本實用新型涉及一種末端斷零保護系統(tǒng)，屬于斷路器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在低壓三相多線制配電系統(tǒng)中，A、B、C為相（火）線，N線為工作零線（中性線），地保護制中，“零地”線分開。無論是TN-C還是TN-S接線制中，PE線在任何情況下都是絕對不允許斷開的。而N線則是有條件可以斷開的，即N線必須和A、B、C相線都斷開（嚴格意義上說N先必須在A、B、C相線斷開之后才能斷開），否則將導(dǎo)致人和設(shè)備的不幸事件發(fā)生，因此，允許N線斷開顯然只能在TN-S接線中才可以。但在運行中N線不能斷開，如發(fā)生N線斷開即產(chǎn)生“斷零”故障。

N線斷開的原因為：

1、三相負載嚴重不平衡，N線電流過大，日積月累N線燒斷；

2、若N線帶觸頭，觸頭接觸不良甚至斷開（不接觸）；

3、自然損壞或人為盜竊N線。

長久以來，在運行中N線斷開即“斷零”故障時有發(fā)生，當(dāng)存在單相負載情況下，三相負載大多不平衡，導(dǎo)致中點位移，當(dāng)發(fā)生斷零故障時，將引發(fā)相電壓突然升高，超出額定相電壓1.3倍以上，這樣勢必造成單相設(shè)備損壞、三相電動機無法正常運行，更有甚者還可能導(dǎo)致人員傷亡。因此，斷零保護系統(tǒng)的研發(fā)具有重大的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種可以對斷路器進行保護的末端斷零保護系統(tǒng)。

本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種末端斷零保護系統(tǒng)，其特征在于：包括零線電流采樣模塊、MCU和控制執(zhí)行模塊；所述零線電流采樣模塊包括電流互感電路、信號轉(zhuǎn)換及限幅電路和低通濾波電路；所述電流互感電路接在零線上，所述信號轉(zhuǎn)換及限幅電路可將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號并對其進行限幅后，再傳遞給低通濾波電路；所述低通濾波電路過濾掉高頻段的干擾信號后再將信號傳遞給MCU；所述MCU經(jīng)過計算分析后將指令下達給所述控制執(zhí)行模塊。

電流互感電路連接在零線上，可以感知流經(jīng)零線的電流的大小，隨后將此電流信號傳遞給信號轉(zhuǎn)換及限幅電路，由信號轉(zhuǎn)換及限幅電路對電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號并將電壓信號的大小進行限幅，使得傳遞到低通濾波電路上的電壓信號處于一定的范圍內(nèi)。低通濾波電路接收到電壓信號后，又再次將高頻段的干擾信號過濾掉，最后傳遞給MCU。MCU接收到信號后，通過計算分析，對比事先設(shè)置好的數(shù)據(jù)，再對控制執(zhí)行模塊進行指令的下達。

進一步地，所述電流互感電路為電流互感器。在需要的時候，將電流互感器的一側(cè)繞在零線上，另一側(cè)則繞在測量電路上，從而將零線上較大的電流轉(zhuǎn)換成較小的電流后，再進行測量。

進一步地，所述信號轉(zhuǎn)換及限幅電路包括分別并聯(lián)在所述電流互感電路兩端形成三支并聯(lián)電路的固定電阻一、普通二極管一和普通二極管二；且普通二極管一反接，普通二極管二正接。固定電阻一起到將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號的功能，兩個普通二極管則對電壓信號進行限幅。普通二極管一和普通二極管二組成雙向限幅電路，當(dāng)輸入電壓值過高或者過低時，都將只取設(shè)定值為此時的電壓值，從而將電壓值限定在設(shè)定值的范圍內(nèi)。

進一步地，所述低通濾波電路包括一個電容和運放調(diào)理電路，所述運放調(diào)理電路包括固定電阻二、固定電阻三、固定電阻四、固定電阻五和四運算放大器；所述電流互感電路的正負端分別串聯(lián)固定電阻二和固定電阻三后接入所述四運算放大器的輸入端口二和輸入端口三上；所述固定電阻四兩端分別連接四運算放大器的輸入端口二和輸出端口一；所述固定電阻五兩端分別連接運算放大器的輸出端口一和MCU；所述四運算放大器按照正負極接入電源；所述電容并聯(lián)在固定電阻四的兩端。

電容配合運放調(diào)理電路形成對電路的低通濾波功能，低頻信號可以正常通過，而超過設(shè)定的臨界值的高頻信號將被阻隔、削弱。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：本實用新型可實時采集零線的電流信息，在MCU中將其與線路當(dāng)前的負載電流相對比，當(dāng)系統(tǒng)判斷負載電流較大，而零線無電流時，即可判定零線已經(jīng)斷開，從而下達指令給控制分合模塊斷開電路，完成對用電設(shè)備的保護，使得用電設(shè)備免于遭受損壞。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理示意圖。

附圖中：1為零線電流采樣模塊，2為負載電流采樣模塊、3為漏電采樣模塊，4為MCU，5為顯示指示模塊，6為按鍵輸入模塊，7為控制機構(gòu)執(zhí)行模塊，8為電流互感器,9為信號轉(zhuǎn)換及限幅電路，10為低通濾波電路。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。

參見圖1，本實施例包括零線電流采樣模塊1、MCU 4和控制執(zhí)行模塊7，還包括連接在MCU 4上的負載電流采樣模塊2和漏電采樣模塊3，同時，MCU 4上還連接有顯示指示模塊5和按鍵輸入模塊6，可分別用于顯示各種數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的設(shè)定，從而實現(xiàn)人機互動。

零線電流采樣模塊1包括電流互感電路、信號轉(zhuǎn)換及限幅電路9和低通濾波電路10；電流互感電路為電流互感器8。將電流互感器8的一側(cè)繞在零線上，另一側(cè)則繞在測量電路上，從而將零線上較大的電流轉(zhuǎn)換成較小的電流后，再進行測量。

信號轉(zhuǎn)換及限幅電路9可將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號并對其進行限幅后。其具體包括并聯(lián)在電流互感器兩端形成三支并聯(lián)電路的固定電阻一R1、普通二極管一D1和普通二極管二D2。其中普通二極管一D1反接，普通二極管二D2正接。固定電阻一R1起到將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號的功能，兩個普通二極管則對電壓信號進行限幅。普通二極管一D1和普通二極管二D2組成雙向限幅電路，當(dāng)輸入電壓值過高或者過低時，都將只取設(shè)定值為此時的電壓值，從而將電壓值限定在設(shè)定值的范圍內(nèi),然后，再將信號傳遞給低通濾波電路。

低通濾波電路10包括一個電容C和運放調(diào)理電路，運放調(diào)理電路包括固定電阻二R2、固定電阻三R3、固定電阻四R4、固定電阻五R5和四運算放大器LM324。電流互感器的正負端分別串聯(lián)固定電阻二R2和固定電阻三R3后接入四運算放大器LM324的輸入端口二和輸入端口三上。固定電阻四R4兩端分別連接四運算放大器LM324的輸入端口二和輸出端口一，固定電阻五R5兩端分別連接運算放大器LM324的輸出端口一和MCU，四運算放大器LM324按照正負極接入電源。電容C并聯(lián)在固定電阻四R4的兩端。低通濾波電路接收到電壓信號后，電容配合運放調(diào)理電路形成對電路的低通濾波功能，低頻信號可以正常通過，而超過設(shè)定的臨界值的高頻信號將被阻隔、削弱,再次將高頻段的干擾信號過濾掉，最后傳遞給MCU。

MCU 4將從零線上傳遞過來的信號和負載電流采樣模塊2、漏電采樣模塊3上傳遞來的信號進行對比分析之后，通過事先設(shè)置好的程序?qū)刂茍?zhí)行模塊7下達指令。當(dāng)系統(tǒng)判斷負載電流較大，而零線無電流時，即可判定零線已經(jīng)斷開，從而下達指令給控制分合模塊7斷開電路，完成對用電設(shè)備的保護，使得用電設(shè)備免于遭受損壞。

雖然本實用新型已以實施例公開如上，但其并非用以限定本實用新型的保護范圍，任何熟悉該項技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。