CN101673933A - 供电线路断线故障保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种供电线路断线故障保护装置，包括稳压电路、三相电压取样电路、三相电压比较电路、信号叠加电路和分相脉冲输出电路，其中三相电压取样电路的输出端接三相电压比较电路，三相电压比较电路的输出端经信号叠加电路接分相脉冲输出电路，其特征在于：稳压电路采用三相稳压电路，增设接地电流控制电路、消脉冲电路和保护电路，接地电流控制电路的输入端接分相脉冲输出电路，输出端依次对地产生三相接地电流，消脉冲电路和保护电路均接接地电流控制电路。本发明可以在检出故障后，利用接地电流控制供电线路前端的剩余电流检出装置跳闸保护，使***结构变得很简单并性能可靠，并能够对断零线、断相线、电压超高、电压超低等故障提供保护。
Description
技术领域
本发明提供一种供电线路断线故障保护装置，属于电缆监控技术领域。
背景技术
供电线路中的控制机构都是位于线路前端，中段和末端没有控制机构，这就局限了检测断零，断相，电压超高和欠压的检测保护只能安装于供电线路前端，并连接原有的控制机构跳闸使线路断电，但是这种在线路前端检测的方法只能检测线路中极少的几类故障，大多故障在线路的前端并不能准确检测出来。如果在线路末端检测，可以准确检测出线路中出现的所有故障，但是又没有控制机构去执行跳闸保护，这个矛盾现有技术一直没能够解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种能解决上述缺陷、能在末端准确检测故障、在前端控制跳闸保护的供电线路断线故障保护装置。其技术方案为：
包括稳压电路、三相电压取样电路、三相电压比较电路、信号叠加电路和分相脉冲输出电路，其中稳压电路提供工作电源，三相电压取样电路的输出端接三相电压比较电路，三相电压比较电路的输出端经信号叠加电路接分相脉冲输出电路，其特征在于：稳压电路采用三相稳压电路，增设接地电流控制电路、消脉冲电路和保护电路，接地电流控制电路的输入端接分相脉冲输出电路，输出端依次对地产生三相接地电流，消脉冲电路和保护电路均接接地电流控制电路。
所述的供电线路断线故障保护装置，三相稳压电路包括变压器T1-3、二极管D4-6、稳压模块U1-2和压敏电阻RY，其中变压器T1-3的初级线圈对应接A相、B相、C相和零线N，次级线圈的一端连接作为输出电源负极，另一端对应经二极管D4-6接稳压模块U1的输入端，稳压模块U1的输出端接稳压模块U2的输入端，稳压模块U1-2的第三端接地。
所述的供电线路断线故障保护装置，三相电压取样电路包括二极管D1-3和校准电阻R1-3，其中二极管D1-3的一端对应接变压器T1-3的次级线圈，另一端对应经校准电阻R1-3接地，校准电阻R1-3的可调端作为A相、B相、C相电压取样电路的输出端对应接三相电压比较电路。
所述的供电线路断线故障保护装置，三相电压比较电路包括三个电路结构完全一致的单相比较电路，以A相比较电路为例，包括电阻R4-7和比较器N1-2，其中比较器N1的同相输入端经电阻R6-7构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N2的反相输入端经电阻R4-5构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N1的反相输入端和比较器N2的同相输入端接A相电压取样电路的输出端。
所述的供电线路断线故障保护装置，信号叠加电路包括光耦N3-5，其中光耦N3-5的输入端对应接三相电压比较电路的输出端，光耦N3-5的输出端串接，首端接输出电源正极，末端接分相脉冲输出电路的控制端。
所述的供电线路断线故障保护装置，分相脉冲输出电路包括计数器N6和光耦N7-9，其中计数器N6的14脚接脉冲信号，控制端15脚接信号叠加电路，计数输出端2、4、10脚对应接光耦N7-9的输入端，光耦N7-9输出端接接地电流控制电路。
所述的供电线路断线故障保护装置，消脉冲电路包括电阻R14-16、比较器N10、电容C1、光耦N11和继电器J1，其中比较器N10的同相输入端分别经电阻R16、电容C1接输出电源的正、负极，反相输入端分别经电阻R14-15接输出电源的正、负极，输出端接光耦N11的输入端，光耦N11的输出端分别接继电器J1和输出电源的正极，继电器J1接地。
所述的供电线路断线故障保护装置，保护电路包括继电器J2、时基电路N12、电阻R17-18和电容C2，其中时基电路N12的2脚、6脚串接后分别经电阻R17-18接输出电源的正、负极，电容C2一端接地，另一端经继电器J1的常开接点J1-1接时基电路N12的6脚，时基电路N12的输出端3脚接继电器J2。
所述的供电线路断线故障保护装置，接地电流控制电路包括可控硅Q1-3、电阻R8-13，其中可控硅Q1-3的触发端对应经电阻R8-10接分相脉冲输出电路，阳极接继电器J2的常开接点J2-1，常开接点J2-1的另一端对应经电阻R11-13接A相、B相、C相，阴极接地。
其工作原理为：由稳压电路为装置提供稳压工作电源，由三相电压取样电路分别取出A、B、C三相的电压信号，由三相电压比较电路对取出的A、B、C三相电压信号分别与上下限基准电压进行比较。如未超出上下线范围，比较器输出为低电平，信号叠加电路输出低电平，分相脉冲输出电路无信号输出，接地电流控制电路不动作；如超出上下线范围，比较器输出为高电平，信号叠加电路输出高电平，分相脉冲输出电路有信号输出，接地电流控制电路动作。供电线路出现断相时，该相电压为零，超出基准电压范围本装置动作。出现断相时，由于供电线路三相负载不平衡的特性，其中至少一相会高于或低于基准电压，本装置也会动作。
本发明与现有技术相比，通过在线路末端安装一台检测装置，就可以检出故障后利用接地电流控制供电线路前端的剩余电流检出装置跳闸保护，使***结构变得很简单并性能可靠，并能够对断零线，断相线，电压超高，电压超低等故障准确及时的提供保护，避免上述故障对供电线路设备及用电器具造成损害。
附图说明
图1是本发明的工作原理框图；
图2是本发明实施例的电路图。
具体实施方式
在图1-2所示的实施例中：
三相稳压电路包括变压器T1-3、二极管D4-6、稳压模块U1-2和压敏电阻RY，其中变压器T1-3的初级线圈对应接A相、B相、C相和零线N，次级线圈的一端连接作为输出电源负极，另一端对应经二极管D4-6接稳压模块U1的输入端，稳压模块U1的输出端接稳压模块U2的输入端，稳压模块U1-2的第三端接地，该三相稳压电路在较宽电压波动情况下，能够稳定输出12V作为本装置工作电源。
三相电压取样电路包括二极管D1-3和校准电阻R1-3，其中二极管D1-3的一端对应接变压器T1-3的次级线圈，另一端对应经校准电阻R1-3接地，校准电阻R1-3的可调端作为A相、B相、C相电压取样电路的输出端对应接三相电压比较电路，为三相电压比较电路提供取出的A、B、C三相电压信号。
三相电压比较电路包括三个电路结构完全一致的单相比较电路，以A相比较电路为例，包括电阻R4-7和比较器N1-2，其中比较器N1的同相输入端经电阻R6-7构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N2的反相输入端经电阻R4-5构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N1的反相输入端和比较器N2的同相输入端接A相电压取样电路的输出端。这样由R4-7组成上下限基准电压，由比较器N1-2组成的比较器把A相取样电路的信号与上下限基准电压进行比较，如未超出上下线范围，比较器输出为低电平，否则比较器输出为高电平。B相、C相比较电路同理。
信号叠加电路包括光耦N3-5，其中光耦N3-5的输入端对应接三相电压比较电路的输出端，光耦N3-5的输出端串接，首端接输出电源正极，末端接分相脉冲输出电路的控制端。当光耦N3-5的输入端接收的信号是低电平时，光耦N3-5不导通，输出到分相脉冲输出电路的是低电平，否则输出高电平。
分相脉冲输出电路包括计数器N6和光耦N7-9，其中计数器N6的14脚接脉冲信号，控制端15脚接信号叠加电路，计数输出端2、4、10脚对应接光耦N7-9的输入端，光耦N7-9输出端接接地电流控制电路。当控制端15接收的信号是低电平时，计数器N6不计脉冲个数，计数器N6的2、4、10脚无信号输出，光耦N7-9不导通；当控制端15接收的信号是高电平时，计数器N6开始计数并由2、4、10脚输出，光耦N7-9导通。
接地电流控制电路包括可控硅Q1-3、电阻R8-13，其中可控硅Q1-3的触发端对应经电阻R8-10接分相脉冲输出电路，阳极接继电器J2的常开接点J2-1，常开接点J2-1的另一端对应经电阻R11-13接A相、B相、C相，阴极接地。当计数器N6的2、4、10脚有信号输出时，光耦N7-9导通，触发可控硅Q1-3分别对地产生电流，安装在供电线路前端的剩余电流检出装置检测到对地电流后跳闸。
为保证本装置能够在复杂的现场环境中稳定正常的工作，加入了一个消脉冲电路，包括电阻R14-16、比较器N10、电容C1、光耦N11，温控开关J1-1和继电器J1，其中比较器N10的同相输入端分别经电阻R16、电容C1接输出电源的正、负极，反相输入端分别经电阻R14-15接输出电源的正、负极，输出端接光耦N11的输入端，光耦N11的输出端分别接继电器J1和输出电源的正极，继电器J1接地。保护电路包括继电器J2、时基电路N12、电阻R17-18和电容C2，其中时基电路N12的2脚、6脚串接后分别经电阻R17-18接输出电源的正、负极，电容C2一端接地，另一端经温控开关的常开接点J1-1接时基电路N12的6脚，时基电路N12的输出端3脚接继电器J2。比较器N10在本能装置上电时输出为0，继电器J1断开，时基电路N12不得电，继电器J2断开，关断了接地电流控制电路，避免了上电时电网中的瞬变信号导致本装置误动作。随着时间的推移，电容C1电压逐渐升高，比较器N10输出为高电平，继电器J1导通，时基电路N12导通，继电器J2导通，接地电流控制电路开始正常工作。如前端漏电保护器未投入或出现故障，本装置在输出接地信号60S后，温控开关的常开接点J1-1闭合，时基电路N12翻转，继电器J2断开，停止输出接地信号以保护本装置，也避了免人为接地点长期存在于电网中。
Claims (9)
1、一种供电线路断线故障保护装置，包括稳压电路、三相电压取样电路、三相电压比较电路、信号叠加电路和分相脉冲输出电路，其中稳压电路提供工作电源，三相电压取样电路的输出端接三相电压比较电路，三相电压比较电路的输出端经信号叠加电路接分相脉冲输出电路，其特征在于：稳压电路采用三相稳压电路，增设接地电流控制电路、消脉冲电路和保护电路，接地电流控制电路的输入端接分相脉冲输出电路，输出端依次对地产生三相接地电流，消脉冲电路和保护电路均接接地电流控制电路。
2、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：三相稳压电路包括变压器T1-3、二极管D4-6、稳压模块U1-2和压敏电阻RY，其中变压器T1-3的初级线圈对应接A相、B相、C相和零线N，次级线圈的一端连接作为输出电源负极，另一端对应经二极管D4-6接稳压模块U1的输入端，稳压模块U1的输出端接稳压模块U2的输入端，稳压模块U1-2的第三端接地。
3、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：三相电压取样电路包括二极管D1-3和校准电阻R1-3，其中二极管D1-3的一端对应接变压器T1-3的次级线圈，另一端对应经校准电阻R1-3接地，校准电阻R1-3的可调端作为A相、B相、C相电压取样电路的输出端对应接三相电压比较电路。
4、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：三相电压比较电路包括三个电路结构完全一致的单相比较电路，以A相比较电路为例，包括电阻R4-7和比较器N1-2，其中比较器N1的同相输入端经电阻R6-7构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N2的反相输入端经电阻R4-5构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N1的反相输入端和比较器N2的同相输入端接A相电压取样电路的输出端。
5、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：信号叠加电路包括光耦N3-5，其中光耦N3-5的输入端对应接三相电压比较电路的输出端，光耦N3-5的输出端串接，首端接输出电源正极，末端接分相脉冲输出电路的控制端。
6、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：分相脉冲输出电路包括计数器N6和光耦N7-9，其中计数器N6的14脚接脉冲信号，控制端15脚接信号叠加电路，计数输出端2、4、10脚对应接光耦N7-9的输入端，光耦N7-9输出端接接地电流控制电路。
7、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：消脉冲电路包括电阻R14-16、比较器N10、电容C1、光耦N11和继电器J1，其中比较器N10的同相输入端分别经电阻R16、电容C1接输出电源的正、负极，反相输入端分别经电阻R14-15接输出电源的正、负极，输出端接光耦N11的输入端，光耦N11的输出端分别接继电器J1和输出电源的正极，继电器J1接地。
8、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：保护电路包括继电器J2、时基电路N12、电阻R17-18和电容C2，其中时基电路N12的2脚、6脚串接后分别经电阻R17-18接输出电源的正、负极，电容C2一端接地，另一端经继电器J1的常开接点J1-1接时基电路N12的6脚，时基电路N12的输出端3脚接继电器J2。
9、如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于：接地电流控制电路包括可控硅Q1-3、电阻R8-13，其中可控硅Q1-3的触发端对应经电阻R8-10接分相脉冲输出电路，阳极接继电器J2的常开接点J2-1，常开接点J2-1的另一端对应经电阻R11-13接A相、B相、C相，阴极接地。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100317 |