專利名稱：具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流動作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種漏電斷路器，特別是一種具有元件故障自動跳閘功能的全 電流型剩余電流動作裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)電網(wǎng)中廣用的剩余電流動作裝置(以下簡稱漏電斷路器)，有AC 型漏電斷路器和A型漏電斷路器，AC型漏電斷路器是對突然施加或緩慢上升的 剩余正弦交流電流確保脫扣斷電的保護電器，A型漏電斷路器是對突然施加或緩 慢上升的剩余正弦交流電流、剩余脈動直流(不超過直流0.006A的脈動波形) 電流確保脫扣斷電的保護電器。如用直流電網(wǎng)或使用橋式整流電用電的設(shè)備， 一旦發(fā)生漏電或觸電時，AC型或A型的漏電斷路器是無法正常地脫扣斷電保護， 因此必須要用全電流型剩余電流動作裝置(以下簡稱B型漏電斷路器)。已有的技術(shù)，中國專利局2005年5月1日授權(quán)公告號于CN1083981C，具有 小磁滯回線操作的電流互感器的直流與交流傳感器， 一個例子，按照公知的方 式，用正、負(fù)方波電壓信號(激磁信號)施加給檢測線圈，用來在每個信號周 期至少一次把互感器驅(qū)動進(jìn)入其線性區(qū)域，當(dāng)互感器在線性區(qū)域時對通過檢測 繞組的電流采樣，用差動放大器、采樣和保持電路、選擇器電路等，處理后輸 出和剩余電流成比例的電流信號。中國專利局2005年12月8日公開號于CN1712973A，讀取直流和/或交流電 流的設(shè)備， 一個例子，也是按照公知的方式，用受反饋調(diào)制的激磁電壓信號施 加于環(huán)繞鐵心的線圈上，用差動放大器檢測反饋電流引起的電壓，經(jīng)低通濾波 后，輸出與剩余電流成正比的電壓。中國專利局2002年12月25日公開號于CN1387213A，用于對地漏電保護裝 置的檢測互感器和對地漏電保護裝置， 一個例子，同樣按照公知的方式，用三 角波激磁信號施加在鐵心一環(huán)繞線圈上產(chǎn)生磁通 和剩余電流所產(chǎn)生的磁通形成 磁路飽和拐點，所產(chǎn)生具有時間間隔的矩形信號，經(jīng)積分比較后輸出指令信號。 使裝置跳閘斷電。專利US. 4276510—種電流傳感器， 一個例子，也用同樣的公知方式。在電 流互感器鐵心上具有中心抽頭的二次繞組施加正、負(fù)激磁電壓，當(dāng)有剩余電流時，兩個激磁電流產(chǎn)生的電感不同，用差動放大器檢測電流的差值，用此差值 產(chǎn)生一施加于第三繞組上的電流，以抵消剩余電流的影響。通過第三組繞組的 電流成為剩余電流的量值。上述這些檢測方法，用于B型漏電斷路時，有以下缺點1、如激磁信號源 發(fā)生故障時，就無法檢測到剩余電流， 一旦，主電源回路出現(xiàn)剩余動作電流時，裝置不能跳閘斷電保護。2、如傳感器鐵心的磁性能發(fā)生大幅度地下降時，原定的額定剩余動作電流值就大幅度的上升，使之，漏電靈敏度大幅度下降，以上 的缺陷，以至可能發(fā)生人身傷亡或財產(chǎn)損失。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的1、裝置在主電源回路出現(xiàn)交流、脈動直流或平滑直流漏電 或觸電時，能可靠快速地跳閘斷電；2、如激磁信號源發(fā)生故障時，裝置能可靠 地跳閘斷電保護；3、如電流傳感器鐵心性能變差時裝置能可靠快速地跳閘斷電 保護。本發(fā)明提供一種具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流動作裝 置，所采用的技術(shù)方案，包括主電源線、脫扣機構(gòu)、脫扣電路6、電源8、穩(wěn)壓 電路7，所述的正弦波電壓信號發(fā)生器1與零序電流檢測器2相聯(lián)，零序電流檢 測器2與雙道電壓比較電路3相聯(lián)，雙道電壓比較電路3與雙道信號檢出電路4 相聯(lián)，雙道信號檢出電路4與雙道延時門控電路5相聯(lián)，雙道延時門控電路5 與脫扣電路6相聯(lián)。所述的正弦波電壓信號發(fā)生器1向零序電流檢測器2的一 繞組HL2施加功率小于10毫瓦的正弦波電壓信號。所述的零序電流檢測器2是 由環(huán)形鐵心繞組HL2、繞組HL3及繞組HL4構(gòu)成電壓變換組件，由主電源線穿過 電壓變換組件組成零序電流檢測器2，而繞組HL3和繞組HL4是兩組方向相反、 圈數(shù)相等的感應(yīng)電壓輸出繞組。所述的雙道電壓比較電路3由電阻R301、 R302、 R303、謂4、 R305、 R306、 R307、 R308，電位器W301、 W302，集成塊IC301、 IC302組成。所述的雙道信號檢出電路4由集成電路IC401、IC402、IC403、IC404， 電阻R401、 R402，電容C401、 C402組成。本發(fā)明的優(yōu)點，提高了裝置保護性能的可靠性，功耗低，正、負(fù)漏電靈敏 度一致，調(diào)試方便，抗干擾性能強，成本低。以下結(jié)合附圖和實施例說明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容。


圖1是本發(fā)明可實施例的示意圖和電路原理圖。圖2是本發(fā)明在待機狀態(tài)下，零序電流檢測器2兩繞組HL3和繞組HL4上 感應(yīng)出的電壓信號波。圖3是本發(fā)明主電源發(fā)生額定剩余動作電流時，零序電流檢測器兩繞組HL3 或HL4上感應(yīng)的電壓信號波;其中圖3a是正弦交流剩余動作電流產(chǎn)生的電壓波; 圖3b是脈動直流剩余動作電流產(chǎn)生的電壓波；圖3c是平滑直流剩余動作電流 產(chǎn)生的電壓波。圖4是本發(fā)明主電源出現(xiàn)額定剩余動作電流時，雙道延時門控電路輸出的 信號波；其中圖4a是正弦交流剩余動作電流時輸出的脈沖信號；圖4b是脈動 直流剩余動作電流時輸出的脈沖信號；圖4c是平滑直流剩余動作電流時輸出的 脈沖信號。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明由正弦波電壓信號發(fā)生器l，零序電流檢測器2，雙道 電壓比較電路3，雙道信號檢出電路4及雙道延時門控電路5組成正弦交流、脈 動直流及平滑直流漏電信號檢出電路。所述的雙道電壓比較器由電阻R301的一 端于零序電流檢測器2的繞組HL3 —端相聯(lián)，電阻R301的另一端同電阻R302 的一端與集成塊IC301反相端相聯(lián)，電阻R302的另一端接穩(wěn)壓電源7的負(fù)極； 電阻R303 —端和電阻R304的一端與集成塊IC301的同相端相聯(lián)，電阻R304的 另一端連接穩(wěn)壓電源7的負(fù)極，電阻R303的另一端同電位器W301的中心端相 聯(lián)，電位器W301兩端分別連接穩(wěn)壓電源7的正、負(fù)極，集成塊IC301的1腳于 一道電壓比較器輸出端，另一道電壓比較器由電阻R305的一端與零序電流檢測 器2的繞組HL4—端相聯(lián)，電阻R305的另一端同電阻R306的一端與集成塊IC302 反相端相聯(lián)，電阻R306的另一端接穩(wěn)壓電源7的負(fù)極，電阻R307 —端和電阻 R308 —端與集成塊IC302同相端相聯(lián)，電阻R308的另一端接穩(wěn)壓電源的負(fù)極， 電阻R307的另一端同電位器W302的中心端相聯(lián)，電位器W302兩端分別連接穩(wěn) 壓電源7的正、負(fù)極，集成塊IC302的7腳于另一道電壓比較器的輸出端。電 位器W301和電位器W302分別為正、負(fù)剩余電流靈敏度調(diào)節(jié)之用，而是獨立的。 所以如零序電流檢測器的鐵心磁回路偏差，本發(fā)明裝置的正、負(fù)漏電靈敏度也 能達(dá)到一致。雙道信號撿出電路4由CM0S集成電路IC401、 IC402，電阻R401，電容C401組成一道信號檢出器，集成電路IC402的7腳于輸出端，另一道信號 檢出器由CM0S集成電路IC403、 IC404，電阻R402，電容C402組成。集成電路 IC404的9腳于輸出端，它們的作用是當(dāng)有預(yù)定的脈沖信號輸入時，輸出端于低電平，當(dāng)輸入信號中有泄漏信號時，輸出端就輸出一泄漏信號脈沖，當(dāng)無信號 輸入時，輸出端就于高電平。本裝置在工作時，如主電源回路無剩余電流時，裝置處于待機狀態(tài)。正弦波電壓信號發(fā)生器1給零序電流檢測器2的繞組HL2施加頻率于800赫左右， 電流小于lmA的正弦波電壓信號，零序電流檢測器2的兩繞組HL3和HL4上感 應(yīng)出兩組相位相反電壓相等的電壓信號，如圖2所示，這兩組電壓信號分別輸 給雙道電壓比較電路3 (因雙道電壓比較電路3的閥值已調(diào)到預(yù)定的額定漏電靈 敏度的電壓閥值，因此閥值低于兩繞組電壓信號值),使雙道電壓比較電路3輸 出兩組800赫左右的脈沖信號，此脈沖信號分別輸入雙道信號檢出電路4，使雙 道信號檢出電路4處于低電平(無泄漏信號輸出)打不開雙道延時門控電路5， 使雙道延時門控電路5無觸發(fā)信號輸出，裝置處于正常的待機工作狀態(tài)。當(dāng)主電源回路發(fā)生剩余動作電流時，即IA+IB+ICO=IA， (IA)剩余電流 使零序電流檢測器2的鐵心產(chǎn)生磁通，此磁通量與原有的磁通量(800Hz正弦波 產(chǎn)生的磁通量)疊加后的磁通向量，使零序電流檢測器2的繞組HL3和繞組HL4 上感應(yīng)輸出如圖3所示的800赫的電壓信號，此感應(yīng)電壓信號的幅值跟剩余動 作電流(IA)成反比，當(dāng)剩余電流達(dá)到額定值時，該剩余動作電流對應(yīng)的電壓信 號幅值低于比較閥值(如圖3所示)，經(jīng)雙道電壓比較電路3、雙道信號檢出電 路4及雙道延時門控電路5處理后的輸出信號如圖4所示，此信號輸入脫扣電 路，使脫扣電路得電，推動脫扣機構(gòu)跳閘斷電保護。據(jù)以上的實施原理，如正弦波電壓信號發(fā)生器l，出現(xiàn)故障，無激磁電壓信 號輸出時，零序電流檢測器2的繞組HL3和繞組HL4上無感應(yīng)信號輸出，雙道 電壓比較器3也無脈沖信號輸出，這時雙道信號檢出電路4處于高電平輸出， 使雙道延時門控電路輸出如圖4c所示的觸發(fā)信號輸入脫扣電路6,使脫扣電路 6觸發(fā)通電，推動脫扣機構(gòu)跳閘斷電，達(dá)到正弦波電壓信號發(fā)生器1出現(xiàn)故障時 斷電保護的功能；如零序電路檢測器2出現(xiàn)故障，鐵心磁性能下降時繞組HL3 和HL4上的感應(yīng)電壓信號的幅值就下降，當(dāng)幅值低于雙道電壓比較電路3預(yù)定 的額定剩余動作電流所調(diào)的閥值電壓時，雙道電壓比較電路3就無脈沖信號輸 出給雙道信號檢出電路4，使雙道信號檢出電路4處于高電平輸出，打開雙道延 時門控電路5，使雙道延時門控電路5輸出如圖4c所示的觸發(fā)信號，此信號輸 入脫扣電路6觸發(fā)通電推動脫扣機構(gòu)跳閘斷電保護，以上實施原理達(dá)到了具有 元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流動作裝置的目的。以上所述的零序電流檢測器2上的繞組HL3和繞組HL4用具有中心抽頭的 繞組也可適合本發(fā)明的實施例。所述的雙道電壓比較電路3用其它元件組合成雙道電壓比較電路同樣適合 本發(fā)明的實施例。所述的雙道信號檢出電路4用其它元件組合成雙道信號檢出電路同樣適合 本發(fā)明的實施例。
權(quán)利要求
1.一種具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流動作裝置，包括主電源線、脫扣機構(gòu)、脫扣電路(6)、電源(8)、穩(wěn)壓電路(7)，其特征是所述的正弦波電壓信號發(fā)生器(1)與零序電流檢測器(2)相聯(lián)，零序電流檢測器(2)與雙道電壓比較電路(3)相聯(lián)，雙道電壓比較電路(3)與雙道信號檢出電路(4)相聯(lián)，雙道信號檢出電路(4)與雙道延時門控電路(5)相聯(lián)，雙道延時門控電路(5)與脫扣電路(6)相聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流 動作裝置，其特征是所述的正弦波電壓信號發(fā)生器(1)向零序電流檢測器(2) 的一繞組HL2施加功率小于10毫瓦的正弦波電壓信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流 動作裝置，其特征是所述的零序電流檢測器(2)是由環(huán)形鐵心繞組HL2、繞組 HL3及繞組HL4構(gòu)成電壓變換組件，由主電源線穿過電壓變換組件組成零序電 流檢測器(2)，而繞組HL3和繞組HL4是兩組方向相反、圈數(shù)相等的感應(yīng)電壓 輸出繞組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流 動作裝置，其特征是所述的雙道電壓比較電路(3)由電阻R301、 R302、 R303、 R304、 R305、 R306、 R307、 R308，電位器W301、 W302，集成塊IC301、 IC302組 成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流 動作裝置，其特征是所述的雙道信號檢出電路(4)由集成電路IC401、 IC402、 IC403、 IC404，電阻R401、 R402，電容C401、 C402組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有元件故障自動跳閘功能的全電流型剩余電流動作裝置包括主電源線、脫扣機構(gòu)、脫扣電路6、電源8、穩(wěn)壓電路7、正弦波電壓信號發(fā)生器1、零序電流檢測器2、雙道電壓比較電路3、雙道信號檢出電路4、雙道延時門控電路5、脫扣電路6組成，當(dāng)主電源產(chǎn)生額定正弦交流剩余動作電流、脈動直流剩余動作電流及平滑直流剩余動作電流時，本裝置在0.1秒內(nèi)可靠地跳閘斷電。本發(fā)明還具備當(dāng)本裝置的正弦波信號發(fā)生器1和零序電流互感器2出現(xiàn)故障時自動跳閘斷電，達(dá)到安全的用電。
文檔編號H02H3/32GK101217232SQ20081000335
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日
發(fā)明者宇 王, 王繼杰 申請人:王繼杰