一种零相开路保护断路器制造技术

本发明专利技术涉及一种零相开路保护断路器，包括零序互感器、漏电脱扣器和压敏电阻，所述零序互感器的一次侧与相线干路、零线干路环抱，所述零序互感器的二次侧与所述漏电脱扣器的信号输入端连接，所述压敏电阻的一端与零线干路连接，另一端与接地端连接，所述压敏电阻的动作电压为额定电源电压的10‑15％，压敏电阻采用圆形片状烧结结构的氧化锌压敏电阻，其厚度与直径之间的比例不大于1：10，压敏电阻的烧结原料包括氧化锌粉末和氧化铝导热纤维。与现有技术相比，本发明专利技术具有可对全部零相开路实现有效无缝过电压保护、成本低廉、性能可靠、适用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种零相开路保护断路器
本专利技术涉及一种电力保护设备，尤其是涉及一种零相开路保护断路器。
技术介绍
单相用户零相开路导致过电压损坏电器，在每个供电所均有发生，在夏季负荷高峰更为常见。零相开路损坏电器常常使电力部门面对高额赔偿，还容易造成电网企业对社会的不良影响。三相四线制的变压器均采用直接接地，零线与大地同电位，一般情况下，零线不带电，在三相四线制供电线路中，由于有了零线(中性线)，则不论三相负荷是否平衡，负载各相电压始终是相等的，均在220V左右，因此家用电器在正常电压下工作是安全可靠的。然而，在某些情况下，零线上会出现危险的电压，从而给用户造成电器烧坏的严重经济损失。对此，一些针对零线开路的检测设备应运而生，然而大部分仅能检测配变低压侧断路器的总零相是否开路，各种检测方式无一例外地通过检测过电压后动作于跳闸，在跳闸前的几十到几百毫秒内，过电压完全无法被控制，且过电压对电器设备的损坏时间非常短，使得保护效果大打折扣，而一般的压敏电阻仅能维持几百微妙的过电压保护，同样做不到维持一段时间的过电压保护。此外，现有技术的过电压保护断路器，依托大量电子元件，可靠性与使用寿命一般，且价格昂贵，无法适用于对于大量建筑物内部的分支零线开路。因此，研发一种可靠性高、可对全部零相开路实现有效保护的技术十分必要，对于降低供电部门因零线开路过电压损坏的用户电气设备高额赔偿，有着十分重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可对全部零相开路实现有效无缝过电压保护、成本低廉、性能可靠、适用范围广的零相开路保护断路器。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种零相开路保护断路器，包括零序互感器、漏电脱扣器和压敏电阻，所述零序互感器的一次侧与相线干路、零线干路环抱，所述零序互感器的二次侧与所述漏电脱扣器的信号输入端连接，所述压敏电阻的一端与零线干路连接，另一端与接地端连接，所述压敏电阻的动作电压为额定电源电压的10-15％。将该零相开路保护断路器接入应用系统中，当所应用系统发生零相开路后，零线对地产生高电压，若该高电压的峰值超过所述压敏电阻的动作门槛值，则所述压敏电阻导通，零相与大地之间形成通路，零线的位移电压通过所述压敏电阻流向大地，该电流只存在于零线，形成不平衡零序分量，该不平衡零序电流分量通过漏电保护断路器的检测元件检测后启动脱扣器跳闸，实现零相开路保护。进一步地，所述压敏电阻采用氧化锌压敏电阻。进一步地，所述压敏电阻为圆形片状烧结结构。进一步地，所述压敏电阻的厚度与直径之间的比例不大于1：10。进一步地，所述压敏电阻的烧结原料包括氧化锌粉末和氧化铝导热纤维，所述氧化铝导热纤维的长度为0.05～0.15mm，所述氧化铝导热纤维的直径为0.01～0.03mm，所述氧化铝导热纤维的重量比不低于氧化性粉末质量的8％。进一步地，所述压敏电阻的直径不小于15mm，所述压敏电阻的包封材料外部涂覆石蜡，石蜡的厚度不小于0.3mm。本专利技术提供的零相开路保护断路器，相较于现有技术至少包括如下有益效果：一、可对全部零相开路实现有效保护：本专利技术基于现有的漏电保护断路器，在其零相输出端对地设置压敏电阻，当系统发生零相开路后，表现为零线对地电压漂移，此时零线对地会产生较高的电压，该电压峰值只要超过压敏电阻元件的动作门槛值后，压敏电阻导通，零相与大地之间形成通路，一方面零相的中性点位移电压第一时间受到压敏电阻的钳制，另一方面，零线的位移电压通过压敏电阻流向大地，该电流只存在于零线，不存在于相线，是不平衡的零序分量，该零序电流分量被漏电保护断路器的检测元件检测到后启动脱扣器跳闸，实现了零相开路的有效保护；二、可实现一户保多户的突出保护效果：当零相开路发生后，只需拥有一个用户的本专利技术零相开路保护断路器的动作，其压敏电阻即可对地产生漏电流，该漏电流是不平衡零序电流，必然也会被配变上级电源的零流保护装置所检测到，因此上级的零流保护也会动作，切除下级所有用户，避免中性点位移后，各家用户一次切断供电，导致的动作时效过慢问题；同时实现了系统中只要有几乎用户安装了本专利技术零相开路保护断路器，即可保全系统的用户，进一步降低了安装费用、提升了保护效果，能够有效应用于大量建筑物内部的分支零线开路；三、保护可靠性高：本专利技术仅仅只需一个压敏电阻即可实现现有技术全部保护功能，压敏电阻作为可靠性极高的成熟无源器件，与采用大量有源检测电路设计的过电压保护装置相比，大大提升了可靠性；四、成本低廉：本专利技术完全依托既有结构的漏电保护开关的模具与制造工艺，无需对既有漏电保护开关做任何改进，只需增加一个压敏电阻即可实现，而符合本专利技术要求的压敏电阻只需要尺寸10mm以下的规格即可满足，该规格压敏电阻的单个成本极低，单个成本不到0.2元，即本专利技术只需要增加一个元件和极低的成本，即可实现零相开路的过电压保护，大幅度降低了生产成本；五、无缝过电压保护：本专利技术借助在压敏电阻烧结的拆料中加入氧化铝粉末，借助氧化铝的传热特性，以及外部涂覆相变蓄热的石蜡材料，实现压敏电阻自身耐热、散热、蓄热能力的大幅提高，使之具备了吸收毫秒级过电压能量的能力，进而使得过电压发生后直至跳闸的几十至几百毫秒时间内，均有不间断的过电压吸收保护，实现了现有技术所无法实现的无缝过电压保护；六、实现手段方便，适用范围广：本专利技术只需借助现有的漏电保护断路器，在其零相输出端对地设置压敏电阻即可实现过电压保护，单一压敏电阻的设置，既可在现有漏电保护器生产厂家在产品中安装，也可在后期的电表箱中加装，无论生产还是加装都十分方便，提供了一种适用于既可后期加装、又可以出厂前装设的过电压保护技术。附图说明图1为实施例中本专利技术零相开路保护断路器的电路图；图中标号所示：1、零序互感器，2、漏电脱扣器，3、压敏电阻。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。实施例如图1所示，本专利技术涉及一种零相开路保护断路器，包括零序互感器1、漏电脱扣器2、压敏电阻3、相线干路和零线干路。零序互感器1的一次侧与断路器的相线干路、零线干路环抱；零序互感器1的二次侧与漏电脱扣器2的信号输入端连接。压敏电阻3的一端与断路器的零线干路连接，另一端接地。压敏电阻3的动作电压为额定电源电压的10-15％，这可实现意味着相电压偏移10—15％时压敏电阻导通，太大则保护不够灵敏，太小则轻微的中性点偏移也容易误动作，实现较合适的过电压保护。压敏电阻3采用氧化锌压敏电阻。氧化锌压敏电阻是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。氧化锌陶瓷是由氧化锌晶粒及晶界物质组成的，氧化锌晶粒中掺有施主杂质而呈N型半导体，晶界物质中含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种零相开路保护断路器，其特征在于，包括零序互感器、漏电脱扣器和压敏电阻，所述零序互感器的一次侧与相线干路、零线干路环抱，所述零序互感器的二次侧与所述漏电脱扣器的信号输入端连接，所述压敏电阻的一端与零线干路连接，另一端与接地端连接，所述压敏电阻的动作电压为额定电源电压的10-15％。/n

【技术特征摘要】
1.一种零相开路保护断路器，其特征在于，包括零序互感器、漏电脱扣器和压敏电阻，所述零序互感器的一次侧与相线干路、零线干路环抱，所述零序互感器的二次侧与所述漏电脱扣器的信号输入端连接，所述压敏电阻的一端与零线干路连接，另一端与接地端连接，所述压敏电阻的动作电压为额定电源电压的10-15％。


2.根据权利要求1所述的零相开路保护断路器，其特征在于，将该零相开路保护断路器接入应用系统中，当所应用系统发生零相开路后，零线对地产生高电压，若该高电压的峰值超过所述压敏电阻的动作门槛值，则所述压敏电阻导通，零相与大地之间形成通路，零线的位移电压通过所述压敏电阻流向大地，该电流只存在于零线，形成不平衡零序分量，该不平衡零序电流分量通过漏电保护断路器的检测元件检测后启动脱扣器跳闸，实现零相开路保护。


3.根据权利要求1所述的零相开...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁小华，薛冰，程祥群，傅冬生，孙彦，杨然，孙诗晴，汪国迅，向冠霖，张莉丽，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司宣城供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34