[發明專利]基于三重組合判據的低壓線路觸電故障判斷方法及剩余電流斷路器

有效

• 申請號: 202110023845.2
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112838564B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 李軍;鄧暉;蔡崢嶸
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32;H02H5/12;H02H1/00
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

本發明涉及低壓線路漏電保護領域，公開了一種基于三重組合判據的低壓線路觸電故障判斷方法及剩余電流斷路器，根據臺區剩余電流分布特點，研究觸電故障時電流諧波幅值變化規律，定義偶次諧波變化率和工頻變化量兩大指標，提出以偶次諧波變化率最小值閾值、工頻變化量閾值以及剩余電流整定值三者結合的組合判據。本發明提出的三重組合判據不僅適用于檢測故障發生，也能檢測故障消失的情形，當三級線路發生故障時，三級剩余電流斷路器動作斷開支線線路，此時二級剩余電流斷路器經過一定的時間檢測到故障消失而不動作，能夠更好地識別觸電故障，減少剩余電流斷路器頻繁誤動，使電網系統能夠更可靠地運行。

技術領域

本發明涉及低壓線路漏電保護領域，具體的說是一種基于三重組合判據的低壓線路觸電故障判斷方法及剩余電流斷路器。

背景技術

剩余電流斷路器是低壓安全用電的主要保護器之一。對于發生觸電故障的線路，要求剩余電流保護器能夠做到及時斷開線路，從而保護人體安全。然而，在實際應用上，斷路器卻存在誤動的問題。由于傳統剩余電流斷路器是以動作電流超出剩余電流斷路器整定值的方法去判斷故障，而在一些臺區，其線路本身漏電流就很大，導致在正常線路下，由于一些原因動作電流依然會超過整定值導致剩余電流斷路器的誤動作，這樣會增加線路運維成本。因此，剩余電流斷路器如何更準確地判斷故障是一個很大的問題。

目前，農村和城市裝設剩余電流斷路器大致三種，它們分別是電流動作型剩余電流斷路器，脈沖電流動作型剩余電流斷路器，電流鑒相鑒幅型剩余電流斷路器。然而它們穩定性差，很容易受環境氣候的影響，由于它們依舊以剩余電流整定值為判斷故障依據，因此也導致了它們的頻繁誤動。還有一種為電流分離型剩余電流斷路器，由于漏電流與觸電電流在故障發生時的一到兩個周期內，觸電電流有異常突變，而漏電流保持相對穩定的波動。因此，斷路器設計思路為：將兩種電流由于這樣的特性完全分離開來，從而能夠絕對準確地判斷出觸電故障。然而，這樣的斷路器雖有試點，但是由于算法和硬件的不夠成熟，直到今天也沒有普及。所以，單純以剩余電流整定值去判斷線路故障一時間很難避免斷路器誤動問題。

發明內容

技術目的：本發明提出了一種基于三重組合判據的低壓線路觸電故障判斷方法及剩余電流斷路器，旨在判斷電網觸電故障以及改善剩余電流斷路器誤動等問題。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于三重組合判據的低壓線路觸電故障判斷方法，其特征在于，電流經過剩余電流斷路器，斷路器通過計算得出了1-10次諧波幅值，計算獲得以下三個判據：

判據一：前后周期相比較，偶次諧波變化率最小值是否滿足判據閾值區間，如果滿足輸出為0；

判據二：前后周期比較，工頻變化量是否滿足判據閾值區間，如果滿足輸出為0；

判據三：動作電流值是否超出剩余電流斷路器整定值，如果滿足則輸出為0。

根據以上三個判據形成對應的邏輯指令，并根據對應的邏輯指令判斷出低壓線路觸電故障的類型。

優選地，根據以上三個判據判斷低壓線路觸電故障的類型，具體包括以下四種情況：

(1)滿足判據一，但是不滿足判據二和判據三，此時邏輯輸出為0+1+1＝1；此時判斷為正常負荷投切的情況；

(2)滿足判據一和判據二不滿足判據三，此時邏輯輸出為0+0+1＝1；此時判斷為人體觸電；

(3)僅滿足判據三，判據一和判據二不滿足，此時邏輯輸出為1+1+0＝1；發生在漏電流較大的臺區或是家用電氣設備漏電；

(4)滿足判據一、判據二和判據三，此時邏輯輸出為0+0+0＝0；此時判斷為人體觸電，且其產生的觸電電流能夠威脅到人體生命安全，斷路器收到斷路指令，斷開線路。

優選地，判據的獲得方法包括步驟：