專利名稱：帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及漏電保護(hù)裝置，特別涉及一種帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)。
背景技術(shù)：
由于人們對(duì)電的使用、管理和保護(hù)措施不當(dāng)，在實(shí)際用電過程中，經(jīng)常發(fā)生人身觸電、燒毀電器和電氣火災(zāi)等事件，因而漏電開關(guān)的重要性不言而喻。漏電保護(hù)開關(guān)中帶有漏電保護(hù)電路用于保護(hù)后續(xù)電路免受漏電的破壞，用以對(duì)低壓電網(wǎng)直接觸電和間接觸電進(jìn)行有效保護(hù)。有單相的，也有三相的，由于其以漏電電流或由此產(chǎn)生的中性點(diǎn)對(duì)地電壓變化為動(dòng)作信號(hào)，所以不必以用電流值來整定動(dòng)作值，所以靈敏度高，動(dòng)作后能有效地切斷電源， 保障人身安全。參見圖1，一般的漏電保護(hù)電路(漏電斷路器)由零序電流互感器(感測部分)， 運(yùn)算控制器(控制部分，帶有放大比較電路，也相當(dāng)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的觸發(fā)開關(guān))和電磁脫扣器(作為動(dòng)作，執(zhí)行部分相當(dāng)于圖中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即漏電保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu))組成。被保護(hù)的主電路所有相零線(圖中的N、C、B、A分別表示三相四線制中的中性線和三條相線，當(dāng)然也可以是其他形式)都穿過零序電流互感器的鐵芯，組成零序電流互感器一次側(cè)。根據(jù)基爾霍夫電流可知，任一時(shí)刻，流入任一節(jié)點(diǎn)的電流恒等于流出此節(jié)點(diǎn)的電流，即任一時(shí)刻，流入 (出)某節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為零。零序電流互感器的工作原理是感測一次側(cè)中瞬時(shí)電流的矢量和是否為零，當(dāng)被保護(hù)的電路出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，負(fù)載側(cè)有對(duì)地泄載電流，即零序電流互感器的矢量和不為零， 零序電流互感器二次繞組中便產(chǎn)生互感電壓，該信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算控制器運(yùn)算后，當(dāng)泄漏電流達(dá)到整定動(dòng)作值時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶閘管，接通電磁脫扣器電源，電磁脫扣器吸合，使斷路器跳閘，從而達(dá)到漏電保護(hù)器的作用。根據(jù)漏電斷路器的工作原理可知，漏電斷路器對(duì)于同時(shí)接觸兩相的兩相觸電，不能保護(hù)。回路中無漏電時(shí)，輸入的電流等于輸出的電流。于是，把零線和火線同時(shí)穿過一個(gè)線圈。無漏電時(shí)，零線和火線的電流大小相等，方向相反，磁場抵消，線圈中無感生電流。漏電時(shí)，零線和火線的電流大小不相等，交變電流產(chǎn)生的交變磁場不能抵消，線圈中有感生電流。感生電流經(jīng)過放大電路放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開電路。三相三線電路和三相四線電路道理完全相同。參見圖2(圖中的N、L分別表示中性線和相線)，現(xiàn)有漏電保護(hù)電路中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以采用脫扣器或其他可控開關(guān)，以脫扣器為例，電路的輸入輸出端均接入脫扣器，脫扣器包括作為磁力線圈的電感L(0. 15/1140匝)以及與其串聯(lián)的觸發(fā)開關(guān)(圖中采用集成的芯片JP VGM123作為放大比較電路的主體，并起到開關(guān)的作用)，當(dāng)電感L得電時(shí)可觸發(fā)脫扣器使電路斷開，即負(fù)載從電網(wǎng)上脫扣。整個(gè)漏電壓保護(hù)電路中零序電流互感器也接入芯片JP VGM123，線路上接有電容C5、電容C6、以及電阻R3—和電阻Rf，電感L通過由二極管Dl (IN4007)，二極管D2(IN4007)，二極管D3(IN4007)，二極管D4(IN4007)，組成的整流電路接入芯片JPVG54123。圖2中開關(guān)S以及電阻Rf形成了測試電路，另外圖中的壓敏電阻Rv(MYG 10D/561)可以為整個(gè)電路提供過壓保護(hù)。另外現(xiàn)有的漏電壓保護(hù)電路中還有電容電容Cl、 電容C2、電容C3、電容C4和晶閘管Ql (BT169D)。正常狀態(tài)下電感L電壓很小，無法產(chǎn)生足夠的吸合力驅(qū)動(dòng)脫扣器。過發(fā)生漏電時(shí)， 流過零序電流互感器一次線圈的向量和不為零，即產(chǎn)生了零序電流，使二次線圈輸出信號(hào)， 這個(gè)信號(hào)經(jīng)過芯片JP VG54123放大、比較判斷，如達(dá)到預(yù)定動(dòng)作值，即導(dǎo)通電感L，使全部壓降加在電感L兩端，脫扣器線圈產(chǎn)生足夠大的吸力，從而切斷電源，實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。芯片 JPVG54123也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中具有放大、比較和觸發(fā)開關(guān)作用的電路或單片機(jī)等。而目前的漏電保護(hù)開關(guān)由于在實(shí)際應(yīng)用過程中由于各種原因，可能會(huì)造成元件發(fā)熱，尤其是當(dāng)連接負(fù)載的接線柱部位發(fā)生虛接時(shí)，接線柱部位的過熱最易發(fā)生，甚至?xí)p毀元件，引發(fā)火災(zāi)等事故，因此對(duì)漏電保護(hù)開關(guān)進(jìn)行有效地保護(hù)顯得十分必要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)，在其中加入了過熱保護(hù)電路，更有效提高漏電保護(hù)開關(guān)的安全性，當(dāng)漏電保護(hù)開關(guān)內(nèi)部有元件發(fā)熱時(shí)，開關(guān)內(nèi)部溫度就會(huì)升高，當(dāng)溫度超過安全溫度時(shí)，過熱保護(hù)電路就會(huì)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，切斷電源，以有效保護(hù)開關(guān)，避免出現(xiàn)事故。一種帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)，包括帶有觸發(fā)開關(guān)的漏電保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)有過熱保護(hù)電路，該過熱保護(hù)電路與所述的觸發(fā)開關(guān)相互并聯(lián)。所述的過熱保護(hù)電路包括分壓電阻、熱敏電阻、穩(wěn)壓二極管、三極管和晶閘管，其中所述的分壓電阻和熱敏電阻串聯(lián)的接入過熱保護(hù)電路的輸入端和輸出端之間；所述的晶閘管的陽極和陰極分別接過熱保護(hù)電路的輸入端和輸出端；所述的三極管的集電極和發(fā)射極分別接過熱保護(hù)電路的輸入端和輸出端，三極管的發(fā)射極還接入所述的晶閘管的門極；所述的穩(wěn)壓二極管的陽極接三極管的基極，陰極接入分壓電阻和熱敏電阻之間。另外可以根據(jù)需要，在過熱保護(hù)電路的輸入端和三極管的集電極之間、三極管的發(fā)射極與晶閘管的門極、過熱保護(hù)電路輸出端之間分別接入其他用于分壓或限流的電阻。 例如，在三極管的發(fā)射極與晶閘管的門極之間串聯(lián)有限流電阻，可防止觸發(fā)晶閘管的觸發(fā)電流過大而燒毀晶閘管。由于在漏電保護(hù)開關(guān)中連接負(fù)載的接線柱部位最易發(fā)生虛接和過熱，因此作為優(yōu)選，所述的熱敏電阻設(shè)置在所述的漏電保護(hù)開關(guān)中連接負(fù)載的接線柱部位。本實(shí)用新型在原漏電保護(hù)開關(guān)電路的基礎(chǔ)上加入了過熱保護(hù)電路，S卩加入溫度測量環(huán)節(jié)，提高了漏電保護(hù)開關(guān)的安全性，當(dāng)漏電保護(hù)開關(guān)內(nèi)部有元件發(fā)熱時(shí)，開關(guān)內(nèi)部溫度就會(huì)升高，當(dāng)溫度超過安全溫度時(shí)，過熱保護(hù)電路就會(huì)同觸發(fā)開關(guān)一樣驅(qū)動(dòng)漏電保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，切斷電源，以有效保護(hù)開關(guān)，避免出現(xiàn)發(fā)熱起火等事故。

[0021]圖1為本實(shí)用新型漏電保護(hù)開關(guān)的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型漏電保護(hù)開關(guān)中的漏電保護(hù)電路的電路圖；圖3為本實(shí)用新型過熱保護(hù)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型漏電保護(hù)開關(guān)在電路中設(shè)置脫扣環(huán)節(jié)，先利用零序電流互感器從電路上感應(yīng)漏電情況，流過零序電流互感器一次線圈的向量和不為零，即產(chǎn)生了零序電流，使二次線圈輸出信號(hào)至控制芯片(JPVGM123)，控制芯片通過放大、比較后，如達(dá)到預(yù)定動(dòng)作值，則相繼驅(qū)動(dòng)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)使負(fù)載從電網(wǎng)上脫扣。另外還設(shè)有過熱保護(hù)電路，通過溫度傳感器采集溫度，而后利用溫度測試比較電路進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)溫度超過預(yù)定值時(shí)，會(huì)相繼驅(qū)動(dòng)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)使負(fù)載從電網(wǎng)上脫扣。結(jié)合圖2，3，第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)中包括作為磁力線圈的電感L與控制芯片串聯(lián)的接入供電線路，而本實(shí)用新型過熱保護(hù)電路與控制芯片并聯(lián)的控制電感L，兩路獨(dú)立工作，互不影響，如發(fā)生漏電則控制芯片導(dǎo)通電感L，如過熱則過熱保護(hù)電路中的晶閘管導(dǎo)通使電感L 得電。過熱保護(hù)電路主要包括分壓電阻R3(500，如無特殊說明各個(gè)電阻阻值單位為 Ω )、熱敏電阻RT (PCT)、穩(wěn)壓二極管Dl (ΙΝ709)、三極管Q2 (3DG12)和晶閘管Q3 (ΒΤ169Τ)，其中分壓電阻R3和熱敏電阻RT串聯(lián)的接入過熱保護(hù)電路的輸入端(圖3中的A點(diǎn)) 和輸出端(圖3中的B點(diǎn))之間；晶閘管Q3的陽極和陰極分別接過熱保護(hù)電路的輸入端和輸出端；三極管Q2的集電極依次通過電阻R2 (IOK)和Rl (100Κ)接過熱保護(hù)電路的輸入端， 三極管Q2的發(fā)射極依次通過電阻R6Q0K)和R4(5K)接過熱保護(hù)電路的輸出端，三極管Q2 的發(fā)射極還依次通過電阻R6和電阻R5(10K)接入晶閘管Q3的門極，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接三極管Q2的基極，穩(wěn)壓二極管Dl的陰極接入分壓電阻R3和熱敏電阻RT之間，相對(duì)于圖 3，圖2中省略了電阻R6和電阻R5，而類似的分壓電阻可以根據(jù)情況略加改動(dòng)。由于在漏電保護(hù)開關(guān)中連接負(fù)載的接線柱部位最易發(fā)生虛接和過熱，因此熱敏電阻RT設(shè)置在漏電保護(hù)開關(guān)中連接負(fù)載的接線柱部位。用于限流的電阻R5，可防止觸發(fā)晶閘管Q3的觸發(fā)電流過大而燒毀，當(dāng)溫度在正常范圍內(nèi)時(shí)，三極管Q2不導(dǎo)通，與三極管Q2發(fā)射極相連的晶閘管Q3不會(huì)導(dǎo)通，電路正常工作。當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，如果用正溫度系數(shù)的熱敏電阻RT則將熱敏電阻RT的電壓作為三極管Q2基極的輸入，如果是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT則與另分壓電阻R3相交換，這樣溫度升高到一定值時(shí)三極管Q2就會(huì)導(dǎo)通，致使晶閘管Q3導(dǎo)通。在實(shí)際元件選取過程中應(yīng)充分考慮各種因素，對(duì)于PTC熱敏電阻傳感器(熱敏電阻RT)，它的居里溫度從40-300°C。在其R-T曲線上，電阻值進(jìn)入躍變區(qū)后陡升的一段可以作為溫度傳感的應(yīng)用。在實(shí)際選取過程中，應(yīng)選取R-T曲線陡峭的熱敏電阻，保證晶閘管Q3 可靠的導(dǎo)通。本實(shí)施例中的熱敏電阻RT額定零功率電阻為200K，居里溫度為100°C。與熱敏電阻RT串聯(lián)的分壓電阻R3選取為500 Ω，在三極管Q2基極接入一個(gè)穩(wěn)壓值為6. 2V的穩(wěn)壓二極管Dl，這樣可以保證在常溫下三極管Q2不導(dǎo)通，在溫度突然升高時(shí)三極管Q2導(dǎo)通。 在晶閘管Q3的觸發(fā)端應(yīng)接入一個(gè)IOK的電阻R5，防止觸發(fā)電流過大，以使晶閘管Q3可以有效導(dǎo)通，相繼驅(qū)動(dòng)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)使負(fù)載從電網(wǎng)上脫扣。
權(quán)利要求1.一種帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)，包括帶有觸發(fā)開關(guān)的漏電保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，設(shè)有過熱保護(hù)電路，該過熱保護(hù)電路與所述的觸發(fā)開關(guān)相互并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)，其特征在于，所述的過熱保護(hù)電路包括分壓電阻、熱敏電阻、穩(wěn)壓二極管、三極管和晶閘管，其中所述的分壓電阻和熱敏電阻串聯(lián)的接入過熱保護(hù)電路的輸入端和輸出端之間； 所述的晶閘管的陽極和陰極分別接過熱保護(hù)電路的輸入端和輸出端； 所述的三極管的集電極和發(fā)射極分別接過熱保護(hù)電路的輸入端和輸出端，三極管的發(fā)射極還接入所述的晶閘管的門極；所述的穩(wěn)壓二極管的陽極接三極管的基極，陰極接入分壓電阻和熱敏電阻之間。
3.如權(quán)利要求2所述的帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)，其特征在于，所述的熱敏電阻設(shè)置在所述的漏電保護(hù)開關(guān)中連接負(fù)載的接線柱部位。
4.如權(quán)利要求3所述的帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)，其特征在于，所述的三極管的發(fā)射極與晶閘管的門極之間串聯(lián)有限流電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶防虛接功能的漏電保護(hù)開關(guān)，包括帶有觸發(fā)開關(guān)的漏電保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)有過熱保護(hù)電路，該過熱保護(hù)電路與所述的觸發(fā)開關(guān)相互并聯(lián)。本實(shí)用新型在原漏電保護(hù)開關(guān)電路的基礎(chǔ)上加入了過熱保護(hù)電路，即加入溫度測量環(huán)節(jié)，提高了漏電保護(hù)開關(guān)的安全性，當(dāng)漏電保護(hù)開關(guān)內(nèi)部有元件發(fā)熱時(shí)，開關(guān)內(nèi)部溫度就會(huì)升高，當(dāng)溫度超過安全溫度時(shí)，過熱保護(hù)電路就會(huì)同觸發(fā)開關(guān)一樣驅(qū)動(dòng)漏電保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，切斷電源，以有效保護(hù)開關(guān)，避免出現(xiàn)發(fā)熱起火等事故。
文檔編號(hào)H02H5/04GK201994631SQ20112006862
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者王曉遠(yuǎn), 王穎, 魯濤 申請(qǐng)人:天津市鴻遠(yuǎn)電氣設(shè)備有限公司