一种防止断路器误动作的方法及一种断路器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种防止断路器误动作的方法，属于电气安全【技术领域】。本发明通过互感器检测模块对电流互感器的工作状态进行实时检测，当检测到电流互感器工作状态异常时，对于此时电流互感器所监测到的故障只报警，而不进行脱扣；当检测到电流互感器工作状态正常时，则对于此时断路器控制器所监测到的故障进行正常保护。本发明还公开了一种断路器。本发明可有效防止因电流互感器工作异常而引起的断路器的误动作，从而提高断路器的整体可靠性，且实现简单。
【专利说明】一种防止断路器误动作的方法及一种断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防止断路器误动作的方法，属于电气安全【技术领域】。
【背景技术】
[0002]断路器是低压配电系统中的重要元件，其工作可靠性不言而喻。智能控制器作为断路器的中枢部件，是实现断路器智能化的核心。电流互感器(Current Transformer)简称CT，其作用为将电力系统中的强电流(电流互感器的一次电流值)变换成为合适继电器使用的弱电流(电流互感器的二次电流值)。电流互感器在电流测量和继电保护中长期以来具有不可替代的地位。在低压智能断路器中，通常由测量线圈和能量线圈两部分组成。整个电流互感器套在断路器主回路母线上，测量线圈感应输出的电压在数值上与一次电流成线性关系，作为智能控制器的在线参数测量和保护信号输入。能量线圈感应出自身电势作为智能控制器工作电源之一。电流互感器断线后，特别是测量线圈断线，不仅会影响智能断路器对电流、功率等电力参数的测量，严重时还会导致具有接地保护、电流不平衡保护、断相保护等功能的断路器误动作。
[0003]在现有技术中，大多数智能断路器均不具有对电流互感器状态的检测功能；而少数带有电流互感器状态检测功能的断路器，也只是当检测到电流互感器断线时发出对应报警信号，不能有效的防止因电流互感器断线而导致断路器误动作。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服现有断路器不能有效的防止因电流互感器本身故障而导致断路器误动作的不足，提供一种防止断路器误动作的方法以及一种断路器，可有效防止电流互感器本身故障所导致的断路器误动作。
[0005]本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
[0006]一种防止断路器误动作的方法，所述断路器包括智能控制器、电流互感器、脱扣装置，电流互感器用于对母线电流进行实时监测并将监测结果传输至智能控制器，智能控制器根据电流互感器输出的监测结果判断是否控制脱扣装置进行脱扣动作；所述断路器还包括用于对所述电流互感器的工作状态进行实时检测的互感器检测模块；当智能控制器接收的监测结果超出预设的正常范围时，智能控制器根据互感器检测模块输出的检测结果判断电流互感器的工作状态是否正常，如电流互感器工作状态正常，则智能控制器发出报警信号并控制脱扣装置进行脱扣动作；如电流互感器工作状态异常，则智能控制器只发出报警信号。
[0007]一种断路器，包括智能控制器、电流互感器、脱扣装置，电流互感器用于对母线电流进行实时监测并将监测结果传输至智能控制器，智能控制器根据电流互感器输出的监测结果判断是否控制脱扣装置进行脱扣动作；所述断路器还包括用于对所述电流互感器的工作状态进行实时检测的互感器检测模块；当智能控制器接收的的监测结果超出预设的正常范围时，智能控制器根据互感器检测模块输出的检测结果判断电流互感器的工作状态是否正常，如电流互感器工作状态正常，则智能控制器发出报警信号并控制脱扣装置进行脱扣动作；如电流互感器工作状态异常，则智能控制器只发出报警信号。
[0008]相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果:
[0009]一、可有效防止因电流互感器工作异常而引起断路器的误动作，从而提高断路器的整体可靠性；
[0010]二、本发明技术方案无需增加智能控制器的硬件电路，实现简单，可有效节约成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明方法的原理示意图；
[0012]图2为本发明断路器的控制器部分结构框图；
[0013]图3为本发明断路器在电流互感器输出的监测结果异常时的控制流程；
[0014]图4为本发明断路器在电流互感器输出的监测结果显示接地故障时的控制流程；
[0015]图5为本发明断路器在电流互感器输出的监测结果显示电流不平衡故障时的控制流程；
[0016]图6为本发明断路器在电流互感器输出的监测结果显示断相故障时的控制流程。【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
[0018]本发明的思路是利用互感器检测模块对断路器中的电流互感器的工作状态是否正常进行实时检测，并根据检测结果判断是否需要进行相应保护动作。
[0019]本发明的防止断路器误动作方法原理如图1所示，智能控制器对互感器检测模块的信号进行采样，判断电流互感器工作状态是否正常:如果不正常，则对于此时电流互感器所监测到的故障(例如接地故障、断相故障、电流不平衡故障等)只报警，不动作；如果正常，则对于此时电流互感器所监测到的故障(例如接地故障、断相故障、电流不平衡故障等)按照正常情况进行保护。
[0020]本发明技术方案中的互感器检测模块可采用各种现有技术实现，例如，申请号为20111005974.8的一篇中国发明专利申请中描述了一种用于监测电流互感器状态的电流诊断装置及其诊断方法，在电流互感器与电流信号采集电路之间加入一个接地电阻，通过检测电流信号调理电路的输出电压来判别电流互感器是否断线。另一篇申请号为20101056781.4的中国发明专利申请描述了一种电流互感器断线检测方法，通过软件对电流采样信号进行计算及比较来判别电流互感器是否断线。
[0021]图2显示了本发明的断路器控制器部分的结构，微处理器接收与电流互感器相连接的电压采集电路、电流采集电路所采集到的系统电流信息，根据设定的保护参数控制脱扣电路，从而实现断路器的保护功能；显示电路用于显示断路器的电流、电压等测量值、保护整定值、维护数据等。如图所示，该断路器还包括与微处理器信号连接的互感器检测模块，可实时检测互感器的工作状态，并将检测到的数据传输给微处理器。
[0022]图3显示了本发明断路器在电流互感器输出的监测结果异常时的控制流程，如图所示:首先进行初始化；然后控制器通过互感器检测模块对电流互感器工作状态进行采样；若采样结果为状态不正常，则对于根据当前互感器输出的监测信号所判断的故障只报警，不脱扣，然后返回采样互感器检测模块信号步骤；若采样结果为状态正常，则执行正常故障保护程序，然后返回采样互感器检测模块信号步骤。
[0023]为了便与公众进一步理解本发明的技术方案，下面分别以本发明断路器在电流互感器输出的监测结果显示接地故障、电流不平衡故障及断相故障情况为例，详细描述本发明的具体实现方案。
[0024]图4显示了本发明断路器在电流互感器输出的监测结果显示接地故障时的控制流程，如图所示，控制器根据互感器检测模块的信号对电流互感器工作状态进行采样判断。当系统中实际运行电流平衡时，此时如果检测某相电流的电流互感器状态不正常，则该相电流互感器二次输出出现偏差，不能真实反映实际电流，根据接地电流
Te =Ta+Tb+Tc+1；,控制器会监测到一定数值的接地电流，如果监测到的接地电流超过了
预设的接地动作的整定值，控制器的接地故障指示灯则发出报警闪烁。同时，由于电流互感器状态不正常，对应的互感器故障指示灯也会发出报警闪烁。在控制器预设的程序当中，当监测到接地电流大于预设的接地动作整定值时，接地动作时间开始累加，每次累加的数值为一个电流周波周期。由于这个接地电流并不是线路当中真实产生，而是由于电流互感器异常引起，所以用户并不希望此时断路器进行脱扣保护，也就是说如果此时断路器动作则可以归为误动作的范畴。为了避免此类误动作的发生，控制器在检测到电流互感器状态异常的情况下，将在每周波周期对接地动作时间减去相应的数值，这样可以使得接地动作时间累加不到接地动作时间的整定值，也就不会发出脱扣指令。例如，该断路器的额定电流In为1600A，实际工作电流为1600A，工作频率为50Hz，接地动作电流整定值为800A，接地动作时间整定值为400ms。如果此时A相电流互感器发生断线，由于三相不平衡，系统将监测到1600A的接地故障电流。由于接地故障电流大于接地动作电流整定值，接地故障指示灯开始闪烁，同时接地故障时间开始以20ms为周期开始累加。但由于这个接地故障电流是由互感器断线引发，所以预设程序将同时在每`个周期中减去20ms，这样接地故障时间将无法累加到接地动作时间整定值。也就是说，在电流互感器异常的状态下，断路器将只报警，不动作，这样就达到了防止断路器误动作的目的。
[0025]图5显示了本发明断路器在电流互感器输出的监测结果显示电流不平衡故障时的控制流程，如图所示，控制器根据互感器检测模块信号对电流互感器工作状态进行采样判断。当系统中实际运行电流平衡时，此时如果检测某相电流的电流互感器状态不正常，则该相电流互感器二次输出电压出现偏差，不能真实反映实际电流，根据三相电流不不平衡度:
「 nMax A, -Lvg I
[0026]Imbal = -X100% ，
[0027]其中，
V" Ii
[0028]I 二 ^?=1
哪η
[0029]η是相数，Ii是每一相的电流(即A、B、C相)，控制器会监测到一定数值的电流不平衡度。如果检测到的电流不平衡度超过了预设的整定阈值，控制器的电流不平衡故障指示灯会发出报警闪烁。同时，由于电流互感器状态不正常，对应的故障指示灯也会发出报警闪烁。在控制器预设的程序当中，当监测到电流不平衡度大于预设的整定阈值时，电流不平衡动作时间开始累加，每次累加的数值为一个电流周波周期。由于这个电流不平衡并不是线路当中真实产生，而是由于电流互感器异常引起，所以用户并不希望此时断路器进行脱扣保护，也就是说如果此时断路器动作则可以归为误动作的范畴。为了避免此类误动作的发生，控制器在检测到电流互感器异常的情况下，将在每周波周期对接地动作时间减去相应的数值，这样可以使得电流不平衡动作时间累加不到动作时间的整定阈值，也就不会发出脱扣指令。例如，该断路器的额定电流为1600A，实际工作电流为1600A，工作频率为50Hz，电流不平衡动作整定阈值为80%，动作时间整定阈值为40s。如果此时A相电流互感器发生断线，由于三相不平衡，系统电流不平衡度将为200%。由于电流不平衡度200%大于整定阈值80%，电流不平衡故障指示灯开始闪烁，同时电流不平衡故障时间开始以20ms为周期开始累加。但由于这个电流不平衡故障电流是由互感器故障引发，所以预设程序将同时在每个周期中减去20ms，这样电流不平衡故障时间将无法累加到电流不平衡动作时间整定阈值。也就是说，在电流互感器异常的状态下，断路器将只报警，不动作，这样就达到了防止断路器误动作的目的。
[0030]图6显示了本发明断路器在电流互感器输出的监测结果显示断相故障时的控制流程，由于断相故障为电流不平衡的极端情况，因此工作原理同防止电流不平衡故障误动作，此处不再赘述。
【权利要求】
1.一种防止断路器误动作的方法，所述断路器包括智能控制器、电流互感器、脱扣装置，电流互感器用于对母线电流进行实时监测并将监测结果传输至智能控制器，智能控制器根据电流互感器输出的监测结果判断是否控制脱扣装置进行脱扣动作；其特征在于，所述断路器还包括用于对所述电流互感器的工作状态进行实时检测的互感器检测模块；当智能控制器接收的监测结果超出预设的正常范围时，智能控制器根据互感器检测模块输出的检测结果判断电流互感器的工作状态是否正常，如电流互感器工作状态正常，则智能控制器发出报警信号并控制脱扣装置进行脱扣动作；如电流互感器工作状态异常，则智能控制器只发出报警信号。
2.—种断路器，包括智能控制器、电流互感器、脱扣装置，电流互感器用于对母线电流进行实时监测并将监测结果传输至智能控制器，智能控制器根据电流互感器输出的监测结果判断是否控制脱扣装置进行脱扣动作；其特征在于，所述断路器还包括用于对所述电流互感器的工作状态进行实时检测的互感器检测模块；当智能控制器接收的的监测结果超出预设的正常范围时，智能控制器根据互感器检测模块输出的检测结果判断电流互感器的工作状态是否正常，如电流互感器工作状态正常，则智能控制器发出报警信号并控制脱扣装置进行脱扣动作；如电流互感器工作状态异常，则智能控制器只发出报警信号。
【文档编号】H02H3/05GK103490373SQ201310400729
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】叶文杰, 任灵, 周龙明, 殷建强, 管瑞良 申请人:常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂）