[实用新型]脉动直流剩余电流保护器

说明书

技术领域

本实用新型属于电工技术领域，技术方案涉及一种对偏离正常电工作情况的不希望有的变化直接起反应的自动断开紧急保护电路装置，具体的说是一种脉动直流剩余电流保护器及其运行方法。

背景技术

剩余电流保护器是低压电网中的一种重要设备，在防止电气火灾和保护人身触电方面起着重要的作用。随着电力技术的发展，剩余电流保护技术应用的范围越来越广，要求也越来越高。当前的剩余电流保护技术主要针对正弦波形的剩余电流开展的，保护技术相对成熟，日常生活中使用的AC型剩余电流保护器也只能对正弦波形剩余电流进行保护。但是随着电力电子设备的增多，剩余电流不再是单一的正弦信号，而是复杂的波形，甚至含有脉动直流分量，在这种情况下，AC型剩余电流保护器不能进行准确、有效的保护，而脉动直流剩余电流保护器能够对含有脉动直流的剩余电流进行保护。根据标准规定，对无论是突然施加或缓慢上升的具有规定的剩余脉动直流或剩余正弦交流电流能确保脱扣的剩余电流保护器称为A型剩余电流保护器。其中所述“规定的剩余脉动直流”分为以下四种情况：电流滞后电压0°、180°的半波整流电流，电流滞后电压90°、270°的半波整流电流，电流滞后电压135°、315°的半波整流电流，有6mA直流的电流滞后电压0°、180°的半波整流电流。今后几年，AC型剩余电流保护器将逐步被A型剩余电流保护器取代。CN 101477926A公开的一种“A型漏电断路器”通过模拟电路实现脉动直流剩余电流的检测，保护精度低；CN 101436496A公开的一种“多功能漏电断路器”采用专用芯片M54123L，不能有效地针对脉动直流剩余电流进行保护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种脉动直流剩余电流保护器，该保护器采用了微处理器，它不但能够对电网中存在的正弦交流剩余电流进行保护，而且能够对电力电子设备出现故障时产生的脉动直流剩余电流进行波形识别和保护，由此实现对设备漏电和人身触电的有效保护。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的脉动直流剩余电流保护器，包括开关装置、微处理器、零序电流互感器、剩余电流信号放大电路和电源组成部分；其中，零序电流互感器的输出与剩余电流信号放大电路连接；剩余电流信号放大电路的输出与微处理器连接；开关装置与微处理器连接；电源的输入与电网连接，电源的输出与微处理器和开关装置连接。

所述的开关装置为空气断路器或继电器。

所述的电源由二极管、绝缘栅双极型晶体管、三极管、集成稳压器、运算放大器、电容和电阻组成；其中，二极管组成三相整流电路，整流电路的输出经由电阻与绝缘栅双极型晶体管连接；运算放大器、三极管及与之相连的电阻和电容组成开关控制电路，开关控制电路的输入与输出均与绝缘栅双极型晶体管连接；集成稳压器及与之相连的电阻和电容组成稳压电路，稳压电路的输入经由二极管与绝缘栅双极型晶体管连接。

所述的剩余电流信号放大电路由运算放大器、电阻、电容和拨码开关组成；其中，第一运算放大器及与它相连的电阻组成电压抬升电路，电压抬升电路的输出与第二运算放大器连接；电容和电阻组成剩余电流信号滤波电路，剩余电流信号滤波电路的输出经电阻与第二运算放大器连接；第二运算放大器及与它相连的电阻和拨码开关组成剩余电流信号放大电路，剩余电流信号放大电路的输出经电阻与微处理器连接。

所述的零序电流互感器包括由两个线圈分别构成的两个副边，其中一个副边与剩余电流信号放大电路相连接，另一个副边与按钮和电阻相连接构成剩余电流模拟发生器。

所述的脉动直流剩余电流保护器还包括辅助组成部分：剩余电流模拟发生器、预报警电路和频率检测电路。其中，剩余电流模拟发生器的输出与微处理器连接；预报警电路的输入与微处理器连接；频率检测电路的输入与电源连接，输出与微处理器连接。

所述的剩余电流模拟发生器由零序电流互感器、按钮和电阻组成；其中，零序电流互感器的一个副边与按钮连接，经由电阻与微处理器连接。

所述的预报警电路由发光二极管和电阻组成；其中，发光二极管的一端与微处理器连接，另一端经由电阻与电源连接。

所述的频率检测电路由二极管和电阻组成；其中，二极管的一端与微处理器连接，另一端经由电阻与电网连接。

本实用新型的脉动直流剩余电流保护器实现剩余电流检测和保护过程的运行方法是：