[發明專利]一種負荷電流變化量制動的觸電保護技術

在審

• 申請號: 202110010653.8
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112865017A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 薛永端;單玉凱;徐丙垠
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H02H5/12
• 分類號: H02H5/12;H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種負荷電流變化量制動的觸電保護技術，屬于配電網繼電保護領域。現有的剩余電流保護動作裝置存在不能正常投入、頻繁誤動、不能用于TN?C系統等問題，人體觸電事故時有發生，因此低壓配電網觸電保護技術亟需進一步提升。本發明提出一種負荷電流變化量制動的觸電保護技術，首先，保護持續檢測剩余電流相量變化量的模值，當其超過剩余電流閾值時，保護啟動，然后計算系統三相相電流相量變化量的模值，當其小于相電流閾值時，判定系統有觸電故障發生，保護延時動作，否則，保護返回。本發明可以克服系統正常運行時泄漏電流、負荷波動或線路投切影響，可用于TN?C系統，可以作為系統剩余電流保護的總保或中保，具有廣泛的實際應用價值。

技術領域

本發明設計配電網繼電保護領域，具體是一種負荷電流變化量制動的觸電保護技術。

背景技術

低壓配電網點多面廣，線路綜合交錯，深入人員密集區與人員主要活動區域，用戶易直接接觸線路或用電設備帶電部分觸電，導致電擊受傷甚至觸電身亡等嚴重后果，據統計，我國每年觸電死亡人數約8000人，其中超過85％的觸電死亡事故發生在低壓配電網中，尤其在每年雨季，觸電事故頻發，在社會中引起了嚴重的不良影響。

現階段，低壓配電網的觸電保護基本依靠剩余電流動作保護裝置(RCD)實現，在TT系統與TN-S系統中采用分級RCD進行線路全線的觸電保護，其基本保護原理是剩余電流幅值比較法。這種方法易受線路絕緣破損、線路分布電容電流、分布式電源等因素影響，被保護線路正常運行時也有較大的剩余電流，導致裝置無法投運。經查漏裝置現場檢測，線路正常運行時，總保處的泄漏電流值可達300mA甚至更高，已經超過總保的動作閾值。這使很多RCD頻發跳閘甚至無法投運，為保證正常供電，只能將RCD的動作閾值整定到較高值，如800mA、1000mA，甚至直接將RCD退出運行，使大部分系統失去剩余電流保護功能。

為克服正常運行時剩余電流影響，國內外電力科技工作者提出了改進的觸電保護方法。20世紀80年代提出一種脈沖電流法，通過檢測剩余電流幅值的突變量實現觸電保護；文獻《新型鑒相鑒幅漏電繼電器的研究》提出了鑒相鑒幅法，綜合利用剩余電流幅值突變量和剩余電流與參考電壓的相角差變化判斷是否有觸電事故發生；文獻《電腦控制三相矢量差觸、漏電保護器》提出了相量突變量法，通過檢測剩余電流相量突變量模值，判斷是否有觸電事故發生。但以上方法對被保護線路的電氣量利用都不充分，并且均不能用于TN-C系統中，因此TN-C系統尚缺乏可用的剩余電流保護。

本專利可利用剩余電流相量、三相電流相量信息實現多重判據的觸電保護，降低動作閾值、提高保護靈敏度的同時，避免保護頻繁誤動。另外，本專利利用剩余電流相量突變量幅值作為啟動判據，克服了TN-C系統由于PEN線重復接地產生的剩余電流影響，利用相電流突變量作為閉鎖條件，克服了負荷波動產生的剩余電流波動影響，因此可用于TN-C系統，擴大了剩余電流保護的應用范圍。

發明內容

本發明目的在于進一步提高低壓配電網觸電保護水平，提出了一種利用系統負荷電流變化量作為閉鎖條件的觸電保護方法，提高了觸電保護的可靠性和應用范圍。

本發明的技術方案為：

a.保護裝置持續監測被保護線路的剩余電流相量變化量的模值，將測得的實時剩余電流相量值與2個周波前的相量值進行相減，得到剩余電流相量變化量此時監測到的就是觸電故障或其它因素引起的剩余電流相量值，通過的模值判定，可以實現靈敏度更高且不存在死區的剩余電流保護，取剩余電流相量變化量的模值和預設的剩余電流相量變化量模值閾值I_rset進行比較，若則保護啟動；