CN100370568C - 减少能源消耗的接地故障断路器的动作机构 - Google Patents

减少能源消耗的接地故障断路器的动作机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减少能源消耗的接地故障断路器的动作机构。其中，接地故障断路器的动作机构，包括：一个永磁体，位于与一个软磁体邻近的位置；一个软磁体，位于一个套筒内，该软磁体在磁力的作用下带动动触点上下移动；一个接通线圈，缠绕在套筒的近永磁体的一端；一个分断线圈，缠绕在套筒的远永磁体的一端；其中，当接通线圈短时间通电时，产生一个上拉磁力，使软磁体上移，与永磁体吸合，由此使软磁体带动动触点与静触点接触；当分断线圈短时间通电时，产生一个下拉磁力，使软磁体下移，与永磁体分离，由此使软磁体带动动触点与静触点脱离接触。

Description

减少能源消耗的接地故障断路器的动作机构
技术领域
本发明涉及一种接地故障保护装置，特别涉及减少能源消耗的接地故障断路器的动作机构。
背景技术
由于接地故障断路器能有效防止人身触电、电气设备及火灾事故。因而得到广泛应用。接地故障断路器是通过动作机构实施接地故障短路保护的，即，在正常状态下，通过电磁线圈通电后的磁力作用保持通电触点接通，而在发生接地故障时，通过切断电磁线圈的工作电源，断开通电触点。由此可见，目前的接地故障断路器需要消耗可观的电能来维持断路器的正常工作。
发明内容
本发明的目的是提供减少能源消耗的接地故障断路器的动作机构。
实现上述目的接地故障断路器的动作机构，包括：
一个永磁体，位于与一个软磁体邻近的位置；
一个软磁体，位于一个套筒内，该软磁体在磁力的作用下带动动触点上下移动；
一个接通线圈，缠绕在套筒的近永磁体的一端；
一个分断线圈，缠绕在套筒的远永磁体的一端；
其中，当接通线圈短时间通电时，产生一个上拉磁力，使软磁体上移，与永磁体吸合，由此使软磁体带动动触点与静触点接触；当分断线圈短时间通电时，产生一个下拉磁力，使软磁体下移，与永磁体分离，由此使软磁体带动动触点与静触点脱离接触。
其中，所述套筒内设有一个定位弹簧，其一端固定连接套筒，其另一端固定连接软磁体。这样在分断线圈通电时，可以利用分断线圈和定位弹簧的恢复弹力，使软磁体脱离永磁体。
其中，所述软磁体与平衡架形成一体。
其中，所述平衡架的两侧分别设有绝缘的平衡调整块，所述软磁体通过平衡调整块带动动触点移动。
其中，所述软磁体是软磁棒。
由此可见，由于本发明的接地故障断路器的动作机构的两个线圈仅仅在短时间内消耗电能，并且在接通期间是零功耗接通，因此可以节约大量能源。
由于本发明在复位期间和故障保护期间，仅仅在短时间内消耗电能，并且在接通期间是零功耗接通，因此可以节约大量能源。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的接地故障断路器的动作机构的示意图，其中永磁体与软磁体处于未吸合状态；
图2是本发明的接地故障断路器的动作机构的示意图，其中永磁体与软磁体处于吸合状态；
图3是本发明的电路图。
具体实施方式
图1和图2示出了本发明的接地故障断路器的动作机构的示意图，包括：
一个永磁体202，位于与一个软磁体312邻近的位置；
一个软磁体312，位于一个套筒内，该软磁体312在磁力的作用下带动动触点305上下移动；
一个接通线圈310，缠绕在套筒的近永磁体202的一端；
一个分断线圈311，缠绕在套筒的远永磁体202的一端；
其中，当接通线圈310短时间通电时，产生一个上拉磁力，使软磁体上移，与永磁体吸合，由此使软磁体312带动动触点305与静触点203接触；当分断线圈311短时间通电时，产生一个下拉磁力，使软磁体312下移，与永磁体202分离，由此使软磁体312带动动触点305与静触点203脱离接触。
其中，所述套筒内设有一个定位弹簧307，其一端固定连接套筒，其另一端固定连接软磁体312。这样在分断线圈311通电时，可以利用分断线圈311和定位弹簧307的恢复弹力，使软磁体307脱离永磁体202。
其中，所述软磁体312与平衡架308形成一体。
其中，所述平衡架308的两侧分别设有绝缘的平衡调整块309，所述软磁体312通过平衡调整块309带动动触点305移动。
其中，所述软磁体312是软磁棒。
由于本发明的接地故障断路器的动作机构的两个线圈仅仅在短时间内消耗电能，在接通期间是零功耗接通，因此可以节约大量能源。
根据图1、图2所示的结构，可以得到减少接地故障断路器的动作机构能源消耗的方法，该方法包括：
在复位时，利用接通线圈(310)短时间通电产生的磁场，提供一个启动磁力，以促使一个软磁体沿一个方向移动，并与一个永磁体吸合，由此使软磁体带动通电动触点(305)与通电静触点(203)接触，从而保持断路器的通电状态；
在发生接地、反接线或者其它故障时，利用分断线圈(311)短时间通电产生的磁场，提供一个分断磁力，使软磁体(312)沿相反反向移动，从而使通电动触点(305)脱离与静触点(203)的接触，由此切断电源。
由于本发明在复位期间和故障保护期间，仅仅在短时间内消耗电能，因此可以节约大量能源。
下面结合图1和图2说明本发明的工作过程。
在初始状态时，在定位弹簧307作用下，如图1所述GFCI处分断状态，当按下复位键(RESET)时(相对于图3中K3)接通线圈310(相对于图3中线圈J1)带电，形成上拉磁场，在该磁场的磁力作用下，软磁棒312迅速上移，使软磁棒312与永磁体202吸合，因平衡架308与软磁棒312为一体，因而平衡同时上移带动动触片305上移。与静触片203接通完成GFCI接通过程，其接通状态如图2所示。
反之，当因故障电流及其他原因，使分断线圈312带电，形成下拉磁场，此时软磁体312下拉电磁力和定位弹簧307合为大于永磁体和软磁体吸合力，使平衡架迅速下移，至使GFCI分断。
从上面分析可看出正要动作机构特点为：1、GFCI接通和保持依靠永磁体和软磁体的电磁吸合力，不需要接通线圈通电因而没有功耗。2、GFCI不同其他GFCI用机械力接通，而用电磁力接通分断适合于远程控制。
下面结合图3对GFCI的电路原理进行详细说明
GFCI电路由传感器，电子线路，接地故障检测电路和动作控制机构组成。
传感器由检测磁环(零序电流互感器)N1和中性误接地保护线圈N2组成。
电子电路由直流电源，IC放大电路，中性误接地保护电路，GFCI接通电路，分断控制电路组成。
线圈J2一端与LINE连接，另一端与二极管D1正极相连。D1另一端IC 5脚连接，电源经二极管D1整流供IC约27V工作直流电源。
复位(RESET)按钮K3一端与D1负端连接，另一端与电容C7和电阻R4连接，电容C7和电阻R4另一端与电容C8和电阻R3连接，电容C8和电阻R3另一端接地，当K3按下时，接通电路产生一个脉冲信号使SCR VD5导通，接通线圈J1带电，GFCI接通。
检测磁环N1一端与IC 3脚连接另一端经过电阻R1与IC 2脚连接，电阻R2一端与IC 1脚连接，R2另一端与IC 2脚连接。分断线圈J2一端与电源连接，J2另一端与可控硅VD7一端连接，可控硅VD7另一端接地，可控硅VD7触发极与IC 7脚连接。当有接地故障电流时，检测磁环二次感应信号经IC放大，其达到设定值(一般为5mA)，IC 7脚输出触发信号，可控硅VD7导通，分断线圈带电，使GFCI分断。
R2值确定GFCI分断故障电流大小。
线圈N1N2构成变压器耦合振荡器，当有中性误接地现象发生时，此振荡器超振，当振幅达到IC阀值时，IC 7脚输出信号，使GFCI分断。

Claims (5)

1.接地故障断路器的动作机构，其特征在于：包括：
一个永磁体(202)，位于与一个软磁体(312)邻近的位置；
一个软磁体(312)，位于一个套筒内，该软磁体(312)在磁力的作用下上下运动，带动动触点(305)上下移动；
一个接通线圈(310)，缠绕在套筒的近永磁体(202)的一端；
一个分断线圈(311)，缠绕在套筒的远永磁体(202)的一端；
其中，当接通线圈(310)短时间通电时，产生一个上拉磁力，使软磁体上移，与永磁体吸合，由此使软磁体(312)带动动触点(305)与静触点(203)接触；当分断线圈(311)短时间通电时，产生一个下拉磁力，使软磁体(312)下移，与永磁体(202)分离，由此使软磁体(312)带动动触点(305)与静触点(203)脱离接触。
2.根据权利要求1所述的接地故障断路器的动作机构，其特征在于：所述套筒内设有一个定位弹簧(307)，其一端固定连接套筒，其另一端固定连接软磁体(312)，这样在分断线圈(311)通电时，利用分断线圈(311)和定位弹簧(307)的恢复弹力，使软磁体(307)脱离永磁体(202)。
3.根据权利要求1所述的接地故障断路器的动作机构，其特征在于：还包括一平衡架(308)其与所述软磁体(312)形成一体。
4.根据权利要求3所述的接地故障断路器的动作机构，其特征在于：所述平衡架(308)的两侧分别设有绝缘的平衡调整块(309)，所述软磁体(312)通过平衡调整块(309)带动动触点(305)移动。
5.根据权利要求1所述的接地故障断路器的动作机构，其特征在于：所述软磁体(312)是软磁棒。
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