一種三相五線制諧波保護(hù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種可對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的高次諧波進(jìn)行有效抑制、對(duì)低壓配電系統(tǒng)中用電設(shè)備進(jìn)行諧波保護(hù)的三相五線制諧波保護(hù)器，解決配電系統(tǒng)中高頻諧波干擾的問題，減少高頻諧波給用電設(shè)備尤其是精密負(fù)載帶來的危害。包括殼體和安裝在殼體內(nèi)的諧波保護(hù)電路，諧波保護(hù)電路包括A相、B相、C相浪涌保護(hù)電路和A相、B相、C相高頻濾波電路。
【專利說明】一種三相五線制諧波保護(hù)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種諧波保護(hù)裝置，特別是涉及一種三相五線制諧波保護(hù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]諧波是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。當(dāng)正弦波電壓施加在非線性負(fù)載電路上時(shí)，電流就變成非正弦波，非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會(huì)使電壓波形也變成非正弦波。對(duì)非正弦波做傅立葉級(jí)數(shù)分解，其中頻率域工頻相同的分量稱為基波，頻率大于基波的分量稱為諧波。諧波電流對(duì)用戶用電系統(tǒng)的各種關(guān)鍵設(shè)備及用電效率有眾多不良影響，包括功率因數(shù)和三相不平衡這兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。
[0003]隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化智能建筑不斷地日新月異，大中型醫(yī)院的現(xiàn)代化醫(yī)療設(shè)備地不斷引入，還包括一些精細(xì)加工行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，使這些場(chǎng)所大量使用了現(xiàn)代化用電設(shè)備和裝置，如計(jì)算機(jī)、通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、各種數(shù)字辦公設(shè)備、燈光調(diào)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、變頻空調(diào)，醫(yī)院中的CT機(jī)、核磁共振儀、心電圖機(jī)、呼吸機(jī)、起搏器等。在低壓配電系統(tǒng)中，輸電線路一般采用三相四線制，其中三條線路分別代表A，B，C三相，另一條是中性線N (如果該回路電源側(cè)的中性點(diǎn)接地，則中性線也稱為零線)，在三相四線制供電系統(tǒng)中，如果把零線的兩個(gè)作用分開，即一根線做工作零線(N)，另外用一根線專做保護(hù)零線(PE)，這樣的供電結(jié)線方式稱為三相五線制供電方式，三相五線制包括三根相線、一根工作零線、一根保護(hù)零線。三相交流電是電能的一種輸送形式，目前，大量的交流用電設(shè)備，一般都采用三相交流電，大量非線性負(fù)荷的增加，配電網(wǎng)絡(luò)中的電源、電流畸變?cè)絹碓絿?yán)重，造成了惡劣的諧波環(huán)境，對(duì)保證電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全正常運(yùn)行造成了極大的威脅，對(duì)于一些如醫(yī)院等關(guān)乎到人身生命安全的場(chǎng)所更是顯得尤為突出。電子計(jì)算機(jī)、微處理器以及其它電子儀器設(shè)備普遍存在著絕緣強(qiáng)度低、對(duì)諧波環(huán)境要求高、過電壓耐受能力差的弱點(diǎn)。高次諧波污染往往使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無故重新啟動(dòng)，甚至造成用電設(shè)備的永久性損壞，給人們的工作和日常生活造成了巨大損失。因此，對(duì)當(dāng)前低壓配電系統(tǒng)中用電設(shè)備進(jìn)行諧波保護(hù)成為一個(gè)亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種可對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的高次諧波進(jìn)行有效抑制、對(duì)低壓配電系統(tǒng)中用電設(shè)備進(jìn)行諧波保護(hù)的三相五線制諧波保護(hù)器，目的在于解決配電系統(tǒng)中高頻諧波干擾的問題，減少高頻諧波給用電設(shè)備尤其是精密負(fù)載帶來的危害。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案:
[0006]一種三相五線制諧波保護(hù)器，包括殼體和安裝在殼體內(nèi)的諧波保護(hù)電路，其特征在于，所述諧波保護(hù)電路包括浪涌保護(hù)電路和高頻濾波電路，所述浪涌保護(hù)電路包括A相、B相、C相浪涌保護(hù)電路，所述聞?lì)l濾波電路包括A相、B相、C相聞?lì)l濾波電路；[0007]所述A相浪涌保護(hù)電路包括第一熔斷器(FUa)、第一壓敏電阻(RVa)和氣體放電管(⑶T)，所述A相高頻濾波電路包括第一電抗器(La)、第一電容器(Cal)和第四電容器(Ca2);所述第一熔斷器(FUa) —端連接系統(tǒng)電源A相線，另一端分別連接所述第一壓敏電阻(RVa)、所述第一電抗器(La)和所述第四電容器(Ca2);所述第一壓敏電阻(RVa)另一端與所述氣體放電管(GDT)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，所述第一電抗器(La)另一端串聯(lián)所述第一電容器(Cal)后接工作零線N;所述第四電容器(Ca2)另一端接保護(hù)零線PE ；
[0008]所述B相浪涌保護(hù)電路包括第二熔斷器(FUb)、第二壓敏電阻(RVb)和氣體放電管(⑶T)，所述B相高頻濾波電路包括第二電抗器(Lb)、第二電容器(Cbl)和第五電容器(Cb2);所述第二熔斷器(FUb) —端接入系統(tǒng)電源B相線，另一端分別連接所述第二壓敏電阻(RVb)、所述第二電抗器(Lb)和所述第五電容器(Cb2);所述第二壓敏電阻(RVb)另一端與所述氣體放電管(GDT)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，所述第二電抗器(Lb)另一端串聯(lián)所述第二電容器(Cb I)后接工作零線N;所述第五電容器(Cb2)另一端接接保護(hù)零線PE ；
[0009]所述C相浪涌保護(hù)電路包括第三熔斷器(FUc)、第三壓敏電阻(RVc)和氣體放電管(⑶T)，所述C相高頻濾波電路包括第三電抗器(Lc)、第三電容器(Ccl)和第六電容器(Cc2);所述第三熔斷器(FUc) —端接入系統(tǒng)電源C相線，另一端分別連接所述第三壓敏電阻(RVc )、所述第三電抗器(Lc )和所述第六電容器(Cc2 );所述第三壓敏電阻(RVc )另一端與所述氣體放電管(GDT)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，所述第三電抗器(Lc)另一端串聯(lián)所述第三電容器(CeI)后連接工作零線N ;所述第六電容器(Cc2)另一端接保護(hù)零線PE。
[0010]所述第一電抗器(La)、第二電抗器(Lb)和第三電抗器(Lc)皆由超微晶磁環(huán)材料銅線繞制而成。
[0011]所述第一電容器(Cal)、第二電容器(Cbl)、第三電容器(Cd)、第四電容器(Ca2)、第五電容器(Cb2)、第六電容器(Cc2)皆為薄膜電容器。
[0012]本發(fā)明技術(shù)效果:
[0013]本發(fā)明提供的三相五線制諧波保護(hù)器，解決了配電系統(tǒng)中高頻諧波干擾的問題，減少高頻諧波給用電設(shè)備尤其是精密負(fù)載帶來的危害。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本發(fā)明提供的三相五線制諧波保護(hù)器包括浪涌保護(hù)電路和高頻濾波電路，對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾具有抑制和吸收作用，隨時(shí)跟蹤電壓波形，瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、浪涌、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形，對(duì)噪聲進(jìn)行消化吸收，使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔，既提高了電網(wǎng)質(zhì)量，又為用電設(shè)備提供自動(dòng)保護(hù)，保證了用電設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0015]2、本發(fā)明提供的三相五線制諧波保護(hù)器濾波范圍寬，對(duì)各種頻段的高頻諧波都有很強(qiáng)的仰制和消除能力。(此處請(qǐng)補(bǔ)充具體頻段數(shù)值，用以說明具體濾波范圍)
[0016]3、本發(fā)明選用的電抗器全部為高品質(zhì)低損耗超微晶磁環(huán)材料銅線繞制的高頻電抗器，其自身?yè)p耗低，工作效率高，對(duì)高頻信號(hào)的通過具有明顯效果。
[0017]4、本發(fā)明提供的三相五線制諧波保護(hù)器無源并聯(lián)在用電設(shè)備前端，安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明三相五線制諧波保護(hù)器結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]附圖標(biāo)記如下:A-電源A相線，B-電源B相線，C-電源C相線，N-工作零線，RVa-第一壓敏電阻，RVb-第二壓敏電阻,RVc-第三壓敏電阻,GDT-氣體放電管,Cal-第一電容器，Cbl-第二電容器，Ccl-第三電容器，La-第一電抗器，Lb-第二電抗器，Lc-第三電抗器，Ca2-第四電容器，Cb2-第五電容器，Cc2-第六電容器，F(xiàn)Ua-第一熔斷器，F(xiàn)Ub-第二熔斷器，F(xiàn)Uc-第三熔斷器，PE-保護(hù)零線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]圖1是本發(fā)明三相五線制諧波保護(hù)器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明公開的三相五線制諧波保護(hù)器。本發(fā)明使用了浪涌保護(hù)電路及高頻濾波電路，浪涌保護(hù)電路包括了熔斷器、壓敏電阻及氣體放電管；濾波電路包括了電抗器及兩種電容。
[0022]圖1所示電路中A、B、C三相線的壓敏電阻RVa、RVb、RVc分別與放電管⑶T串聯(lián)接保護(hù)零線PE，組成浪涌保護(hù)電路，(三相電路共用一個(gè)氣體放電管，放電管工作電壓為800V)。該電路可避免電源超出正常工作電壓的瞬間過電壓對(duì)用電設(shè)備造成的影響，瞬時(shí)濾除電源中的尖峰及浪涌。
[0023]圖1所示電路中A、B、C三相的電抗器La、Lb、Lc分別與三相的電容器Cal、CbUCcl串聯(lián)接工作零線N，電容Ca2、Cb2、Cc2接地，共同組成了高頻濾波電路，該電路可吸收高于特定頻率的電信號(hào)，衰減高于該頻率的諧波干擾。
[0024]圖1所示電路中A、B、C三相電路中包含熔斷器FUa、FUb、FUc，分別連接系統(tǒng)電源A、B、C三相線，熔斷器可為電路提供過流保護(hù)，以免裝置過流使裝置內(nèi)部的元器件損壞。
[0025]具體地，本發(fā)明一種三相五線制諧波保護(hù)器，包括采用了航空鋁型材的殼體和安裝在殼體內(nèi)的諧波保護(hù)電路，諧波保護(hù)電路包括浪涌保護(hù)電路和高頻濾波電路，浪涌保護(hù)電路由A相、B相、C相浪涌保護(hù)電路組成，高頻濾波電路由A相、B相、C相高頻濾波電路組成；
[0026]A相浪涌保護(hù)電路包括第一熔斷器FUa、第一壓敏電阻RVa和氣體放電管⑶T，A相高頻濾波電路包括第一電抗器La、第一電容器Cal和第四電容器Ca2 ;第一熔斷器FUa —端接入系統(tǒng)電源A相線，另一端分別連接第一壓敏電阻RVa、第一電抗器La和第四電容器Ca2 ;第一壓敏電阻RVa另一端與氣體放電管GDT串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，第一電抗器(La)另一端串聯(lián)第一電容器(Cal)后與連接工作零線N ;第四電容器(Ca2)另一端接保護(hù)零線PE ；工作零線N也稱中線或中性線，是三相電路的公共回線。保護(hù)零線PE也稱地線。中性線能保證三相負(fù)載成為三個(gè)互不影響的獨(dú)立回路；不論各相負(fù)載是否平衡，各相負(fù)載均可承受對(duì)稱的相電壓:即便一相發(fā)生故障，也可保證其它兩相正常工作。
[0027]B相浪涌保護(hù)單元電路由第二熔斷器(FUb)、第二壓敏電阻(RVb)和氣體放電管(⑶T)組成，B相高頻濾波電路包括第二電抗器(Lb)、第二電容器(Cbl)和第五電容器(Cb2);第二熔斷器(FUb) —端接入系統(tǒng)電源B相線，另一端分別連接第二壓敏電阻(RVb)、第二電抗器(Lb)和第五電容器(Cb2);第二壓敏電阻(RVb)另一端與氣體放電管(⑶T)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，第二電抗器(Lb)另一端串聯(lián)第二電容器(Cbl)后與工作零線N連接；第五電容器(Cb2)另一端接保護(hù)零線PE ；
[0028]C相浪涌保護(hù)電路由第三熔斷器(FUc)、第三壓敏電阻(RVc)和氣體放電管(⑶T)組成，C相高頻濾波電路包括第三電抗器(Lc)、第三電容器(Ccl)和第六電容器(Cc2);第三熔斷器(FUc)—端接入系統(tǒng)電源C相中，另一端分別連接第三壓敏電阻(RVc)、第三電抗器(Lc)和第六電容器(Cc2);第三壓敏電阻(RVc)另一端與氣體放電管(⑶T)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，第三電抗器(Lc)另一端串聯(lián)第二電容器(Ccl)后與工作零線N連接；第六電容器(Cc2)另一端接保護(hù)零線PE。
[0029]第一電抗器(La)、第二電抗器(Lb)和第三電抗器(Lc)皆由超微晶磁環(huán)材料銅線繞制而成，其自身?yè)p耗低，工作效率高，對(duì)高頻信號(hào)的通過具有明顯效果。薄膜電容(FilmCapacitor)器又稱塑料薄膜電容(Plastic Film Capacitor),其以塑料薄膜為電介質(zhì)。薄膜電容器因具有無極性，絕緣阻抗高，頻率特性優(yōu)異(頻率響應(yīng)寬廣)，而且介質(zhì)損失很小等多種優(yōu)良特性，因此本發(fā)明中的第一電容器(Cal)、第二電容器(Cbl)、第三電容器(Cd)、第四電容器(Ca2)、第五電容器(Cb2)、第六電容器(Cc2)皆采用薄膜電容器。
[0030]本發(fā)明提供的三相五線制諧波保護(hù)器濾波范圍寬(例如電抗La為5uH的情況下，電容Cal為0.5uF,電容Ca2為0.47uF這時(shí)的濾波范圍IKHz?20MHz，此時(shí)電容Cal、電感La等允許在上述值的正負(fù)5%范圍內(nèi)波動(dòng))，對(duì)各種頻段的高頻諧波都有很強(qiáng)的仰制和消除能力。
[0031]本發(fā)明的電路連接方式:本發(fā)明提供的三相五線制諧波保護(hù)器無源并聯(lián)在用電設(shè)備前端，安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠。選用型號(hào)為RVVP-2.5，即帶屏蔽層2.5m2的導(dǎo)線多股銅導(dǎo)線分別連接于A、B、C、N以及地線標(biāo)志上，導(dǎo)線長(zhǎng)度視實(shí)際情況而定，但要盡可能的短。
[0032]綜上所述，根據(jù)以上電路的特點(diǎn)，將本發(fā)明并聯(lián)在三相五線制的系統(tǒng)電源中，可以大幅度衰減電源中的高頻諧波信號(hào)及高頻噪聲干擾，凈化電源，提高用電質(zhì)量，保護(hù)用電設(shè)備。以上結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的詳細(xì)介紹。需要表明，實(shí)施例的說明目的在于便于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制，一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種三相五線制諧波保護(hù)器，包括殼體和安裝在殼體內(nèi)的諧波保護(hù)電路，其特征在于，所述諧波保護(hù)電路包括浪涌保護(hù)電路和高頻濾波電路，所述浪涌保護(hù)電路包括A相、B相、C相浪涌保護(hù)電路，所述聞?lì)l濾波電路包括A相、B相、C相聞?lì)l濾波電路； 所述A相浪涌保護(hù)電路包括第一熔斷器(FUa)、第一壓敏電阻(RVa)和氣體放電管(⑶T)，所述A相高頻濾波電路包括第一電抗器(La)、第一電容器(Cal)和第四電容器(Ca2);所述第一熔斷器(FUa) —端連接系統(tǒng)電源A相線，另一端分別連接所述第一壓敏電阻(RVa)、所述第一電抗器(La)和所述第四電容器(Ca2);所述第一壓敏電阻(RVa)另一端與所述氣體放電管(GDT)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，所述第一電抗器(La)另一端串聯(lián)所述第一電容器(Cal)后接工作零線N ;所述第四電容器(Ca2)另一端接保護(hù)零線PE ； 所述B相浪涌保護(hù)電路包括第二熔斷器(FUb)、第二壓敏電阻(RVb)和氣體放電管(⑶T)，所述B相高頻濾波電路包括第二電抗器(Lb)、第二電容器(Cbl)和第五電容器(Cb2);所述第二熔斷器(FUb)—端接入系統(tǒng)電源B相線，另一端分別連接所述第二壓敏電阻(RVb)、所述第二電抗器(Lb)和所述第五電容器(Cb2);所述第二壓敏電阻(RVb)另一端與所述氣體放電管(GDT)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，所述第二電抗器(Lb)另一端串聯(lián)所述第二電容器(Cbl)后接工作零線N ;所述第五電容器(Cb2)另一端接接保護(hù)零線PE ； 所述C相浪涌保護(hù)電路包括第三熔斷器(FUc)、第三壓敏電阻(RVc)和氣體放電管(⑶T)，所述C相高頻濾波電路包括第三電抗器(Lc)、第三電容器(Ccl)和第六電容器(Cc2);所述第三熔斷器(FUc)—端接入系統(tǒng)電源C相線，另一端分別連接所述第三壓敏電阻(RVc)、所述第三電抗器(Lc)和所述第六電容器(Cc2);所述第三壓敏電阻(RVc)另一端與所述氣體放電管(GDT)串聯(lián)后接保護(hù)零線PE，所述第三電抗器(Lc)另一端串聯(lián)所述第三電容器(CeI)后連接工作零線N ;所述第六電容器(Cc2)另一端接保護(hù)零線PE。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相五線制諧波保護(hù)器，其特征在于，所述第一電抗器(La)、第二電抗器(Lb)和第三電抗器(Lc)皆由超微晶磁環(huán)材料銅線繞制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相五線制諧波保護(hù)器，其特征在于，所述第一電容器(Cal)、第二電容器(Cbl)、第三電容器(Cd)、第四電容器(Ca2)、第五電容器(Cb2)、第六電容器(Cc2)皆為薄膜電容器。
【文檔編號(hào)】H02J3/01GK103701126SQ201310730789
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】袁志鋼, 謝洪潮 申請(qǐng)人:武漢光谷電氣有限公司