一种带中性线断线保护的四极断路器

一种带中性线断线保护的四极断路器

杭州之江开关厂

我国民用低压380/220V配电线路，无论是TN或TT接地系统，在运行中都会发生中性线（N线或PEN线）断线事故。引起中性线断线的原因很多，主要的有：中性线敷设时施工质量差，中性线的维护工作不足及架空供电线路的意外事故造成中性线断裂；另外，当电网运行中有断相，其他两相的功率因数又不一致，加上高次谐波的影响，中性线最严重时将流过2倍相线电流，中性线截面又偏小，时间一长，可能被烧毁。因此中性线的断线故障已成为并不偶然的故障之一。一旦中性线断线，当各相的负载不平衡时，断线后因中性线对地电压的偏移，使三相的相电压发生偏高、偏低的变化。过电压的变化范围为220～380V，欠电压范围为220~0V，其结果是不仅某些相的相电压大幅度提高，使接其上的单相设备烧损，而且对TN系统，由于PE线与N线存在着联结点，使“接零”设备的金属外壳带上很高的对地电压，直接危及人身的安全。

随着人们生活水平的日益提高，家用电器的普及率和复盖率也越来越大，中性线断线事故不能不引起供电部门和广大居民的极大关注。

为解决这一困扰多年的问题，我厂（杭州之江开关厂）于1997年中，研制了NB1型中性线断线故障保护器。并将此保护器安装在我厂已大批量生产的DZ20J－225、630（400）四极断路器中，组成具有过载、短路和中性线断线保护的HSM2型四极塑料外壳式断路器。(即产品选型为HSM2－225/4300、HSM2－630(400)/4300，其安装尺寸及所有附件分别与DZ20J －225/4300、DZ20J－630(400)/4300相同)

装设了NB1型中性线断线故障保护器，在供电线路中性线断线后，某相电压偏高，危及设备和人身安全时，它会发出指令，使四极断路器在极短的时间内自动切断电源。其动作特性按反时限变化，即中性线上的电位偏移越高，动作的时间越短。

一. NB1型中性线断线保护器的工作原理

NB1型保护器装设于四极塑料外壳式断路器中，

其工作原理见图1。图1中的虚线部分为NB1型保护

器，QF为DZ20J系列四极塑壳断路器，ZQ为断路

器的分励脱扣器（线圈控制电源电压为380V）

NB1中的“DB ”为电压比较线路，其输入端子1～4接在QF 的负载端的L 13~'

和N '。供电电源（380/220V ）由四极断路器引入后，“DB ”即可监视三相电源的供电情况。供电电源正常供电时，（中性线未断），中性线的偏移电压U ON'，它为各相负荷电流在N 线上产生的电压降，根据我国

的有关规定，它应小于5%额定相电压，即：

U ON'= . . .U Y U Y U Y Y Y Y Y e e e 1122331230

+++++≤11V 式中： U e1、 U e2、 U e3

分别为各相的相电压。 Y 1、Y 2、Y 3分别为各相的电导

Y 0为中性线正常情况时的电导

当中性线断线后，Y 0=0，三相负载平衡时（即Y Y Y 123==），U ON'=0；当三相负载不平衡时（即Y Y Y 123≠≠），负载端中性点（N '）的电位将随各相负载的性质和大小而产生偏移，偏移电压U ON'达到设备和人身危险值

时，“DB ”可将此危险偏压信号输送计算元件“JS ”，经过“JS ”对该信号的处理与计算，将某一确定值按反时限特性发出指令信号。反时限特性指令信号是：按时间对电压积分，偏压较大，动作时间短；偏压较小，动作时间较长。“QD ”为驱动元件，它接到“JS ”的指令信号后，即将指令信号放大，并立即接通四极断路器内的分励脱扣器“ZQ “的380V 线圈，使四极断路器自动跳闸，切断故障电源的所有相线与中性线（或PEN 线），从而达到确保人身与设备的安全目的。

（四极断路器的分励脱扣器，在中性线未断线情况时，仍可正常地远距离控制断路器的分断，即其线圈的引线可通过按钮接于它的控制电源，“QD “内的可控硅导通元件实际上是与按钮并联的）。

二. NB1中性线断线故障保护器的结构

保护器结构比较简单。它主要为由电子元器件所组成的电子控制线路，安装于一个绝缘盒内，然后将保护器固定于四极断路器内N 极下面的空间，将其输入的四根导线（标注为1、2、3、4）接至断路器的L 1'

、L 2'

、L 3'

与N '

（N '接中性线或PEN 线，千万不能接错）；将输出端两根导线（标注为5、

6）接到分励脱扣器“ZQ “的线圈两端。

三. NB1保护器的主要技术参数与性能

1 主要技术参数

a 型号：NB1；

b 额定工作电压：380/220V ；

c 额定绝缘电压：400V ；

d 额定频率：50Hz；

e 外形尺寸（大小）66×54×24 mm(长×宽×高)

2 性能

a 额定不动作偏移电压≤22V；

额定不动作相线过电压≤242V。

b 额定动作偏移电压≥44V～220V；

额定动作相线过电压≥264V～380V。

c 动作时间

≤12s～0.15s

3 动作电压与动作时间（反时限特性）见表1。

表1

注：JGJ/T16－92为民用建筑电器设计规定。