一種超快速漏電開(kāi)關(guān)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超快速漏電開(kāi)關(guān)及其控制方法，通過(guò)在輸電線路上串入交流電力電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)智能控制系統(tǒng)控制交流電力電子開(kāi)關(guān)的通斷，由于交流電力電子開(kāi)關(guān)是無(wú)觸點(diǎn)電力開(kāi)關(guān)，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)生漏電時(shí)，交流電力電子開(kāi)關(guān)能迅速響應(yīng)關(guān)斷，其關(guān)斷時(shí)間在0.2ms以內(nèi)，從而限制漏電流在10mA以內(nèi)，其關(guān)斷速度和安全性與傳統(tǒng)的機(jī)械式漏電開(kāi)關(guān)相比大大提高，能有效減少“安秒”的乘積，進(jìn)一步降低人員傷亡的概率。
【專利說(shuō)明】一種超快速漏電開(kāi)關(guān)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)領(lǐng)域，特別是一種超快速漏電開(kāi)關(guān)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]各種家用電器出現(xiàn)漏電現(xiàn)象時(shí)，其金屬的外殼易帶電，當(dāng)人體觸及帶電的外殼時(shí)電流經(jīng)過(guò)人體進(jìn)入大地，造成觸電事故，目前的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)多數(shù)是采用機(jī)械式脫扣器，靠金屬觸點(diǎn)的接通和斷開(kāi)來(lái)控制是否有輸出電壓，其一般動(dòng)作的時(shí)間在0.1S左右，能基本實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)的功能。
[0003]目前世界各國(guó)供電電源是頻率為50~60Hz，電壓110V-240V的交流電，這種頻率的交流電通過(guò)機(jī)體時(shí)，驅(qū)使細(xì)胞內(nèi)的離子隨該電流的頻率往返運(yùn)動(dòng)的速度，正好可令其在細(xì)胞內(nèi)來(lái)回一次，使細(xì)胞受到最強(qiáng)烈的騷動(dòng)和破壞。同時(shí)，這種頻率的交流電又與機(jī)體組織器官的生物電節(jié)律相符，通過(guò)心臟時(shí)，使心肌興奮性發(fā)生變化，引起心肌纖維顫動(dòng)；亦可使細(xì)胞膜發(fā)生去極化，引起骨骼肌發(fā)生強(qiáng)直性收縮，以致觸電者手握住電源不放，致使電流通過(guò)時(shí)間延長(zhǎng)，造成死亡。實(shí)驗(yàn)證明，人體觸電不發(fā)生心室纖維顫的界限值為30mA.s，如果是在機(jī)械式漏電開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間為0.1S，在漏電電流30mA這一條件下，人體不會(huì)因發(fā)生心室纖顫而電擊致死，故將人體保護(hù)用的漏電斷路器的額定動(dòng)作電流值取為30mA。
[0004]但實(shí)際上觸電情況出現(xiàn)時(shí)，因個(gè)體差異，通過(guò)人體的電流的大小是無(wú)法控制和確定的；目前漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)分?jǐn)鄤?dòng)作時(shí)間是相對(duì)固定的，當(dāng)電流較大時(shí)，通過(guò)人體的“安秒”乘積提高，電擊傷亡程度增大。引起心室纖顫所需時(shí)間及電流強(qiáng)度如表1所示。
【權(quán)利要求】
1.一種超快速漏電開(kāi)關(guān)，其特征在于:包括輸電線路，所述輸電線路上設(shè)置有脫扣器，還包括交流電力電子開(kāi)關(guān)，所述交流電力電子開(kāi)關(guān)串入至脫扣器所在的輸電線路上，所述交流電力電子開(kāi)關(guān)還包括用于控制其通斷的控制端口，所述輸電線路上還設(shè)置有用于檢測(cè)輸電線路狀態(tài)的檢測(cè)裝置，還包括一智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)分別與脫扣器、交流電力電子開(kāi)關(guān)的控制端口和檢測(cè)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)，其特征在于:所述交流電力電子開(kāi)關(guān)包括二極管D7、D8和兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)，所述的兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)分別與二極管D7、D8反并聯(lián)后串聯(lián)至輸電線路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)，其特征在于:所述的兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)分別并聯(lián)有電容Cl、C2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)，其特征在于:所述交流電力電子開(kāi)關(guān)包括二極管D1、D2、D3、D4和控制開(kāi)關(guān)，所述二極管D1、D2、D3、D4與控制開(kāi)關(guān)橋式連接后串聯(lián)至輸電線路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)，其特征在于:所述交流電力電子開(kāi)關(guān)包括二極管D5、D6和兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)，所述的兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)分別與二極管D5、D6串聯(lián)后再并聯(lián)串入至輸電線路上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)，其特征在于:所述的控制開(kāi)關(guān)為全控型電力電子半導(dǎo)體器件。
7.—種權(quán)利要求1至5任一所述的超快速漏電開(kāi)關(guān)的控制方法，其特征在于:所述智能控制系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)輸電線路上是否發(fā)生漏電，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)生漏電時(shí)，立即關(guān)斷交流電力電子開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)確認(rèn)漏電步驟，重新打開(kāi)交流電力電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)檢測(cè)裝置再次確認(rèn)漏電是否發(fā)生，當(dāng)確認(rèn)漏電時(shí)，智能控制系統(tǒng)控制交流電力電子開(kāi)關(guān)和脫扣器斷開(kāi)輸電線路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)的控制方法，其特征在于:當(dāng)檢測(cè)到?jīng)]有漏電時(shí)，智能控制系統(tǒng)還通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)輸電線路是否過(guò)載，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)生過(guò)載時(shí)，立即關(guān)斷交流電力電子開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)確認(rèn)過(guò)載步驟，重新打開(kāi)交流電力電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)檢測(cè)裝置再次確認(rèn)過(guò)載是否發(fā)生，當(dāng)確認(rèn)過(guò)載時(shí)，智能控制系統(tǒng)控制交流電力電子開(kāi)關(guān)和脫扣器斷開(kāi)輸電線路，若電路已恢復(fù)正常，則進(jìn)入工作狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所屬的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)的控制方法，其特征在于:當(dāng)確認(rèn)過(guò)載時(shí)，查詢系統(tǒng)是否需要進(jìn)行軟啟動(dòng)，若不需要，則控制交流電力電子開(kāi)關(guān)和脫扣器斷開(kāi)輸電線路，若需要，則啟動(dòng)軟啟動(dòng)步驟，延時(shí)后退出軟啟動(dòng)，并判斷輸電線路是否仍處于過(guò)載狀態(tài)，若仍然過(guò)載，則控制交流電力電子開(kāi)關(guān)和脫扣器斷開(kāi)輸電線路。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所屬的一種超快速漏電開(kāi)關(guān)的控制方法，其特征在于:在檢測(cè)輸電線路是否漏電前，智能控制系統(tǒng)首先對(duì)電路進(jìn)行自檢，當(dāng)自檢正常時(shí)，啟動(dòng)交流電力電子開(kāi)關(guān)接通輸電線路，當(dāng)自檢發(fā)生異常時(shí)，保持關(guān)斷狀態(tài)，進(jìn)行報(bào)警并顯示異常的情況。
【文檔編號(hào)】H02H3/32GK103746336SQ201310686068
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】陳小龍, 李剛 申請(qǐng)人:陳小龍