專利名稱：電網(wǎng)接地監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力供電控制裝置領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)接地監(jiān)控器。
低壓電網(wǎng)存在如下基本事實一.低壓電網(wǎng)與中、高壓電網(wǎng)相比，線路最長、分布最廣、布局最亂、管理最難、損耗最大、事故最多。二.電網(wǎng)的安裝支撐都是大地。三.大多數(shù)電網(wǎng)故障與接地有關(guān)。四.人身觸電接地比其他原因造成的電網(wǎng)接地要少得多。由這些基本事實我們可以作這樣的推論時間長了，電網(wǎng)出現(xiàn)接地是不可避免的，同網(wǎng)異線同時接地是低壓電網(wǎng)的結(jié)癥，接地是造成電網(wǎng)損耗和事故的元兇，監(jiān)控、排除接地是低壓電網(wǎng)技術(shù)管理的關(guān)鍵。本發(fā)明就是抓住這個關(guān)鍵，突破了“觸電掉閘”的，偏重人身保護的漏電保護老觀念，通過一系列電網(wǎng)接地監(jiān)控技術(shù)的實施，實現(xiàn)電網(wǎng)(N、a、b、c四線)與地之間的絕緣時間的最大化，進而實現(xiàn)降低損耗、正常安全用電的目的。
就地回零式漏電保護技術(shù)(另案已報，并獲得專利權(quán)，專利號ZL00207947.X，名稱一種就地回零式漏電保護裝置)和網(wǎng)地絕緣監(jiān)控裝置(另案已報，并獲得專利權(quán)，專利號ZL01231175.8，名稱網(wǎng)地絕緣監(jiān)控裝置)，為解決上述問題設(shè)計并實施了一套方案，但在產(chǎn)品化開發(fā)和一定量的長時間試用中，又遇到了一些新問題，在進一步的技術(shù)改進和完善方面還存在很大空間。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的所述的電網(wǎng)接地監(jiān)控器，適用于電網(wǎng)中性點(線)N不接地系統(tǒng)，它以新思路、新方法，運用電子自動控制技術(shù)，對低壓電網(wǎng)(N、a、b、c四線)的接地故障實施監(jiān)控，及時測報且促進排除接地故障，保持電網(wǎng)與地的絕緣，從而實現(xiàn)穩(wěn)定電網(wǎng)、降低損耗、消除誤動、正常安全用電的目的。所述的電網(wǎng)接地監(jiān)控器由兩部分組成
一是總監(jiān)控器，其原理結(jié)構(gòu)如

圖1-a。其中由Da1-3組成了回流隔離電路，它有三個作用一是電網(wǎng)接地回流通道，二是a、b、c三相電源隔離，三是三個二極管的共連點形成了監(jiān)控器的電路公共點Ga?；亓骺刂齐娐?a由脈沖產(chǎn)生器、過電流自限電路、回流脈沖化電路、電子開關(guān)、接地信息獲取電路等組成。所獲得的監(jiān)控信息可控制報警電路(如圖1-a之2a)工作，也可控制動作電路(如圖1-a之3a)工作。Ra、Aa為試驗裝置。
二是分監(jiān)控器，其原理結(jié)構(gòu)如圖1-b，其中Db1-3為就地回流隔離電路，主要作用是電網(wǎng)接地時就地回流，a、b、c三相電源隔離，三個二極管的共連點形成監(jiān)控器電路公共點Gb。CTb為電網(wǎng)接地信息檢測元件。1b為電網(wǎng)接地就地回流控制電路，受CTb信號控制進行通、斷工作，形成電網(wǎng)接地時的就地脈沖回流，進而產(chǎn)生報警和動作控制信號，分別控制2b(報警)和3b(動作)。Rb、Ab為試驗裝置。在回流控制電路1b中還設(shè)計有過流自動限流電路，以防本級監(jiān)控器因故拒動時，及時限流，啟動后備(上一級)監(jiān)控。
為了盡量準確指示和方便查找接地點部位，減少停電時間和面積，各級監(jiān)控器采用動作電流遞次安排，動作電阻遞次安排，動作時間遞次安排，實行分級監(jiān)控。為了使供電系統(tǒng)既穩(wěn)定又安全，把總監(jiān)控器的動作時間設(shè)置長一些，越接近電網(wǎng)末段的監(jiān)控器動作時間設(shè)置越短，達到哪里電網(wǎng)接地，哪里掉閘，不影響無故障電網(wǎng)正常運行和全線受控運行，盡量減少停電面積的目的。其結(jié)構(gòu)特征在于所述的監(jiān)控器是指在一個低壓供電系統(tǒng)中，設(shè)置一臺總監(jiān)控器(其原理方框圖如圖1-a，其原理電路圖如圖2、3、4，適用于不同要求的場合)與多臺分級、分區(qū)段使用的分監(jiān)控器(其原理方框圖如圖1-b，其原理電路圖如圖5、6、7、8、9、10、11等多種，適用于電網(wǎng)的不同部位)通過信號傳遞相配合使用的，專門測報(也可甩掉)電網(wǎng)接地故障的監(jiān)控系統(tǒng)。
在所述的監(jiān)控器中，設(shè)計了一個從供電電網(wǎng)穿過分監(jiān)控器檢測互感器(如圖1-b之CTb)，經(jīng)電網(wǎng)接地電阻(如圖1-b之Rb)、大地D(如圖1)、接地端子Da(如圖1-a)、總監(jiān)控器回流控制電路(如圖1-a之1a)、回流隔離電路(如圖1-a中Da1-3)至供電電網(wǎng)這樣一個接地信息檢測通道，檢測元件為如圖1-b中的CTb即如圖5至圖11中的檢測互感器CT1。
在上述的檢測通道中，設(shè)計了由三個二極管(如圖1-a中Da1-3即如圖2-2、3中的D1-3)組成的電網(wǎng)接地時相線回流且使三相電源隔離的電路。
在上述的檢測通道中，設(shè)計了以地D為電源端的回流控制電路(如圖1中之1a即如圖2-2所示的電路，如圖3中由T1-4、K1等組成的電路)。其中如圖2-2、圖3中的K1為電子開關(guān)，R1、R2、Rθ6為過電流自動限制電路，T1、C1、D4、R1-2為回流脈沖化電路，圖2-2中的IC1、T2和圖3中T2-4等組成的電路為電子開關(guān)K1的控制脈沖產(chǎn)生電路。
在分監(jiān)控器中設(shè)計了如圖5、7、9-2中由D1-3組成的，如圖6、8中由D1-2組成的電網(wǎng)接地就地回流且使電源線間隔離的控制電路以及以地D為電源端的，以各分監(jiān)控器CT1為檢測元件的如圖5、6、7、8中由T1-2等組成的或圖9-2所示的電網(wǎng)接地時的就地回流控制電路。
在電網(wǎng)接地監(jiān)控器中，設(shè)計了電網(wǎng)接地回流(接地)端子(如圖1中Da、Db)。
在自動型監(jiān)控器(如圖4、9、10)中，設(shè)計有在停電(被控開關(guān)斷開)情況下的電網(wǎng)接地信息探測電源(如圖4-1、圖9-1、圖10的B1、Z2、R2和圖4-2中由T1-2、DW1、C1-2、R16、D6等組成的穩(wěn)壓電路)、電網(wǎng)接地探測隔離電路(如圖4-1的D1-4或圖9-1、圖10中的KD的常閉輔助觸點)和如圖4-2所示的自動控制(報警、停電、自動閉鎖、解鎖恢復(fù)送電等)電路。
在各監(jiān)控器(圖2至圖11)中都設(shè)計了由保險熔絲BX、壓敏電阻RU、熱敏電阻Rθ和指示燈Dn組成的過壓、過流保護電路和監(jiān)控信息顯示電路。
還設(shè)計了如圖11的電網(wǎng)接地告警器。
本發(fā)明的運用，會產(chǎn)生以下積極效果1.由于在電網(wǎng)接地監(jiān)控系統(tǒng)中，為電網(wǎng)接地信息的檢測提供了一個暢順、可靠的通道，因此產(chǎn)生了三大效果一是可以大幅度減小漏電流的有效值，減小該電流造成的危害(觸電傷害，漏電火災(zāi)，漏電損耗等)。二是可以為分監(jiān)控器提供足夠幅度的檢測信號，增大了信雜比，使分監(jiān)控器工作穩(wěn)定、可靠。三是使總監(jiān)控器具備了對全電網(wǎng)的接地監(jiān)控能力，消滅了監(jiān)控死角。這樣就使監(jiān)控器成了一個組織嚴密的系統(tǒng)，大幅度提高了監(jiān)控器的功能效果。
2.由于產(chǎn)生報警、動作控制信號的電路，都是以地D為電源端，即以接地的電網(wǎng)為工作電源，也就是說，如果電網(wǎng)不接地，等于沒有工作電源，因而不可能產(chǎn)生報警和動作信號，所以本監(jiān)控器從根本上解決了誤動問題。
3.由于在監(jiān)控器中增設(shè)了聲光報警、顯示功能，由于專門設(shè)計了電網(wǎng)接地告警器，可以非常容易判斷電網(wǎng)接地故障的位置、程度，較容易查找電網(wǎng)接地點。這樣就大大提高了監(jiān)控器的服務(wù)效果。
4.由于采用了電網(wǎng)接地就地回流控制動作技術(shù)和多參數(shù)分級分遞次安排技術(shù)，使電網(wǎng)因接地停電的機率降到最低，使電網(wǎng)工作更可靠更穩(wěn)定。
5.由于在自動型監(jiān)控器中設(shè)置了動作鎖定裝置和接地點消失后自動恢復(fù)送電功能，可以避免如自動重合閘的盲目試投，因此自動化程度又有提高。
6.在監(jiān)控器中都設(shè)置了過壓、過流保護，電網(wǎng)接地回流過流自動限流裝置，這樣既可以對監(jiān)控器自身保護，延長使用壽命，又可及時啟動后備(上一級)監(jiān)控，保持監(jiān)控系統(tǒng)的可靠有效性。
下面結(jié)合附圖與具體實施方案，對本發(fā)明作進一步的詳細說明圖1為本發(fā)明的原理方框2為本發(fā)明原理電路圖之一。由圖2-1、2-2組成，是一種普通型電網(wǎng)接地總監(jiān)控器的原理電路圖。
圖3為本發(fā)明原理電路圖之二。是一種裝入塑殼開關(guān)內(nèi)，形成一體的電網(wǎng)接地總監(jiān)控斷路器的原理電路圖。
圖4為本發(fā)明原理電路圖之三。是一種自動型總監(jiān)控器的原理電路圖。它由圖4-1、4-2、圖2-2組成。
圖5為本發(fā)明原理電路圖之四。是一種三相普通型，以告警為主的，同時設(shè)有控制(動作或遠傳監(jiān)視)接口的分監(jiān)控器的原理電路圖。
圖6為本發(fā)明原理電路圖之五。是一種單相普通型以告警為主的，同時設(shè)有控制(動作或遠傳監(jiān)視)接口的分監(jiān)控器原理電路圖。
圖7為本發(fā)明原理電路圖之六。是一種裝入塑殼開關(guān)內(nèi)，形成一體的三相分監(jiān)控斷路器的原理電路圖。
圖8為本發(fā)明原理電路圖之七。是一種裝入塑殼開關(guān)內(nèi)形成一體的單相分監(jiān)控斷路器的原理電路圖。
圖9為本發(fā)明原理電路圖之八。是一種三相自動型分監(jiān)控器。它由圖9-1、9-2、4-2組成。
圖10為本發(fā)明原理電路圖之九，是一種單相自動型分監(jiān)控器，它由圖10、圖9-2、圖4-2組成。
圖11為本發(fā)明原理電路圖之十。是電網(wǎng)接地報警器的原理電路圖。
圖12之a(chǎn)、b是圖2的工作原理說明附圖，圖12之c是圖5的工作原理說明附圖。
圖2為本發(fā)明原理電路圖之一，它是一種普通型總監(jiān)控器的原理電路圖。它以監(jiān)控報警為主，也設(shè)有控制動作或遠傳監(jiān)視接口。總監(jiān)控器在一個低壓供電系統(tǒng)中只需要一臺。它的主要作用是一.通過總監(jiān)控器形成(當(dāng)電網(wǎng)接地時)采集接地信息的通道。二.對電網(wǎng)的接地電流進行脈沖化處理，使其有效值大幅度減小，以便降低漏電損耗和增強供用電安全。三.可以使分監(jiān)控器得到足夠的電網(wǎng)接地信息，使分監(jiān)控器可靠工作。四.對全電網(wǎng)進行接地監(jiān)控，被監(jiān)控的低壓電網(wǎng)任何地方出現(xiàn)接地，它都會報警甚至控制掉閘停電。五.它還可以用聲、光信號顯示監(jiān)控器斷保險、(N、A、B、C)哪一線接地、接地程度等。如圖2所示，是普通型電網(wǎng)接地總監(jiān)控器的主要形式，其接線結(jié)構(gòu)、功能原理如下圖2-1(總裝圖)所示的監(jiān)控器與外部的聯(lián)接有三處一是與電網(wǎng)A、B、C的相線聯(lián)接(JX1)，二是與大地D的聯(lián)接(JX3)，三是與被控元件的聯(lián)接(JX4)。該監(jiān)控器由以下六個部分組成一是由圖2-1的B1、Z1、R1、E1、C1-2組成的電源電路，Dn1為其指示燈。二是圖2-2所示的電網(wǎng)接地回流控制電路。三是圖2-1中由IC1、T1-3、Y1、J1等組成的報警、動作控制電路。四是由BX1-3、Rθ1-5、RU1-4等組成的過壓過流保護電路。五是由Dn2*3組成的斷保險顯示電路，由Dn3*3組成的接地相顯示電路和Dn4*3組成的電網(wǎng)接地程度顯示電路。六是由R17、A1組成的試驗電路和由W1、R4組成的報警、動作點調(diào)整電路。R5、R11是限流電阻。其工作原理簡介如下一.電源。監(jiān)控器的工作電源由圖2-1中變壓器B1、整流器Z1、濾波元件R1、C1-2、穩(wěn)壓元件E1組成的電路產(chǎn)生，當(dāng)正常工作時，Dn1綠燈亮。二.回流控制。漏電回流控制由圖2-2所示電路完成，其中信號產(chǎn)生器(由IC1、R7-10、D6-8、C3-5、T2等組成)所產(chǎn)生的連續(xù)脈沖控制電子開關(guān)K1作連續(xù)的通斷轉(zhuǎn)換，當(dāng)電網(wǎng)接地時，將地與監(jiān)控器電路公共端G之間本來的50周半波電流進行了通斷分割(通斷比影響回流電流的大小)，同時在由T1、R1-2、C1、D4等組成的脈沖化電路的作用下，形成了脈沖回流，在C2、R3上取控制電壓U，經(jīng)R5、C6濾波送圖2-1之DW1(限幅)。圖2-2之Rθ6與R1、R2組合成電流↑溫度↑電阻↑電流↓溫度↓電阻↓電流↑......最終穩(wěn)定下來這樣一個自動控制電路，既可以保證監(jiān)控器正常工作，又可以實現(xiàn)過流保護的作用。圖2-2中D1-3的共接點形成了本監(jiān)控器的電路公共點G，它把a、b、c三相電源隔離開來，同時又是電網(wǎng)接地回流的必經(jīng)之路。當(dāng)中性線N接地時，三個二極管將a、b、c三相電源相差120°角依次半波脈沖導(dǎo)通(見圖12-a)。當(dāng)某一相線接地時，接另外兩相的二極管，先后半波脈沖導(dǎo)通，形成了電網(wǎng)接地脈沖群回流(見圖12之b)。三.監(jiān)控執(zhí)行。與電網(wǎng)接地電流成比例的控制電壓U由圖2-2之C6送至圖2-1的DW1，經(jīng)R2、C3濾波，經(jīng)W1(調(diào)報警、動作點)進入跟隨器IC1/1、報警比較器IC1/2和動作比較器IC1/3，在U的控制下，用遞次設(shè)置不同的工作點的方法分別以亮燈、亮燈加報警、亮燈加繼電器動作三個層次表示電網(wǎng)接地的嚴重程度。用圖2-1之J1的1、2、3觸點作為對外控制接口。四.過壓過流保護。當(dāng)電網(wǎng)上出現(xiàn)過電壓時，首先由RU1-4泄放，當(dāng)泄流太大時，則燒斷BX1-3熔絲，當(dāng)接地電流長時間過大時，Rθ1-5工作限流，以防監(jiān)控器損壞。五.顯示電路Dn2*3的三個燈中，亮起來的為斷保險相。Dn3*3的三個燈中暗(滅)的為接地相，當(dāng)三燈都不暗，Dn4*3亮?xí)r，則說明是零線(N)接地。六.試驗電路按下A1，可模擬電網(wǎng)接地，用以檢驗監(jiān)控器是否可正常工作。
如圖2的總控器的工作過程是這樣的當(dāng)電網(wǎng)沒有接地點時，監(jiān)控器檢測通道無電流，電網(wǎng)正常運行。當(dāng)電網(wǎng)N線接地時，就形成了如圖12-a所示的通路，顯然，在這個通路中會產(chǎn)生如IN→abc的電流，該電流波形是被電子開關(guān)分割的，外形有一部分互相重疊的脈沖群，這時，回流控制電路輸出的控制電壓U會(達到規(guī)定值時)啟動報警和動作電路投入工作。當(dāng)某一相(例如a相)接地時，就形成如圖12-b所示的通路，顯然，在這個通路中會產(chǎn)生如Ia→bc的電流，該電流波形是被分割的成雙峰的，組間有間距的脈沖群，當(dāng)該電流到規(guī)定值時，回流控制電路輸出的控制電壓U會啟動報警、動作電路投入工作。
這種監(jiān)控器的特點是電網(wǎng)接地電流小、接地信息強、使用靈活、可靠。
圖3為本發(fā)明原理電路圖之二，是一種普通型裝入塑殼開關(guān)之內(nèi)，與之合成一體，形成稱之為總監(jiān)控斷路器的原理電路圖。它與被控開關(guān)的聯(lián)接有三處接N、A、B、C電源(JX1)、接大地端子D(JX3)和對KD的控制(JX4)。圖3中的過壓過流保護電路(BX1-4、RU1-4、Rθ1-5)、回流隔離電路(D1-3)、試驗電路(R17、A1)與如圖2所示監(jiān)控器是相同的，因此不重復(fù)。在圖3中的回流控制電路中，產(chǎn)生控制脈沖的震蕩器是由T3-4、R9-13、C3-4組成的自激震蕩器，其余與圖2所示的總監(jiān)控器中的回流控制電路完全相同，也不重復(fù)。圖3中由Dn1-4組成了斷保險燈滅電路。圖3中的電源電路是直接從N和G之間取得，經(jīng)由Rθ4、D7、T5、R16-17、C7-8、DW4組成的簡單穩(wěn)壓電路形成。而動作執(zhí)行電路，則是把接地回流信號電壓U經(jīng)R5、、DW2(限幅)、C6平滑后，經(jīng)DW3、D5控制K2，啟動KD動作。W1可調(diào)整動作點。這種總監(jiān)控器結(jié)構(gòu)簡單、造價低。
圖4為本發(fā)明原理電路圖之三，是一種自動型總監(jiān)控器原理電路圖，是自動型總監(jiān)控器的主要形式。它對外聯(lián)接有四處一是(JX1)工作電源(N、U)，接被控開關(guān)的上口。二是(JX2)電網(wǎng)接地回流通道(A、B、C)，接被控開關(guān)的下口。三是(JX3)接大地D。四是(JX4)對被控KD的控制。圖4由圖4-1、4-2、圖2-2組成。圖4-1為總裝原理電路圖，其中，B1、Z1、R1、E1、C1-2等組成的工作電源電路(Dn1為其指示燈)、如圖2-2組成的回流控制電路、由BX1-5、RU1-4、Rθ1-5等組成的過壓、過流保護電路、由T1-3、Y1、J1等組成的監(jiān)控執(zhí)行電路、由Dn2*5組成的斷保險顯示電路、Dn3*3組成的接地相顯示電路、由R17、A1組成的試驗電路，這些電路的工作原理與圖2所述總監(jiān)控器基本相同，不重復(fù)。圖4-1中KD為電源開關(guān)，KJ為KD的動作線圈。
如圖4所示自動型總監(jiān)控器與普通型總監(jiān)控器相比，不同之處在于增加了如圖4-2所示的，由T1-2、C1-2、DW1、R16、D6等組成的，用以對停電電網(wǎng)接地故障進行自動探測的電源(t)電路和由IC1等組成的自動控制電路及由圖4-1中D1-4組成的探測隔離電路。下面從兩個方面簡介其工作原理(一)停電線路接地故障的探測。如圖4-1中由Z2、R2和圖4-2的R16、T1-2、C1-2、DW1、D6組成的整流穩(wěn)壓電路產(chǎn)生停電電網(wǎng)接地探測電源t。J1/4、6是探測電源(t)輸出的自動控制電路。其工作過程是當(dāng)電網(wǎng)無接地故障，圖2-2無控制電壓U輸出，圖4-2之U、B、K均為低電位，J1吸合，探測電壓t送不出，圖4-1中KD閉合，電網(wǎng)正常運行。當(dāng)電網(wǎng)因接地造成圖4-1中K為高電位，T3導(dǎo)通，T2截止，J1失電復(fù)歸，J1/1、2斷開，KJ失電，KD斷開停電時，被控開關(guān)KD下口A、B、C失電，探測電壓t被J1/5、6，通過探測隔離二極管(如圖4-1之D1-4)、熱敏電阻(如圖4-1之Rθ1-4)、熔斷絲管(如圖4-1BX1-5)，送入已經(jīng)停電的電網(wǎng)，然后通過電網(wǎng)接地點、接地端子D、Rθ5啟動回流控制電路(圖2-2)，回流控制電路(圖2-2)產(chǎn)生維持停電信號U至圖4-1之R16和圖4-2之R1。
由于探測電源t比電網(wǎng)電壓低得多，因而造成在停電探測接地和電網(wǎng)運行接地兩種情況下所產(chǎn)生的控制電壓U差別太大，無法控制同一個自動控制電路(圖4-2)正常工作。為此設(shè)計了由圖4-1中T4、R13-16、D5-6、W3等組成的均衡電路。工作原理是當(dāng)J1工作在電網(wǎng)正常送電狀態(tài)時，J1/5、6斷開，探測電源t加不到D6、R13、D5上，T4的b為低電位，T4導(dǎo)通，這時R16、W3與圖2-2中的R5構(gòu)成分壓器，因而可以把這時(運行電網(wǎng)接地)產(chǎn)生的U電壓降低。當(dāng)因電網(wǎng)接地J1/5、6接通時，KD以下電網(wǎng)失電，探測電源由J1/5、6經(jīng)D6、R13-14加至D5，T4截止，由探測電源產(chǎn)生的控制電壓U保持不變。用這樣的辦法把兩種情況下的控制電壓U拉近，使之能控制同一個自動控制電路(圖4-2)正常工作。W3可以調(diào)整監(jiān)控器的動作點。
由圖4-1之D1-4組成的接地探測時的線間隔離電路有兩個作用，一是順利通過N、A、B、C四線中任何一線的接地探測電流，二是在電網(wǎng)帶電運行時，保證線間的絕緣?？梢?，這樣就組成了一個完整的，受被控開關(guān)停送電狀態(tài)自動控制的，對停電(被控開關(guān)斷開)線路的接地故障持續(xù)探測、監(jiān)控的自動控制裝置。它與下面所述自動控制電路相結(jié)合可以在電網(wǎng)接地時完成持續(xù)停電控制，當(dāng)電網(wǎng)接地點消失時又可自動恢復(fù)送電的功能，可替代以盲目試投為手段的自動重合閘。
(二)自動控制。如圖4-2所示由IC1組成的自動控制電路，由電網(wǎng)接地電壓放大器IC1/1、解鎖比較器IC1/2、電網(wǎng)接地動作且閉鎖比較器IC1/4和跟隨器IC1/3等組成。IC1/1、R1-3、C3、DW2等組成直流放大器，把代表電網(wǎng)接地程度的電壓U按需要進行放大后，分別送解鎖比較器IC1/2和經(jīng)跟隨器IC1/3送動作閉鎖比較器IC1/4。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)接地時，首先由跟隨器IC1/3經(jīng)R10送出接地電壓u至圖4-1經(jīng)R11點亮Dn4*3的第一只燈，表示電網(wǎng)出現(xiàn)接地。當(dāng)電網(wǎng)接地達到一定程度時IC1/2比較器反轉(zhuǎn)輸出高電位，送出報警信號B，經(jīng)圖4-1的R3控制T1工作帶動Y1報警，同時Dn4*3的第二只燈亮，說明電網(wǎng)已有較嚴重的接地故障，同時由于圖4-2中IC1/2輸出的高電位，截止了D3-4，為IC1/4反轉(zhuǎn)準備了條件。當(dāng)電網(wǎng)接地嚴重到應(yīng)當(dāng)停電的程度時，IC1/4反轉(zhuǎn)，輸出高電位K，通過圖4-1中R7、T2-3、J1、KD完成控制停電。同時由于圖4-2中D5的正反饋作用把IC1/4鎖定在輸出高電位狀態(tài)(這時圖4-1之Dn4全亮，表明電網(wǎng)已因接地停電)，以防止由于電網(wǎng)停電(開關(guān)斷開)，接地點自然被甩開，又恢復(fù)送電，又停電，又送電......這樣的震蕩式停送電現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)電網(wǎng)停電以后，如果電網(wǎng)接地點存在，通過上述“(一)”對停電線路接地故障探測裝置的作用，送來控制電壓U維持IC1/2輸出高電位，IC1/4維持停電狀態(tài)。當(dāng)停電線路中的接地點確實消失時，控制電壓U消失，IC1/2反回成輸出低電位，接著通過圖4-2之D3-4使IC1/4也反回成低電位，于是通過圖4-1的T2-3、J1、KD完成自動恢復(fù)送電。可以用圖4-1中A2按鈕手動解鎖送電(將B接G，把B和IC1/4的輸入控制拉成低電位，不過如果接地故障還在，松開A2又會停電)。自動型接地監(jiān)控器的整體工作過程如下當(dāng)正常運行的電網(wǎng)出現(xiàn)接地故障時，監(jiān)控器動作閉鎖，主電源開關(guān)分閘，停止送電。當(dāng)接地故障消失時，監(jiān)控器自動解鎖，主開關(guān)合閘送電，電網(wǎng)正常運行。
圖5是本發(fā)明原理電路圖之四，是一種三相普通型，以告警為主，同時具備控制動作或遠傳監(jiān)視接口的分監(jiān)控器的原理電路圖。分監(jiān)控器用于低壓電網(wǎng)的某一出線、某一分支線、某一用電戶、某一臺設(shè)備等都可以。圖5中BX1-4、RU1-4、Rθ1-5、Dn1*4組成的過流、過壓、監(jiān)控顯示電路及由R17、A1組成的試驗電路與前述監(jiān)控器相同，不重復(fù)。應(yīng)當(dāng)說明的一是設(shè)計了由D1-3組成的就地回流隔離電路，二是設(shè)置了電網(wǎng)接地信息檢測互感器CT1和由T1-2、DW1、D4、Rθ5-6、R1-4、W1-2、C1等組成的就地回流控制電路，三是設(shè)置了由Y1、Dn2、T3組成的報警電路，四是IC1組成的控制遠傳監(jiān)視接口。分監(jiān)控器是通過檢測互感器(CT1)和就地回流控制完成對電網(wǎng)某一部分的監(jiān)控的，在使用時必須將所轄線路從CT1中按規(guī)定方向穿過。其工作原理是當(dāng)該監(jiān)控器監(jiān)控的線路(CT1以下)無接地故障時，CT1無信號輸出，T1、T2不導(dǎo)通，因此也不輸出報警、動作信號。當(dāng)該監(jiān)控器監(jiān)控的線路出現(xiàn)接地故障時，它在總監(jiān)控器的配合下的工作過程如圖12-c所示。由圖可以看出，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)接地時，首先會產(chǎn)生如IX的接地信息檢測電流，該電流會使總監(jiān)控器投入工作，還在分監(jiān)控器的CT1中產(chǎn)生電網(wǎng)接地信號，該信號會打開就地回流控制電路T1-2等，進而形成如IH的就地回流。IH的就地回流又加大了CT1檢測的信號，該信號又加大了就地回流，形成了一個正反饋過程。規(guī)定的就地回流，會在C1、Rθ6處產(chǎn)生控制電壓U，經(jīng)R5-6、DW2、C2限幅、平滑后，去控制T3實現(xiàn)報警，進而控制IC1，形成控制動作或遠傳監(jiān)視接口。
圖6是本發(fā)明原理電路圖之五，是單相的普通型，以報警為主，同時具備控制動作(遠傳監(jiān)視)功能的分監(jiān)控器，基本原理與圖5類同，不重復(fù)。
圖7是本發(fā)明原理電路圖之六，是一種裝入塑殼開關(guān)內(nèi)形成一體的三相分監(jiān)控斷路器，與圖5相比，不同之處只有兩點一是圖7是裝入塑殼開關(guān)內(nèi)，形成一體的。二是監(jiān)控執(zhí)行電路就是塑殼開關(guān)的脫扣器KJ，控制電路則是K2。其余與圖5完全相同，不重復(fù)。
圖8是本發(fā)明原理電路圖之七，是一種單相的裝入塑殼開關(guān)內(nèi)的分監(jiān)控斷路器。其原理與圖7所示三相分監(jiān)控斷路器類同，因此不重復(fù)。
圖9是本發(fā)明原理電路圖之八，是一種三相自動型分監(jiān)控器。它由圖9-1、9-2、圖4-2組成。圖9-1是總裝原理電路圖，其結(jié)構(gòu)原理與圖4大致相同。主要差別在于增設(shè)檢測互感器CT1，它的作用是檢測電網(wǎng)接地信息，并送如圖9-2的電網(wǎng)接地就地回流控制電路，該電路(與圖5至圖8中由T1-2等組成的電路相同)產(chǎn)生的電網(wǎng)接地信息電壓U，可以利用圖9-1的J1、T4、KD的常閉輔助接點及圖4-2的自動控制電路對所轄電路完成如圖4監(jiān)控器一樣的監(jiān)控功能。圖9-2中的D1-3是就地回流隔離電路。圖9-1中KD的四對常閉輔助接點與圖4-1中的D1-4的作用一樣，完成接地探測和線間隔離任務(wù)。W1-2是調(diào)動作點的。其詳細原理和工作過程不重復(fù)。
圖10是本發(fā)明原理電路圖之九，是一種單相自動型分監(jiān)控器。其工作原理與圖9所示監(jiān)控器類同，因此不重復(fù)。
圖11是本發(fā)明原理電路圖之十，是一種電網(wǎng)接地報警器，其工作電源用～220V或～380V都可以，C4-6、Z1、R5是電源電路，CT1、R1、W1、C1、T1組成了電網(wǎng)接地信號的檢測和電路放大，T2、K1、R2-3、C2-3、DW1為控制電路。T2、R4、Y1、DW2為報警電路。1和2聯(lián)接可報警，2和3之間接入開關(guān)脫扣器，可控制動作停電(接開關(guān)下口)?？梢杂糜陔娋W(wǎng)的任何部位，可為檢測、發(fā)現(xiàn)、排除電網(wǎng)接地故障提供極大的方便。Rθ1和RU1為過壓過流保護裝置，Dn1為報警器工作指示燈。
由以上接線原理可以看出，電網(wǎng)接地監(jiān)控器是解決低壓電網(wǎng)普遍存在，危害巨大的同網(wǎng)異線同時接地問題，保持電網(wǎng)質(zhì)量的一項嶄新的技術(shù)，它可從根本上解決低壓電網(wǎng)事故多損耗大的問題，對保持電網(wǎng)質(zhì)量、保證安全經(jīng)濟用電具有重大意義。它的各種自動控制功能會給供用電者提供良好的服務(wù)。本發(fā)明設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)簡單、容易推廣、適用范圍大，實用性強、經(jīng)濟安全、利國利民、國民急需、社會效益和經(jīng)濟效益甚好。
權(quán)利要求
電網(wǎng)接地監(jiān)控器，其特征在于所述的監(jiān)控器是指在一個低壓供電系統(tǒng)中，設(shè)置一臺總監(jiān)控器與多臺分級、分區(qū)段使用的分監(jiān)控器通過信號傳遞相配合使用的，專門測報(也可甩掉)電網(wǎng)接地故障的監(jiān)控系統(tǒng)；在這個監(jiān)控系統(tǒng)中，設(shè)計了從供電電網(wǎng)穿過分監(jiān)控器之檢測互感器，經(jīng)電網(wǎng)接地電阻、大地、接地端子、總監(jiān)控器回流控制電路、回流隔離電路至供電電網(wǎng)這樣一個接地信息檢測通道，檢測元件為檢測互感器；在上述檢測通道中設(shè)計了由三個二極管組成的，電網(wǎng)接地時相線回流且使三相電源隔離的電路；在上述檢測通道中設(shè)計了以地為電源端的回流控制電路，其中含電子開關(guān)、過電流自動限制電路、回流脈沖化電路和電子開關(guān)的控制脈沖產(chǎn)生電路；在分監(jiān)控器中設(shè)計了電網(wǎng)接地就地回流且使電網(wǎng)線間隔離的電路以及以地為電源端的，以各分監(jiān)控器檢測互感器為檢測控制元件的，(電網(wǎng)接地時的)就地回流控制電路；在電網(wǎng)接地監(jiān)控器中設(shè)計了電網(wǎng)接地回流(接地)端子；在自動型監(jiān)控器中，設(shè)計有在停電(被控開關(guān)斷開)情況下的電網(wǎng)接地信息探測電源、電網(wǎng)接地探測隔離電路和自動控制(報警、停電、自動閉鎖、解鎖恢復(fù)送電)電路；在各監(jiān)控器中，都設(shè)計了由保險熔絲(BX)、壓敏電阻(RU)、熱敏電阻(Rθ)、指示燈(Dn)等組成的過壓、過流保護電路和監(jiān)控信息指示電路；還設(shè)計了電網(wǎng)接地告警器。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征在于所述的監(jiān)控器是指在一個低壓供電系統(tǒng)中，設(shè)置一臺總監(jiān)控器與多臺分級、分區(qū)段使用的分監(jiān)控器通過信號傳遞相配合使用的，專門測報(也可甩掉)電網(wǎng)接地故障的監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征在于在這個監(jiān)控系統(tǒng)中，設(shè)計了從供電電網(wǎng)穿過分監(jiān)控器之檢測互感器，經(jīng)電網(wǎng)接地電阻、大地、接地端子、總監(jiān)控器回流控制電路、回流隔離電路至供電電網(wǎng)這樣一個接地信息檢測通道，檢測元件為檢測互感器。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征在于在上述檢測通道中設(shè)計了由三個二極管組成的，電網(wǎng)接地時相線回流且使三相電源隔離的電路。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征在于在上述檢測通道中設(shè)計了以地為電源端的回流控制電路，其中含電子開關(guān)、過電流自動限制電路、回流脈沖化電路和電子開關(guān)的控制脈沖產(chǎn)生電路。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征在于在分監(jiān)控器中設(shè)計了電網(wǎng)接地就地回流且使電網(wǎng)線間隔離的電路以及以地為電源端的，以各分監(jiān)控器檢測互感器為檢測控制元件的，(電網(wǎng)接地時的)就地回流控制電路。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征在于在電網(wǎng)接地監(jiān)控器中設(shè)計了電網(wǎng)接地回流(接地)端子。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征在于在自動型監(jiān)控器中，設(shè)計有在停電(被控開關(guān)斷開)情況下的電網(wǎng)接地信息檢測電源、電網(wǎng)接地探測隔離電路和自動控制(報警、停電、自動閉鎖、解鎖恢復(fù)送電等)電路。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器。其特征在于，在各監(jiān)控器中，都設(shè)計了由保險熔絲(BX)、壓敏電阻(RU)、熱敏電阻(Rθ)、指示燈(Dn)等組成的過壓、過流保護和監(jiān)控信息指示電路。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控器，其特征還在于設(shè)計了的電網(wǎng)接地告警器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電網(wǎng)接地監(jiān)控器，涉及電力供電控制領(lǐng)域。它是由一個總監(jiān)控器(如附圖a)和若干分監(jiān)控器(如附圖b)組成的監(jiān)控系統(tǒng)。其中含由回流隔離二極管D
文檔編號H02H3/14GK1913273SQ200610008428
公開日2007年2月14日 申請日期2006年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者于世根, 于淼清, 李振良 申請人:于世根