专利名称：中性线保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种紧急保护装置，特别是一种用于配电系统中性线断零和零漂实施保护的中性线保护器。
背景技术：
配电系统出现断零或零漂故障时，会对用户的人身安全及用电设备造成严重的危害。目前采用的保护措施是在主回路中连接中性线保护器，当发生偏离正常供电情况时，保护器将自动切断主回路电源。中国实用新型专利公开了一种申请号为00263280.2的断零线保护器，给出了三相四线制断零的技术解决方案。但这种保护器不能用于单相断零保护，不具有通用性；还需要设置辅助工作电源，其静态功耗较大；保护器的检测电路采用电流互感器，造价高，安装比较麻烦。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种通用性强，即适合于单相和三相交流电断零、零漂保护，性能可靠的中性线保护器。本实用新型的技术解决措施是中性线保护器包括与主回路相连接的整流电路、用于断开空气断路器的脱扣器、开关电路，其特征在于在整流电路与开关电路控制端之间连接有电阻及电压偏移元件，由此构成断零触发兼零漂检测电路；由脱扣电磁铁线圈、开关电路及接地端子相互连接构成断开断路器的执行电路；在开关电路与接地端子之间连接有阻塞型抗干扰电路。本实用新型的电压偏移元件为触发二极管、稳压二极管、压敏电阻。
所述的阻塞型抗干扰电路是由二极管、电阻和电容组成，其中相互并接的二极管和电阻的一端与开关电路可控硅的阴极相连接，另一端与接地端子相连接，电容一端与开关电路可控硅控制极相连接，另一端与电阻和二极管以及可控硅阴极的公共接点相连接。
在主回路与整流电路的一输入端之间连接有试验按钮。
所述脱扣电磁铁的线圈两端可连接在主回路与开关电路之间或整流电路输出端与开关电路之间或开关电路与阻塞型抗干扰电路之间或阻塞型抗干扰电路与接地端子之间。
所述的保护器设有用于功能扩展升级的接口，该接口为连接在整流电路两输出端的接线端子。
本实用新型提供一条由整流电路、开关电路和电阻、电压偏移元件连接构成的断零触发兼零漂检测电路，该电路的作用是在供配电系统发生了分支接零处断路故障时，能够及时向执行电路提供触发信号，执行电路立即工作，断开主回路上的空气断路器，保证火线上的交流电压在故障区也立即消失；在供配电系统发生了母线接零处断路故障时，则向执行电路提供零漂检测信号，当零漂电压超过了预定值，执行电路被该信号触发而立即工作，断开主回路上的空气断路器，从而保证了单项220伏用电设备免受380伏线电压的损坏。在断零触发兼零漂检测电路中还设置有阻塞型抗干扰电路，保证了执行电路动作的准确可靠。本实用新型的特点是对单项和三相交流电源均具有断零即分支接零处断路和零漂即母线接零处断路保护功能，通用性强，方便用户使用；抗干扰能力强，性能稳定可靠；设置功能扩展接口，可根据需要进行扩展，同时该保护器还在结构设计上实现了与已有脱扣器的兼容；整机设计结构简单，静态功耗小，造价低廉。
图1为本实用新型的电路原理图；图2为本实用新型另一实施方式的电路原理图；
具体实施方式
以下结合附图作进一步说明图1是中性线保护器应用在三相四线TT、TN-S、TN-C-S接地形式单相配电时即2极主回路的电路原理图，主回路中设有空气断路器KL和KN、热跳闸装置YTL、YTN、磁跳闸装置CTL、CTN，其中虚框表示的部分可以不设。电源火线L的输入输出端子编号为1、2，电源零线N的输入输出端子编号为3、4，过渡输出接线端子为1′、3′，保护接地端子的编号为5。断零触发兼零漂检测电路是由整流电路、开关电路和连接在两电路之间的电阻R1、触发二极管DB3、电阻R1′构成。由二极管D1、D2、D3、D4构成的桥式整流电路，其一输入端A与主回路输出端子2相连接，在两者之间连接有脱扣器DT的电磁铁线圈，即图中T1、T1′的位置，该线圈还可以设置在图中示出的T2、T2′，T3、T3′，T4、T4′，T5、T5′，T6、T6′的位置处。另一输入端B与输出端子4相连接。在两端子之间可连接有试验按钮S，可模拟断零试验。该按钮S也可不设。整流电路的输出端C、O与电阻R1的两端相连接，触发二极管DB3与电阻R1′串联后连接在整流电路输出端O与开关电路可控硅SCR1的控制极之间，电阻R1′也可以不设。开关电路是由可控硅SCR1构成，本方案中可控硅的阳极连接在整流电路输入端A上，也可将可控硅阳极改接到整流电路输出端C上，阴极经阻塞型抗干扰电路的电阻R2与二极管D5并联后与接地端子5相连接。阻塞型抗干扰电路是由电容C1、二极管D5、电阻R2构成，二极管D5与电阻R2并接后串接在可控硅阴极与接地端子之间，电容C1的一端与可控硅控制极相连接，另一端与电阻、二极管、可控硅阴极的公共接点相连接。在整流电路的输出端还设置有功能扩展接口的接点C′、O′，用于连接根据需要增加该保护器功能的其它电路，如触漏电、过电压、欠电压、断电延时等保护电路，当功能扩展项含有触漏电保护时，在主回路之中应增设零序电流互感器LH。Rv为压敏电阻。本方案中的电子元件焊接在一个带缺口的长方形电路板，长方形电路板的形状、尺寸是按已有脱扣器壳体内的安装位置确定的，这样可将其安装在已有脱扣器内。
正常工作时，V13＝V24＝220V，V35＝0。由整流电路与电阻R1形成的并联回路电流I5＝I7。由端子3经KN、D1、R1、DB3、R1′、g、K、D5、端子5的检测回路电流I6′＝0。当配电系统出现断零故障时，其主回路中输入端电压V13与输出端电压V24相同，都等于零，回路电流I5等于零。而主回路的输入输出端子1、2与保护器接地端子5之间的电压V15、V25都等于相电压即220伏。在电源正半周时，由输入端子1、输出端子2、整流电路中的二极管D3、电阻R1、触发二极管DB3、电阻R1′、开关电路可控硅SCR1的控制极和阴极、抗干扰电路中的二极管D5、接地端子5构成触发回路，产生触发电流I6，可控硅SCR1导通，将执行电路接通，产生驱动电流I1，脱扣器工作，断开空气断路器，完成保护动作。
当供配电系统出现零漂故障时，其主回路的输入输出端子1、2与保护器接地端子5之间的电压V15、V25都等于相电压即220伏。而主回路中输入端电压V13等于输出端电压V24，等于经邻相配电负荷侵入的三相线电压，最高可达380伏。主回路的输入输出端子3、4与保护器接地端子5之间的电压V35、V45都等于三相用电系统中性配出点的浮地漂移电压，该电压与三相交流总配电负荷的不平衡程度有关，不平衡程度越大，其值也就越高。当V35大于触发二极管DB3的工作阈值电压时，在V35的正半周时，即端子3为正，端子5为负，由输入端子3、空气断路器KN、整流电路中的二极管D1、电阻R1、触发二极管DB3、电阻R1′、开关电路可控硅SCR1的控制极和阴极、阻塞型抗干扰电路中的二极管D5、接地端子5构成检测回路，产生检测电流I6′。电阻R1与R1′的总阻值由可控硅的触发灵敏度和中性线保护器应该具有的杂音抵抗能力即触发二极管的工作阈值电压的高低和抗干扰电路阻塞负电荷的多少共同决定。当V35电压值随不平衡程度的增大升高时，电流I6′也随之升高。当I6′升高达到可控硅控制极的触发导通值，可控硅导通将执行电路接通，产生驱动电流I1，脱扣器工作，断开空气断路器，完成保护动作。
阻塞型抗干扰电路的工作原理是正常工作时，电源电压V15处在负半周，接地端子5为正，主回路输入端子1为负，由电阻R2所产生的I5′电流在可控硅的阴极与控制极上建立起一个负12伏左右的直流电压作为直流阻塞电压，该电压既可作为可控硅控制极的负偏置电压，又能根据抗干扰能力的需要，在电容C1上建立起一定数量的负电荷，用于阻塞主回路输入端子3与接地端子5之间的常态杂音和干扰。在没有零漂事故发生时，漂移电压V35为零，只有杂音干扰电压。杂音干扰电压小于DB3的工作阈值电压，检测电流I6′等于零。当杂音干扰电压大于DB3的工作阈值电压，虽然电流I6′不等于零，但因杂音干扰信号的持续时间短，电流I6′向可控硅控制极提供的正电荷被电容C1吸收，保证可控硅不会误触发导通。
图2给出了中性线保护器应用在三相四线TT、TN-S、TN-C-S接地形式三相配电时即4极主回路中的电路原理图，图中零线N的输入、输出端子的编号为7、8，过渡N线输入端子为7′，三相火线LA、LB、LC的输入输出端子编号分别为1、2，3、4，5、6，保护接地端子的编号为9，由于其它结构与前述方案相同，因此不再赘述。
权利要求1.一种中性线保护器，包括与主回路相连接的整流电路、用于断开空气断路器的脱扣器、开关电路，其特征在于在整流电路与开关电路控制端之间连接有电阻及电压偏移元件，由此构成断零触发兼零漂检测电路；由脱扣电磁铁线圈、开关电路及接地端子相互连接构成断开断路器的执行电路；在开关电路与接地端子之间连接有阻塞型抗干扰电路。
2.根据权利要求1所述的中性线保护器，其特征在于所述的阻塞型抗干扰电路是由二极管、电阻和电容组成，其中相互并接的二极管和电阻的一端与开关电路可控硅的阴极相连接，另一端与接地端子相连接，电容一端与开关电路可控硅控制极相连接，另一端与电阻和二极管以及可控硅阴极的公共接点相连接。
3.根据权利要求1所述的中性线保护器，其特征在于在主回路与整流电路的一输入端之间连接有试验按钮。
4.根据权利要求1所述的中性线保护器，其特征在于所述脱扣电磁铁的线圈两端可连接在主回路与开关电路之间或整流电路输出端与开关电路之间或开关电路与阻塞型抗干扰电路之间或阻塞型抗干扰电路与接地端子之间。
5.根据权利要求1所述的中性线保护器，其特征在于所述的保护器设有用于功能扩展升级的接口，该接口为连接在整流电路两输出端的接线端子。
专利摘要本实用新型涉及一种中性线保护器，包括与主回路相连接的整流电路、用于断开空气断路器的脱扣器、开关电路，其特征在于在整流电路与开关电路控制端之间连接有电阻及电压偏移元件，由此构成断零触发兼零漂检测电路；由脱扣电磁铁线圈、开关电路及接地端子相互连接构成断开断路器的执行电路；在开关电路与接地端子之间连接有阻塞型抗干扰电路。其特点是具有断零即分支接零处断路和零漂即母线接零处断路保护功能，抗干扰能力强，性能稳定可靠，结构简单，整机的静态功耗小，设置功能扩展接口，可根据需要进行扩展，该保护器还可在电路板设计上与已有脱扣器的结构兼容。
文档编号H02H3/26GK2580648SQ0228721
公开日2003年10月15日 申请日期2002年11月11日 优先权日2002年11月11日
发明者张颖, 张守昌 申请人:张颖, 张守昌