[发明专利]低压用户端防触电监测与保护方法与装置

说明书

本发明公开了一种低压用户端防触电监测与保护方法与装置，其能够监测经过隔离变压器的供电线路并在人体发生触电情况时予以保护，通过电压和电流传感器，检测两根供电导线对地电压和触电电流，定位触电位置，分辨出构成触电回路的导线，判断出触电类型，从而微处理器输出相应的控制信号，电子开关及时动作，使得发生触电的导线与地短接。本发明不仅可以实现单线触电保护，还解决了双线触电的威胁。本发明整个动作时间小于10ms，如此便在人体触电的情况发生但还未对人身造成伤害前解决触电威胁，从而保护人身安全。此外，与其他触电保护装置相比较，本发明在单线触电情况下，不需切断电源，在保护人体安全的同时仍能继续供电，能够保证供电的连续性。

技术领域

本发明属于安全科学、电气工程、仪器科学与技术领域，具体涉及一种低压用户端防触电监测与保护方法与装置。

背景技术

目前，进入用户的市电通常是380V三相交流电，以及220V单相交流电。对于一般的家庭、文旅、文化、办公等场所的用电，更多采用的是220V单相交流电，其中一个是火线，另一根是地线。当人体触及地线时，无触电感，但触及火线时，有强烈的触电感，甚至出现生命危险。地线绝缘层破损后，不会出现火灾，但火线绝缘出现问题后，可能出现火灾。

为了防止常规线路火线绝缘导致的火灾，以及人体触碰火线导致触电的情况出现，有些家庭、文旅等场所在进入用户的进线端添加了一个隔离变压器，使得用户线路与市电实现电气隔离，进入用户的线路没有地线和火线之分。此时，进入用户的双绞线中的两根线对地具有一定的、几乎相等的分布电容。而分布电容大小取决于电缆的长度、几何尺寸以及绝缘材料。因此，大地相当于两根线缆的中性点，每根导线上的有效电压近似为110V。当人与大地完全接触时，人与大地几乎是一个等势体，当人并未完全与大地完全接触，比如穿着鞋站立，人和大地之间的电容，远比导线与地之间的电容大，此时，人和大地近似为一个等势体。当人身体触及其中一根导线时，那根线对地电容上的电就会流过人体与大地相连，使其与地成为或近似成为等势体，另一根导线和大地之间的电压变为220V或近似220V。这种方法可以有效防止常规市电火线绝缘出现问题后，可能引起火灾的问题，但对人体触电依然无法完全杜绝。如果线路较短，由于分布电容小，电容上储存的电能很小，容抗很大。人意外触碰单根线路时，电容上存储的电能通过人体放电，产生的暂态电流较小，导线之间通过人体形成的稳态电流也小，故此时并不一定会有明显的触电感；但如果线路很长，则分布电容会变大，电容储存的电能增大，容抗减小。此时，人触及该导线，电容放电时通过人体的暂态电流可能较大，导线之间通过人体形成的稳态电流也会增加，以至于会有明显的触电感。如果万一出现触及两根导线，则还可能出现生命危险。

发明内容

针对目前存在的触电事故，本发明旨在提供一种用于家庭、文旅、办公等场所的低压用户端防触电监测与保护方法与装置。在当人体意外触碰电气线路时，快速判断触电导线并对分布电容放电，保护人们生命安全。

本发明采用如下技术方案来实现的：

低压用户端防触电监测与保护装置，包括一个隔离变压器、两个电压传感器、一个或多个电流传感器、调理电路、微处理器、两个电子开关以及一个断路器；其中，

两个电压传感器分别为第一电压传感器和第二电压传感器，两个电子开关分别为电子开关S₁和电子开关S₂；