專利名稱：一種漏電斷路器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及低壓電氣設備，尤其涉及應用在低壓電氣設備中的漏電斷路器，主要用于農村電網中干線的漏電保護。
背景技術：
專利號為200920035720. 6的實用新型提供一種帶自動重合閘功能的漏電斷路器，由于自動重合閘漏電斷路器在農村電網中干線中使用越來越多，所以對其的功能要求也越來越多。目前，應用在低壓電氣設備中的漏電斷路器內部具有短路與過載保護電路，具有漏電保護功能，當有漏電故障發(fā)生時，斷路器自動跳閘。其缺陷是漏電斷路器在設定一種漏電參數后，不會自行根據線路情況進行調整，一旦有漏電故障發(fā)生且斷路器跳閘后，需要電工到配電房手工進行合閘操作，費時費力。應用于低壓電氣設備中的漏電斷路器一般只能顯示漏電故障，當出現其它類型的故障時，檢修人員一般很難判斷線路中出現的故障類型，這樣就不利于故障原因的查找。應用于低壓電氣設備中的漏電斷路器都沒有檢修模式，當線路中出現漏電故障后，漏電斷路器內部設置的漏電芯片便控制斷路器自動跳閘使線路斷電，其缺陷是即使人為強行使漏電斷路器合閘也不能恢復線路的供電，只要漏電故障存在，它依舊會自動跳閘。但是，在線路掉電的情況下，電工又無法對漏電線路進行有效地檢修，因此從一定程度上限制了漏電斷路器在農村電網中的推廣使用，影響了用電的安全性。目前，由于帶自動重合閘功能的漏電斷路器在整個重合閘的運行過程中，完全是按照智能控制器預先設定的程度運行的，受人為影響的因素較小，因此，在線路重新供電時，為了檢修人員的人身安全，需要提前給電工聽覺上的感知，提醒他們倒計時即將結束，線路恢復供電。應用于低壓電氣設備中的漏電斷路器漏電參數設定完成后是固定不變的，其缺陷是由于天氣的變化，空氣濕度變大，線路因絕緣性能下降而導致接地故障電流增大，進而使漏電斷路器跳閘，這時，如果不重新手工設定漏電參數，漏電斷路器將不能正常合閘。應用于低壓電氣設備中的漏電斷路器一般都能夠實現欠電壓保護功能，但對于過電壓保護卻無能為力，而在農村電網中，過電壓卻也是經常發(fā)生的一種故障，它能破壞線路絕緣，甚至擊穿設備。應用于低壓電氣設備中的漏電斷路器一般只能顯示漏電故障，當出現其它類型的故障時，檢修人員一般很難判斷線路中出現的故障類型，這樣就不利于故障原因的查找。

發(fā)明內容
I、所要解決的技術問題一 漏電斷路器在設定一種漏電參數后，不會自行根據線路情況進行調整，一旦有漏電故障發(fā)生且斷路器跳閘后，需要電工到配電房手工進行合閘操作，費時費力；二 當出現其它類型的故障時，檢修人員一般很難判斷線路中出現的故障類型；三即使人為強行使漏電斷路器合閘也不能恢復線路的供電，只要漏電故障存在， 它依舊會自動跳閘；四由于天氣的變化，空氣濕度變大，線路因絕緣性能下降而導致接地故障電流增大，進而使漏電斷路器跳閘，這時，如果不重新手工設定漏電參數，漏電斷路器將不能正常合閘；五應用于低壓電氣設備中的漏電斷路器一般都能夠實現欠電壓保護功能，但對于過電壓保護卻無能為力。2、技術方案本發(fā)明提供一種漏電斷路器，漏電斷路器I內部具有漏電檢測電路和執(zhí)行機構動作電路，其特征在于電動操作機構2固定在漏電斷路器I的外封蓋上，控制器3固定在電動操作機構2上；在電動操作操作機構2上安裝滑塊7和電動機11，滑塊7卡在漏電斷路器 I上的手柄4上，電動機11通過齒輪傳動機構連接漏電斷路器I上的操作手柄5,在控制器 3上設置微處理器12，啟動按鈕開關S2和跳閘按鈕開關S3，按鈕開關(S2、S3)電連接微處理器12。控制器3上設有蜂鳴器15電路和發(fā)光二極管，蜂鳴器15 —端與限流電阻R45串聯在一個獨立的24V的電路中，微處理器12通過電阻R44連接光耦U7并聯電容C17后連接蜂鳴器15的另一端。控制器3上設有編碼開關16，微處理器12分別電連接按鈕開關(S2、S3)、編碼開 (16電路、電壓檢測電路和發(fā)光二極管。漏電斷路器I的四相進線開關J4每一相經電阻 (R17、R20、R26、R27)降壓后連接比較運放電路(U4A、U4B、U4C)，比較運放電路(U4A、U4B、 U4C)的輸出端并聯后連接微處理器12。微處理器(12)分別電連接按鈕開關(S2、S3)、編碼開關16電路、電操機構動作電路和發(fā)光二極管，微處理器12通過四個共陽極二極管(Ql、Q2、Q3、Q4)分別將四個口線 (PCO, PCU PD6, PD7)接到對應的編碼開關16的引腳上，口線(PB5、PB6)連接在編碼開關 16的C腳上。漏電斷路器I的合閘信號采樣回路電壓通過整流橋Dl連接發(fā)光二極管LEDl 和電阻R14，再通過濾波電容C24連接光耦U8并聯電容C2后接微處理器12的端口。微處理器12分別電連接按鈕開關(S2、S3)、電操機構動作電路、漏電檢測電路、電壓檢測電路、編碼開關設定電路、執(zhí)行機構動作電路和發(fā)光二極管(13、17-21)。連接微處理器12不同端口的三個發(fā)光二極管(19、20、21)串聯三個限流電阻(R9、R13、R49)后分別連接在三個不同的+5V電路中。3、有益效果提供一種新型的漏電斷路器，在正常使用中能提供安全的漏電保護功能，使人員及設備免受漏電電流的危害，在漏電線路需要檢修時，又能人為地臨時關閉斷路器漏電保護功能，使電工能夠有效地對漏電線路進行檢修。采用智能控制器上微處理器的時鐘功能，通過編程，使它在漏電斷路器跳閘后即開始幾十秒倒計時，當還剩最后5秒時，接通蜂鳴器供電回路，讓其每秒響一次，通過聲音提醒檢修人員或電工注意人身安全。提供一種具有自動調整漏電參數功能的自動重合閘漏電斷路器當線路因絕緣性能下降而導致接地故障電流增大時，漏電斷路器能夠根據線路的變化，自動調整漏電參數的設定。同時具有欠電壓保護和過電壓保護功能，使線路和負載免受欠電壓和過電壓的危
提供一種具有多種故障指示功能的漏電斷路器，當故障發(fā)生時，為使檢修人員盡快找到線路中發(fā)生故障的原因，提供了故障顯示功能。
是本發(fā)明的立體結構示意圖。
是圖I的分解立體示意圖。
是圖2中具有自動重合閘功能的漏電斷路器中的微處理器12的外圍連接示


圖I圖2圖3意圖。圖4是圖2中具有檢修模式功能的漏電斷路器中的微處理器12的外圍連接示意圖。圖5是圖2中具有倒計時帶自動重合閘功能的漏電斷路器中的微處理器12的外圍連接示意圖。圖6是圖2中具有自動調整漏電參數功能的漏電斷路器中的微處理器12的外圍連接示意圖及編碼開關16示意圖。圖7是圖2中同時具有欠電壓保護和過電壓保護功能的漏電斷路器中的微處理器 12的外圍連接示意圖。圖8是圖2中具有故障顯示功能的漏電斷路器中的微處理器12的外圍連接示意圖。
具體實施例方式如圖I本發(fā)明由漏電斷路器I、電動操作機構2和智能控制器3組成。其中漏電斷路器I內部包括漏電檢測電路和執(zhí)行機構動作電路，漏電檢測電路包括零序電流互感器， 零序電流互感器用來對漏電電流信號進行采樣。電動操作機構2固定在漏電斷路器I的外封蓋上，智能控制器3固定在電動操作機構2上。如圖2,在漏電斷路器I上設有手柄4、操作手柄5和槽口 6。在電動操作機構2上設有滑塊7、孔8、支架10和電動機11，其中，滑塊7為彎形結構，滑塊7卡在漏電斷路器I 上的手柄4上，可來回操作漏電斷路器I上的手柄4，以達到對漏電斷路器I分閘、合閘、再扣操作功能。電動機11通過齒輪傳動機構連接漏電斷路器I上的操作手柄5。在智能控制器3上設置還設置啟動按鈕開關S2、跳閘按鈕開關S3和蜂鳴器15以及編碼開關16，發(fā)光二極管LED1、LED2、跳閘發(fā)光二極管LED3、LED4、欠壓過壓指示發(fā)光二極管LED5、LED6，發(fā)光二極管LEDl既是電源燈13，在智能控制器3上還設置有孔9，用來與電動操作機構2固定。將智能控制器3上的微處理器12分別電連接啟動按鈕開關S2、跳閘按鈕開關S3、蜂鳴器15、編碼開關16電路以及發(fā)光二極管LED1、LED2、跳閘發(fā)光二極管LED3、LED4、欠壓過壓指示發(fā)光二極管LED5、LED6。微處理器12安裝在智能控制器3上，微處理器12分別連接電動機11的電操機構動作電路、漏電斷路器I中的漏電檢測電路和執(zhí)行機構動作電路。智能控制器3由微處理器12作為核心控制單元，處理漏電信號、控制電動操作機構2及漏電斷路器I內部的執(zhí)行機構。執(zhí)行機構動作電路接收來自智能控制器3的電信號，由它推動漏電斷路器I跳閘。零序電流互感器用來對漏電電流信號進行采樣，并通過導線經過漏電斷路器I外封蓋上的槽口 6將電信號傳給智能控制器3。電動操作機構2通過四個孔8固
5定在漏電斷路器I外封蓋上，智能控制器3通過四角的孔9與電動操作機構2上的支架10固定。如圖3中所示本發(fā)明只需對原有的漏電斷路器I進行，當線路中出現故障，漏電斷路器I自動跳閘后，智能控制器3根據時間與故障類型，結合預先設定好的程序，經微處理器12分析判斷后，發(fā)送指令給電動操作機構2，通過給電動機11通電，經齒輪傳動機構撥動漏電斷路器I上的操作手柄5，通過來回推動的方式使漏電斷路器I重新合閘，從而使線路得以重新恢復供電，此過程無需人為參與，完全通過智能控制器3進行自動化控制，因此實現了無人值守的功能。如圖I、圖2和圖4中所示當漏電斷路器I跳閘后，同時按住按鈕開關S2和S3，處理器12檢測到按鈕開關狀態(tài)，進入檢修模式，此時電源燈13熄滅，程序關閉漏電保護功能。 手動旋轉電動操作機構2的序號14位置處使開關合閘，負載電路通電，電工可進行檢修電路查找漏電故障電路。電工檢修排除故障后按下啟動復位啟動按鈕開關S2，微處理器12復位，漏電斷路器I分合閘一次，進入正常運行模式。如果檢修排除故障后沒有人工復位漏電斷路器1，則經由微處理器12從進入檢修模式開始內部計時四小時后自動恢復到正常運行模式。如圖5中所示蜂鳴器15 —端與限流電阻R45串聯在一個獨立的24V的電路中，微處理器12通過上拉電阻R44連接光耦U7，光耦U7并聯電容C17后連接蜂鳴器15的另一端。通過光耦U7來控制蜂鳴器15回路的通斷，微處理器12與上拉電阻R44及光耦U7的控制端口在另一個不同的電路中，微處理器12通過控制光耦U7，從而達到控制蜂鳴器15回路通斷的目的。當漏電斷路器I檢測到漏電信號后發(fā)送脫扣信號給脫扣器電路使漏電斷路器I跳閘，同時處理器12內部開始倒計時。若倒計時時間設置為30秒，則倒計時到第25 秒時，微處理器12發(fā)送脈沖信號給蜂鳴器15電路，一秒發(fā)送一次共5次。第30秒微處理器12停止發(fā)送蜂鳴信號，同時發(fā)送一個合閘信號給電動機11電路，使漏電斷路器I合閘， 負載電路開始供電。漏電斷路器I進入正常運行模式。如圖I、圖2以及圖6中所示，微處理器12安裝在智能控制器3上，微處理器12分別連接電動機11的電操機構動作電路、漏電檢測電路和執(zhí)行機構動作電路。智能控制器3 由微處理器12作為核心控制單元，處理漏電信號、控制電動操作機構2及漏電斷路器I內部的執(zhí)行機構。執(zhí)行機構電路接收來自智能控制器3的電信號，由它推動漏電斷路器I跳閘。在智能控制器3上設置微處理器12、啟動按鈕開關S2、跳閘按鈕開關S3和編碼開關 16，將微處理器12分別電連接啟動按鈕開關S2、跳閘按鈕開關S3、編碼開關16電路以及發(fā)光二極管LED3和LED4。微處理器12內部程序預先設定編碼開關16的各個檔位的剩余動作電流值。如圖4，當四檔位編碼開關Kl或K2撥到任何一個位置時，它的四個引腳跟公共端C腳連接的狀態(tài)在四個位置不一樣。微處理器12通過四個共陽極二極管Ql、Q2、Q3和 Q4分別將四個口線PCO、PCU PD6和PD7接到對應的編碼開關引腳上。再通過接在編碼開關C腳上的口線PB5，PB6選擇讀取編碼開關Kl，K2的狀態(tài)，對應程序里面定義的各個檔位的電流等級和延時時間，實現電流和時間的設定。當斷路器跳閘后，同時按住按鈕開關S2和S3，微處理器12檢測到按鈕開關S2和 S3狀態(tài)，進入檢修模式，此時安裝在控制器3上的電源燈13熄滅，程序關閉漏電保護功能。 手動旋轉電動操作機構2的序號14位置處使開關合閘，負載電路通電，電工可進行檢修電路查找漏電故障電路。電工檢修排除故障后按下啟動復位按鈕開關S2，微處理器12復位， 漏電斷路器I分合閘一次，進入正常運行模式。如果檢修排除故障后沒有人工復位漏電斷路器1，則經由微處理器12從進入檢修模式開始內部計時四小時后自動恢復到正常運行模式。當編碼開關16預設在一檔,程序內部設定一檔為30mA檔,二檔為IOOmA檔。當漏電斷路器I檢測到漏電信號達到第一檔動作電流時，微處理器12發(fā)出脫扣信號，斷路器分閘，同時微處理器12內部倒計時30秒后發(fā)送合閘信號給電操機構2，通過電動機11轉動使斷路器I合閘。斷路器繼續(xù)進入正常運行模式，若合閘后仍然檢測到達到動作電流值的漏電信號，并且在上一次故障分閘起的3分鐘時間內，微處理器12發(fā)送脫扣信號給執(zhí)行機構使斷路器I分閘，同時程序內部向上調整一檔動作電流值(電源燈13由長亮變?yōu)殚W爍)。 如果是在上一次故障分閘3分鐘外則程序不作加檔處理。延時30秒后再次合閘，如果沒有檢測到漏電信號則在12小時后程序自動調整回預設漏電動作電流值。如果檢測到漏電信號且達到加檔后的動作電流，程序判斷在上一次故障分閘3分鐘內，微處理器12發(fā)脫扣信號，不再發(fā)送合閘信號(檔位只向上調整一檔。如果預設在最高檔則不做加檔處理。程序判斷在上一次故障分閘3分鐘外，微處理器12發(fā)出脫扣信號，延時30秒發(fā)送合閘信號。如圖7中所示電壓檢測電路的結構為從漏電斷路器I的進線端，通過導線把四相全部連接到開關J4上，每一相的相電壓經過各引線回路上的大功率電阻R17、R20、R26和 R27降壓，然后送到比較運放電路U4A、U4B和U4C，比較運放電路U4A、U4B和U4C是一個四組的集成運放電路。各相電壓降壓后與基準電路給定電壓同時送入運算放大電路比較。在運放的正極加基準電壓，運放比較各相與基準電壓的變化。比較運放電路U4A、U4B、U4C的輸出端并聯后連接微處理器12，并將變化值送入微處理器12的A/D采樣口線，微處理器12 內部通過程序設定電壓變化范圍，小于設定值則判為欠壓，大于設定值則判為過壓，且無論是欠壓或是過壓，微處理器12都將接通執(zhí)行機構動作電路，使漏電斷路器I跳閘切斷主回路，從而同時實現了欠電壓保護與過電壓保護的功能。電容C2、C4、C7、C13是濾波電容，由電感L15、電容C3組成的LC濾波電路連接比較運放電路U4A，可使運放的電源穩(wěn)定。微處理器12采集各相比較后的值，實現監(jiān)測各相電壓變化情況。當檢測到電壓低于額定電壓的 70%程序判定為欠壓狀態(tài)，在設定時間內微處理器12發(fā)送脫扣信號使漏電斷路器I分閘。 因為是上進線采樣檢測，所以當漏電斷路器I分閘后微處理器12仍然能夠采集電壓信號。 當電壓恢復到額定電壓的70%以上時，微處理器12計時30秒后發(fā)送合閘信號給電動機11 合閘。當檢測到電壓高于額定電壓的120%到140%程序判定為過壓狀態(tài)，微處理器12延時3秒后發(fā)送脫扣信號使斷路器I分閘。當檢測到電壓高于額定電壓的150%及以上時微處理器12不延時發(fā)送脫扣信號使漏電斷路器I瞬時分閘。同樣當電壓恢復到額定電壓的 110%以內，微處理器12計時30秒后發(fā)送合閘信號給電動操作機構2合閘。如圖8中所示電路由三個發(fā)光二極管LED4(19)、LED5(20)、LED6(21)及三個限流電阻R9、R13、R49組成，它們分別連接三個不同的+5V電路中，分別由微處理器(12)不同的端口進行控制。其中LED4(19)是漏電故障指示燈，用來指示線路中出現的漏電故障； LED5(20)是欠電壓和過電壓故障指示燈，紅燈閃爍代表線路中出現了欠電壓故障，紅燈長亮代表線路中出現了過電壓故障；LED6(21)是過載和短路故障指示燈，用來指示線路中出現的過載或短路故障。
當線路中出現故障導致漏電斷路器I跳閘后，微處理器12讀取導致跳閘的信號， 如果是漏電故障，則接通發(fā)光二極管LED4(19)所在的電路，此時紅燈閃爍，提示線路中現出了漏電故障；依此類推，可以實現過電壓、欠電壓故障的指示；當漏電斷路器I跳閘，微處理12卻沒有讀取到以上三種故障信號時，根據程序設定，微處理器12接通LED6(21)所在的電路，提示線路中出現了過載或短路故障。當漏電斷路器I合閘正常運行時，電源燈13 (綠色)長亮，合閘燈17 (綠色)長亮， 分閘燈18(紅色)熄滅。當微處理器12檢測到大于漏電動作電流值時斷路器I跳閘，合閘燈17熄滅、分閘燈18亮、漏電燈19(黃色)閃亮；當在上一次漏電故障三分鐘內又檢測到漏電信號跳閘，電源燈13閃亮(程序自動漏電動作等級加檔)、合閘燈17熄滅、分閘燈18 亮、漏電燈19閃亮；當加檔后三分鐘內仍然檢測到漏電信號，漏電斷路器跳閘，電源燈13閃亮、合閘燈17熄滅、分閘燈18亮、漏電燈19長亮。當微處理器12檢測到欠壓信號時，斷路器I跳閘，電源燈13亮、合閘燈17熄滅、 分閘燈18亮、欠壓過壓燈20 (黃色)閃亮；當電壓恢復正常后，電源燈13亮、合閘燈17亮、 分閘燈18熄滅、欠壓過壓燈20熄滅。當微處理器12檢測到過壓信號時，斷路器I跳閘，電源燈13亮、合閘燈17熄滅、分閘燈18亮、欠壓過壓燈20長亮；當電壓恢復正常后，電源燈 13亮、合閘燈17亮、分閘燈18熄滅、欠壓過壓燈20熄滅。當微處理器12未檢測到故障信號，斷路器I出現跳閘，則判定為短路過載故障，短路過載燈21 (黃色)閃亮。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明的，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內，自當可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。
權利要求
1.一種漏電斷路器，漏電斷路器(I)內部具有漏電檢測電路和執(zhí)行機構動作電路，其特征在于電動操作機構(2)固定在漏電斷路器(I)的外封蓋上，控制器(3)固定在電動操作機構⑵上；在電動操作操作機構⑵上安裝滑塊(7)和電動機(11)，滑塊(7)卡在漏電斷路器(I)上的手柄(4)上，電動機(11)通過齒輪傳動機構連接漏電斷路器(I)上的操作手柄(5)，在控制器(3)上設置微處理器(12)，啟動按鈕開關(S2)和跳閘按鈕開關(S3)， 按鈕開關(S2、S3)電連接微處理器(12)。
2.如權利要求I所述的漏電斷路器，其特征在于控制器⑶上設有蜂鳴器(15)電路和發(fā)光二極管，蜂鳴器(15) —端與限流電阻(R45)串聯在一個獨立的24V的電路中，微處理器(12)通過電阻(R44)連接光耦(U7)并聯電容(C17)后連接蜂鳴器(15)的另一端。
3.如權利要求I所述的漏電斷路器，其特征在于控制器(3)上設有編碼開關(16)，微處理器(12)分別電連接按鈕開關(S2、S3)、編碼開關(16)電路、電壓檢測電路和發(fā)光二極管。
4.如權利要求3所述的漏電斷路器，其特征在于漏電斷路器(I)的四相進線開關 (J4)每一相經電阻(R17、R20、R26、R27)降壓后連接比較運放電路(U4A、U4B、U4C)，比較運放電路(U4A、U4B、U4C)的輸出端并聯后連接微處理器(12)。
5.如權利要求I所述的漏電斷路器，其特征在于微處理器(12)微處理器(12)分別電連接按鈕開關(S2、S3)、編碼開關(16)電路、電操機構動作電路和發(fā)光二極管，微處理器(12)通過四個共陽極二極管(Q1、Q2、Q3、Q4)分別將四個口線(PC0、PC1、PD6、PD7)接到對應的編碼開關(16)的引腳上，口線(PB5、PB6)連接在編碼開關(16)的C腳上。
6.如權利要求5所述的漏電斷路器，其特征在于漏電斷路器(I)的合閘信號采樣回路電壓通過整流橋(Dl)連接發(fā)光二極管(LEDl)和電阻(R14)，再通過濾波電容(C24)連接光耦(U8)并聯電容(C2)后接微處理器(12)的端口。
7.如任一權利要求1、2、3、5所述的漏電斷路器，其特征在于微處理器(12)分別電連接按鈕開關(S2、S3)、電操機構動作電路、漏電檢測電路、電壓檢測電路、編碼開關設定電路、執(zhí)行機構動作電路和發(fā)光二極管(13、17-21)。
8.如權利要求7所述的漏電斷路器，其特征在于連接微處理器(12)不同端口的三個發(fā)光二極管(19、20、21)串聯三個限流電阻(R9、R13、R49)后分別連接在三個不同的+5V電路中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種漏電斷路器，漏電斷路器設有微處理器(12)，微處理器(12)分別電連接按鈕開關(S2、S3)、電操機構動作電路、漏電檢測電路、電壓檢測電路、編碼開關設定電路、執(zhí)行機構動作電路和發(fā)光二極管(13、17-21)，本發(fā)明在正常使用中能提供安全的漏電保護功能，使人員及設備免受漏電電流的危害，在漏電線路需要檢修時，又能人為地臨時關閉斷路器漏電保護功能，使電工能夠有效地對漏電線路進行檢修；通過編程，使它在漏電斷路器跳閘后在一定時間內接通蜂鳴器供電回路，通過聲音提醒檢修人員或電工注意人身安全；漏電斷路器能夠根據線路的變化，自動調整漏電參數的設定；具有欠電壓保護和過電壓保護功能，；提供具有多種故障指示功能的漏電斷路器。
文檔編號H01H71/04GK102610452SQ20121010768
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權日2012年4月13日
發(fā)明者朱未東, 江長生, 陳咸 申請人:江蘇輝能電氣有限公司