專利名稱：防電故障的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防電故障的保護(hù)裝置，它包括-測(cè)量故障電流的測(cè)量裝置；-與該測(cè)量裝置連接的處理裝置；-一與該處理裝置和一電源線連接的促動(dòng)器，以導(dǎo)致電觸點(diǎn)的斷開；以及-與該促動(dòng)器連接，限制電壓浪涌的限制裝置。
已知的諸保護(hù)裝置包括一使電觸點(diǎn)斷開的促動(dòng)器，以便當(dāng)檢測(cè)到故障而中斷電流。一般而言，該促動(dòng)器包括一連接在一電源線與一磁芯之間的繞組，該磁芯布置在所述繞組的軸線中。一電子處理電路通過監(jiān)控一繞組中的電流而控制該促動(dòng)器。于是，當(dāng)一控制電流在該繞組中流動(dòng)時(shí)，所述的磁芯便會(huì)移動(dòng)。
由于該繞組與一電源線連接，故它的抗電干擾性必須特別地好。所謂的電干擾特別是意味著瞬時(shí)的浪涌(沖擊性過電壓)。人們已知，為限制浪涌，可采用特殊的零部件。這些零部件大體上是壓敏電阻、限幅二極管或雪崩效應(yīng)二極管。然而，要使這些零部件真正有效，必須與其它諸如串聯(lián)電阻或其它電流限制零部件等相聯(lián)合。這些零部件的聯(lián)合與在電保護(hù)裝置中一般能獲得的小體積不相容(裝不下這么多零部件)。
此外，該保護(hù)裝置的諸促動(dòng)器要在相當(dāng)寬的電壓范圍內(nèi)工作。這些零部件的聯(lián)合也會(huì)限制這一工作范圍，并會(huì)降低該裝置的性能。
所采用的浪涌限制器非?？拷捎盟龃賱?dòng)器阻抗的電子處理電路，從而限制了它們所用零部件的尺寸。無論如何，在發(fā)生電壓浪涌期間，流進(jìn)該繞組的干擾電流會(huì)引起所述磁芯的移動(dòng)，并會(huì)使觸點(diǎn)斷開。
于是，本發(fā)明的目的提供一種抗電干擾強(qiáng)和具有較小體積的防電故障保護(hù)裝置。
在本發(fā)明的一裝置中，上述促動(dòng)器包括一連接在所述電源線與一公共輸出之間的第一繞組，該公共輸出與所述的電壓浪涌限制裝置連接；以及一連接在該公共輸出與所述的處理裝置之間的第二繞組。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，所述的第一繞組在由一絕緣屏蔽分開的二個(gè)零件中獲得。
有利的是，該促動(dòng)器包括一當(dāng)它處于非激活位置時(shí)，大體上位于第一繞組中的可動(dòng)磁芯。
作為最佳實(shí)施例，第一繞組和第二繞組具有相同匝數(shù)。
作為最佳實(shí)施例，第一繞組和第二繞組的匝數(shù)等于或小于700。
在一特定實(shí)施例中，所述的處理裝置包括這樣一個(gè)零部件，當(dāng)通過該零部件的電流為零時(shí)，它切換到斷開位置，該處理裝置還包括觸發(fā)裝置，發(fā)生電故障后，它提供一控制信號(hào)(不儲(chǔ)存)，以觸發(fā)所述的零部件接通，所述的促動(dòng)器與一交流電源線連接。
有利的是，該促動(dòng)器可與電觸點(diǎn)的上游線或下游線的一電源線連接。
作為最佳實(shí)施例，該處理單元包括在一差動(dòng)故障電流上的觸發(fā)裝置。
在一特定實(shí)施例中，所述的處理單元包括根據(jù)電源線的電壓而觸發(fā)的觸發(fā)裝置。
作為最佳實(shí)施例，根據(jù)電源線的電壓而觸發(fā)的觸發(fā)裝置包括一借助于與所述促動(dòng)器的一繞組連接的繼電器而工作的機(jī)械指示器。
其它優(yōu)點(diǎn)和特征將通過以下對(duì)僅作為非限制性的并表現(xiàn)在附圖中的本發(fā)明的實(shí)施例的描述變得顯而易見，其中

圖1為一已知類型的保護(hù)裝置簡(jiǎn)圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的保護(hù)裝置簡(jiǎn)圖；圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的保護(hù)裝置簡(jiǎn)圖；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的促動(dòng)器簡(jiǎn)圖；圖5為圖4促動(dòng)器的立體圖；圖6和圖7為圖4促動(dòng)器的一支承的視圖；圖8為本發(fā)明第三實(shí)施例保護(hù)裝置簡(jiǎn)圖。
圖1所示的已知保護(hù)裝置包括在一配電系統(tǒng)中，用來中斷電流的觸點(diǎn)1。觸點(diǎn)由可被一促動(dòng)器3促動(dòng)的一機(jī)構(gòu)2進(jìn)行控制。一處理單元4接收由一傳感器5提供的、代表電流的一信號(hào)。在該圖中，該傳感器5是一測(cè)量差動(dòng)電流的線圈。該促動(dòng)器3包括一繞組6，它連接在一電源線7的導(dǎo)線與所述處理單元4的第一輸出之間。該電源線的第二導(dǎo)線與該處理單元4的第二輸出連接。于是，該處理單元4由電源線通過該促動(dòng)器的繞組來供電。
當(dāng)所述的傳感器5檢測(cè)到一差動(dòng)故障電流時(shí)，該處理單元4指令該促動(dòng)器3的繞組6中電流的流動(dòng)，促動(dòng)器移動(dòng)一磁芯9。該磁芯9指令所述機(jī)構(gòu)2觸發(fā)，從而，斷開所述的觸點(diǎn)1。
在該圖中，所述的處理單元包括一電子處理電路14，它處理由該傳感器5提供的信號(hào)，并控制一連接在該處理單元的第一輸出與第二輸出之間的閘流晶體管16。該電路14的電源由一電源電路15來提供，該電源電路15的輸出與該處理單元的輸入連接。該電源電路一般包括一電壓降低裝置和一整流電路。由于該電源電路與所述的促動(dòng)器串聯(lián)連接，故由所述的電源電路吸收的電流很小，不致引起觸發(fā)。
為了防止電壓浪涌形式的電干擾干擾該處理單元的工作，一壓敏電阻8連接在所述電源電路4的第一輸出與第二輸出之間。然而，根據(jù)該圖，一干擾產(chǎn)生足以移動(dòng)所述的磁芯的電流流動(dòng)，并指令所述觸點(diǎn)的斷開。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的裝置中，該促動(dòng)器包括兩個(gè)串聯(lián)連接的繞組，并包括一公共輸出，或，該促動(dòng)器包括一具有一中間抽頭的繞組。該公共輸出或中間抽頭與浪涌限制裝置連接。
本發(fā)明第一實(shí)施例的裝置表示在圖2中。在該圖中，所述的促動(dòng)器包括連接在電源線7的第一導(dǎo)體與公共輸出11之間的第一繞組10以及連接在所述公共輸出11與所述處理單元4的輸出之間的第二繞組12。所述的壓敏電阻8連接在所述的公共輸出11與電源線7的第二導(dǎo)體之間。
在該實(shí)施例中，由于第一繞組的阻抗限制干擾電流，故所述的壓敏電阻8的尺寸可作得較小。于是，對(duì)于瞬時(shí)干擾，第一繞組與壓敏電阻8串聯(lián)連接，第一繞組限制壓敏電阻8中的電流，而壓敏電阻8限制施加到所述處理單元4上的電壓。僅僅在第一繞組中流動(dòng)的電流不能感應(yīng)出足夠的電磁力來移動(dòng)促動(dòng)器的磁芯。當(dāng)所述的處理單元允許一觸發(fā)電流在兩繞組中流動(dòng)時(shí)，與第一繞組串聯(lián)的第二繞組感應(yīng)出足夠的力指令促動(dòng)器的磁芯移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的裝置表示在圖3中，在該圖中，所述的處理單元具有第一輸出，該第一輸出將所述的閘流晶體管16與第二繞組12連接，該處理單元還包括第三輸出，它將電源電路15連接到所述的壓敏電阻8和連接到促動(dòng)器的公共輸出11。由一電容和一電阻形成的阻抗17在所述的壓敏電阻8與電源電路15之間產(chǎn)生電壓降。這一阻抗17也可集成在所述的處理單元中，或形成為電源電路的一部分。
該促動(dòng)器的詳圖表示在圖4中。在該圖中，第一繞組分為由一絕緣屏蔽13分開的兩部分10a和10b。這一布置，當(dāng)干擾呈現(xiàn)為例如數(shù)千伏電壓的高電壓浪涌時(shí)，可防止繞組匝之間的電弧。
此外，當(dāng)電干擾強(qiáng)烈時(shí)，第一繞組可在第二繞組中感應(yīng)出電磁干擾。于是，在第二繞組中產(chǎn)生的電壓可能會(huì)干擾所述的處理單元4。為了防止從第一繞組發(fā)生的感應(yīng)進(jìn)入到第二繞組，該促動(dòng)器的可動(dòng)磁芯應(yīng)這樣布置當(dāng)該促動(dòng)器處于非激活位置時(shí)，該磁芯大體上位于第一繞組中。
圖4促動(dòng)器的透視表示在圖5中。在該圖中，該促動(dòng)器包括一支承18。一促動(dòng)器的一支承18的視圖表示在圖6和圖7中。
為了優(yōu)化該促動(dòng)器的制造，該第一繞組和第二繞組最好大體上具有相同匝數(shù)。較為有利的是，各繞組的匝數(shù)等于或小于700。
該促動(dòng)器與一交流電源連接，較為有利的，該處理單元包括促動(dòng)器的一控制部件，當(dāng)通過該部件的電流為零時(shí)，它切換到斷開位置，還包括觸發(fā)裝置，在電故障發(fā)生后，該觸發(fā)裝置無儲(chǔ)存地提供一控制信號(hào)，以觸發(fā)所述控制部件的接通。所述的控制部件最好為一閘流晶體管16，它使主半波通過，而一旦當(dāng)半波改變符號(hào)時(shí)，則截止不通。于是，只要電故障在觸發(fā)后被清除，該控制部件的接通及該促動(dòng)器中電流的流動(dòng)不會(huì)持續(xù)長(zhǎng)于一個(gè)隨后的周期。該無存儲(chǔ)的觸發(fā)裝置例如可為集成在該處理電路14中的比較器。
該促動(dòng)器可從二電觸點(diǎn)的上游線與電源線連接，或從電觸點(diǎn)的下游線與電源線連接，如圖2和圖3所示。
在表示在圖8中的本發(fā)明第三實(shí)施例中，該電源線7位于與所述傳感器5同一側(cè)的觸點(diǎn)1的下游線上。在該實(shí)施例中，所述的處理單元4包括一電壓浪涌的觸發(fā)裝置19。該裝置包括一操作一機(jī)械指示器的雙穩(wěn)態(tài)型繼電器20。該繼電器20與第二控制閘流晶體管串聯(lián)連接，由繼電器20和閘流晶體管21形成的總成連接在所述的處理單元的第一輸出與第二輸出之間，也即，并聯(lián)在第一閘流晶體管16上。為了檢測(cè)電壓浪涌，該閘流晶體管21由包括電阻22和23的一分壓器橋和門限二極管24來控制，該分壓器橋連接在所述閘流晶體管21的陽極與陰極之間，所述的門限二極管24連接在所述分壓器橋的公共點(diǎn)與該閘流晶體管的觸發(fā)極之間。一與該閘流晶體管21的觸發(fā)極連接的濾波器25使短期的干擾濾掉。
在該實(shí)施例中，所述的觸發(fā)裝置19由壓敏電阻8和促動(dòng)器3的繞組10和12給于保護(hù)。
在上述諸裝置中，所述的處理單元包括差動(dòng)電流和或電源電壓浪涌的觸發(fā)電路。當(dāng)然，本發(fā)明可涉及其它觸發(fā)或指示功能，例如，對(duì)中線斷開的觸發(fā)，或?qū)ν獠繑嚅_指令的觸發(fā)，或其它作用在該促動(dòng)器上的諸功能。
根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的諸電故障保護(hù)裝置體現(xiàn)在特殊的差動(dòng)電路斷路器、差動(dòng)開關(guān)、或包括促動(dòng)器的繼電器中。
權(quán)利要求
1．一種防電故障的保護(hù)裝置包括測(cè)量故障電流的測(cè)量裝置(5)；與所述的測(cè)量裝置連接的處理裝置(4)；一與所述的處理裝置(4)和電源線(7)連接的促動(dòng)器(3)，以導(dǎo)致二觸點(diǎn)(1)的斷開；以及，與所述的促動(dòng)器(3)連接，限制電壓浪涌的限制裝置(8)，其特征在于，所述的促動(dòng)器(3)包括一連接在所述電源線(7)與一公共輸出(11)之間的第一繞組(10、10a、10b)，該公共輸出(11)與所述的電壓浪涌限制裝置(8)連接；以及，一連接在該公共輸出(11)與所述的處理裝置(4)之間的第二繞組(12)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的第一繞組(10)由一絕緣屏蔽(13)分開的二個(gè)零件(10a、10b)獲得。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的促動(dòng)器包括一當(dāng)該促動(dòng)器處于非激活位置時(shí)大體上位于第一繞組(10、10a、10b)中的可動(dòng)磁芯(9)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1～3任一個(gè)所述的裝置，其特征在于，所述的第一繞組(10)和第二繞組(12)大體上具有相同的匝數(shù)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1～4任一個(gè)所述的裝置，其特征在于，所述的第一繞組和第二繞組的匝數(shù)等于或小于700。
6．根據(jù)權(quán)利要求1～5任一個(gè)所述的裝置，其特征在于，所述的處理裝置(4)包括一個(gè)零部件(16)，當(dāng)通過該零部件的電流為零時(shí)，它切換到所述的斷開位置，還包括觸發(fā)裝置(14)，發(fā)生電故障后，它提供一控制信號(hào)，不儲(chǔ)存地觸發(fā)接通所述的零部件，所述的促動(dòng)器與一交流電源線(7)連接。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的促動(dòng)器(3)可與所述電觸點(diǎn)(1)的上游線或下游線的一電源線(7)連接。
8．根據(jù)權(quán)利要求1～7任一個(gè)所述的裝置，其特征在于，所述的處理單元包括一差動(dòng)故障電流的觸發(fā)裝置(14、5、16)。
9．根據(jù)權(quán)利要求1～8任一個(gè)所述的裝置，其特征在于，所述的處理單元包括根據(jù)電源線(7)的電壓而觸發(fā)的觸發(fā)裝置(19、20～25)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的根據(jù)電源線(7)的電壓而觸發(fā)的裝置(19)包括一由一繼電器(20)控制的機(jī)械指示器，該繼電器(20)與所述促動(dòng)器的一繞組連接。
全文摘要
一種防電故障的保護(hù)裝置包括測(cè)量故障電流的測(cè)量裝置(5);與該測(cè)量裝置連接的處理裝置(4);與該處理裝置和一電源線(7)連接以使二觸點(diǎn)斷開的促動(dòng)器(3);以及,與該促動(dòng)器連接、限制電壓浪涌的裝置。在該裝置中,該促動(dòng)器包括第一繞組(10)和第二繞組(12),第一繞組連接在所述的電源線與一公共輸出(11)之間,該公共輸出(11)與所述的電壓浪涌限制裝置連接,第二繞組連接在所述公共輸出與所述的處理裝置之間。
文檔編號(hào)H02H3/33GK1301074SQ0013741
公開日2001年6月27日 申請(qǐng)日期2000年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月22日
發(fā)明者帕特里克·布蘭克, 弗蘭克·方塔納, 伯納德·勒博, 西蒙·田 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司