CN100576674C - 一种使漏电保护无动作死区的方法及其断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无动作死区漏电保护的方法及其断路器，由壳体和上带电源供给电路、电气检测电路、控制电路和动作执行机构的电气线路板构成，采用在电源供给电路中设置有带PE输入接地线整流支路的扩展型全波桥式整流电路、电气检测电路中设置有带次级线圈的零序电流互感器及LED漏电指示灯、控制电路中的IC控制芯片的控制信号输出脚上设置有工作模式选择开关的方法，确保控制电路在任何情况下都有正常工作电压，无论是相线上、还是中线上发生非正常状况时都能驱动动作执行机构实施跳闸、切断电源的保护功能，使本发明的漏电保护断路器成为名符其实的具有覆盖全范围漏电保护功能、无动作死区的漏电保护断路器，具有很强的实用性。

Description

一种使漏电保护无动作死区的方法及其断路器

技术领域

本发明涉及一种电气保护技术领域，特别是一种使漏电保护功能覆盖全范围、无动作死区的方法及其断路器。

背景技术

目前常用的单相漏电保护器都必须在输入端有电压存在的情况下才能正确动作，一旦供电线路中的中线(俗称零线)断线时，负载一侧发生人畜触电事故及人为窃电等造成的“一线一地”违章使用情况时，均会失去自动跳闸功能，此时实际上是最危险时期，因为相线(火线)通过断路器与负载电气相连，而客观上又容易给人造成供电线路已停电的假象，所以很容易引发触电事故或引发意外火灾事故，因此，现有技术的单相漏电保护器的保护功能不能覆盖全范围、存有一定的工作死区，故从安全性、实用性和经济性角度考虑，欠理想。

发明内容

本发明的目的是要提供一种使漏电保护无动作死区的方法及其断路器。

本发明的使漏电保护无动作死区的方法是这样的：在包含有电源供给电路、电气检测电路、控制电路和动作执行机构的漏电保护断路器中，将电源供给电路中的桥式整流电路设置成由六只整流管构成的三支路六管式整流电路，其中四只构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，其余二只构成支路的中间联接点与输入接地线PE电气相连，使之在供电线路中的中线断开的情况下仍能执行正常整流工作，确保向控制电路提供正常工作电压，在控制电路中IC控制芯片的控制信号输出脚上增加设置有工作模式控制开关，使之在工作模式控制开关处于闭合状态下执行具有窃电性漏电显示功能的防窃电保护模式，以使控制电路无论在电路中发生窃电性漏电、触电事故引发的漏电或者中线意外断线的情况下都能正常地输出控制信号，驱使动作执行机构工作，驱动跳闸、切断工作电源或显示窃电性漏电，实现覆盖全范围、无动作死区的漏电保护。

基于本发明方法的无动作死区漏电保护断路器，主体由外部壳体和内部电气线路板构成，壳体上设置有电源相线Φ、中线N的输入接线柱及输出接线柱，内部电气线路板上包含设置有电源供给电路、电气检测电路、控制电路和动作执行机构，特征在于：所述的壳体上还设置有输入接地线PE的接线柱；所述的电源供给电路中包含有电源相线、中线、接地线及扩展型桥式全波整流电路和由电阻器R1和电容器C1构成的RC滤波器，所述的电气检测电路中包含有零序电流互感器ZCT、漏电指示灯及控制漏电指示灯工作灵敏度的调节电阻器RT1，所述的控制电路包含有IC控制芯片及其外围元件、限流电阻、分压电阻和稳压器件、可控硅SCR及其触发电路，所述的动作执行机构中包含有脱扣线圈L及电气闸刀。其中：所述的扩展型桥式全波整流电路系由整流管D1、D2、D3、D4、D5和D6构成的三支路六管式整流电路，由D1和D2、D3和D4构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，由D5和D6构成支路的中间联接点与输入接地线PE电气相连；所述的RC滤波器设置在扩展型桥式全波整流电路的电压输出线上；所述的电源相线、中线从零序电流互感器中穿越而过，在所述的零序电流互感器上绕设有次级线圈，所述的次级线圈的输出端的一端与IC控制芯片的信号输入脚电气相连，另一端经限流电阻R1后与IC控制芯片的另一信号输入脚电气相连，此外在次级线圈的输出端间还并联设置有漏电指示灯及控制漏电指示灯工作灵敏度的调节电阻器RT1；所述的IC控制芯片及其外围元件设置在扩展型桥式全波整流电路的电压输出端与零序电流互感器上的次级线圈感应输出端之间，上面包含设置有与信号控制输出端电气相连的工作状态控制开关K、RC滤波电路、可控硅SCR及其触发电路；此外，在相线和中线之间还设置有防浪涌冲击型压敏电阻器及由模拟漏电电阻器RS和微动试验按钮开关CN构成的模拟漏电试验电路。

工作时，由电源供给电路向控制电路正常工作电压，使控制电路处于等待工作状态，零序电流互感器负责监视检测供电回路中中线和相线的电流变化情况，在正常工作状态下，相线上的电流与中线上的电流应方向相反、大小相等，差值为零，其次级线圈中的感应电流理论上应当为零。而当供电回路中有非正常情况发生时，零序电流互感器上检测到不平衡的电流，在次级线圈中产生感应电势，发出漏电信号，IC控制芯片接收到漏电信号，经整定放大后，输出控制信号，驱使可控硅导通，于是设置有脱扣线圈的工作回路通电工作，驱动跳闸，切断供电电源，发挥正常的漏电保护功能。若中线发生断线情况时，原有的桥式整流电路因不成回路而不能正常工作，无法向控制电路提供正常工作电压，但在本发明中，由于增加设置了带有输入接地线PE，中线的断线不影响整流电路工作，所以仍然可以正常地向控制电路供电，确保控制电路在任何情况下都能正常工作，驱动跳闸。

此外，在本发明中，在IC控制芯片的控制信号输出脚上设置有工作模式控制开关，其作用是：当工作模式控制开关处于闭合状态时，一旦IC控制芯片发出控制信号，由于可控硅触发电路上不能建立触发电压，使可控硅不具备触发条件，脱扣线圈不通电工作，因而不跳闸，但漏电指示灯仍可亮，可供用作特殊情况下的窃电显示；当开关处于断开状态时，一旦IC控制芯片发出控制信号，可控硅触发电路上能建立触发电压，使可控硅具备触发条件，可控硅即触发工作，脱线圈通电工作，驱动跳闸。据此，本发明的无动作死区漏电保护断路器可以按需设置工作模式，当控制开关处于闭合状态时成为具有窃电显示功能的防窃电模式，或者使之处于断开状态，成为具有跳闸、切断电源功能的漏电保护模式。

基于上述构思的本发明使漏电保护无动作死区的方法及其断路器，由于在电源供给电路中设置了带输入接地线PE的扩展型全波整流电路，不仅保持了现有技术保护断路器的基本功能，而且还具有中线断线状态下正常工作的功能，极大地扩展了保护范围，而且还通过在IC控制芯片的控制信号输出脚上增加设置工作模式控制开关的方法，扩展了保护的工作模式，使本发明的漏电保护断路器既具有窃电显示的保护功能，又具有无论是相线上、还是中线上发生非正常状况时的跳闸、切断电源的保护功能，成为名符其实的具有覆盖全范围漏电保护功能的无动作死区漏电保护断路器，由上可见，本发明的使漏电保护无动作死区的方法是可行的，基于本发明方法的使漏电保护无动作死区的断路器具有结构合理且工作可靠、使用方便且用电安全，而且还可以按需选择工作模式，具有明显的技术上的先进性、使用时的安全性和很强的实用性，是现有漏电断路保护器的理想更新换代产品。

附图说明

图1是本发明实施例的基本结构示意图；

图2是本发明实施例的电气工作原理图。

图中：

1.壳体  2.电气线路板  3.电源供给电路  4.电气检测电路

5.控制电路  6.动作执行机构  7.IC控制芯片  8.电气闸刀

9.次级线圈  10.相线Φ输入接线柱  11.中线N输入接线柱

12.相线Φ输出接线柱  13.中线N输出接线柱  14.输入接地线PE接线柱

15.LED漏电指示灯  16.微动试验按钮开关

具体实施方式

下面结合附图及典型实施例对本发明作进一步说明。

在图1和图2中，本发明的使漏电保护无动作死区的断路器主体由外部壳体1和内部电气线路板2构成，壳体1上设置有电源相线Φ的输入接线柱10、中线N的输入接线柱11及相线Φ输出接线柱12和中线N输出接线柱13，内部电气线路板2上包含设置有电源供给电路3、电气检测电路4、控制电路5和动作执行机构6，特征在于：所述的壳体1上还设置有输入接地线PE的接线柱14；所述的电源供给电路3中包含有电源相线Φ、中线N、输入接地线PE及由整流管D1-D6构成、D5和D6的联接点上设置有输入接地线PE的扩展型桥式全波整流电路及由电阻器R1和电容器C1构成的RC电源滤波器；所述的电气检测电路4中包含有零序电流互感器ZCT、调节电阻器RT1及LED漏电指示灯15，所述的控制电路5包含有IC控制芯片7及其外围元件、限流电阻、分压电阻和稳压器件、可控硅SCR及其触发电路；所述的动作执行机构6中包含有脱扣线圈L及电气闸刀8。其中：所述的扩展型桥式全波整流电路系由整流管D1、D2、D3、D4、D5和D6构成的三支路六管式整流电路，由D1和D2、D3和D4构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，由D5和D6构成支路的中间联接点与输入接地线PE电气相连；所述的由电阻器R1和电容器C1构成的RC电源滤波器设置在所述的桥式整流电路的电压输出线上；所述的电源相线Φ、中线N穿越设置在零序电流互感器ZCT中，所述的零序电流互感器上绕设有次级线圈9，所述的次级线圈9的输出端的一端与IC控制芯片7的信号输入脚电气相连，另一端经限流电阻R1后与IC控制芯片7的另一信号输入脚电气相连，此外在次级线圈的输出端间还并联设置有LED漏电指示灯15及控制LED漏电指示灯15工作灵敏度的调节电阻器RT1；所述的IC控制芯片7及其外围元件设置在扩展型桥式全波整流电路的电压输出端与零序电流互感器ZCT上的次级线圈9感应输出端间，上面包含设置有工作模式控制开关K、滤波电路、隔离电容、可控硅及其触发电路；此外，在相线Φ和中线N之间还设置有防浪涌冲击型压敏电阻器AMR及由模拟漏电电阻Rs和微动试验按钮开关CN 16构成的模拟漏电试验电路。

Claims (8)

1.一种使漏电保护无动作死区的方法，其特征在于：在包含有电源供给电路、电气检测电路、控制电路和动作执行机构的漏电保护断路器中，将电源供给电路中的桥式整流电路设置成由六只整流管构成的三支路六管式整流电路，其中四只构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，其余二只构成支路的中间联接点与输入接地线PE电气相连，使之在供电线路中的中线断开的情况下仍能执行正常整流工作，确保向控制电路提供正常工作电压，在控制电路中IC控制芯片的控制信号输出脚上增加设置有工作模式控制开关，使之在工作模式控制开关处于闭合状态下执行具有窃电性漏电显示功能的防窃电保护模式，使控制电路无论在电路中发生窃电性漏电、触电事故引发的漏电或者中线意外断线的情况下都能正常地输出控制信号，驱使动作执行机构工作，驱动跳闸、切断工作电源或显示窃电性漏电，实现覆盖全范围、无动作死区的漏电保护。

2.一种依据权利要求1所述的方法设置的无动作死区漏电保护断路器，由外部壳体(1)和内部电气线路板(2)组成，壳体(1)上设置有电源相线Φ输入接线柱(10)、中线N的输入接线柱(11)及相线Φ输出接线柱(12)和中线N输出接线柱(13)，电气线路板(2)上包含设置有电源供给电路(3)、电气检测电路(4)、控制电路(5)和动作执行机构(6)，其特征在于：

a)所述的壳体(1)上还设置有输入接地线PE接线柱(14)；

b)所述的电源供给电路(3)中包含有电源相线Φ、中线N、输入接地线PE及由整流管D1、D2、D3、D4、D5和D6构成、且在D5和D6的联接点上设置有输入接地线PE的扩展型桥式全波整流电路及由电阻器R1和电容器C1构成的RC电源滤波器；

c)所述的电气检测电路(4)中包含设置有零序电流互感器ZCT、漏电指示灯(15)及其工作灵敏度调节电阻器RT1；

d)所述的控制电路(5)中包含设置有IC控制芯片(7)及其外围元件、限流电阻、分压电阻和稳压器件、可控硅SCR及其触发电路；

e)所述的动作执行机构(6)中包含有脱扣线圈L及电气闸刀(8)。

3.根据权利要求2所述的无动作死区漏电保护断路器，其特征在于所述的扩展型桥式全波整流电路系由整流管D1、D2、D 3、D4、D5和D6构成的三支路六管式整流电路，由D1和D2、D3和D4构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，由D5和D6构成支路的中间联接点与输入接地线PE电气相连。

4.根据权利要求2所述的无动作死区漏电保护断路器，其特征在于所述的RC电源滤波器设置在扩展型桥式全波整流电路的电压输出线上。

5.根据权利要求2所述的无动作死区漏电保护断路器，其特征在于所述的零序电流互感器ZCT中间穿越设置有电源相线Φ和中线N，上面绕设有次级线圈(9)。

6.根据权利要求5所述的无动作死区漏电保护断路器，其特征在于所述的次级线圈(9)的输出端的一端与IC控制芯片(7)的一个信号输入脚电气相连，另一端经限流电阻R1后与IC控制芯片(7)的另一个信号输入脚电气相连，在次级线圈(9)的输出端间还并联设置有漏电指示灯(15)及调节电阻器RT1。

7.根据权利要求2所述的无动作死区漏电保护断路器，其特征在于所述的IC控制芯片(7)设置在扩展型桥式全波整流电路的电压输出端与零序电流互感器ZCT上的次级线圈(9)感应输出端间，上面包含设置有工作模式控制开关K、滤波电路、隔离电容、可控硅及其触发电路。

8.根据权利要求2所述的无动作死区漏电保护断路器，其特征在于所述的相线Φ和中线N之间还设置有防浪涌冲击型压敏电阻器AMR及由模拟漏电电阻器RS和微动试验按钮开关CN(16)构成的模拟漏电试验电路。

Images