一种中性线断线保护方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种中性线断线保护方法及系统。方法包括：获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线的第二电压信号以及第三相线的第三电压信号；判断第一电压信号表示的第一电压是否大于第一预设电压，得到第一判断结果；判断第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预设电压，得到第二判断结果；判断第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预设电压，得到第三判断结果；当第一判断结果、第二判断结果和第三判断结果中的至少一个为是时，生成断路指令；将断路指令发送至开关。采用本发明的方法或系统，当中性线发生断路时，可以断开用电设备与供电线路的连接，从而减少中性线断路对用电器的损害，提高供电系统的安全性。
【专利说明】一种中性线断线保护方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力检测领域，特别是涉及一种中性线断线保护方法及系统。
【背景技术】
[0002] 目前在我国，电能的产生、输送、分配几乎全部采用三相交流电，供电方式为三相 四线制。从理论上可知：该供电方式仅在负载对称的条件下，中性线电流才为零。
[0003] 但是，在实际应用中，由于每相的负载不同，故三相负载不可能对称，各相电流也 就不同，所以中性线有电流。若在负载不对称的情况下，由于某种原因中性线断路，则会造 成某相电压大幅升高或降低，最高可达380V，最低可低于100V，这对于额定电压为220V的 各类用电器会造成极大的危害。
[0004] 随着社会对供电可靠性的要求越来越高，低压配电系统中性线断线保护的重要性 日益明显。低压配电系统中性线的断线保护对于提高供电可靠性、提高供电服务质量、减少 电力设备损失具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种中性线断线保护方法及系统，当中性线发生断路时，可 以断开用电设备与供电线路的连接，从而减少中性线断路对用电器的损害，提高供电系统 的安全性。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0007] -种中性线断线保护方法，包括：
[0008] 获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线的第二电压信号以及 第三相线的第三电压信号；
[0009] 判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于第一预设电压，得到第一判断结 果；
[0010] 判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预设电压，得到第二判断结 果；
[0011] 判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预设电压，得到第三判断结 果；
[0012] 当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果中的至少一个为是 时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧的用电器的前端的开关断开；
[0013] 将所述断路指令发送至所述开关。
[0014] 可选的，所述第一预设电压为250伏。
[0015] 可选的，所述方法还包括：
[0016] 当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果均为否时，判断所 述第一电压信号表示的第一电压是否小于第二预设电压，得到第四判断结果；
[0017] 判断所述第二电压信号表示的第二电压是否小于第二预设电压，得到第五判断结 果；
[0018] 判断所述第三电压信号表示的第三电压是否小于第二预设电压，得到第六判断结 果；
[0019] 当所述第四判断结果、所述第五判断结果和所述第六判断结果中的至少一个为是 时，生成所述断路指令。
[0020] 可选的，所述第一预设电压为190伏。
[0021] 一种中性线断线保护系统，包括：
[0022] 电压信号获取单元，用于获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二 相线的第二电压信号以及第三相线的第三电压信号；
[0023] 第一判断单元，用于判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于第一预设电 压，得到第一判断结果；
[0024] 第二判断单元，用于判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预设电 压，得到第二判断结果；
[0025] 第三判断单元，用于判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预设电 压，得到第三判断结果；
[0026] 第一断路指令生成单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第 三判断结果中的至少一个为是时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧的 用电器的前端的开关断开；
[0027] 断路指令发送单元，用于将所述断路指令发送至所述开关。
[0028] 可选的，所述第一预设电压为250伏。
[0029] 可选的，所述系统还包括：
[0030] 第四判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结 果均为否时，判断所述第一电压信号表示的第一电压是否小于第二预设电压，得到第四判 断结果；
[0031] 第五判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结 果均为否时，判断所述第二电压信号表示的第二电压是否小于第二预设电压，得到第五判 断结果；
[0032] 第六判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结 果均为否时，判断所述第三电压信号表示的第三电压是否小于第二预设电压，得到第六判 断结果；
[0033] 第二断路指令生成单元，用于当所述第四判断结果、所述第五判断结果和所述第 六判断结果中的至少一个为是时，生成所述断路指令。
[0034] 可选的，所述第一预设电压为190伏。
[0035] 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0036] 本发明实施例的中性线断线保护方法及系统，通过判断各个相线的相电压是否大 于第一预设电压，当三相线路中的至少一相的相电压大于第一预设电压时，生成断路指令； 控制设置在用户侧的用电器的前端的开关断开；从而可以在中性线断线时，断开用电设备 与供电线路的连接，减少中性线断路对用电器的损害，提高供电系统的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。
[0038] 图1为本发明的中性线断线保护方法的实施例1的流程图；
[0039] 图2为本发明的中性线断线保护方法的实施例2的流程图；
[0040] 图3为本发明的中性线断线保护系统的实施例的结构图；
[0041] 图4为本发明的中性线断线保护方法的实施例3的流程图；
[0042] 图5为本发明的中性线断线保护方法的实施例4的流程图。
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0045] 图1为本发明的中性线断线保护方法的实施例1的流程图。本实施例的执行主体 可以是具有数值比较功能的芯片。如图1所示，该方法可以包括：
[0046] 步骤101 :获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线的第二电 压信号以及第三相线的第三电压信号；
[0047] 可以采用电压测量装置实时测量各个相线的相电压，并将测量结果以数字信号的 形式发送至所述芯片。所述芯片根据接收到的数字信号，可以解析得到各个相线的相电压 的具体数值。
[0048] 步骤102 :判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于第一预设电压，得到 第一判断结果；
[0049] 所述第一预设电压可以是大于或等于220伏特的电压值。因为民用电压的标准值 为220伏特。因此，当某一相线的相电压的电压值大于220伏特时，表明该相线的电压值已 经高于民用电压的标准值，可能对用户侧的用电设备造成损害。并且，当三相四线电路的中 性线断路时，也会造成相电压的升高，因此，当某一相线的相电压大于第一预设电压时，表 明中性线存在断路的可能。
[0050] 实际应用中，各个相线的相电压可以是在一定的范围内小幅波动的。所以第一预 设电压可以定的适当高一些，例如可以是250伏特，这样可以避免正常的电压波动导致被 误判为中性线断线。
[0051] 步骤103 :判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预设电压，得到 第二判断结果；
[0052] 步骤104 :判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预设电压，得到 第三判断结果；
[0053] 步骤105 :当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果中的至 少一个为是时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧的用电器的前端的开 关断开；
[0054] 实际应用中，一些功率较大的用电设备的开启或关闭，也可能会导致电压的瞬时 升高或降低。为了防止这种情况被误判为中性线断线，可以在判断出某一相线的相电压大 于第一预设电压之后，继续判断该相线的相电压大于第一预设电压的时间是否大于或等于 预设时间（例如1秒），如果是，则可以确定当前的电压变化并不是瞬时的，有很大的几率可 是中性线断路。此时，再生成断路指令。
[0055] 步骤106 :将所述断路指令发送至所述开关。
[0056] 所述开关接收到所述断路指令后，可以执行断开操作，从而断开用电设备与供电 线路的连接，防止用电设备受到损害。
[0057] 综上所述，本实施例中，通过判断各个相线的相电压是否大于第一预设电压，当三 相线路中的至少一相的相电压大于第一预设电压时，生成断路指令；控制设置在用户侧的 用电器的前端的开关断开；从而可以在中性线断线时，断开用电设备与供电线路的连接，减 少中性线断路对用电器的损害，提高供电系统的安全性。
[0058] 图2为本发明的中性线断线保护方法的实施例2的流程图。本实施例的执行主体 可以是具有数值比较功能的芯片。如图2所示，该方法可以包括：
[0059] 步骤201 :获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线的第二电 压信号以及第三相线的第三电压信号；
[0060] 步骤202 :判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于第一预设电压，得到 第一判断结果；
[0061] 步骤203 :判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预设电压，得到 第二判断结果；
[0062] 步骤204:判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预设电压，得到 第三判断结果；
[0063] 步骤205 :当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果中的判 断结果均为否时，判断所述第一电压信号表示的第一电压是否小于第二预设电压，得到第 四判断结果；
[0064] 步骤206 :判断所述第二电压信号表示的第二电压是否小于第二预设电压，得到 第五判断结果；
[0065] 步骤207 :判断所述第三电压信号表示的第三电压是否小于第二预设电压，得到 第六判断结果；
[0066] 步骤208 :当所述第四判断结果、所述第五判断结果和所述第六判断结果中的至 少一个为是时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧的用电器的前端的开 关断开；
[0067] 步骤209 :将所述断路指令发送至所述开关。
[0068] 本实施例中，所述第二预设电压可以是小于220伏特的电压值。因为民用电压的 标准值为220伏特。因此，当某一相线的相电压的电压值小于220伏特时，表明该相线的电 压值已经低于民用电压的标准值，可能对用户侧的用电设备造成损害。并且，当三相四线电 路的中性线断路时，也会造成相电压的降低，因此，当某一相线的相电压小于第二预设电压 时，表明中性线存在断路的可能。
[0069] 实际应用中，各个相线的相电压可以是在一定的范围内小幅波动的。所以第二预 设电压可以定的适当高一些，例如可以是190伏特，这样可以避免正常的电压波动导致被 误判为中性线断线。
[0070] 实际应用中，一些功率较大的用电设备的开启或关闭，也可能会导致电压的瞬时 升高或降低。为了防止这种情况被误判为中性线断线，可以在判断出某一相线的相电压小 于第二预设电压之后，继续判断该相线的相电压小于第二预设电压的时间是否大于或等于 预设时间（例如1秒），如果是，则可以确定当前的电压变化并不是瞬时的，有很大的几率可 是中性线断路。此时，再生成断路指令。
[0071] 综上所述，本实施例与实施例1相比，当所述第一判断结果、所述第二判断结果和 所述第三判断结果均为否时，还对各个相线的相电压是否小于第二预设电压进行判断，当 所述第四判断结果、所述第五判断结果和所述第六判断结果中的至少一个为是时，生成所 述断路指令；从而可以对中性线断路引起的相电压降低进行检测，当中性线断路引起相电 压降低时，可以断开用电设备与供电线路的连接，减少中性线断路对用电器的损害，提高供 电系统的安全性。
[0072] 本发明还公开了一种中性线断线保护系统。图3为本发明的中性线断线保护系统 的实施例的结构图。如图3所示，该系统可以包括：
[0073] 电压信号获取单元301，用于获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第 二相线的第二电压信号以及第三相线的第三电压信号；
[0074] 可以采用电压测量装置实时测量各个相线的相电压，并将测量结果以数字信号的 形式发送至所述芯片。所述芯片根据接收到的数字信号，可以解析得到各个相线的相电压 的具体数值。
[0075] 第一判断单元302,用于判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于第一预 设电压，得到第一判断结果；
[0076] 所述第一预设电压可以是大于或等于220伏特的电压值。因为民用电压的标准值 为220伏特。因此，当某一相线的相电压的电压值大于220伏特时，表明该相线的电压值已 经高于民用电压的标准值，可能对用户侧的用电设备造成损害。并且，当三相四线电路的中 性线断路时，也会造成相电压的升高，因此，当某一相线的相电压大于第一预设电压时，表 明中性线存在断路的可能。
[0077] 实际应用中，各个相线的相电压可以是在一定的范围内小幅波动的。所以第一预 设电压可以定的适当高一些，例如可以是250伏特，这样可以避免正常的电压波动导致被 误判为中性线断线。
[0078] 第二判断单元303,用于判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预 设电压，得到第二判断结果；
[0079] 第三判断单元304,用于判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预 设电压，得到第三判断结果；
[0080] 第一断路指令生成单元305,用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述 第三判断结果中的至少一个为是时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧 的用电器的前端的开关断开；
[0081] 实际应用中，一些功率较大的用电设备的开启或关闭，也可能会导致电压的瞬时 升高或降低。为了防止这种情况被误判为中性线断线，可以在判断出某一相线的相电压大 于第一预设电压之后，继续判断该相线的相电压大于第一预设电压的时间是否大于或等于 预设时间（例如1秒），如果是，则可以确定当前的电压变化并不是瞬时的，有很大的几率可 是中性线断路。此时，再生成断路指令。
[0082] 断路指令发送单元306,用于将所述断路指令发送至所述开关。
[0083] 所述开关接收到所述断路指令后，可以执行断开操作，从而断开用电设备与供电 线路的连接，防止用电设备受到损害。
[0084] 综上所述，本实施例中，通过判断各个相线的相电压是否大于第一预设电压，当三 相线路中的至少一相的相电压大于第一预设电压时，生成断路指令；控制设置在用户侧的 用电器的前端的开关断开；从而可以在中性线断线时，断开用电设备与供电线路的连接，减 少中性线断路对用电器的损害，提高供电系统的安全性。
[0085] 实际应用中，所述第一预设电压可以为250伏。
[0086] 实际应用中，所述系统还可以包括：
[0087] 第四判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结 果均为否时，判断所述第一电压信号表示的第一电压是否小于第二预设电压，得到第四判 断结果；
[0088] 第五判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结 果均为否时，判断所述第二电压信号表示的第二电压是否小于第二预设电压，得到第五判 断结果；
[0089] 第六判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结 果均为否时，判断所述第三电压信号表示的第三电压是否小于第二预设电压，得到第六判 断结果；
[0090] 第二断路指令生成单元，用于当所述第四判断结果、所述第五判断结果和所述第 六判断结果中的至少一个为是时，生成所述断路指令。
[0091] 实际应用中，所述第一预设电压可以为190伏。
[0092] 图4为本发明的中性线断线保护方法的实施例3的流程图。如图4所示，该方法 可以包括：
[0093] 步骤401 :获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线的第二电 压信号以及第三相线的第三电压信号；
[0094] 步骤402 :判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于250伏特，得到第一判 断结果；
[0095] 步骤403 :判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于250伏特，得到第二判 断结果；
[0096] 步骤404:判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于250伏特，得到第三判 断结果；
[0097] 步骤405 :当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果中的至 少一个为是时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧的用电器的前端的开 关断开；
[0098] 步骤406 :将所述断路指令发送至所述开关。
[0099] 本实施例中，第一预设电压设置为250伏特，可以检测出绝大多数中性线断路引 起的电压升高，将所述断路指令发送至设置在用户侧的用电器的前端的开关，起到断线保 护作用。
[0100] 图5为本发明的中性线断线保护方法的实施例4的流程图。如图5所示，该方法 可以包括：
[0101] 步骤501 :获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线的第二电 压信号以及第三相线的第三电压信号；
[0102] 步骤502 :判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于250伏特，得到第一判 断结果；
[0103] 步骤503 :判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于250伏特，得到第二判 断结果；
[0104] 步骤504 :判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于250伏特，得到第三判 断结果；
[0105] 步骤505 :当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果中的至 少一个为是时，判断电压大于250伏特的相线的相电压大于250伏特的时间是否大于或等 于1秒，得到第二判断结果；
[0106] 步骤506 :当所述第二判断结果为是时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设 置在用户侧的用电器的前端的开关断开；
[0107] 步骤507 :将所述断路指令发送至所述开关。
[0108] 本实施例中，当某一相线的相电压大于250伏特后，可以继续判断该相线的相电 压大于250伏特的时间是否大于或等于1秒，当第二判断结果为是时，表明这种电压的升高 在短时间内是无法恢复正常的，因此中心线断路的可能性更大。此时将所述断路指令发送 至设置在用户侧的用电器的前端的开关，可以提高断线保护的准确率。
[0109] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0110] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说 明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据 本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不 应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1. 一种中性线断线保护方法，其特征在于，包括： 获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线的第二电压信号以及第三 相线的第三电压信号； 判断所述第一电压信号表示的第一电压是否大于第一预设电压，得到第一判断结果； 判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预设电压，得到第二判断结果； 判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预设电压，得到第三判断结果； 当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果中的至少一个为是时， 生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧的用电器的前端的开关断开； 将所述断路指令发送至所述开关。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设电压为250伏。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果均为否时，判断所述第 一电压信号表示的第一电压是否小于第二预设电压，得到第四判断结果； 判断所述第二电压信号表示的第二电压是否小于第二预设电压，得到第五判断结果； 判断所述第三电压信号表示的第三电压是否小于第二预设电压，得到第六判断结果； 当所述第四判断结果、所述第五判断结果和所述第六判断结果中的至少一个为是时， 生成所述断路指令。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设电压为190伏。
5. -种中性线断线保护系统，其特征在于，包括： 电压信号获取单兀，用于获取三相交流电路中的第一相线的第一电压信号，第二相线 的第二电压信号以及第三相线的第三电压信号； 第一判断单兀，用于判断所述第一电压信号表不的第一电压是否大于第一预设电压， 得到第一判断结果； 第二判断单元，用于判断所述第二电压信号表示的第二电压是否大于第一预设电压， 得到第二判断结果； 第三判断单元，用于判断所述第三电压信号表示的第三电压是否大于第一预设电压， 得到第三判断结果； 第一断路指令生成单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判 断结果中的至少一个为是时，生成断路指令；所述断路指令用于控制设置在用户侧的用电 器的前端的开关断开； 断路指令发送单元，用于将所述断路指令发送至所述开关。
6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一预设电压为250伏。
7. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 第四判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果均 为否时，判断所述第一电压信号表示的第一电压是否小于第二预设电压，得到第四判断结 果； 第五判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果均 为否时，判断所述第二电压信号表示的第二电压是否小于第二预设电压，得到第五判断结 果； 第六判断单元，用于当所述第一判断结果、所述第二判断结果和所述第三判断结果均 为否时，判断所述第三电压信号表示的第三电压是否小于第二预设电压，得到第六判断结 果； 第二断路指令生成单元，用于当所述第四判断结果、所述第五判断结果和所述第六判 断结果中的至少一个为是时，生成所述断路指令。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一预设电压为190伏。
【文档编号】G01R19/165GK104124664SQ201410408663
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】陈昕, 朱斌, 夏红波, 俞沛宙, 王伟, 陈旼, 李光军, 郑坤力, 袁丹 申请人:国网浙江宁波市鄞州区供电公司, 国家电网公司, 国网浙江省电力公司宁波供电公司