩(wěn)壓管VZ1的連接點(diǎn)上連接電容C1的正端，電容C1的負(fù)端連接到控制電源的負(fù)端，這樣，電阻R11與電容C1又組成另一個(gè)RC濾波器；閥值檢測(cè)電路由穩(wěn)壓管VZ1、三極管VT2、電阻R9、二極管V2組成；穩(wěn)壓管VZ1的電壓值作為一個(gè)閥值，當(dāng)電容C1的電壓大于這個(gè)閥值時(shí)，三極管VT2導(dǎo)通；三極管VT2的集電極串聯(lián)電阻R9后與控制電源的正端連接，三極管VT2的發(fā)射極直接連接到控制電源的負(fù)端，同時(shí)三極管VT2的集電極連接二極管V2作為A相檢測(cè)的信號(hào)輸出端，并與其它兩相B、C相的信號(hào)輸出端并聯(lián)，連接到繼電器K1的線圈上，繼電器K1的線圈還并聯(lián)一個(gè)反向二極管V1消除K1線圈斷開時(shí)產(chǎn)生的過電壓。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。
本實(shí)用新型采用低成本接地檢測(cè)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)，可滿足保證惡劣環(huán)境中的用電故障檢測(cè)，確保用電安全的要求。同時(shí)本實(shí)用新型是基于電壓檢測(cè)的，與系統(tǒng)的中性點(diǎn)是否接地?zé)o關(guān)，它適用于中性點(diǎn)接地和不接地的各種形式的供電和用電系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖；
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請(qǐng)參見圖1～2，一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置，包括三套相同的信號(hào)電路A、B、C和信號(hào)輸出繼電器，三套相同的信號(hào)電路分別與交流電的三相連接，每套信號(hào)電路分別由限流電阻、光電耦合器、濾波電路和閥值檢測(cè)電路組成；限流電阻的一端連接到被檢測(cè)電源線路的相線上，另一端連接光電耦合器，光電耦合器的副邊連接濾波電路，濾波電路的信號(hào)輸出端連接到閥值檢測(cè)電路上，閥值檢測(cè)電路的輸出端驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出繼電器，由信號(hào)輸出繼電器的接點(diǎn)發(fā)出保護(hù)信號(hào)。
三套相同的信號(hào)電路其中一套(以A相為例)由限流電阻Ra與兩個(gè)輸入端反向并聯(lián)、輸出端正向并聯(lián)的光電耦合器組U1、U2進(jìn)行串聯(lián)，連接于相線A與地線PE之間，PE地線與大地相連；光電耦合器組U1、U2的輸出端并聯(lián)后與電阻R3和電容C2并聯(lián)組成的RC濾波器串聯(lián)；RC濾波器又與電阻R4串聯(lián)，然后連接到三極管VT1的基極，三極管VT1的發(fā)射極連接到控制電源的負(fù)端，三極管VT1的集電極串聯(lián)電阻R10后與控制電源的正端連接，三極管VT1的集電極串聯(lián)電阻R11再串聯(lián)穩(wěn)壓管VZ1后連接到三極管VT2的基極，同時(shí)在電阻R11與穩(wěn)壓管VZ1的連接點(diǎn)上連接電容C1的正端，電容C1的負(fù)端連接到控制電源的負(fù)端，這樣，電阻R11與電容C1又組成另一個(gè)RC濾波器；閥值檢測(cè)電路由穩(wěn)壓管VZ1、三極管VT2、電阻R9、二極管V2組成；穩(wěn)壓管VZ1的電壓值作為一個(gè)閥值，當(dāng)電容C1的電壓大于這個(gè)閥值時(shí)，三極管VT2導(dǎo)通；三極管VT2的集電極串聯(lián)電阻R9后與控制電源的正端連接，三極管VT2的發(fā)射極直接連接到控制電源的負(fù)端，同時(shí)三極管VT2的集電極連接二極管V2作為A相檢測(cè)的信號(hào)輸出端，并與其它兩相B、C相的信號(hào)輸出端并聯(lián)，連接到繼電器K1的線圈上，繼電器K1的線圈還并聯(lián)一個(gè)反向二極管V1消除K1線圈斷開時(shí)產(chǎn)生的過電壓。
以A相為例說明其工作原理A為三相電源的一相，Ra為限流電阻，U1、U2為兩個(gè)輸入端反向并聯(lián)、輸出端正向并聯(lián)的光電耦合器，將限流電阻Ra與光電耦合器組U1、U2進(jìn)行串聯(lián)，連接于相線A與地線PE間。正常情況下，即A相不接地時(shí)，在交流電的正半周時(shí)，光電耦合器U2導(dǎo)通，在交流電的負(fù)半周時(shí)，光電耦合器U1導(dǎo)通，光電耦合器U1、U2的輸出端并聯(lián)后由電阻R3和電容C2組成的RC濾波器濾波，消除正負(fù)半周換向時(shí)的輸出信號(hào)死區(qū)。濾波后的信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電阻R4使三極管VT1導(dǎo)通，三極管VT1導(dǎo)通后其集電極為低電平，這個(gè)低電平再次經(jīng)過由R11和C1組成的RC濾波器濾波，濾波后的低電平通過穩(wěn)壓管使三極管VT2截止，截止的三極管VT2的集電極電位由電源正端通過電阻R9抬高為高電平，這樣二極管V2不能導(dǎo)通，繼電器線圈不動(dòng)作，繼電器不發(fā)出保護(hù)信號(hào)。
發(fā)生故障時(shí)，也以A相為例，B、C相與A相相同。A相接地時(shí)，即A相與PE連通，互相等電位。在交流電的整個(gè)周期內(nèi)，光電耦合器U1、U2均不能導(dǎo)通，它們的輸出端均為低電平，并聯(lián)后由電阻R 3和電容C2組成的RC濾波器濾波，信號(hào)維持低電平。濾波后的低電平信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電阻R4使三極管VT1截止，三極管VT1截止后其輸出集電極由于電源正端通過電阻R10上拉為高電平，這個(gè)高電平再次經(jīng)過由R11和C1組成的RC濾波器濾波，濾波后的高電平使穩(wěn)壓管VZ1發(fā)生擊穿，從而使三極管VT2的基極為高電平，使三極管VT2導(dǎo)通，導(dǎo)通的三極管VT2的集電極電位為低電平，這樣使二極管V2正向?qū)?，繼電器線圈動(dòng)作，繼電器觸點(diǎn)發(fā)出保護(hù)信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置，包括三套相同的信號(hào)電路和信號(hào)輸出繼電器，其特征在于所述的三套相同的信號(hào)電路分別與交流電的三相連接，每套信號(hào)電路分別由限流電阻、光電耦合器、濾波電路和閥值檢測(cè)電路組成；限流電阻的一端連接到被檢測(cè)電源線路的相線上，另一端連接光電耦合器，光電耦合器的副邊連接濾波電路，濾波電路的信號(hào)輸出端連接到閥值檢測(cè)電路上，閥值檢測(cè)電路的輸出端驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出繼電器，由信號(hào)輸出繼電器的接點(diǎn)發(fā)出保護(hù)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置，其特征在于所述的三套相同的信號(hào)電路其中一套以A相為例由限流電阻(Ra)與兩個(gè)輸入端反向并聯(lián)、輸出端正向并聯(lián)的光電耦合器組(U1、U2)進(jìn)行串聯(lián)，連接于相線(A)與地線(PE)之間，(PE)地線與大地相連；光電耦合器組(U1、U2)的輸出端并聯(lián)后與電阻(R3)和電容(C2)并聯(lián)組成的RC濾波器串聯(lián)；RC濾波器又與電阻(R4)串聯(lián)，然后連接到三極管(VT1)的基極，三極管(VT1)的發(fā)射極連接到控制電源的負(fù)端，三極管(VT1)的集電極串聯(lián)電阻(R10)后與控制電源的正端連接，三極管(VT1)的集電極串聯(lián)電阻(R11)再串聯(lián)穩(wěn)壓管(VZ1)后連接到三極管(VT2)的基極，同時(shí)在電阻(R11)與穩(wěn)壓管(VZ1)的連接點(diǎn)上連接電容(C1)的正端，電容(C1)的負(fù)端連接到控制電源的負(fù)端，這樣，電阻(R11)與電容(C1)又組成另一個(gè)RC濾波器；閥值檢測(cè)電路由穩(wěn)壓管(VZ1)、三極管(VT2)、電阻(R9)、二極管(V2)組成；穩(wěn)壓管(VZ1)的電壓值作為一個(gè)閥值，當(dāng)電容(C1)的電壓大于這個(gè)閥值時(shí)，三極管(VT2)導(dǎo)通；三極管(VT2)的集電極串聯(lián)電阻(R9)后與控制電源的正端連接，三極管(VT2)的發(fā)射極直接連接到控制電源的負(fù)端，同時(shí)三極管(VT2)的集電極連接二極管(V2)作為A相檢測(cè)的信號(hào)輸出端，并與其它兩相(B、C相)的信號(hào)輸出端并聯(lián)，連接到繼電器(K1)的線圈上，繼電器(K1)的線圈還并聯(lián)一個(gè)反向二極管(V1)消除(K1)線圈斷開時(shí)產(chǎn)生的過電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)裝置，包括三套相同的信號(hào)電路和信號(hào)輸出繼電器，三套相同的信號(hào)電路分別與交流電的三相連接，每套信號(hào)電路分別由限流電阻、光電耦合器、濾波電路和閥值檢測(cè)電路組成；限流電阻的一端連接到被檢測(cè)電源線路的相線上，另一端連接光電耦合器，光電耦合器的副邊連接濾波電路，濾波電路的信號(hào)輸出端連接到閥值檢測(cè)電路上，閥值檢測(cè)電路的輸出端驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出繼電器，由信號(hào)輸出繼電器的接點(diǎn)發(fā)出保護(hù)信號(hào)。本實(shí)用新型的低成本接地檢測(cè)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障保護(hù)，可滿足保證惡劣環(huán)境中的用電故障檢測(cè)，確保用電安全的要求。
文檔編號(hào)H02H3/00GK2870251SQ20052012382
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者潘運(yùn)軍 申請(qǐng)人:天津華云自控股份有限公司