一種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置，其技術特點是：該裝置包括直流電壓源、多個斷線點定位單元和判據(jù)信息采樣電阻，第一個斷線點定位單元緊挨用戶負載，該斷線點定位單元與直流電壓源、判據(jù)信息采樣電阻串聯(lián)并跨接在三相四線制供電電路上；其他斷線點定位單元均布安裝在供電變壓器二次側(cè)出線端與第一個斷線點定位單元之間的三相四線制供電電路上。本實用新型只需要根據(jù)判據(jù)信息采樣電阻上的電壓值即可判斷出中性線斷線與否并且確定斷線點所在位置，為故障發(fā)生后的快速檢修提供很大的方便，具有準確可靠、易于實現(xiàn)、成本低廉等特點。
【專利說明】一種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于低壓系統(tǒng)檢測保護【技術領域】，尤其是一種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢 測和斷線定位裝置。

【背景技術】
[0002] 在三相四線制供電系統(tǒng)中，中性線與三條相線構(gòu)成一個實用有效的整體。中性線 的存在，使三相電壓保持平衡穩(wěn)定，不會因為三相負荷的不平衡而出現(xiàn)過大的中性點偏移， 即使某相線溶絲溶斷，其他兩相負荷仍能在正常電壓下工作。但是，如果中性線斷線，將使 由負荷不平衡引起的中性點電位偏移變大，三相電壓不能保持平衡，負荷側(cè)各相電壓較正 常電壓過高或過低，電壓過高的相可能會燒毀用電設備，電壓過低的相可能會使用電設備 不能正常工作，對用戶造成很大的經(jīng)濟損失。
[0003]目前，低壓供電系統(tǒng)中存在著大量不可預料的中性線斷線事故，具體原因包括諧 波過載、盜線、施工等，因此，急需一種能自動快速檢測中性線是否斷線并確定斷線位置的 裝置?，F(xiàn)有的中性線斷線檢測裝直大多都只能做出中性線斷線與否的檢測，不能同時實現(xiàn) 斷線位置確定，這為發(fā)生斷線故障后的維修帶來了麻煩。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本頭用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測 和斷線定位裝置，能夠有效地檢測三相四線制供電系統(tǒng)中的中性線斷線故障并實現(xiàn)斷線點 定位功能，為故障發(fā)生后的快速檢修提供很大的方便。 Η
[0005] 本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的：
[0006] -種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置，包括直流電壓源、多個斷線點定 位單元和判據(jù)信息采樣電阻，第一個斷線點定位單元緊挨用戶負載，該斷線點定位單元與 直流電壓源、判據(jù)信息米樣電阻串聯(lián)，該斷線點定位單元的A、B、C三端分別與三相四線制 供電電路的三根相線相連，Ν端與直流電壓源一端相連，判據(jù)信息采樣電阻一端與直流電壓 源另一端相連，另一端與中性線Ν相連；其他斷線點定位單元均布安裝在供電變壓器二次 側(cè)出線端與第一個斷線點定位單元之間并將中性線分割為多段，其安裝方式為：斷線點定 位單元A、B、C三端分別接在三相四線制供電電路的三根相線上，Ν端接在中性線上。
[0007] 而且，所述的斷線點定位單元由三組RLC諧振電路組成，其中電感L與電容C并聯(lián) 后再與電阻R串聯(lián)。
[0008] 本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：
[0009]本實用新型設計合理，其只需要根據(jù)判據(jù)信息采樣電阻上的電壓值即可判斷出中 性線斷線與否并且確定斷線點所在位置，實現(xiàn)了三相四線制供電系統(tǒng)中的中性線斷線點定 位功能，為故障發(fā)生后的快速檢修提供很大的方便，具有準確可靠、易于實現(xiàn)、成本低廉等 特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型應用于三相四線制供電系統(tǒng)的接線圖；
[0011] 圖2為斷線點定位單元的電路圖；
[0012] 圖3為本實用新型的中性線斷線檢測及斷線點定位原理的等效電路圖。

【具體實施方式】
[0013] 以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述：
[00U] -種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置，如圖1所示，包括直流電壓源1、 多個斷線點定位單元2和判據(jù)信息采樣電阻3,所述直流電壓源為供電回路注入直流檢測 信號；所述斷線點定位單元為直流檢測信號提供通路，同時具有阻斷交流電的作用，使其對 電網(wǎng)正常供電的影響非常小；所述判據(jù)信息采樣電阻用于采集電壓信息，并由此信息判斷 是否有中性線斷線及斷線位置，從而得到檢測結(jié)果。所述直流電壓源、斷線點定位單元和判 據(jù)信息米樣電阻的具體連接關系為：
[0015]第一個斷線點定位單元緊挨用戶負載，該斷線點定位單元與直流電壓源、判據(jù)信 息采樣電阻串聯(lián)，該斷線點定位單元的A、B、C三端分別與三相四線制供電電路的三根相線 相連，N端與直流電壓源一端相連，判據(jù)信息采樣電阻一端與直流電壓源另一端相連，另一 端與中性線N相連；其他斷線點定位單元均布安裝在供電變壓器二次側(cè)出線端與第一個斷 線點定位單元之間并將中性線分割為多段，其安裝方式為：斷線點定位單元A、B、C三端分 別接在三相四線制供電電路的三根相線上，N端接在中性線上。
[0016]如圖2所不，所述斷線點定位單元由三組RLC諧振電路組成，其中電感L與電容C 、、 1 并聯(lián)后再與電阻R串聯(lián)，當;^^ = ω"=50//ζ時，LC并聯(lián)部分對50Hz的交流電為并聯(lián)諧振 狀態(tài)，等效阻抗為無窮大，起到了阻斷交流的作用；而此時每組并聯(lián)諧振網(wǎng)絡對直流檢測信 號阻抗為R，從而實現(xiàn)了對電網(wǎng)供電本身不產(chǎn)生影響，同時為直流檢測信號提供通路。
[0017]本低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置的檢測原理如下：
[0018]直流電壓源發(fā)出直流電壓檢測信號，通過與之串聯(lián)的一組斷線點定位單元、相線、 其他斷線點定位單元和變壓器二次側(cè)、用戶負載（三者并聯(lián)關系）、中性線和判據(jù)信息采樣 電阻構(gòu)成回路，判據(jù)信息采樣電阻與回路其他部分串聯(lián)分壓。中性線無斷線時，變壓器二 次側(cè)繞組與全部直接跨接在相線與零線之間的斷線點定位單元并聯(lián)，由于變壓器二次側(cè)繞 組，直流檢測信號來說阻抗很小，可以認為變壓器二次繞組基本將與其并聯(lián)的斷線點定位 單元短路，僅一組斷線點定位單元和變壓器二次繞組與判據(jù)信息采樣電阻串聯(lián)分壓，直流 電壓源的電壓大部分降落在判據(jù)信息采樣電阻上。當中性線有斷線時，由于中性線斷線位 置不同，能構(gòu)成回路的并聯(lián)的斷線點定位單元個數(shù)不同，因此與判據(jù)信息采樣電阻串聯(lián)的 等效電阻大小隨中性線斷線位置的變化而變化，斷線點越接近小信號注入器，能構(gòu)成回路 的并聯(lián)的斷線點定j立單元的數(shù)量就越少，與判據(jù)信息采樣電阻串聯(lián)部分的等效電阻阻值越 大，因此判據(jù)信息采樣電阻上分得的電壓越??；直到斷線點緊挨判據(jù)信息采樣電阻時，只有 用^負^及與直流電壓源串聯(lián)的一組斷線點定位單元與判據(jù)信息采樣電阻串聯(lián)，此時與判 據(jù)信息采樣電阻串聯(lián)部分的等效電阻阻值較大，判據(jù)信息采樣電阻上分得的電壓只占直流 電壓源的一小部分。
[0019] 綜上所述，當中性線有無斷線及斷線位置不同時，判據(jù)信息采樣電阻上的電壓值 大小不同，并且各種斷線情況與判據(jù)信息采樣電阻電壓一一對應，因此，根據(jù)判據(jù)信息采樣 電阻上電壓的大小即可判斷中性線是否斷線及斷線位置。
[0020] 本檢測方法的等效電路圖如圖3所示。本實施例以四個斷線點定位單元為例進行 說明，四個斷線點定位單元將線路分為四個區(qū)間①、②、③、④，Es為直流電壓源，Rz為判據(jù) 信息采樣電阻，Rdl、Rd2、Rd3、Rd4為斷線點定位單元對直流檢測信號的等效電阻，阻值相等。r n 為用戶負載等效電阻、心為變壓器二次側(cè)繞組等效電阻?？紤]三相四線制供電系統(tǒng)的實際 情況，線路電阻可以忽略。當線路中性線無斷線時，由于變壓器二次側(cè)繞組等效電阻心很 R ￡ 小，可以認為Rs將與其并聯(lián)的Rdl、Rd2、Rd3及R N短路，此情況下Rz上的電壓值匕《 - - ρ ; K. + K，M 當線路中區(qū)間1內(nèi)中性線斷線時，Rs斷路，左側(cè)電路為3組斷線點定位單元并聯(lián)，此時與Rz 串聯(lián)部分等效電阻變?yōu)閒 II& +?，采樣電阻心上分得的電壓為 V ^ ) 氧+焉I. 由于Rfl>Rd4，相對于無斷線時Vzl<VzQ;同理當區(qū)間2內(nèi)中性線斷線時，心斷路，左側(cè)電路為 2組斷線點定位電阻并聯(lián)，此時與Rz串聯(lián)部分等效電阻變?yōu)椋?*采樣電 V 2 / R ￡ 阻Rz上分得的電壓為由于，相對于斷線點在區(qū)間i內(nèi)時Vz2<Vzi ;當 區(qū)間3內(nèi)中性線斷線時，R2斷路，左側(cè)電路為1組斷線點定位電阻，此時與&串聯(lián)部分等 效電阻變?yōu)镽f3 ~ (Rd31 IRN)+Rd4,采樣電阻Rz上分得的電壓為^夂，由于Rf3> Rf2， ，ΚΖ·，+ ^3：： 相對于斷線點在區(qū)間2內(nèi)時Vz3<Vz2 ;當斷線點在區(qū)間4內(nèi)時，Rz與Rd4、RN串聯(lián)分壓，此時 'R ?、 R :，因為Rd4+RN〉Rf3,因此Vz4〈 Vz3。由此可知，中性線未斷及斷線點分別在區(qū) 間1、2、3、4內(nèi)時，判據(jù)信息采樣電阻上的電壓值計算模型如表1所示。
[0021] 表1各種斷線情況下判據(jù)信息采樣電阻Rz上的電壓值計算模型
[0022]

【權利要求】
1. 一種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置，其特征在于：包括直流電壓源、多 個斷線點定位單元和判據(jù)信息采樣電阻，第一個斷線點定位單元緊挨用戶負載，該斷線點 定位單元與直流電壓源、判據(jù)信息采樣電阻串聯(lián)，該斷線點定位單元的A、B、C三端分別與 三相四線制供電電路的三根相線相連，N端與直流電壓源一端相連，判據(jù)信息采樣電阻一 端與直流電壓源另一端相連，另一端與中性線N相連；其他斷線點定位單元均布安裝在供 電變壓器二次側(cè)出線端與第一個斷線點定位單元之間并將中性線分割為多段，其安裝方式 為：斷線點定位單元A、B、C三端分別接在三相四線制供電電路的三根相線上，N端接在中性 線上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種低壓系統(tǒng)中性線斷線檢測和斷線定位裝置，其特征在 于：所述的斷線點定位單元由三組RLC諧振電路組成，其中電感L與電容C并聯(lián)后再與電阻 R串聯(lián)。
【文檔編號】G01R31/08GK204086442SQ201420532954
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】李玲玲, 曹麗鵬, 邢磊, 吉海濤, 孫超, 李倩倩 申請人:河北工業(yè)大學