專利名稱：分離動物觸電信號的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緊急保護裝置，具體地說是一種交流電網(wǎng)中剩余電流信號的分離方法及其裝置，該裝置與脫扣執(zhí)行機構(gòu)組合后，即構(gòu)成剩余電流動作保護器。
在
背景技術(shù)：
中，交流電網(wǎng)中廣泛使用的剩余電流動作保護器又稱漏電保護器，其基本工作原理是零序電流互感器串聯(lián)在交流電網(wǎng)線路中，零序電流互感器二次側(cè)輸出交流電網(wǎng)線路的剩余電流，以反映交流電網(wǎng)與大地之間的漏電流情況，在交流電源相線與大地之間發(fā)生動物觸電或電氣線路、設(shè)備漏電情況時，零序電流互感器輸出的剩余電流發(fā)生變化，在檢測到剩余電流變化且達到額定值時，啟動脫扣機構(gòu)切除電源，以達到保護動物生命、避免發(fā)生電氣事故的目的。
從電工原理來看，交流電源相線與大地之間發(fā)生動物觸電也是一種漏電現(xiàn)象，和電氣線路、設(shè)備漏電并無本質(zhì)上的區(qū)別。但是流經(jīng)動物特別是人體的安全電流值與允許電氣線路、設(shè)備漏電的電流值相比要小得多，出于保護動物生命安全、減少非必要脫扣動作的目的，根據(jù)發(fā)生人體觸電時剩余電流是突然增加的，而線路漏電在一般情況下是緩慢增加的特點，普通剩余電流動作保護器一般設(shè)置二個額定動作電流值一個按允許流經(jīng)人體的安全電流取值的突變額定動作電流，另一個為按允許電氣線路、設(shè)備漏電的安全電流取值緩變額定動作電流。
但由于電氣線路漏電或電氣設(shè)備漏電隨著線路分路開關(guān)或設(shè)備開關(guān)的閉合與斷開，其反映的剩余電流信號也是突然變化的。據(jù)統(tǒng)計分析，普通剩余電流動作保護器突變脫扣動作次數(shù)99％以上是電氣線路或用電設(shè)備對地漏電等原因引起的，雖脫扣動作時漏電電流值超過人體的安全電流值，但大多數(shù)尚未達到電氣線路、設(shè)備允許漏電的程度，所以屬于非必要脫扣動作。
因普通剩余電流動作保護器存在著非必要脫扣動作較多的缺點，不僅對用電者造成諸多不便，供電管理者也增添了無效工作量，目前非必要脫扣動作較多是剩余電流動作保護器投運率不高的最主要原因。
如果能從剩余電流中分離出動物觸電信號與電氣線路、設(shè)備漏電信號，剩余電流動作保護器的動物觸電額定動作電流取較小值，電氣線路、設(shè)備漏電額定動作電流值取較大值，即可達到減少電氣線路、設(shè)備漏電引起剩余電流動作保護器的非必要脫扣動作，又可提高保護系統(tǒng)的安全性目的。
為了從剩余電流中分離出動物觸電信號，曾提出采用頻率鑒別方法的分離出動物觸電信號裝置，例如公告號為CN86105323的“全自動觸電保護器”專利，工作原理是在剩余電流出現(xiàn)電源基頻之外的頻率成份判別為動物觸電，其分離動物觸電信號的方法確有獨到之處，但是在實際應(yīng)用中，采用頻率鑒別分離動物觸電信號方法的的剩余電流動作保護器有時還存在著非必要脫扣動作較多的情況。究其原因是交流電網(wǎng)的發(fā)電機、變壓器供電設(shè)備的激勵回路非線性及磁飽和等原因和非線性阻抗用電負荷如可控硅相控電源、變頻調(diào)速裝置、電子節(jié)能燈等設(shè)備的普遍使用，交流電網(wǎng)本身就存在著大量的非電源基頻成分；剩余電流信號的拾取、放大器件也存在非線性因素，上述情況使得剩余電流信號中始終存在著非電源基頻成分，有時甚至?xí)_到很大的份量，而采用頻率鑒別的方法在干撓大時無法區(qū)分是動物觸電還是交流電網(wǎng)的干撓引起的非電源基頻份量增加。
本發(fā)明目的是提供一種準確分離剩余電流中動物觸電信號及電氣線路、設(shè)備突變漏電與緩變漏電信號的方法及其裝置，以解決現(xiàn)有的剩余電流動作保護器存在的非必要脫扣動作較多的缺陷。
為了實現(xiàn)上述目的，本人對動物乃至自身人體進行了大量的試驗，繪出典型的220V正弦交流電壓流經(jīng)動物及人體時角頻率ωt與電流i關(guān)系曲線圖(見附圖1)，經(jīng)本人試驗繪出典型的交流電氣線路突然碰地及閉合對地漏電用電設(shè)備時剩余電流的角頻率ωt與電流i關(guān)系曲線圖(見附圖2)，同時根據(jù)1984年《電子科學(xué)技術(shù)-電流型低壓觸電保護器?？返任墨I繪出交流電氣線路對地漏電的時間T與電流I關(guān)系曲線圖(見附圖3)，及附圖3第16小時的幾個周波剩余電流角頻率ωt與電流i關(guān)系曲線圖(見附圖4)。從附圖1中可看出，在發(fā)生動物觸電事故時，流經(jīng)動物的電流呈鐘形波，且在很短時間內(nèi)電流振幅呈逐漸上升，即在發(fā)生人體觸電事故時，人體阻抗有隨交流電一個周波內(nèi)電壓的變化而呈現(xiàn)非線性現(xiàn)象，在連續(xù)幾個周波的電流作用下人體阻抗還有一個逐漸下降直至穩(wěn)定的過程；從附圖2中可看出，在交流電氣線路碰地或開啟對地漏電的用電設(shè)備引起剩余電流變化是一個振幅突然上升然后幅度基本恒定的正弦波曲線；從附圖4中可看出，雖然在第16小時交流電氣線路對地漏電引起剩余電流幅度有較大增加，但在幾個周波時間內(nèi)剩余電流振幅仍是緩慢變化的正弦波曲線。
根據(jù)正弦交流電流經(jīng)動物特別是流經(jīng)人體與電氣線路、設(shè)備對地漏電的不同特點，本發(fā)明提出一種簡潔的剩余電流中分離動物觸電信號的方法抽樣交流電網(wǎng)的剩余電流，比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值，根據(jù)變化增加的剩余電流的波形及變化增加的剩余電流的振幅變化，即可判別交流電網(wǎng)中發(fā)生動物觸電或電氣線路、設(shè)備對地漏電，以達到分離目的。
分離剩余電流中動物觸電信號裝置由零序電流互感器，剩余電流放大電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，分析判斷電路，電源電路構(gòu)成，分析判斷電路由微處理器構(gòu)成。分離剩余電流中動物觸電信號過程為A/D轉(zhuǎn)換電路將剩余電流或剩余電流變化量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并送分析判斷電路，分析判斷電路分析剩余電流變化并作出判斷，其特征在于鑒別剩余電流特定波形及剩余電流變化量，并采取下列步驟(1)抽樣剩余電流值。
(2)逐個周波比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值。
(3)計算剩余電流變化量。
(4)當(dāng)變化增加的剩余電流半個周波呈鐘形波或變化增加的剩余電流振幅在3個周波內(nèi)逐個周波上升且達額定值時，判斷變化增加的剩余電流為動物觸電電流。
(5)當(dāng)動物觸電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置值時輸出動物觸電信號。
根據(jù)連續(xù)電信號數(shù)字化的理論在連續(xù)時間信號為f(t)，其最高截止頻率為fm時，用時間間隔為Ts≤12fm]]>的開關(guān)信號對f(t)進行抽樣，則f(t)就可被這抽樣后的離散信號fs(t)=f(nTs)來表示的奈奎斯特抽樣定理可知，50Hz的正弦交流電只須每秒鐘抽樣≥100次即可數(shù)字化描述該電流，又因為三相交流電每相相位差120°，所以本發(fā)明對剩余電流的最低抽樣頻率為正弦交流電每個周波6次。當(dāng)然隨著抽樣頻率的提高，可以更加精確地描述剩余電流波形，從而減少剩余電流動作保護器在實際運行中的保護不靈敏區(qū)域范圍。
根據(jù)人體在正弦交流電流作用下基本呈電阻性的情況，在正弦交流電每個周波對剩余電流抽樣6次時最佳抽樣時間為剩余電流相對正弦交流電角頻率30°、90°、150°、210°、270°、330°時刻。
分離剩余電流中動物觸電信號的裝置在增加脫扣執(zhí)行機構(gòu)后，即組合成剩余電流動作保護器。具有分離動物觸電信號裝置的剩余電流動作保護器，可以設(shè)置一個按允許流經(jīng)人體的安全電流取值的動物觸電額定動作電流和設(shè)置一個按允許電氣線路、設(shè)備漏電的安全電流取值的緩變額定動作電流，還可設(shè)置一個介于動物觸電與緩變漏電額定動作電流值之間，范圍在50-100毫安之內(nèi)的突變額定動作電流，仍設(shè)置突變額定動作電流主要作用是如果人體處在潮濕環(huán)境中甚致水中發(fā)生觸電，流經(jīng)人體的電流在極短時間內(nèi)上升到較大的數(shù)值且恒定，此時變化的剩余電流“呈鐘形波，電流振幅在很短時間內(nèi)逐建上升”的動物觸電特征不甚明顯，但此時人體阻抗約在500-1000歐姆左右，在交流電壓為220伏特時流經(jīng)人體電流必然達到突變額定動作電流值，剩余電流動作保護器也能迅速脫扣。
本發(fā)明分離剩余電流中動物觸電信號方法是比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值，對不變化或變化下降的剩余電流不響應(yīng)，所以有較強的抗干撓能力；對電氣線路、設(shè)備漏電只在漏電流突然上升且達到較大的突變額定動作電流值時或緩慢上升的漏電達到緩變漏電額定動作電流值時啟動脫扣機構(gòu)，所以能明顯減少電氣線路、設(shè)備漏電引起剩余電流動作保護器的非必要脫扣動作，從而能較大程度提高交流電網(wǎng)剩余電流保護器的投運率；又因為對動物觸電額定動作電流值可以設(shè)定的較靈敏，所以還具有安全系數(shù)高的特點。
本發(fā)明的


如下附圖1是典型的220伏特正弦交流電壓流經(jīng)動物及人體的角頻率ωt與電流i關(guān)系曲線圖。
附圖2是交流電氣線路碰地及用電設(shè)備對地漏電時剩余電流的角頻率ωt與電流i關(guān)系曲線圖。
附圖3是交流電氣線路對地漏電的時間T與電流I關(guān)系曲線圖。
附圖4是附圖3的第16小時交流電氣線路對地漏電的角頻率ωt與電流i關(guān)系曲線圖。
附圖5、6為本發(fā)明的兩種分離裝置電路結(jié)構(gòu)框圖。
附圖7是附圖5結(jié)構(gòu)框圖的電原理圖。
附圖8是附圖6結(jié)構(gòu)框圖的電原理圖。
附圖9是附圖5的分析判斷電路6對動物觸電信號判斷、處理程序的流程圖。
附圖10是附圖5的分析判斷電路6對突然增加的漏電信號判斷、處理程序的流程圖。
附圖11是附圖5的分析判斷電路6對緩慢增加的漏電信號判斷、處理程序的流程圖。
附圖12是附圖6的分析判斷電路6對動物觸電信號判斷、處理程序的流程圖。
附圖13是附圖6的分析判斷電路6對突然增加的漏電信號判斷、處理程序的流程圖。
附圖14是附圖6的分析判斷電路6對緩慢增加的漏電信號判斷、處理程序的流程圖。
本發(fā)明將結(jié)合附圖與實施例予以詳述。
實施例1為了減少分析判斷電路的數(shù)據(jù)處理量與存儲器容量，降低分離剩余電流中動物觸電信號裝置的成本，本實施例具有剩余電流突變量預(yù)分離電路和采用簡單的A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換剩余電流突變量，其電路結(jié)構(gòu)見附圖5。
本實施例由零序電流互感器1，剩余電流放大電路2，剩余電流突變量分離電路3，剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4，緩變剩余電流檢測電路5，分析判斷電路6，電源電路7構(gòu)成，分析判斷電路6由微處理器構(gòu)成，分離剩余電流中動物觸電信號的裝置在增加脫扣執(zhí)行機構(gòu)8后，即組合成剩余電流動作保護器，其之間連接關(guān)系為三相交流電源接O、A、B、C端子，三相四線導(dǎo)線同方向穿過零序電流互感器1后經(jīng)脫扣執(zhí)行機構(gòu)8到負載側(cè)O’、A’、B’、C’端子，零序電流互感器1的二次側(cè)接剩余電流放大電路2的輸入端，剩余電流放大電路2的輸出端接剩余電流突變量分離電路3的輸入端，剩余電流突變量分離電路3的輸出接剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4的輸入端，剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4的輸出端接分析判斷電路6的輸入端，分析判斷電路6輸出端接脫扣執(zhí)行機構(gòu)8的控制輸入端以控制三相交流電源的輸出，緩變剩余電流檢測電路5的輸入端接剩余電流放大電路2的輸出端，緩變剩余電流檢測電路5的輸出端接分析判斷電路6的另一輸入端，電源電路7提供各個電路的工作電源和提供分析判斷電路6所需的交流電源時基信號，其特征在于剩余電流突變量分離電路3中剩余電流記憶與突變量分離的電容為同一電容，剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4由雙極性電壓輸出的D/A轉(zhuǎn)換電路與與電平比較電路構(gòu)成，雙極性D/A轉(zhuǎn)換電路由運算放大器和運算放大器的同相端與反相端均接有的電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，分析判斷電路6控制剩余電流突變量分離電路3抽樣剩余電流并比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值和計算剩余電流變化量，還對如下動作進行選擇(1)當(dāng)變化增加的剩余電流在半個周波呈鐘形波或變化增加的剩余電流振幅在3個周波內(nèi)逐個周波上升且達額定值時，判斷變化增加的剩余電流為動物觸電電流。
(2)在動物觸電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置值時輸出動物觸電信號。
(3)在變化增加的剩余電流無動物觸電電流特征時判斷為電氣線路、設(shè)備漏電。
(4)在突然變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置突變額定動作值時輸出突變脫扣執(zhí)行信號。
(5)在緩慢變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置緩變額定動作值時輸出緩變脫扣執(zhí)行信號。
附圖7是本實施例的電原理圖，其工作原理詳述如下零序電流互感器1輸出的剩余電流經(jīng)信號放大電路2放大，剩余電流突變量分離電路3的一選多路模擬開關(guān)IC3在分析判斷電路6的微處理器IC7控制下，在剩余電流相對正弦交流電角頻率30°、90°、150°、210°、270°、330°時刻依次將剩余電流放大電路2輸出與剩余電流突變量分離電路3的電容C1-C6接通，C1-C6與電阻R6構(gòu)成微分電路，以分離剩余電流的突變量，C1-C6同時還記憶剩余電流在正弦交流電角頻率30°、90°、150°、210°、270°、330°時刻的值。剩余電流的突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4對分離出的剩余電流突變量進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，微處理器IC7對A/D轉(zhuǎn)換電路4送來的數(shù)據(jù)進行存儲和運算，并與前個周波正弦交流電角頻率相同時刻剩余電流值進行比較與計算剩余電流變化量，在剩余電流發(fā)生變化，變化增加的剩余電流在半個周波呈鐘形波或變化增加的剩余電流振幅在3個周波內(nèi)逐個周波上升且達額定值時，微處理器IC7輸出動物觸電信號通知脫扣執(zhí)行機構(gòu)8切斷交流電源輸出。微處理器IC7不僅對剩余電流中動物觸電信號進行判斷，還對剩余電流中突然增加的電氣線路、設(shè)備漏電和對緩慢增加的電氣線路、設(shè)備漏電也進行判斷與處理。電源電路7提供各個電路的直流工作電源和提供分析判斷電路6所需的交流電源時基信號。
剩余電流突變量分離電路3由一選多路的模擬開關(guān)IC3、剩余電流記憶與突變量分離電容C1-C6與電阻R6構(gòu)成，剩余電流記憶與突變量分離的電容為同一電容，剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4由雙極性電壓輸出D/A轉(zhuǎn)換電路與電平比較電路IC5構(gòu)成雙極性A/D轉(zhuǎn)換電路。雙極性電壓輸出D/A轉(zhuǎn)換電路由運算放大器IC6與IC6同相端與反相端均接有的電阻網(wǎng)絡(luò)R12-R19構(gòu)成，以在微處理器IC7的控制下輸出+、-極性的電壓。當(dāng)然，本發(fā)明裝置的剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4也可已由其他類型的模/數(shù)變換電路構(gòu)成。運算放大器IC4與其反相端的電阻R8-R9構(gòu)成緩變剩余電流檢測電路，在剩余電流達到或超過緩變剩余電流動作額定值時輸出信號到分析判斷電路6。
本實施例的分析判斷電路6對動物觸電信號判斷、處理程序的流程見附圖9，對突然增加的電氣線路設(shè)備漏電信號判斷、處理程序的流程見附圖10，對緩慢增加的電氣線路設(shè)備漏電信號判斷、處理程序的流程見附圖11。
實施例2本實施例的結(jié)構(gòu)框圖與電原理圖見附圖6、附圖8，其電路結(jié)構(gòu)與工作原理詳述如下本實施例裝置由零序電流互感器1，剩余電流放大電路2,A/D轉(zhuǎn)換電路9，分析判斷電路6，電源電路7構(gòu)成，A/D轉(zhuǎn)換電路9由模擬/數(shù)字變換電路構(gòu)成，分析判斷電路6由微處理器構(gòu)成，分離剩余電流中動物觸電信號的裝置在增加脫扣執(zhí)行機構(gòu)8后，即組合成剩余電流動作保護器，其之間連接關(guān)系為三相交流電源接O、A、B、C端子，三相四線導(dǎo)線同方向穿過零序電流互感器1后經(jīng)脫扣執(zhí)行機構(gòu)8到負載側(cè)O’、A’、B’、C’端子，零序電流互感器1的二次側(cè)接剩余電流放大電路2的輸入端，剩余電流放大電路2的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換電路9的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路9的輸出端接分析判斷電路6的輸入端，分析判斷電路6輸出端接脫扣執(zhí)行機構(gòu)8的控制輸入端以控制三相交流電源的輸出，電源電路7提供各個電路的工作電源和提供分析判斷電路6所需的交流電源時基信號。
本實施例與實施例1不同部分是取消了剩余電流突變量分離電路3與剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4和緩變剩余電流檢測電路5，增加了剩余電流A/D轉(zhuǎn)換電路9。由于抽樣前不預(yù)分離剩余電流突變量，剩余電流A/D轉(zhuǎn)換電路9須轉(zhuǎn)換全量程的剩余電流，因而需采用位數(shù)較多的A/D轉(zhuǎn)換電路，且分析判斷電路6的數(shù)據(jù)處理量與存儲器容量需較大。但本實施例可以提高抽樣頻率，以更精確地描述剩余電流波形，從而進一步減少剩余電流動作保護器在實際運行中的保護不靈敏區(qū)域范圍。本實施例采用軟件完成某些硬件任務(wù)，簡化了電路結(jié)構(gòu)與減少了硬件數(shù)量。
本實施例的分析判斷電路6控制抽樣剩余電流并逐個周波比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值和計算剩余電流變化量，還對如下動作進行選擇(1)當(dāng)變化增加的剩余電流在半個周波呈鐘形波或變化增加的剩余電流振幅在3個周波內(nèi)逐個周波上升且達額定值時，判斷變化增加的剩余電流為動物觸電電流；(2)在動物觸電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置值時輸出動物觸電信號；(3)在變化增加的剩余電流無動物觸電電流特征時判斷為電氣線路、設(shè)備漏電；(4)在突然變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置突變額定動作值時輸出突變脫扣執(zhí)行信號；(5)在緩慢變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置緩變額定動作值時輸出緩變脫扣執(zhí)行信號。
本實施例分析判斷電路6對動物觸電信號判斷、處理程序的流程見附圖12，對突然增加的電氣線路設(shè)備漏電信號判斷、處理程序的流程見附圖13，對緩慢增加的電氣線路設(shè)備漏電信號判斷、處理程序的流程見附圖14。需指出的是分析判斷電路6如果使用帶A/D轉(zhuǎn)換電路的微處理器，附圖6、附圖8中A/D轉(zhuǎn)換電路9可取消。
應(yīng)用本發(fā)明裝置的剩余電流動作保護器的動物觸電額定動作電流取值范圍在15-40毫安之間，突變額定動作電流取值范圍在50-100毫安之間，緩變額定動作電流取值范圍在200-500毫安之間，上述電流數(shù)值可根據(jù)剩余電流動作保護器的應(yīng)用場合與保護對象進行調(diào)整。
本發(fā)明以鑒別特定波形及變化量的方法分離剩余電流中動物觸電信號與電氣線路、設(shè)備突變漏電與緩變漏電信號，用一整套完整的方法和相關(guān)的裝置并采用了微處理器，可以方便地組合成多路處理系統(tǒng)與增加交流電量顯示、裝置的工作狀態(tài)指示等功能。本發(fā)明裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有安全保護范圍大，非必要脫扣動作少的優(yōu)點，提高了供電質(zhì)量與減少了供電管理者的無效工作量，同時也進一步提高了剩余電流動作保護器投運率。
權(quán)利要求
1．一種分離動物觸電信號的方法，分離過程為A/D轉(zhuǎn)換電路將剩余電流或剩余電流變化量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并送分析判斷電路，分析判斷電路分析剩余電流的變化并作出判斷，其特征在于鑒別剩余電流特定波形及剩余電流變化量，并采取下列步驟(1)抽樣剩余電流值；(2)逐個周波比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值；(3)計算剩余電流變化量；(4)當(dāng)變化增加的剩余電流半個周波呈鐘形波或變化增加的剩余電流振幅在3個周波內(nèi)逐個周波上升且達額定值時，判斷變化增加的剩余電流為動物觸電電流；(5)當(dāng)動物觸電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置值時輸出動物觸電信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1．所述的分離動物觸電信號的方法，其特征在于所說的抽樣剩余電流值的最低抽樣頻率為正弦交流電每個周波6次，每個周波抽樣6次時最佳抽樣時間為剩余電流相對正弦交流電角頻率30°、90°、150°、210°、270°、330°時刻。
3．一種分離動物觸電信號的裝置，由零序電流互感器1，剩余電流放大電路2，剩余電流突變量分離電路3，剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4，緩變剩余電流檢測電路5，分析判斷電路6，電源電路7構(gòu)成，分析判斷電路6由微處理器構(gòu)成，分離剩余電流中動物觸電信號的裝置在增加脫扣執(zhí)行機構(gòu)8后，即組合成剩余電流動作保護器，其之間連接關(guān)系為三相交流電源接O、A、B、C端子，三相四線導(dǎo)線同方向穿過零序電流互感器1后經(jīng)脫扣執(zhí)行機構(gòu)8到負載側(cè)O’、A’、B’、C’端子，零序電流互感器1的二次側(cè)接剩余電流放大電路2的輸入端，剩余電流放大電路2的輸出端接剩余電流突變量分離電路3的輸入端，剩余電流突變量分離電路3的輸出接剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4的輸入端，剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4的輸出端接分析判斷電路6的輸入端，分析判斷電路6輸出端接脫扣執(zhí)行機構(gòu)8的控制輸入端以控制三相交流電源的輸出，緩變剩余電流檢測電路5的輸入端接剩余電流放大電路2的輸出端，緩變剩余電流檢測電路5的輸出端接分析判斷電路6的另一輸入端，電源電路7提供各個電路的工作電源和提供分析判斷電路6所需的交流電源時基信號，其特征在于剩余電流突變量分離電路3中剩余電流記憶與突變量分離的電容為同一電容，剩余電流突變量A/D轉(zhuǎn)換電路4由雙極性電壓輸出的D/A轉(zhuǎn)換電路與與電平比較電路構(gòu)成，雙極性D/A轉(zhuǎn)換電路由運算放大器和運算放大器的同相端與反相端均接有的電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，分析判斷電路6控制剩余電流突變量分離電路3抽樣剩余電流并比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值和計算剩余電流變化量，還對如下動作進行選擇(1)當(dāng)變化增加的剩余電流在半個周波呈鐘形波或變化增加的剩余電流振幅在3個周波內(nèi)逐個周波上升且達額定值時，判斷變化增加的剩余電流為動物觸電電流；(2)在動物觸電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置值時輸出動物觸電信號；(3)在變化增加的剩余電流無動物觸電電流特征時判斷為電氣線路、設(shè)備漏電；(4)在突然變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置突變額定動作值時輸出突變脫扣執(zhí)行信號；(5)在緩慢變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置緩變額定動作值時輸出緩變脫扣執(zhí)行信號。
4．根據(jù)權(quán)利要求3．所述的裝置，其特征在于所說的剩余電流突變量分離電路3由一選多路的模擬開關(guān)、剩余電流記憶與突變量分離電容和電阻構(gòu)成。
5．一種分離動物觸電信號的裝置，由零序電流互感器1，剩余電流放大電路2,A/D轉(zhuǎn)換電路9，分析判斷電路6，電源電路7構(gòu)成，A/D轉(zhuǎn)換電路9由模擬/數(shù)字變換電路構(gòu)成，分析判斷電路6由微處理器構(gòu)成，分離剩余電流中動物觸電信號的裝置在增加脫扣執(zhí)行機構(gòu)8后，即組合成剩余電流動作保護器，其之間連接關(guān)系為三相交流電源接0、A、B、C端子，三相四線導(dǎo)線同方向穿過零序電流互感器1后經(jīng)脫扣執(zhí)行機構(gòu)8到負載側(cè)O’、A’、B’、C’端子，零序電流互感器1的二次側(cè)接剩余電流放大電路2的輸入端，剩余電流放大電路2的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換電路9的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路9的輸出端接分析判斷電路6的輸入端，分析判斷電路6輸出端接脫扣執(zhí)行機構(gòu)8的控制輸入端以控制三相交流電源的輸出，電源電路7提供各個電路的工作電源和提供分析判斷電路6所需的交流電源時基信號，其特征在于分析判斷電路6控制抽樣剩余電流并逐個周波比較正弦交流電角頻率相同時刻的剩余電流值和計算剩余電流變化量，還對如下動作進行選擇(1)當(dāng)變化增加的剩余電流在半個周波呈鐘形波或變化增加的剩余電流振幅在3個周波內(nèi)逐個周波上升且達額定值時，判斷變化增加的剩余電流為動物觸電電流；(2)在動物觸電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置值時輸出動物觸電信號；(3)在變化增加的剩余電流無動物觸電電流特征時判斷為電氣線路、設(shè)備漏電；(4)在突然變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置突變額定動作值時輸出突變脫扣執(zhí)行信號；(5)在緩慢變化增加的漏電電流的振幅與持續(xù)時間達到予置緩變額定動作值時輸出緩變脫扣執(zhí)行信號。
全文摘要
一種交流電網(wǎng)中分離動物觸電信號的方法及其裝置,該裝置與脫扣執(zhí)行機構(gòu)組合后即構(gòu)成剩余電流動作保護器(觸漏電保護器)。觸電信號分離過程為A/D轉(zhuǎn)換電路將剩余電流或剩余電流變化量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并送分析判斷電路,分析判斷電路分析剩余電流變化值并作出判斷與進行控制。本發(fā)明裝置具有安全保護范圍大,非必要脫扣動作少等優(yōu)點,提高了供電質(zhì)量與減少了供電管理者的無效工作量,同時也進一步提高了剩余電流動作保護器投運率。
文檔編號H02H3/32GK1236212SQ9910684
公開日1999年11月24日 申請日期1999年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月16日
發(fā)明者張寶明 申請人:張寶明