專利名稱：低壓電子剩余電流斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)的功能的電子剩余電流斷路器。
具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種電子剩余電流斷路器，其特別適用于低壓，即操作電壓值最高達(dá)1000V的單相或多相應(yīng)用，例如兩相、三相等。
現(xiàn)有技術(shù)中已知有許多低壓剩余電流電路斷路器的例子。
電子剩余電流斷路器一般包括適用于檢測(cè)接地故障電流的存在的電流變換器。所述電流變換器一般由環(huán)形磁心構(gòu)成，其具有初級(jí)繞組，所述初級(jí)繞組包括一個(gè)或幾個(gè)由電線構(gòu)成的相導(dǎo)體，它們由環(huán)形磁心包圍著，并由次級(jí)繞組圍繞著，所述次級(jí)繞組包括繞在環(huán)形磁心上的一匝或幾匝。次級(jí)繞組和電子控制電路電連接。在存在故障電流時(shí)，電子控制電路便啟動(dòng)可操作地與電路斷路器的電觸點(diǎn)相連的電磁釋放裝置。電磁釋放裝置使電路斷路器的電觸點(diǎn)分離，因此切斷和電路斷路器相關(guān)聯(lián)的電線。電子控制電路和電磁釋放裝置需要電源電壓，所述電源電壓由通常和電線的相導(dǎo)體相連的電源裝置提供。
已知按照現(xiàn)有技術(shù)的電子剩余電流斷路器還包括電子測(cè)試裝置，其允許測(cè)試斷路器的跳閘效率。電子測(cè)試裝置是按照法定的規(guī)定設(shè)置的，其通過(guò)用戶方面的激勵(lì)，可以模擬故障電流的存在，并因而切斷電力線路。
按照第一種常規(guī)方法，電子測(cè)試裝置包括測(cè)試按鈕，其可以由用戶啟動(dòng)，并和一個(gè)電阻型的電子電路電連接，所述電子電路又和電路斷路器的電源裝置的兩個(gè)端子電連接。電阻型的電子電路被這樣提供，使得具有至少一個(gè)由電流變換器的環(huán)形磁心包圍著的電路分支。測(cè)試按鈕的啟動(dòng)使得測(cè)試電流流過(guò)所述電路分支。所述測(cè)試電流被電流變換器檢測(cè)到，好像是通常的故障電流。因而，通過(guò)電磁釋放裝置，電子控制電路立即觸發(fā)，并切斷電力線路。
按照第二種已知類型的方法，包括在電子測(cè)試裝置中的電阻電路不和電源裝置的兩端相連，而和相導(dǎo)體相連，并和電源裝置的一端相連，具體地說(shuō)，和電子整流器電路的下游相連。
按照現(xiàn)有技術(shù)的電子剩余電流斷路器具有一些缺點(diǎn)。
按照所述的第一種方法構(gòu)成的電子測(cè)試裝置實(shí)際上構(gòu)成對(duì)剩余電流斷路器的電源引線的約束，使得必須具有兩個(gè)預(yù)定的電源端子。在電子剩余電流斷路器的制造和安裝期間，這是相當(dāng)不利的。這個(gè)缺點(diǎn)在所述的第二種方法中只被部分地解決了，這是因?yàn)?，在這種情況下，仍然存在由于預(yù)定的電源端子的存在而構(gòu)成的對(duì)開(kāi)關(guān)的電源布線的約束。
另一個(gè)缺點(diǎn)來(lái)自這樣的事實(shí)，即在按照常規(guī)技術(shù)提供的測(cè)試裝置中，測(cè)試電流的強(qiáng)度主要取決于斷路器的電源電壓。因此，常常必須使用非線性的電子元件來(lái)限制所述測(cè)試電流，例如使用合適連接的齊納二極管。因此，如果具有相當(dāng)大的電源范圍，則使用的電子元件必須具有過(guò)大的熱尺寸。從斷路器的生產(chǎn)成本看來(lái)，這無(wú)疑是一個(gè)大的缺點(diǎn)。此外，大的熱耗散必然帶來(lái)嚴(yán)重的可靠性和耐用性問(wèn)題。
本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種用于低壓應(yīng)用下的電子剩余電流斷路器，其具有能夠克服上述缺點(diǎn)的電子測(cè)試裝置。
在本發(fā)明的目標(biāo)內(nèi)，本發(fā)明的目的是提供一種電子剩余電流斷路器，其具有電子測(cè)試裝置，所述電子測(cè)試裝置的操作基本上獨(dú)立于所述電子剩余電流斷路器的電源電壓的特性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電子剩余電流斷路器，其具有電子測(cè)試裝置，所述電子測(cè)試裝置沒(méi)有對(duì)所述電子剩余電流斷路器的電源布線的任何種類的約束。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電子剩余電流斷路器，其具有電子測(cè)試裝置，所述電子測(cè)試裝置使得能夠組合高的效率、高的操作靈活性、小的尺寸以及具有競(jìng)爭(zhēng)性的成本。
在后面將成為更加明顯的這個(gè)目標(biāo)和這些以及其它的目的是由一種低壓電子剩余電流斷路器實(shí)現(xiàn)的，所述低壓電子剩余電流斷路器包括至少一個(gè)固定接觸部分和至少一個(gè)可動(dòng)接觸部分。在剩余電流斷路器的閉合/斷開(kāi)操作期間，所述可動(dòng)接觸部分可以相對(duì)于所述固定接觸部分分別連接/斷開(kāi)。按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器包括傳感器裝置，其適合于產(chǎn)生表示存在接地故障電流的一個(gè)或幾個(gè)電檢測(cè)信號(hào)，以及第一電子裝置，其與所述傳感器裝置電連接，并適合于在收到所述檢測(cè)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)電控制信號(hào)。所述電子裝置與釋放裝置電連接，所述釋放裝置可操作地與所述可動(dòng)接觸部分相連，以便在收到所述一個(gè)或幾個(gè)電控制信號(hào)之后使所述可動(dòng)接觸部分和所述固定接觸部分?jǐn)嚅_(kāi)。按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器還包括電子測(cè)試裝置，其與所述第一傳感器裝置電連接，所述電子測(cè)試裝置適用于模擬接地故障電流的存在，其特征在于，所述電子測(cè)試裝置包括第一有源電子電路，其與所述傳感器裝置電連接，并產(chǎn)生用于啟動(dòng)所述傳感器裝置的電測(cè)試信號(hào)；以及第二有源電子電路，其適用于驅(qū)動(dòng)所述第一有源電子電路。
其它的特征和優(yōu)點(diǎn)從下面的說(shuō)明可以更加清楚地看出，在下面的說(shuō)明中參照


了按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的一些實(shí)施例，其中圖1是按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是表示按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的第一優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)節(jié)的示意圖；以及圖3是表示按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的第二優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)節(jié)的示意圖。
參見(jiàn)圖1，按照本發(fā)明的低壓電子剩余電流斷路器在總體上由標(biāo)號(hào)1表示，所述斷路器包括至少一個(gè)固定接觸部分2和一個(gè)可動(dòng)接觸部分3。在斷路器1的閉合/斷開(kāi)操作期間，可動(dòng)接觸部分3可以相對(duì)于固定接觸部分2分別連接/斷開(kāi)。斷路器1還包括傳感器裝置4，其適合于產(chǎn)生代表存在接地故障電流的一個(gè)或幾個(gè)電檢測(cè)信號(hào)5。此外，斷路器1包括第一電子裝置6，其在電氣上和傳感器裝置4相連，適合于在收到所述檢測(cè)信號(hào)5之后產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)電控制信號(hào)7。第一電子裝置6和釋放裝置8電連接，釋放裝置8可操作地與可動(dòng)接觸部分3相連。在收到電控制信號(hào)7時(shí)，釋放裝置8使可動(dòng)接觸部分3從固定接觸部分2斷開(kāi)。剩余電流斷路器1還包括電子測(cè)試裝置9，其和第一傳感器裝置4電連接。電子測(cè)試裝置9適用于模擬接地故障電流的存在。其包括和傳感器裝置4電連接的第一有源電子電路10。第一有源電子電路10產(chǎn)生適用于啟動(dòng)傳感器裝置4的電測(cè)試信號(hào)11。電子測(cè)試裝置9還包括第二有源電子電路12，其適合于驅(qū)動(dòng)第一有源電子電路10。
有利的是，測(cè)試信號(hào)11是交流(AC)電信號(hào)，其波形可以通過(guò)第一有源電子電路10調(diào)節(jié)。此外，參見(jiàn)圖2和圖3，傳感器裝置4包括電流變換器40，其最好包括磁心20和至少一個(gè)與第一電子裝置6電連接的第一次級(jí)繞組21。電流變換器40還有利地包括初級(jí)繞組22，其包括一個(gè)或幾個(gè)相導(dǎo)體，在圖1中由標(biāo)號(hào)14表示，所述相導(dǎo)體由磁心20包圍著。
電子剩余電流斷路器1還可以包括電源裝置13，其和一個(gè)或幾個(gè)相導(dǎo)體14電連接。電源裝置13向第一電子裝置6和/或釋放裝置8提供電源電壓70。
優(yōu)選地，如圖2和圖3所示，第一有源電子電路10包括至少一個(gè)第一有源元件30和電流變換器40的一個(gè)第二次級(jí)繞組31。第二次級(jí)繞組31最好和第一有源元件30串聯(lián)連接。此外，第一有源電子電路10有利地包括電流調(diào)節(jié)裝置32。所述電流調(diào)節(jié)裝置32可以包括例如電阻電路，如圖2和圖3所示，或者包括本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它的解決方案。
第一有源元件30有利地包括電子開(kāi)關(guān)，例如BJT、MOSFET、JFET型晶體管或其類似物，它們以常規(guī)方式構(gòu)成，使得允許/阻止電流在第二次級(jí)繞組31內(nèi)流動(dòng)。
最好是，第二有源電子電路包括至少一個(gè)第二有源元件50和與所述第二有源元件50電連接的測(cè)試按鈕51。
測(cè)試按鈕51可以由用戶啟動(dòng)，從而產(chǎn)生用于第二有源元件50的控制信號(hào)53。
有利的是，例如在圖2所示的實(shí)施例中，第二有源元件50可以包括振蕩器，其可以優(yōu)選地保持在待用狀態(tài)，直到被控制信號(hào)53激勵(lì)。此外，第二有源元件50可以包括一個(gè)總是保持有效的微處理器，例如在圖3所示的實(shí)施例中。在這種情況下，所述微處理器認(rèn)為控制信號(hào)53可以作為能夠啟動(dòng)預(yù)定的處理程序的輸入信號(hào)。
在任何情況下，在輸入端收到控制信號(hào)53之后，第二有源元件50在輸出端產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)52，其適用于調(diào)節(jié)第一有源元件30的操作。驅(qū)動(dòng)信號(hào)52最好是脈沖型的，其使第一有源元件30交替地導(dǎo)通和截止。優(yōu)選地，第一有源電子電路10和/或第二有源電子電路12由被調(diào)節(jié)的電源電壓55供電。用這種方式，一個(gè)交流測(cè)試電流54在第一有源電子電路10內(nèi)流動(dòng)，因此也在第二次級(jí)繞組31內(nèi)流動(dòng)。測(cè)試電流54被電流變換器40檢測(cè)，其向第一電子裝置6發(fā)出表示存在故障電流的檢測(cè)信號(hào)5。用這種方式，釋放裝置8動(dòng)作，并因此切斷電力線路14。測(cè)試電流54的強(qiáng)度有利地由電源電壓55以及電流調(diào)節(jié)裝置32確定。測(cè)試電流54的頻率和波形由第一有源元件30確定。例如，測(cè)試電流54的波形可以是方波或正弦波。在任何情況下，測(cè)試電流54的波形可以根據(jù)需要被調(diào)節(jié)，例如按照電流變換器40的電參數(shù)調(diào)節(jié)。
電源電壓55是預(yù)先確定的，并且在實(shí)際上可以從直流電壓或正弦電壓得到，或者是單相的或者是三相的，利用有或者沒(méi)有中線的二極管橋整流。具體地說(shuō)，電源電壓55可由電源裝置13直接提供。在任何情況下，電源電壓55基本上獨(dú)立于由電源裝置13提供的電源電壓的值。
按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器1使得能夠完全實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)和目的。
由于具有第一有源電子電路10和第二有源電子電路12，事實(shí)上電子測(cè)試裝置9基本上獨(dú)立于電子剩余電流斷路器1的電源電壓的特性而操作。用這種方式，電子測(cè)試裝置9對(duì)電子剩余電流斷路器1的布線沒(méi)有安裝約束。因?yàn)闇y(cè)試電流54的波形可以按照要求通過(guò)第一有源電子電路10調(diào)節(jié)，所以電子測(cè)試裝置9具有高的效率和操作靈活性。此外，在第一有源電子電路10的部分上的波形的調(diào)節(jié)使得能夠大大減小熱損失現(xiàn)象。使用被調(diào)節(jié)的電源電壓55使得能夠大大減少由電子測(cè)試裝置9吸收的總功率。此外，第一有源電子電路10的至少一部分和第二有源電子電路12的至少一部分可被容易地集成在一個(gè)電子電路板或者一個(gè)硅電路介質(zhì)中。這使得能夠大大降低電子測(cè)試裝置9的總成本和尺寸。
這樣按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電子剩余電流斷路器容易作出許多改變和改型，所有這些都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所有細(xì)節(jié)都可以利用其它在技術(shù)上等效的元件代替。
權(quán)利要求
1.一種低壓電子剩余電流斷路器，包括至少一個(gè)固定接觸部分和至少一個(gè)可動(dòng)接觸部分，在所述斷路器的閉合/斷開(kāi)操作期間，所述可動(dòng)接觸部分可以相對(duì)于所述固定接觸部分分別連接/斷開(kāi)；傳感器裝置，其適合于產(chǎn)生表示存在接地故障電流的一個(gè)或幾個(gè)電檢測(cè)信號(hào)；與所述傳感器裝置電連接的第一電子裝置，用于在收到所述檢測(cè)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)電控制信號(hào)，所述第一電子裝置與釋放裝置電連接，所述釋放裝置可操作地與所述可動(dòng)接觸部分相連，以便在收到所述一個(gè)或幾個(gè)電控制信號(hào)之后使所述可動(dòng)接觸部分和所述固定接觸部分?jǐn)嚅_(kāi)；以及電子測(cè)試裝置，其與所述第一傳感器裝置電連接，并且適用于模擬接地故障電流的存在；其特征在于，所述電子測(cè)試裝置包括至少一個(gè)第一有源電子電路，其與所述傳感器裝置電連接，并產(chǎn)生用于啟動(dòng)所述傳感器裝置的電測(cè)試信號(hào)；以及至少一個(gè)第二有源電子電路，其適用于驅(qū)動(dòng)所述第一有源電子電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述測(cè)試信號(hào)是交流電信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述交流電信號(hào)具有可以通過(guò)所述第一有源電子電路調(diào)節(jié)的波形。
4.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述傳感器裝置包括電流變換器，其包括磁心，與所述第一電子裝置電連接的至少一個(gè)第一次級(jí)繞組，以及初級(jí)繞組，其包括一個(gè)或幾個(gè)由所述磁心包圍著的相導(dǎo)體。
5.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，其包括與一個(gè)或幾個(gè)相導(dǎo)體電連接的電源裝置，所述電源裝置適合于向所述第一電子裝置和/或所述釋放裝置供電。
6.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路包括至少一個(gè)第一有源元件和所述電流變換器的第二次級(jí)繞組。
7.如權(quán)利要求6所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路還包括電流調(diào)節(jié)器裝置。
8.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第二有源電子電路包括至少一個(gè)第二有源元件和測(cè)試按鈕，該按鈕與所述第二有源元件電連接，并可以被用戶啟動(dòng)。
9.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路和/或所述第二有源電子電路由調(diào)節(jié)過(guò)的電源電壓供電。
10.如權(quán)利要求5和9所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路和/或所述第二有源電子電路由所述電源裝置供電。
全文摘要
一種低壓電子剩余電流斷路器，包括a)至少一個(gè)固定接觸部分和至少一個(gè)可動(dòng)接觸部分，在所述剩余電流斷路器的閉合/斷開(kāi)操作期間，所述可動(dòng)接觸部分可以相對(duì)于所述固定接觸部分分別連接/斷開(kāi)；b)傳感器裝置，其適合于產(chǎn)生表示存在接地故障電流的一個(gè)或幾個(gè)電檢測(cè)信號(hào)；c)與所述傳感器裝置電連接的第一電子裝置，用于在收到所述檢測(cè)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)電控制信號(hào)，所述電子裝置與釋放裝置電連接，所述釋放裝置可操作地與所述可動(dòng)接觸部分相連，以便在收到所述一個(gè)或幾個(gè)電控制信號(hào)之后使所述可動(dòng)接觸部分和所述固定接觸部分?jǐn)嚅_(kāi)；以及d)電子測(cè)試裝置，其與所述第一傳感器裝置電連接，適用于模擬接地故障電流的存在，其特征在于，所述電子測(cè)試裝置包括a’)至少一個(gè)第一有源電子電路，其與所述傳感器裝置電連接，并產(chǎn)生用于啟動(dòng)所述傳感器裝置的電測(cè)試信號(hào)；以及b’)至少一個(gè)第二有源電子電路，其適用于驅(qū)動(dòng)所述第一有源電子電路。
文檔編號(hào)H02H1/00GK1484881SQ01821546
公開(kāi)日2004年3月24日 申請(qǐng)日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者S·布蘭多尼西奧, S 布蘭多尼西奧 申請(qǐng)人:Abb服務(wù)有限公司