帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，包括斷路開關(guān)和漏電/過壓保護(hù)部分，漏電/過壓保護(hù)部分包括過壓保護(hù)組件、零序電流互感器、電磁繼電器、脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)、漏電保護(hù)觸發(fā)電路；過壓保護(hù)組件包括位于包封層內(nèi)的壓敏電阻片和PTC熱敏電阻片，壓敏電阻片的一面電極與熱敏電阻片的一面電極緊密連接在一起，壓敏電阻片的另一面電極和熱敏電阻片的另一面電極分別焊接引線，形成引出端；電磁繼電器通電吸合時，推動脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)使斷路開關(guān)斷開；漏電保護(hù)觸發(fā)電路分別與電磁繼電器及零序電流互感器相連接；過壓保護(hù)組件的兩個引出端并聯(lián)在斷路開關(guān)的負(fù)載端。本發(fā)明具有過電壓保護(hù)功能，且安全性與可靠性大大高于現(xiàn)有技術(shù)的漏電斷路器。
【專利說明】帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漏電斷路器，特別涉及一種帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器。

【背景技術(shù)】
[0002]漏電斷路器(或稱漏電開關(guān))是普遍采用的低壓配電開關(guān)電器，用于保護(hù)人身安全。
[0003]由于供電網(wǎng)故障、設(shè)備投切、錯相、線路諧振等原因，常會導(dǎo)致供電線路發(fā)生工頻過電壓故障，工頻過電壓會使用電設(shè)備過負(fù)荷甚至燒毀。
[0004]一般的漏電斷路器不具有過電壓保護(hù)功能，現(xiàn)有幾種公開技術(shù)在漏電斷路器上實現(xiàn)過電壓保護(hù)功能，但都存在缺陷與不足:例如采用壓敏電阻單獨或再串聯(lián)1只限流電阻的方法(實用新型專利200520075916.x ；200520075915.5等)，當(dāng)輸入電源線路發(fā)生過電壓達(dá)到壓敏電阻的擊穿電壓時，壓敏電阻阻值降低，有電流流過，該電流使零序電流互感器二次側(cè)產(chǎn)生電壓信號，啟動電子開關(guān)(可控硅或其他開關(guān)電路)使繼電器動作，推動開關(guān)動作。但是該技術(shù)存在很大缺陷，由于工頻過電壓的不確定性，壓敏電阻具有強(qiáng)非線性特性，在較高過電壓時壓敏電阻和與之串聯(lián)的限流電阻很容易被瞬間過電流損壞，采用這種技術(shù)反而使得漏電斷路器存在燃燒爆炸的安全隱患。又例如另一些公開的技術(shù)(實用新型專利200820143599.4 ;實用新型專利201220380324.9，等)，采用電子電路對電源輸入電壓進(jìn)行檢測處理，判斷電源電壓不正常時啟動脫扣機(jī)構(gòu)切斷供電回路。這種技術(shù)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、產(chǎn)品成本高，而且所增加的電子電路本身就極易受到過電壓破壞，因此這種技術(shù)制作的漏電斷路器可靠性不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，不僅具有漏電保護(hù)功能，而且具有過電壓保護(hù)功能，其安全性與可靠性大大高于現(xiàn)有技術(shù)的漏電斷路器。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，包括斷路開關(guān)和漏電/過壓保護(hù)部分，所述斷路開關(guān)可以為具有過載與短路保護(hù)功能的斷路開關(guān)，也可以為不具有過載與短路保護(hù)功能的斷路開關(guān)；所述漏電/過壓保護(hù)部分包括過壓保護(hù)組件、零序電流互感器、電磁繼電器、脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)、漏電保護(hù)觸發(fā)電路；
[0008]所述過壓保護(hù)組件包括位于包封層內(nèi)的壓敏電阻片和PTC熱敏電阻片，所述壓敏電阻片的一面電極與PTC熱敏電阻片的一面電極緊密連接在一起，所述壓敏電阻片的另一面電極和所述PTC熱敏電阻片的另一面電極分別焊接引線，形成兩個引出端；
[0009]所述脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)分別與電磁繼電器、斷路開關(guān)機(jī)械連接；
[0010]所述脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)通過電磁繼電器的吸合動作而工作，當(dāng)電磁繼電器通電吸合時，推動機(jī)械脫扣裝置使斷路開關(guān)斷開；
[0011]所述過壓保護(hù)組件的兩個引出端并聯(lián)在斷路開關(guān)的負(fù)載端(一端連接相線，一端連接零線)，并且使其電流通路穿過零序電流互感器。
[0012]所述電磁繼電器的線圈額定工作電壓為電源相電壓。
[0013]所述漏電保護(hù)觸發(fā)電路與電磁繼電器線圈及零序電流互感器輸出端(二次側(cè))連接，當(dāng)零序電流互感器一次側(cè)電流不為零(有剩余電流)時，連接在漏電保護(hù)觸發(fā)電路中橋式整流輸出端的可控硅SCR導(dǎo)通，從而使串聯(lián)在橋式整流電路輸入端的電磁繼電器得電吸合，推動機(jī)械脫扣裝置使斷路開關(guān)斷開；
[0014]本發(fā)明的通過采用壓敏電阻片與PTC熱敏電阻片緊貼熱耦合組成的過壓保護(hù)組件，當(dāng)電源電壓超過壓敏電阻的壓敏電壓，本發(fā)明的過壓保護(hù)組件有電流流過，導(dǎo)致零序電流互感器一次側(cè)電流不為零(有剩余電流)，從而使脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)動作，切斷電源回路，以保護(hù)負(fù)載不被過電壓破壞。
[0015]本發(fā)明可以制作單相帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，也可以制作三相帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，單相帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器中，所述過壓保護(hù)組件個數(shù)為一個，三相帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器中，所述過壓保護(hù)組件個數(shù)為三個。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果:本發(fā)明的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，過壓保護(hù)組件由壓敏電阻片與PTC熱敏電阻片緊貼熱耦合組成，當(dāng)電源電壓過大(遠(yuǎn)大于壓敏電阻的壓敏電壓時)，壓敏電阻片和PTC熱敏電阻片都會有較大電流流過，兩個元件發(fā)熱會使PTC熱敏電阻片達(dá)到其居里點，PTC熱敏電阻片溫度超過居里點后電阻值迅速升高，避免壓敏電阻片過熱燒毀。采用現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)電源電壓過大(遠(yuǎn)大于壓敏電阻的壓敏電壓時)，壓敏電阻片有較大電流流過，壓敏電阻可能由于承受過大能量失去熱平衡而爆炸燃燒，特別是當(dāng)電磁繼電器線圈損壞，或漏電保護(hù)觸發(fā)電路失效時，脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)不能使開關(guān)斷開，壓敏電阻更易因高電壓過負(fù)荷燃燒爆炸。而使用本發(fā)明的過壓保護(hù)組件，即使脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)失效，本發(fā)明的過壓保護(hù)組件也能長期承受較高電壓而不被破壞，從而避免發(fā)生爆炸燃燒安全事故。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的實施例的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器(單相)的電路連接示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的實施例的過壓保護(hù)組件的示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的實施例的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器(三相)的電路連接示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，本實施例的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，包括斷路開關(guān)和漏電/過壓保護(hù)部分，所述斷路開關(guān)為通用的具有過載與短路保護(hù)功能的斷路開關(guān)8 (圖中L/N為電源端，Ll/Ν為負(fù)載端)；所述漏電/過壓保護(hù)部分包括過壓保護(hù)組件1、零序電流互感器2、電磁繼電器3、漏電保護(hù)觸發(fā)電路4、脫口聯(lián)動機(jī)構(gòu)5 ;還包括試驗電阻6和試驗按鈕7。
[0023]所述脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)通過電磁繼電器的吸合動作而工作，當(dāng)電磁繼電器通電吸合時，推動機(jī)械脫扣裝置使斷路開關(guān)斷開。
[0024]如圖1所示，所述過壓保護(hù)組件的兩端并聯(lián)在斷路開關(guān)的負(fù)載端(Ll/Ν)，并且使其電流通路穿過零序電流互感器。
[0025]所述試驗電阻和試驗按鈕串聯(lián)后與過壓保護(hù)組件并聯(lián)；試驗電阻和試驗按鈕用于試驗帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器是否能正常工作。
[0026]所述漏電保護(hù)觸發(fā)電路與電磁繼電器線圈及零序電流互感器輸出端(二次側(cè))相連接。
[0027]如圖2所示，本實施例的過壓保護(hù)組件包括位于包封層內(nèi)的壓敏電阻片11和PTC熱敏電阻片12，所述壓敏電阻片11的一面電極與PTC熱敏電阻片12的一面電極緊密連接在一起，所述壓敏電阻片的另一面電極和所述PTC熱敏電阻片的另一面電極分別焊接引線13和引線14。
[0028]如圖1所示，本實施例的漏電保護(hù)觸發(fā)電路包括由四個二極管Dl?D4(1N4007)組成的橋式整流電路、連接在橋式整流電路輸出端的可控硅，以及由電容器Cl，電阻器Rl和R2，穩(wěn)壓二極管VDl組成的可控硅觸發(fā)電路，當(dāng)零序電流互感器一次側(cè)電流不為零(有剩余電流)時，零序電流互感器輸出端(二次側(cè))產(chǎn)生電流使電阻器R2兩端產(chǎn)生電壓，該電壓經(jīng)VDl過濾掉半波后經(jīng)過電阻Rl給電容器Cl充電，Cl充電達(dá)到可控硅SCR門極觸發(fā)電壓后使SCR導(dǎo)通，從而使串聯(lián)在橋式整流電路輸入端的電磁繼電器得電吸合，推動機(jī)械脫扣裝置使斷路開關(guān)斷開。
[0029]本實施例選用直徑/厚度約為10.0/1.9mm，壓敏電壓VlmA = 315V±5%的壓敏電阻片；選用直徑/厚度約為4.5/3.0mm，室溫(25°C )阻值200?300歐姆，居里溫度為115°C的PTC熱敏電阻片，按上述實施方式制作過壓保護(hù)組件。
[0030]對本實施例的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器進(jìn)行保護(hù)性能測試:
[0031]I)過電壓保護(hù)試驗:將本實施例制作的單相帶過電壓保護(hù)漏電斷路器連接可調(diào)電壓源，當(dāng)初始狀態(tài)為合閘，當(dāng)電壓源電源低于265VAC時，本實施例帶過電壓保護(hù)漏電斷路器不動作；當(dāng)電壓源電壓調(diào)節(jié)到大于295VAC時，本實施例的帶過電壓保護(hù)漏電斷路器跳閘實現(xiàn)保護(hù)；當(dāng)電壓源電壓調(diào)節(jié)到265?295VAC范圍，本實施例的帶過電壓保護(hù)漏電斷路器將根據(jù)制作過壓保護(hù)組件時采用的壓敏電阻器壓敏電壓參數(shù)動作，最低動作電壓265VAC，最高不動作電壓295VAC。該范圍可通過改變前述過壓保護(hù)組件中壓敏電阻參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0032]將本實施例制作的單相帶過電壓保護(hù)漏電斷路器連接可調(diào)電壓源，當(dāng)初始狀態(tài)為斷開，當(dāng)電壓源電源低于265VAC時，將斷路器合閘，本實施例的帶過電壓保護(hù)漏電斷路器不動作；當(dāng)電壓源電壓調(diào)節(jié)到大于295VAC時，本實施例的帶過電壓保護(hù)漏電斷路器不能合閘(合閘瞬間跳閘保護(hù))，當(dāng)電壓源電壓調(diào)節(jié)到265?295VAC范圍，本實施例的帶過電壓保護(hù)漏電斷路器將根據(jù)制作過壓保護(hù)組件時采用的壓敏電阻器壓敏電壓參數(shù)動作，最低不能合閘電壓265VAC，最高可合閘電壓295VAC。該范圍可通過改變前述過壓保護(hù)組件中壓敏電阻參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0033]2)特別高過電壓試驗:當(dāng)初始狀態(tài)為電源電壓低于265VAC，且本發(fā)明的帶過壓保護(hù)漏電斷路器處于合閘狀態(tài)，將電壓源輸出電壓調(diào)節(jié)到450VAC，本實施例的帶過壓保護(hù)漏電斷路器瞬間跳閘以保護(hù)負(fù)載，反復(fù)試驗50次，本實施例的產(chǎn)品都能夠識別高電壓而及時跳閘，將電源與負(fù)載斷開。當(dāng)初始狀態(tài)為本發(fā)明帶過壓保護(hù)漏電斷路器處于開路狀態(tài)，將電源電壓調(diào)節(jié)到450VAC，此時將本發(fā)明產(chǎn)品合閘，合閘瞬間即產(chǎn)生保護(hù)動作，反復(fù)試驗都不能合閘，避免負(fù)載被電源高電壓破壞。
[0034]3)脫扣機(jī)構(gòu)失效時的安全性試驗:將本實施例的帶過電壓保護(hù)漏電斷路器內(nèi)部電磁繼電器線圈斷開，將電壓源輸出電壓調(diào)節(jié)到450VAC，將漏電斷路器合閘持續(xù)1小時，本實施例的漏電斷路器雖然不動作，但本實施例產(chǎn)品內(nèi)的過壓保護(hù)組件沒有因過電壓而燒毀。對比試驗采用現(xiàn)有技術(shù)，按照類似實用新型專利200520075916.x的電路連接方式，采用壓敏電阻與一個固定電阻器(300歐姆)串聯(lián)代替圖1中的過壓保護(hù)組件，斷開繼電器線圈，當(dāng)電源電壓調(diào)至450VAC，該對比樣品內(nèi)部壓敏電阻器爆燃。
[0035]實施例2
[0036]如圖3所示，本實施例的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，包括斷路開關(guān)部分和漏電/過壓保護(hù)部分，所述斷路開關(guān)為通用的三相具有過載與短路保護(hù)功能的斷路開關(guān)8 (圖中A、B、C、為電源端的三條相線，U、V、W為負(fù)載端的三條相線)；所述漏電/過壓保護(hù)部分包括三個過壓保護(hù)組件1、零序電流互感器2、電磁繼電器3、漏電保護(hù)觸發(fā)電路4、脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)5 ;還包括試驗電阻6和試驗按鈕7。
[0037]所述過壓保護(hù)組件包括位于包封層內(nèi)的壓敏電阻片和PTC熱敏電阻片，所述壓敏電阻片的一面電極與PTC熱敏電阻片的一面電極緊密連接在一起，所述壓敏電阻片的另一面電極和所述PTC熱敏電阻片的另一面電極分別焊接引線，形成兩個引出端。
[0038]所述脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)通過電磁繼電器的吸合動作而工作，當(dāng)電磁繼電器通電吸合時，推動機(jī)械脫扣裝置使斷路開關(guān)斷開。
[0039]所述三個過壓保護(hù)組件的一端分別連接斷路開關(guān)負(fù)載端的三條相線(U、V、W)，另一端都連接零線N，并且使其電流通路都穿過零序電流互感器。
[0040]所述試驗電阻和試驗按鈕串聯(lián)后與三個過壓保護(hù)組件中的一個并聯(lián)；試驗電阻和試驗按鈕用于試驗帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器是否能正常工作。
[0041]所述脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)通過電磁繼電器的吸合動作而工作，當(dāng)電磁繼電器通電吸合時，推動機(jī)械脫扣裝置使斷路開關(guān)斷開；
[0042]所述漏電保護(hù)觸發(fā)電路與電磁繼電器線圈及零序電流互感器輸出端(二次側(cè))相連接。
[0043]所述漏電保護(hù)觸發(fā)電路與實施例1相同。
[0044]測試結(jié)果:三相中任意一相電壓過壓都會使本實施例的帶過電壓保護(hù)漏電斷路器動作。特別高過電壓試驗和脫扣機(jī)構(gòu)失效時的安全性試驗結(jié)果與實施例1相同。
[0045]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，包括斷路開關(guān)和漏電/過壓保護(hù)部分，其特征在于，所述漏電/過壓保護(hù)部分包括過壓保護(hù)組件、零序電流互感器、電磁繼電器、脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)和漏電保護(hù)觸發(fā)電路； 所述過壓保護(hù)組件包括位于包封層內(nèi)的壓敏電阻片和PTC熱敏電阻片，所述壓敏電阻片的一面電極與PTC熱敏電阻片的一面電極緊密連接在一起，所述壓敏電阻片的另一面電極和所述PTC熱敏電阻片的另一面電極分別焊接引線，形成兩個引出端； 所述脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)分別與電磁繼電器、斷路開關(guān)機(jī)械連接； 所述脫扣聯(lián)動機(jī)構(gòu)通過電磁繼電器的吸合動作而工作，當(dāng)電磁繼電器通電吸合時，推動機(jī)械脫扣裝置使斷路開關(guān)斷開； 所述漏電保護(hù)觸發(fā)電路分別與電磁繼電器的線圈及零序電流互感器的輸出端相連接; 所述過壓保護(hù)組件的兩個引出端并聯(lián)在斷路開關(guān)的負(fù)載端的相線和零線上，并且使其電流通路穿過零序電流互感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，其特征在于，當(dāng)斷路開關(guān)為單相電源開關(guān)時，所述過壓保護(hù)組件個數(shù)為一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶過壓保護(hù)功能的漏電斷路器，其特征在于，當(dāng)斷路開關(guān)為三相電源開關(guān)時，所述過壓保護(hù)組件個數(shù)為三個。
【文檔編號】H02H3/32GK104392871SQ201410649620
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】盧振亞, 黃祖映 申請人:華南理工大學(xué)