專利名稱:過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)的制作方法
本實(shí)用新型涉及偏離正常電工作情況的有害變化直接起反應(yīng)的自動(dòng)斷開緊急保護(hù)電路裝置，具體地說(shuō)屬于在低壓?jiǎn)蜗嘟涣麟娐分邪l(fā)生過(guò)電壓或漏電故障時(shí)，利用差流感應(yīng)電壓?jiǎn)?dòng)動(dòng)作，緊急切斷電流，使負(fù)載得到保護(hù)的自動(dòng)動(dòng)作開關(guān)。
近年來(lái)，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展以及人民生活水平的普遍提高，各種家用電器如電視機(jī)、錄音機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱以及各種電熱器等的普及率正在迅速增長(zhǎng)，因此相應(yīng)的低壓用電事故也在迅速增加，其中電器外殼漏電是一種常見的故障，這種故障往往會(huì)導(dǎo)致人身觸電的嚴(yán)重后果。電源過(guò)電壓，是另一種低壓用電的頻發(fā)性故障，國(guó)內(nèi)時(shí)有發(fā)生。通常在變壓器中性點(diǎn)接地，而負(fù)載無(wú)接地線的情況下，曾中性線斷線時(shí)，送到負(fù)載的電源電壓可能升高到1.5倍以上，這種持續(xù)性過(guò)電壓將對(duì)負(fù)載，尤其是高檔低壓電器造成威脅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒損電器甚至引起火災(zāi)，特別是當(dāng)斷線發(fā)生在靠近電源變壓器時(shí)，這種事故的作用范圍幾乎涉及到該變壓器的所有用戶，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。為此，工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)出了一些當(dāng)故障發(fā)生時(shí)能自動(dòng)切斷電路的緊急保護(hù)電路裝置，如普遍采用的漏電動(dòng)作開關(guān)，主要由圖1中所示的脫扣開關(guān)〔1〕，差流互感器〔2〕以及電子組件〔3〕組成。當(dāng)負(fù)載回路中無(wú)對(duì)地的漏電電流時(shí)，電流I1與I2相等，差流互感器〔2〕的次級(jí)無(wú)輸出電壓，脫扣開關(guān)〔1〕保持閉合狀態(tài)，電源正常供電；當(dāng)負(fù)載回路中有對(duì)地漏電電流例如流過(guò)人體對(duì)地的電流時(shí)，由于該電流的旁路使用，使電流I1與I2不相等，差流互感器〔2〕次級(jí)產(chǎn)生輸出電壓，當(dāng)該電壓值達(dá)到電子組件〔3〕的整定值時(shí)，脫扣開關(guān)〔1〕斷開，切斷電源，從而起到漏電保護(hù)的作用。但該裝置無(wú)過(guò)電壓保護(hù)功能，所以當(dāng)發(fā)生電源過(guò)壓時(shí)，不僅不能有效地防止漏電事故的發(fā)生，而且它本身還可能被燒損。如GK85203580提供的電視機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，這是一種過(guò)電壓緊急保護(hù)電路裝置，它沒(méi)有漏電保護(hù)特性。若將上述兩種保護(hù)裝置串聯(lián)使用，則由于分別使用兩套感應(yīng)啟動(dòng)和執(zhí)行元件而使成本大為提高，而且不能同時(shí)對(duì)上述兩種故障作出反應(yīng)，相互保護(hù)的功能也差。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的對(duì)過(guò)電壓和漏電故障可同時(shí)作出反應(yīng)的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)。
圖1是電路原理示意圖。
圖2是過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路伏安特性圖。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案將結(jié)合附圖予以說(shuō)明本實(shí)用新型所提供的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，包括圖1所示的脫扣開關(guān)〔1〕，差流互感器〔2〕，電子組件〔3〕，其特征在于在差流互感器〔2〕的初級(jí)對(duì)角端子上跨接一個(gè)至少含有過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件〔5〕的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路。當(dāng)電流電壓超過(guò)某一定值時(shí)，在其回路中可產(chǎn)生電流I3，從而導(dǎo)致電流I1與I2不相等，按上述漏電動(dòng)作開關(guān)相同的原理，通過(guò)差流互感器和電子組件使脫扣開關(guān)斷開，切斷電源，從而避免了負(fù)載因過(guò)電壓而損壞，同時(shí)也可使脫扣開關(guān)，差流互感器，電子組件迅速脫離電源，急遭過(guò)電壓的損壞。
本實(shí)用新型通過(guò)選用價(jià)廉而簡(jiǎn)單的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件巧妙地跨接在漏電動(dòng)作開關(guān)電路中的差流互感器的初級(jí)對(duì)角端子上所構(gòu)成的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路，達(dá)到同時(shí)具有過(guò)電壓和漏電保護(hù)的目的，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
本實(shí)用新型所涉及的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件例如可以是過(guò)電壓放電管，也可以是穩(wěn)壓管，最好選用非線性阻抗元件，例如可以選用壓敏電阻元件。當(dāng)過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)定值K選定為240～260伏時(shí)，可以選用最大耐受瞬間沖擊電流為1KA～5KA的壓敏電阻元件，當(dāng)電源電壓等于或高于K時(shí)，所選定的壓敏電阻元件的電阻會(huì)由大急劇變小，過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路產(chǎn)生電流I3，使差流互感器產(chǎn)生的感應(yīng)電壓等于或大于電子組件的整定動(dòng)作電壓值。
從圖1和圖2可知，當(dāng)電源電壓超過(guò)負(fù)載許可電壓即過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)定值K比較多時(shí)，過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的瞬間沖擊電流，可能將過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件燒壞，開關(guān)失靈，從而可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。這可以通過(guò)縮短電子組件和脫扣開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間或增大過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件的耐沖擊能力得到解決，但這樣必然造成成本提高或制作上的困難。根據(jù)圖2所示的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件的伏安特性曲線A與限流元件的伏安特性曲線B可疊加為串聯(lián)的等效電路的伏安特性曲線C這一原理，本實(shí)用新型可以在過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路中串聯(lián)一個(gè)較小阻值(20～700歐姆)的限流元件，基本上不影響開關(guān)的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)值，而當(dāng)電源電壓的過(guò)壓倍數(shù)較大時(shí)，過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路中的電流與原回路相比大大減小，因此，過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件仍正常工作，確保了本實(shí)用新型所提供的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)的適應(yīng)性和可靠性。
上述所說(shuō)的限流元件例如可以是非線性阻抗元件，也可以是線性阻抗元件，最好選用線性電阻元件。
本實(shí)用新型涉及的差流互感器是檢測(cè)漏電電流的感應(yīng)元件，通常可 以 選 用 初級(jí)雙線并繞于次級(jí)線圈上的穿芯結(jié)構(gòu)的差流互感器。當(dāng)發(fā)生漏電或過(guò)電壓時(shí)，初級(jí)并繞的雙線之間電流不等，于是次級(jí)輸出一個(gè)與初級(jí)差流成比例的感應(yīng)電壓，這種穿芯差流互感器的初級(jí)匝數(shù)可以是一匝，次級(jí)可以是數(shù)百匝，當(dāng)初級(jí)的差流為10～50毫安時(shí)，次級(jí)可輸出5～70毫伏的感應(yīng)電壓。
電子組件是整定開關(guān)動(dòng)作電壓并控制脫扣開關(guān)動(dòng)作的啟動(dòng)元件，例如可以采用具有基準(zhǔn)信號(hào)比較的放大和驅(qū)動(dòng)輸出的電子電路或DL型專用集成組件，其動(dòng)作電壓的整定值一般由人體允許通過(guò)的漏電電流(10～50毫安)和差流互感器的相應(yīng)輸出電壓所決定，通常選擇8～60毫伏，當(dāng)差流互感器產(chǎn)生的感應(yīng)電壓大于選定的整定值時(shí)，它輸出一個(gè)能夠啟動(dòng)脫扣開關(guān)的輸出電壓——通?？梢允请娫措妷?，上述脫扣開關(guān)是切斷負(fù)載和電源回路的執(zhí)行元件，可以選用手動(dòng)閉合、電磁脫扣動(dòng)作的脫扣開關(guān)。它的接點(diǎn)電流為負(fù)載電流，接點(diǎn)電壓為電源電壓，電磁線圈啟動(dòng)電壓即電子組件輸出電壓，通常以電源電壓為好。
本實(shí)用新型通過(guò)在漏電動(dòng)作電路中的差流互感器的初級(jí)對(duì)角端子上巧妙地跨接一個(gè)至少含有價(jià)廉而簡(jiǎn)單的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路而實(shí)現(xiàn)的，因此，本實(shí)用新型所提供的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，不僅對(duì)負(fù)載同時(shí)具有過(guò)電壓和漏電保護(hù)功能，而且既安全又可靠，它既可避免過(guò)電壓動(dòng)作開關(guān)的漏電危險(xiǎn)，也避免了漏電動(dòng)作開關(guān)因電源過(guò)電壓而失靈的情況發(fā)生。因此，本實(shí)用新型提供的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)在保護(hù)電器，特別是各種家用電器以及避免人身觸電事故等方面具有廣闊的前景。而且，根據(jù)本實(shí)用新型的原理，改造目前普遍采用的漏電動(dòng)作開關(guān)，具有重要的實(shí)際意義。
下述實(shí)施例所提供的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，在實(shí)際使用中取得了很好效果。選用上海市漏電保護(hù)電器廠生產(chǎn)的DZL18－20型漏電自動(dòng)開關(guān)，作為本實(shí)用新型的漏電動(dòng)作開關(guān)的部份電路，它由接點(diǎn)容量為220伏20安的脫扣開關(guān)初級(jí)為一匝，次級(jí)為500匝的穿芯式差流互感器和DL型集成專用組件構(gòu)成的電子組件所組成，另外在該自動(dòng)開關(guān)的差流互感器的對(duì)角端子上跨接有由100歐姆、 1/2 瓦的電阻以及武漢壓敏電阻廠生產(chǎn)的MY31－300V－5KA的壓敏電阻構(gòu)成的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路。改造后的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，其漏電動(dòng)作特性同DZL18－20型漏電自動(dòng)開關(guān)，過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)定值K為250伏，允許的過(guò)電壓倍數(shù)為2倍。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，包括脫扣開關(guān)[1]差流互感器[2]，電子組件[3]，其特征在于在差流互感器[2]的初級(jí)對(duì)角端子上跨接一個(gè)至少含有過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件[5]的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路。
2.如權(quán)利要求
1所述的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，其特征在于所說(shuō)的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件〔5〕是非線性阻抗元件。
3.如權(quán)利要求
1所述的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，其特征在于所說(shuō)的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路是由過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)元件〔5〕與限流元件〔4〕串聯(lián)而成。
4.如權(quán)利要求
3所述的過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，其特征在于所說(shuō)的限流元件〔4〕是線性阻抗元件，最好是線性電阻元件。
專利摘要
一種過(guò)電壓、漏電動(dòng)作開關(guān)，由脫扣開關(guān)[1]、差流互感器[2]、電子組件[3]以及一個(gè)跨接在差流互感器[2]的對(duì)角端子上的過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)回路組成，該回路由電壓?jiǎn)?dòng)元件[5]或另外串聯(lián)一個(gè)限流元件[4]組成。開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安全可靠，可廣泛用于對(duì)電器特別是家用電器的過(guò)電壓保護(hù)以及防止觸電事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)H02H3/20GK87204805SQ87204805
公開日1988年3月30日 申請(qǐng)日期1987年3月18日
發(fā)明者溫健, 陳崇浩, 趙建中, 張學(xué)瑞, 王敬侃, 吳鴻業(yè) 申請(qǐng)人:太原供電局科協(xié)科技咨詢服務(wù)部導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan