专利名称：谐振式触电保安器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于触电的紧急保护装置技术领域。
为防止触电死亡事故的发生，目前在农用配电变压器上普遍安装了漏电保护器。当变压器次级侧发生单相对地触电时，漏电保护器动作，电源开关跳闸，以保护人身安全。漏电保护器多为复杂的电子电路组成，使用中维修很困难，误动作和拒动作的因素多，一旦失灵照样造成触电死亡事故，误动作将给电工带来很多麻烦，且影响生产。
本实用新型的目的是设计一种结构简单、维修方便、安全可靠的触电保安器。
本实用新型包括在机壳内安装的一只交流电容器、一只电感线圈、一只电阻器、一只电流继电器；在机壳的面板上装有一个零线接线柱、一个接地接线柱、两个跳闸回路接线柱。电感线圈和继电器线圈串联后与交流电容器及调谐电阻并联，一端接中性线端子，另一端接接地端子。电感和电容的容量应满足感抗等于容抗的并联谐振条件，电流继电器的常开接点与两个跳闸回路接线柱连接。
使用时，将本实用新型装在配电盘上，代替传统的漏电保护器。将变压器次级中性线与本实用新型的中性线接线柱连接，接地接线柱应可靠接地，电源开关的跳闸回路与两个跳闸接线柱连接。
在正常运行时，变压器的中性点对地电阻小于30欧姆为有效接地运行方式。当发生单相对地触电时，本实用新型不但能迅速的使电源开关跳闸，而且将人体的触电电流限制在很小(30毫安)的范围内，确保人身安全；当变压器出现缺相运行时，也能及时的断开电源，保证变压器和电动机不被烧坏。本实用新型结构简单，一般的农村电工就可修理，而成本较低。
本实用新型的具体结构和工作原理结合实施例加以说明。
附图示出了本实用新型的实施例，其中
图1是实施例的结构示意图；图2是当发生人体对地触电时的等效电路图。
在实施例中，在机壳(1)内安装一只交流电容器C、一只电感线圈L、一只继电器J。一只7K的电阻RF，在机壳(1)的面板上装有一个中性线接线端子(2)，地线接线端子(3)，跳闸回路接线端子(4)、(5)。电感线圈L和电流继电器J串联后与电容C，调谐电阻RF并联，并联后一端接中性线端子(2)，另一端接接线端子(3)；继电器(J)的常开接点(J1)接跳闸回路接线端子(4)、(5)。
正常运行时，由于变压器次级侧三相对地绝缘平衡，变压器中性点的对地电阻R等于调谐电阻RF(7000Ω)与电感线圈内阻Y0(20Ω)的并联值。
即R＝ (RF×r)/(RF+ r) ＝ (7000×20)/(7000＋20) ＝19.94(欧)小于30欧姆，所以为有效接地方式，此时，变压器的中性点电位等于地电位。
当发生单相对地触电时，触电电流的流通路径是触电相火线、人体、大地、触电保安器、变压器中性点构成闭合回路，此时，变压器的中性点对地电压不再为零，它等于人体接地电流与中性点对地电阻的乘积；在此电压作用下，触电保安器的L·C并联回路将发生并联电流谐振，当谐振电流达到电流继电器的整定值时，继电器动作，常开接点闭合，电源开关跳闸回路接通，开关跳闸，从而保证触电者的人身安全。
图2中RS为人体等效电阻，一般为1000欧姆，RF为触保器调谐电阻RF＝7000欧，变压器次级相电压Uφ＝220伏，电感线圈与继电器的等效内阻r0＝20欧姆，电感量L＝5.07亨、电抗XL＝ω·L＝314×5.07＝1592(欧)，电容的容量C＝2×10－6法。
容抗XC＝ 1/(ω·C) ＝ (106)/(314 ×2) ＝1592(欧)
所以满足XL＝XC并联电流谐振的条件。在电感线圈与继电器串联电路中。YO与XL实际作用是串联性质，为分析方便，设Y0′与XL并联代替YO，则由《电工学》电导、电阻、电抗的一般关系式(其中g－电感线圈的导纳)g＝ (R0)/(R20+ X2L) 则r0′＝ (r20+ X2L)/(r0) ＝ (202+ 15922)/20 ＝126743欧触电保安器的总的等效电阻R等于RF与r0′并联值。
即R＝ (RF ·r20)/(RF + r′0) ＝ (7000×126743)/(7000＋126743) ＝ 887201000/133743 ＝6633(欧)UR为中性点的位移电压，URS为触电者人体承受的电压，由于触电保安器和人体串联在变压器次级侧相电压Uφ回路中，所以Uφ＝UR＋URSURS＝Uφ(RS)/(R5+ R) ＝220× 1000/(6633＋1000) ＝28.8(伏)UR＝Uφ(R)/(R + RS) ＝220× 6633/(6633＋1000) ＝191(伏)人体流过的触电电流为IRS等于回路总电流IR
即IR＝IRS＝ (Uφ)/(R + RS) ＝ 220/(6633＋1000) ＝28.8(毫安)谐振电流IC＝IL＝ (UR)/(r0) ＝ 191/20 ＝9.55(安)此振荡电流只在电容与电感之间进行能量交换，对总电流并没有影响。
在实际电路中由于电感线圈的铁芯饱和及电感，电容容量等原因谐振电流达不到9.55安，应当把电流继电器的整定值取的低一些，一般取1－3安，以保证在人身触电时能够可靠动作，确保人身安全。
从以上分析中可以看出，电感和电容器是在中性点对地电压UR的作用下发生电流谐振的。如果变压器初级或次级缺相运行时，中性点的对地电压一般为相电压的0.6倍左右，此时谐振电流IC＝IL＝ (0.6 ×Uφ)/(r0) ＝ (0.6×220)/20 ＝6.6(安)所以，也可使电流继电器(整定值1－3安)可靠动作。有效地防止变压器和电动机的烧损事故。
权利要求谐振式触电保安器，其特征是包括机壳(1)内安装的一只交流电容器C、一只电感线圈L、一只继电器J、一只电阻器RF；在机壳面板上装有一个零线接线柱(2)、一个接地端子(3)、两个跳闸回路端子(4)、(5)；继电器(J)和电感(L)串联后与电容器(C)、电阻(RF)并联，并联后一端接零线接线柱(2)，另一端接接地端子(3)；继电器J的常开接点(J1)接跳闸回路接线柱(4)、(5)；电容器(C)的容抗(XC)应等于电感(L)的感抗(XL)。
专利摘要本实用新型属于触电的紧急的保护装置，包括在机壳内安装的一只交流电容器、一只电感线圈、一只继电器、一只调谐电阻器，在机壳面板上装有一个零线接线柱、一个接地接线柱和两个跳闸回路接线柱。使用时，将变压器次级侧的零线与零线接线柱连接，接地接线柱应可靠接地，电源开关跳闸回路与跳闸回路接线柱连接。当发生人体触电时，本实用新型在保证人身承受电压为安全电压的同时，迅速断开电源，确保人身安全。
文档编号H02H3/14GK2080252SQ9121108
公开日1991年7月3日 申请日期1991年1月14日 优先权日1991年1月14日
发明者李正坤 申请人:李正坤