专利名称：供电线路断线故障保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种供电线路断线故障保护装置，属于电缆监控技术领域。
背景技术：
供电线路中的控制机构都是位于线路前端，中段和末端没有控制机构，这就局限 了检测断零，断相，电压超高和欠压的检测保护只能安装于供电线路前端，并连接原有的 控制机构跳闸使线路断电，但是这种在线路前端检测的方法只能检测线路中极少的几类故 障，大多故障在线路的前端并不能准确检测出来。如果在线路末端检测，可以准确检测出线 路中出现的所有故障，但是又没有控制机构去执行跳闸保护，这个矛盾现有技术一直没能 够解决。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能解决上述缺陷、能在末端准确检测故障、在前端 控制跳闸保护的供电线路断线故障保护装置。其技术方案为 包括稳压电路、三相电压取样电路、三相电压比较电路、信号叠加电路和分相脉冲 输出电路，其中稳压电路提供工作电源，三相电压取样电路的输出端接三相电压比较电路， 三相电压比较电路的输出端经信号叠加电路接分相脉冲输出电路，其特征在于稳压电路 采用三相稳压电路，增设接地电流控制电路、消脉冲电路和保护电路，接地电流控制电路的 输入端接分相脉冲输出电路，输出端依次对地产生三相接地电流，消脉冲电路和保护电路 均接接地电流控制电路。 所述的供电线路断线故障保护装置，三相稳压电路包括变压器Tl-3、二极管 D4-6、稳压模块Ul-2和压敏电阻RY，其中变压器Tl-3的初级线圈对应接A相、B相、C相和 零线N，次级线圈的一端连接作为输出电源负极，另一端对应经二极管D4-6接稳压模块Ul 的输入端，稳压模块U1的输出端接稳压模块U2的输入端，稳压模块Ul-2的第三端接地。 所述的供电线路断线故障保护装置，三相电压取样电路包括二极管Dl-3和校准 电阻Rl-3，其中二极管Dl-3的一端对应接变压器Tl-3的次级线圈，另一端对应经校准电阻 Rl-3接地，校准电阻Rl-3的可调端作为A相、B相、C相电压取样电路的输出端对应接三相 电压比较电路。 所述的供电线路断线故障保护装置，三相电压比较电路包括三个电路结构完全一 致的单相比较电路，以A相比较电路为例，包括电阻R4-7和比较器N1-2，其中比较器N1的 同相输入端经电阻R6-7构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N2的反相输入端经 电阻R4-5构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N1的反相输入端和比较器N2的 同相输入端接A相电压取样电路的输出端。 所述的供电线路断线故障保护装置，信号叠加电路包括光耦N3-5，其中光耦N3-5 的输入端对应接三相电压比较电路的输出端，光耦N3-5的输出端串接，首端接输出电源正 极，末端接分相脉冲输出电路的控制端。[0009] 所述的供电线路断线故障保护装置，分相脉冲输出电路包括计数器N6和光耦 N7-9，其中计数器N6的14脚接脉冲信号，控制端15脚接信号叠加电路，计数输出端2、4、 10 脚对应接光耦N7-9的输入端，光耦N7-9输出端接接地电流控制电路。 所述的供电线路断线故障保护装置，消脉冲电路包括电阻R14-16、比较器NIO、电 容Cl、光耦Nl 1和继电器Jl，其中比较器N10的同相输入端分别经电阻R16、电容Cl接输出 电源的正、负极，反相输入端分别经电阻R14-15接输出电源的正、负极，输出端接光耦Nil 的输入端，光耦Nll的输出端分别接继电器J1和输出电源的正极，继电器J1接地。 所述的供电线路断线故障保护装置，保护电路包括继电器J2、时基电路N12、电阻 R17-18和电容C2，其中时基电路N12的2脚、6脚串接后分别经电阻R17-18接输出电源的 正、负极，电容C2 —端接地，另一端经继电器Jl的常开接点Jl-l接时基电路N12的6脚， 时基电路N12的输出端3脚接继电器J2。 所述的供电线路断线故障保护装置，接地电流控制电路包括可控硅Ql-3、电阻 R8-13，其中可控硅Ql-3的触发端对应经电阻R8-10接分相脉冲输出电路，阳极接继电器J2 的常开接点J2-1，常开接点J2-1的另一端对应经电阻R11-13接A相、B相、C相，阴极接地。 其工作原理为由稳压电路为装置提供稳压工作电源，由三相电压取样电路分别 取出A、B、C三相的电压信号，由三相电压比较电路对取出的A、B、C三相电压信号分别与上 下限基准电压进行比较。如未超出上下线范围，比较器输出为低电平，信号叠加电路输出低 电平，分相脉冲输出电路无信号输出，接地电流控制电路不动作；如超出上下线范围，比较 器输出为高电平，信号叠加电路输出高电平，分相脉冲输出电路有信号输出，接地电流控制 电路动作。供电线路出现断相时，该相电压为零，超出基准电压范围本装置动作。出现断相 时，由于供电线路三相负载不平衡的特性，其中至少一相会高于或低于基准电压，本装置也 会动作。 本实用新型与现有技术相比，通过在线路末端安装一台检测装置，就可以检出故 障后利用接地电流控制供电线路前端的剩余电流检出装置跳闸保护，使系统结构变得很简 单并性能可靠，并能够对断零线，断相线，电压超高，电压超低等故障准确及时的提供保护， 避免上述故障对供电线路设备及用电器具造成损害。
图1是本实用新型的工作原理框图； 图2是本实用新型实施例的电路图。
具体实施方式
在图1-2所示的实施例中 三相稳压电路包括变压器Tl-3、二极管D4-6、稳压模块U1-2和压敏电阻RY，其中 变压器Tl-3的初级线圈对应接A相、B相、C相和零线N，次级线圈的一端连接作为输出电 源负极，另一端对应经二极管D4-6接稳压模块U1的输入端，稳压模块U1的输出端接稳压 模块U2的输入端，稳压模块Ul-2的第三端接地，该三相稳压电路在较宽电压波动情况下， 能够稳定输出12V作为本装置工作电源。 三相电压取样电路包括二极管Dl-3和校准电阻Rl-3，其中二极管Dl-3的一端对应接变压器Tl-3的次级线圈，另一端对应经校准电阻Rl-3接地，校准电阻Rl-3的可调端 作为A相、B相、C相电压取样电路的输出端对应接三相电压比较电路，为三相电压比较电路 提供取出的A、 B、 C三相电压信号。 三相电压比较电路包括三个电路结构完全一致的单相比较电路，以A相比较电路 为例，包括电阻R4-7和比较器Nl-2，其中比较器Nl的同相输入端经电阻R6-7构成的分压 电路接输出电源的正、负极，比较器N2的反相输入端经电阻R4-5构成的分压电路接输出电 源的正、负极，比较器N1的反相输入端和比较器N2的同相输入端接A相电压取样电路的输 出端。这样由R4-7组成上下限基准电压，由比较器Nl-2组成的比较器把A相取样电路的 信号与上下限基准电压进行比较，如未超出上下线范围，比较器输出为低电平，否则比较器 输出为高电平。B相、C相比较电路同理。 信号叠加电路包括光耦N3-5，其中光耦N3-5的输入端对应接三相电压比较电路 的输出端，光耦N3-5的输出端串接，首端接输出电源正极，末端接分相脉冲输出电路的控 制端。当光耦N3-5的输入端接收的信号是低电平时，光耦N3-5不导通，输出到分相脉冲输 出电路的是低电平，否则输出高电平。 分相脉冲输出电路包括计数器N6和光耦N7-9，其中计数器N6的14脚接脉冲信 号，控制端15脚接信号叠加电路，计数输出端2、4、10脚对应接光耦N7-9的输入端，光耦 N7-9输出端接接地电流控制电路。当控制端15接收的信号是低电平时，计数器N6不计脉 冲个数，计数器N6的2、4、10脚无信号输出，光耦N7-9不导通；当控制端15接收的信号是 高电平时，计数器N6开始计数并由2、4、10脚输出，光耦N7-9导通。 接地电流控制电路包括可控硅Ql-3、电阻R8-13，其中可控硅Ql-3的触发端对应 经电阻R8-10接分相脉冲输出电路，阳极接继电器J2的常开接点J2-l，常开接点J2-l的另 一端对应经电阻R11-13接A相、B相、C相，阴极接地。当计数器N6的2、4、 10脚有信号输 出时，光耦N7-9导通，触发可控硅Ql-3分别对地产生电流，安装在供电线路前端的剩余电 流检出装置检测到对地电流后跳闸。 为保证本装置能够在复杂的现场环境中稳定正常的工作，加入了一个消脉冲电 路，包括电阻R14-16、比较器NIO、电容Cl、光耦Nll，温控开关Jl-l和继电器Jl，其中比较 器N10的同相输入端分别经电阻R16、电容Cl接输出电源的正、负极，反相输入端分别经电 阻R14-15接输出电源的正、负极，输出端接光耦N11的输入端，光耦Nll的输出端分别接继 电器Jl和输出电源的正极，继电器Jl接地。保护电路包括继电器J2、时基电路N12、电阻 R17-18和电容C2，其中时基电路N12的2脚、6脚串接后分别经电阻R17-18接输出电源的 正、负极，电容C2 —端接地，另一端经温控开关的常开接点Jl-l接时基电路N12的6脚，时 基电路N12的输出端3脚接继电器J2。比较器N10在本能装置上电时输出为0，继电器Jl 断开，时基电路N12不得电，继电器J2断开，关断了接地电流控制电路，避免了上电时电网 中的瞬变信号导致本装置误动作。随着时间的推移，电容C1电压逐渐升高，比较器N10输 出为高电平，继电器Jl导通，时基电路N12导通，继电器J2导通，接地电流控制电路开始正 常工作。如前端漏电保护器未投入或出现故障，本装置在输出接地信号60S后，温控开关的 常开接点J1-1闭合，时基电路N12翻转，继电器J2断开，停止输出接地信号以保护本装置， 也避了免人为接地点长期存在于电网中。
权利要求一种供电线路断线故障保护装置，包括稳压电路、三相电压取样电路、三相电压比较电路、信号叠加电路和分相脉冲输出电路，其中稳压电路提供工作电源，三相电压取样电路的输出端接三相电压比较电路，三相电压比较电路的输出端经信号叠加电路接分相脉冲输出电路，其特征在于稳压电路采用三相稳压电路，增设接地电流控制电路、消脉冲电路和保护电路，接地电流控制电路的输入端接分相脉冲输出电路，输出端依次对地产生三相接地电流，消脉冲电路和保护电路均接接地电流控制电路。
2. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于三相稳压电路包括变压器Tl-3、二极管D4-6、稳压模块Ul-2和压敏电阻RY，其中变压器Tl-3的初级线圈对 应接A相、B相、C相和零线N，次级线圈的一端连接作为输出电源负极，另一端对应经二极 管D4-6接稳压模块Ul的输入端，稳压模块Ul的输出端接稳压模块U2的输入端，稳压模块 Ul-2的第三端接地。
3. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于三相电压取样电路 包括二极管Dl-3和校准电阻Rl-3，其中二极管Dl-3的一端对应接变压器Tl-3的次级线 圈，另一端对应经校准电阻Rl-3接地，校准电阻Rl-3的可调端作为A相、B相、C相电压取 样电路的输出端对应接三相电压比较电路。
4. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于三相电压比较电路 包括三个电路结构完全一致的单相比较电路，以A相比较电路为例，包括电阻R4-7和比较 器N1-2，其中比较器N1的同相输入端经电阻R6-7构成的分压电路接输出电源的正、负极， 比较器N2的反相输入端经电阻R4-5构成的分压电路接输出电源的正、负极，比较器N1的 反相输入端和比较器N2的同相输入端接A相电压取样电路的输出端。
5. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于信号叠加电路包括 光耦N3-5 ，其中光耦N3-5的输入端对应接三相电压比较电路的输出端，光耦N3-5的输出端 串接，首端接输出电源正极，末端接分相脉冲输出电路的控制端。
6. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于分相脉冲输出电路 包括计数器N6和光耦N7-9，其中计数器N6的14脚接脉冲信号，控制端15脚接信号叠加电 路，计数输出端2、4、10脚对应接光耦N7-9的输入端，光耦N7-9输出端接接地电流控制电 路。
7. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于消脉冲电路包括电 阻R14-16、比较器NIO、电容Cl、光耦Nil和继电器Jl，其中比较器N10的同相输入端分别 经电阻R16、电容Cl接输出电源的正、负极，反相输入端分别经电阻R14-15接输出电源的 正、负极，输出端接光耦N11的输入端，光耦N11的输出端分别接继电器J1和输出电源的正 极，继电器Jl接地。
8. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于保护电路包括继电 器J2、时基电路N12、电阻R17-18和电容C2，其中时基电路N12的2脚、6脚串接后分别经 电阻R17-18接输出电源的正、负极，电容C2 —端接地，另一端经继电器Jl的常开接点Jl-l 接时基电路N12的6脚，时基电路N12的输出端3脚接继电器J2。
9. 如权利要求1所述的供电线路断线故障保护装置，其特征在于接地电流控制电路 包括可控硅Ql-3、电阻R8-13，其中可控硅Ql-3的触发端对应经电阻R8-10接分相脉冲输 出电路，阳极接继电器J2的常开接点J2-l，常开接点J2-l的另一端对应经电阻R11-13接A相、B相、C相，阴极接地c
专利摘要本实用新型提供一种供电线路断线故障保护装置，包括稳压电路、三相电压取样电路、三相电压比较电路、信号叠加电路和分相脉冲输出电路，其中三相电压取样电路的输出端接三相电压比较电路，三相电压比较电路的输出端经信号叠加电路接分相脉冲输出电路，特征是稳压电路采用三相稳压电路，增设接地电流控制电路、消脉冲电路和保护电路，接地电流控制电路的输入端接分相脉冲输出电路，输出端依次对地产生三相接地电流，消脉冲电路和保护电路均接接地电流控制电路。本实用新型可以在检出故障后，利用接地电流控制供电线路前端的剩余电流检出装置跳闸保护，使系统结构变得简单并性能可靠，并能够对断零线、断相线、电压超高、电压超低等故障提供保护。
文档编号H02H3/253GK201490687SQ20092022515
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者宋仁杰, 李学鹭, 王祥瑞, 高山嵩 申请人:山东中瑞电气有限公司