CN101010846A - 用于防止电击起因的电源控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于防止电击的断电装置，其在检测到超过预定电压的泄漏电压或红绿灯、街灯等电气结构被淹没时切断供应到这些电气结构上的AC电源，从而防止因淹没或泄漏电压而引起的电击。淹没感测单元的多个淹没感测杆感测金属柱的淹没。泄漏电压传感器的多个泄漏电压感测杆感测泄漏电压。断电信号产生单元在淹没感测单元感测到淹没或泄漏电压传感器感测到超过预定电压的泄漏电压的情况下产生接地电流，并且如果预定的时间过去了，则将AC电元短路到接地端。零相序电流互感器(ZCT)检测接地电流。漏电零相检测器控制断路器和磁开关，以在ZCT检测到接地电流时切断AC电源。断路器检测瞬变电流，以在断电信号产生单元将AC电源线短路的情况下切断AC电源。

Description

用于防止电击起因的电源控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于防止电击起因的电源控制装置。更确切地说，本发明涉及用于防止电击的技术，更具体地说，涉及一种断电装置，其在发生超过预定电压的泄漏电压或电气结构被淹没时，通过切断供应到电气结构的电源来保护用户免受电击。

背景技术

一般来说，街灯和红绿灯等电气结构、工厂和房屋等地方所用的工业设备、电动洗衣机和冰箱等电器有泄漏电流或泄漏电压，或者此类电气结构、工业设备和电器被水淹没时，必须切断供应到其上的电源，以保护用户免受电击。

图1说明了一种传统的断电装置，其能够在此类街灯和红绿灯被水淹没时保护用户免受电击。也就是说，图1说明了传统接地电流切断装置的结构。如图所示，以预定的间距安装多个金属柱100。这多个金属柱100每一个的下部都由多个支架101支撑，并且其上端具有用于显示红绿灯或照明街道的灯(未示出)。

而且，独立于多个金属柱100安装控制单元110，其用于将AC电源供应到多个金属柱100的灯，并控制供应到其上的AC电源。

控制单元110包括断路器111和磁开关113，用于在发生瞬变电流时自动切断AC电源；电源线115，其用于将AC电源供应到多个金属柱100的灯上；零相电流互感器(ZCT)117，其安装在与磁开关113的输出端相连的电源线115上，用于输出漏电检测信号；漏电零相检测器119，其用于控制断路器111和磁开关113以根据ZCT117的漏电检测信号切断供应到灯上的AC电源。

控制单元110按以下方式操作：ZCT117检测在供应到多个金属柱100的灯的AC电源泄漏时流入两根电源线115的电流之间的差异，并输出指示泄漏电流的漏电检测信号。漏电零相检测器119根据ZCT117的漏电检测信号来控制断路器111和磁开关113，以使AC电源不被供应到灯上。而且，断路器111在瞬变电流通过电源线115流到灯上时检测到瞬变电流，然后自动切断AC电源。因此，当有漏电时，控制单元110可以立即切断供应到金属柱侧的AC电源，从而保护用户免遭电击。

在这种电气结构中，电源线115一般铺设在地下，从控制单元110到多个金属柱100的下部。同时，使用其他电源线103(穿过多个金属柱的每一个金属柱内形成的空间)来连接地下的电源线115和安装在多个金属柱上端的灯。因此，通过电源线115和103将AC电源从断路器111和磁开关113供应到灯。

同时，为了将电源线115和其他电源线103电性地相互连接，提供了一个盒子105，其安装于金属柱100上，并大约离地50cm。因此，工人可以通过盒子来电性地连接电源线115和103，然后使用绝缘胶带来将连接线部件117粘牢。尽管盒子105安装在离地大约50cm的位置，但当包括连接线部件117的盒子105被洪水等淹没时，AC电源可能会从其漏到水中。因此，在有AC电源漏到水中的金属柱附近走过的行人可能会受到电击。因此，传统的控制单元110包括ZCT117和漏电零相检测器119，其可以检测AC电源的泄漏，并且如果有的话，控制断路器111和磁开关113切断供应到金属柱侧的AC电源，从而保护行人免受电击。

但是，即使将AC电源从控制单元110供应到金属柱侧115的电源线一般埋在地下，以免受机械损坏，并且与其他线路或装置电性隔离，它们也无法充分与外部环境电性隔离。也就是说，不管是否被淹没，都有相对较少量的泄漏电流通过电源线115的绝缘部分。因此，如果将ZCT117和漏电零相检测器119设置得过于灵敏，它们可能会针对从电源线115的绝缘部分流到地面的相对较小的泄漏电流而操作断路器111和磁开关113，以切断供应到金属柱的灯上的AC电源，从而容易将灯关闭。

为了防止此类问题，将ZCT 117和漏电零相检测器117设置为仅在其检测到预定的泄漏电流时才操作断路器111和磁开关113，以切断AC电源。尽管其根据设置来操作，但由于其允许低于预定泄漏电流的泄漏电流，因此其无法完全防止行人因漏电而遭受电击。

为了解决这个问题，本申请人所申请的韩国实用新型注册第255182号(韩国实用新型申请第20-2001-24190号)公开了一种装置，其包括安装于金属柱内的淹没感测杆，用于感测金属柱的淹没。因此，当淹没感测杆感测到金属柱的淹没时，产生瞬变电流，其通过与继电器的触点接触而流过AC电源线。然后，控制单元110的断路器111检测瞬变电流，以切断供应到金属柱侧的AC电源。

但是，由于韩国实用新型注册第255182号的装置的操作使得用于将AC电源线相互连接起来的接触构件(例如继电器)产生短路电流，因此接触构件的触点容易被短路电流损坏。因此，传统装置的缺点在于，继电器等接触构件、磁开关和MCCB(塑壳断路器)等必须频繁更换。

为了解决这个问题，韩国公开申请第2004-41001号中公开了一种接地电流切断装置。图2和3中公开了韩国公开申请第2004-41001号。

图2是根据本发明的用于防止电击的断电装置的电路图。

如图所示，根据本发明的断电装置包括：泄漏电压和淹没感测单元200，其用于根据淹没感测杆210的操作来感测金属柱100的淹没，并根据多个泄漏电压感测杆220和221的操作来感测超过预定电压的泄漏电压；以及断电信号产生单元230，其用于在泄漏电压和淹没感测单元200感测到金属柱的淹没或超过预定电压的泄漏电压的情况下产生接地电流，并且在预定的时间过去之后将AC电源断路，以使断路器111和磁开关113可以切断供应到金属柱侧的AC电源。

断电信号产生单元230包括操作信号产生单元231，其在继电器RY1根据泄漏电压和淹没感测单元200的控制信号来操作以使继电器RY1的开关RYS1执行接触操作时产生断电操作信号；短路电流产生单元233，其在继电器RY2进行操作，以在根据断电操作信号操作的定时开关TA所设置的预定时间过去之后，使继电器RY2的开关RYS21和RYS22执行接触操作时将AC电源短路；以及接地电流产生单元235，其用于在继电器RY3进行操作，以使继电器RY3的开关RYS31和RYS32执行接触操作，从而根据操作信号产生单元231的断电操作信号使AC电源流到地面时产生接地电流。

用于感测淹没的淹没感测杆210和211安装于金属柱100内离地面预定的高度，并且在被淹没时通过水相互电性连接起来。将泄漏电压感测杆220和221安装于某一位置，例如金属柱上、地下或与金属柱隔开预定距离的地面位置，从而感测从金属柱100泄漏的泄漏电压。

按照以下方式操作根据本发明的用于防止电击的断电装置：泄漏电压和淹没感测单元200接收在电源线中从控制单元110流到金属柱的灯的AC电源。泄漏电压和淹没感测单元200在淹没感测杆210和211相互电性接触时感测淹没，或者在泄漏电压感测杆220和221感测到泄漏电压时感测超过预定泄漏电压的泄漏电压。如果淹没感测杆210和211相互电性接触或者泄漏电压感测杆220和221感测到超过预定泄漏电压的泄漏电压，则泄漏电压和淹没感测单元200产生断电控制信号，并将其输出到断电信号产生单元230的操作信号产生单元231。断电控制信号操作继电器RY1的开关RYS1，以使短路电流产生单元233的定时开关TA可以操作，同时接地电流产生单元235的继电器RY3也可以操作。定时开关TA进行操作，以计算预定的时间。继电器RY3进行操作，以使其开关RYS31和RYS32相互接触，从而产生从AC电源流到地面的接地电流。因此，当发生淹没或AC电源泄漏时，断电信号产生单元230随着继电器RY3的开关RYS31和RYS32接触而产生接地电流，其由ZCT 117和漏电零相检测器119检测到。ZCT117和漏电零相检测器119操作断路器111和磁开关113，以根据接地电流的检测而切断AC电源，从而保护行人免受电击。

同时，即使通过继电器RY3的开关RYS31和RYS32的操作来产生接地电流，但如果接地电流无法被ZCT 117和漏电零相检测器119检测到，则断路器111和磁开关113不会切断AC电源。在这种情况下，在计算预定的时间之后，定时开关TA操作短路电流产生单元233中的继电器RY2的开关RYS21和RYS22。

当继电器RY2的开关RYS21和RYS22操作时，使AC电源短路，这会产生短路电流。有短路电流时，断路器111可以立即检测到它，以切断AC电源，从而保护行人免受电击。

图3是图2的泄漏电压和淹没感测单元200的电路图，包括以下元件。泄漏电压检测单元300和300A(其每一个均检测多个泄漏电压感测杆220和221的两端之间的电压)分别包括电阻器R1～R4和R5～R8、可变电阻器VR1和VR2、二极管D1-D2和D3-D4以及运算放大器OP1和OP2。全波整流单元310以负整流的全波形式来整流泄漏电压检测单元300和300A检测到的电压，并包括电阻器R9～R11、运算放大器OP3、二极管D5和D6、电容器C1和C2以及可变电阻器VR3。操作电源产生单元320整流并平滑化AC电源，以产生DC操作电源VCC和-VCC。参考电压产生单元330产生参考电压VREF以根据DC操作电源VCC和-VCC来检测淹没和泄漏电压，并且包括电容器C5和C6。泄漏电压确定器比较参考电压产生单元330的参考电压VREF与全波整流单元310的输出电压，根据比较的结果确定是否发生了泄漏电压，并且包括电阻器R15～R17、运算放大器OP4以及二极管D7。淹没确定器350将参考电压VREF施加于淹没感测杆211上，并根据淹没感测杆210和211的电压变化来确定淹没，并且包括可变电阻器VR4、电阻器R18和R19、运算放大器OP5以及二极管D8。泄漏电压和淹没信号输出单元360在泄漏电压确定器350检测到超过预定电压的泄漏电压或淹没确定器350确定淹没的情况下操作断电信号产生单元230，并且包括电阻器20-R22、晶体管TR和耦合器PC。

下面将根据各个元件详细说明如上配置的泄漏电压和淹没感测单元200。在操作电源产生单元320中，将在电源线115中从控制单元110流到金属柱100的AC电源输入到变压器T的初级线圈，并在其次级线圈引线处输出电压下降的AC电源。通过桥式二极管BD来整流电压下降的AC电源，然后通过电容器C3和C4来平滑化电压下降的AC电源，以产生操作电源VCC和-VCC，其被供应到操作电源产生单元320中的对应元件。

在参考电压产生单元330中，经由电阻器R12和R13将操作电源VCC和-VCC输入到稳压二极管ZD1和ZD2，以从中输出参考电压VREF和-VREF。经由电阻器R14将参考电压VREF和-VREF施加于淹没感测杆210上。

而且，经由淹没确定器350中的可变电阻器VR4和淹没感测杆210将参考电压VREF输入到运算放大器OP5的反转引线。

金属柱100未被水淹没时，淹没感测杆210和211处于断开状态。而且，由于经由可变电阻器VR4将参考电压VREF施加于运算放大器OP5的反转引线，因此运算放大器OP5输出低电平输出电压。因此，通过其基极引线从运算放大器OP5输入低电平输出电压的泄漏电压和淹没信号输出单元360的晶体管TR不操作。由于晶体管TR不操作，光电耦合器PC也不操作。因此，断电信号产生单元230中的操作信号产生单元231的继电器RY1不操作。

同时，当金属柱100被水淹没时，经由水将淹没感测杆210和211相互电性连接起来。因此，参考电压VREF和-VREF由电阻器R14和可变电阻器VR4分割，并通过这种分割而输出到运算放大器OP5的反转引线。

而且，在金属柱100被水淹没的情况下，如果将可变电阻器VR4设置为某一电阻以使输入到运算放大器OP5的反转引线的电压为负，则运算放大器OP5输出相对较高电平的输出电压。然后，通过其基极引线输入相对较高电平的输出电压的泄漏电压和淹没信号输出单元360的晶体管TR进行操作，以使光电耦合器PC操作。当光电耦合器PC操作时，其发光单元向其光接收单元发光，以使AC电源通过光接收单元流动到操作信号产生单元231的继电器RY1。当AC电源流到继电器RY1中时，其开关RYS1执行接触操作，以操作短路电流产生单元233和接地电流产生单元235，从而切断供应到金属柱侧的AC电源。

将接地电流切断装置的传统泄漏电压感测杆220和221安装于某一位置，例如金属柱上、地下或与金属柱隔开预定距离的地面位置，从而感测从金属柱100泄漏的泄漏电压。将泄漏电压感测杆220连接到金属柱100并埋在地下，以防止与金属柱隔开预定距离的地面位置下的线路中心断开，从而因泄漏而发生电击，这是因为与泄漏电压感测杆221相连的线路中心隔离断开时，无法感测到泄漏电压。

发明内容

因此，为了解决上述问题而提出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种用于防止电击的断电装置，其能够检测金属柱周围泄漏的泄漏电压，并且如果检测到的泄漏电压超过预定的限制电压则产生接地电流，以切断供应到金属柱的AC电源，从而保护行人免受电击。

本发明的另一个目的是提供一种用于防止电击的断电装置，其能够在金属柱被水淹没(这可能引起电击)时产生接地电流，以切断供应到金属柱的AC电源，从而保护行人免受电击。

本发明的又一目的是提供一种用于防止电击的断电装置，其能够在接地电流未切断AC电源的情况下，通过将AC电源线相互连接起来而产生的瞬变电流来切断AC电源。

本发明的又一目的是提供一种用于防止电击的断电装置，其能够在瞬变电流未切断AC电源的情况下，通过将AC电源线相互短路而产生的短路电流来切断AC电源。

本发明的又一目的是提供一种用于防止电击的断电装置，其能够检测供应到各种工业设备、浴室中的电源插座等电气装置以及电动洗衣机、冰箱等电器的AC电源的泄漏电压，并且在检测到的泄漏电压超过预定的限制电压时，切断AC电源，从而防止电击和火灾。

本发明的又一目的是提供一种用于防止电击的断电装置，其能够在切断AC电源的N相和金属柱之间检测到的泄漏电压超过预定限制电压的情况下切断AC电源，尽管与泄漏电压感测杆相连的线路中心隔离断开。

根据本发明，上述和其他目的可以通过提供一种用于防止电击的断电装置来达到，该装置包括：淹没感测杆，其用于感测金属柱的淹没；断电信号产生单元，其用于在淹没感测单元感测到金属柱淹没时产生接地电流操作信号，并且在预定的时间过去时将AC电源短路；零相序电流互感器(ZCT)，其用于检测接地和短路电流；以及断路器和磁开关，其用于根据ZCT的接地和短路电流来切断AC电源。优选地，其可进一步包括电流互感器，其用于在断电信号产生单元将AC电源短路时检测瞬变电流，并控制断路器和磁开关切断AC电源。

优选地，淹没感测杆可以包括：参考电压产生单元，其用于产生正和负参考电压，以检测淹没电压，并将负参考电压施加于多个淹没感测杆之一上；以及淹没鉴别器，其用于将正参考电压施加于其他淹没感测杆上，并根据两个淹没感测杆之间的电压变化来确定金属柱的淹没，每个淹没感测杆都输入正和负电压；以及淹没信号输出单元，其用于在淹没鉴别器确定金属柱被淹没时输出淹没信号，以操作断电信号产生单元。

优选地，淹没感测杆可以包括：泄漏电压传感器，其用于感测超过预定电压的泄漏电压，并且断电信号产生单元在泄漏电压传感器感测到超过预定电压的泄漏电压时产生接地电流，并且在预定的时间过去之后使瞬变电流可以流到其上，从而切断通过电源线供应的AC电源。

优选地，淹没感测杆可以包括：泄漏电压传感器，其用于感测超过预定电压的泄漏电压，并且断电信号产生单元在泄漏电压传感器感测到超过预定电压的泄漏电压时产生瞬变电流，并且在预定的时间过去之后产生短路电流，从而切断通过电源线供应的AC电源。

优选地，泄漏电压和淹没感测单元可以包括：多个泄漏电压检测器，其用于检测泄漏电压感测杆两端之间的电压；全波整流器，其用于以负整流全波形式整流多个泄漏电压检测器检测到的电压；参考电压产生单元，其用于产生正和负的参考电压，以用于检测淹没和泄漏电压，并将负参考电压施加于多个淹没感测杆之一上；淹没电压检测单元，其用于将正参考电压施加于另一淹没感测杆上，并根据两个淹没感测杆之间的电压变化来检测(金属柱的)淹没电压，每一个淹没感测杆都输入正和负电压；泄漏电压检测单元，其用于比较以负整流全波形式检测到的电压与参考电压产生单元的正参考电压，并根据比较结果来检测超过预定电压的泄漏电压；以及泄漏电压和淹没信号输出单元，其用于在检测到超过预定电压的泄漏电压或检测到淹没电压时操作断电信号产生单元。

优选地，断电信号产生单元包括：操作信号产生单元，其用于根据泄漏电压和淹没感测单元的控制信号来产生断电操作信号；接地电流产生单元，其用于在AC电源根据接地电流产生单元的断电操作信号供应到接地端时产生放大的接地电流；以及短路电流产生单元，其使瞬变电流可以流到其上，并且如果定时开关所设置的预定时间过去了，使AC电源可以切断，其中，当操作信号产生单元中产生断电操作信号时，定时开关进行操作。

附图说明

本发明的上述和其他目的、特点以及优点，可以从结合附图所作的如下详细描述中，更清楚地理解，所附图形包括：

图1说明了传统接地电流切断装置的结构；

图2是根据本发明的用于防止电击的断电装置的电路图；

图3是图2的泄漏电压和淹没感测单元的电路图；

图4是根据本发明的另一实施例的用于防止电击的断电装置的示意电路图；

图5是图4的电击保护器40的详细电路图；

图6是图5的泄漏电压和淹没感测单元45的详细电路图；

图7是说明根据本发明的电压感测杆43和44以及淹没感测杆41和42的安装状态的示意结构图。

具体实施方式

现在将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在接下来的描述中，将省略对一些已为我们所熟知的功能及其包含的构造的具体描述，以使本发明的主旨更加明确。

下面将参照图2和3说明根据本发明的用于防止电击的断电装置。这里，在附图中，相同或类似的元件用相同的参考符号表示，即使它们在不同的附图中进行描述。

图4是根据本发明的另一实施例的用于防止电击的断电装置的示意电路图，其包括以下元件。

主断路器12检测从外面输入测量装置10的AC电源的当前状态，并且在瞬变电流或泄漏电流在电源线中流动时切断AC电源。通过电缆将多个子断路器14和16连接到主断路器12的输出引线，其中，多个子断路器14和16的每一个子断路器均经由电缆将AC电源输入提供给相应的电气负载，并且在各个电气负载有瞬变电流或泄漏电流时切断AC电源。多个零相电流互感器(ZCT)22和24在相应的电气负载中检测瞬变电流或泄漏电流。多个电流互感器(CT)26和28在相应的电气负载中检测瞬变电流或短路电流。当多个ZCT 22和24或多个继电器30和32检测到泄漏和瞬变电流或短路电流时，多个磁开关18和20切断AC电源。电击保护器40经由多个继电器30和32的每一个继电器输入AC电源，并且如果发生淹没或检测到超过预定电压的泄漏电压则产生接地电流。

根据本发明安装于控制单元110中的MCCB(塑壳断路器)或ELCB(漏电断路器)用作AC电源断路器，用于保护公寓等楼宇、办公楼和房屋等综合建筑的AC电源负载，或电源线。各个MCCB和ELCB是针对220V单相或380V三相制造的。220V单相断路器结构具有相应的两根输入引线和两根输出引线。而且，380V三相断路器结构具有三根输入或输出引线(R、S、T)，或者四根输入或四根输出引线(R、S、T、N)，其中，N表示中线相。

已将传统的MCCB用于保护负载免受过载引起的瞬变电流的影响，并且已将传统的ELCB用于保护负载免受过载引起的泄漏和瞬变电流的影响。

MCCB执行OFF切换操作以切断AC电源，以便在瞬变电流因过载而流入电路时，操作其中的双金属电路。同时，通过手动操作手动开关从OFF切换状态回到ON切换状态。而且，ELB包括MCCB的上述功能，另外还包括一电路，其在有漏电和泄漏电流时根据使用ZCT在输入和输出电流之间检测到的电流差异来执行切换操作。

图5是图4的电击保护器40的详细电路图，其包括以下元件。

淹没感测杆41和42安装于金属柱100上，并离地大约预定的高度，例如50mm，以检测淹没状态。安装多个泄漏感测杆43和44，以使一个泄漏感测杆埋在地下，而另一个泄漏感测杆连接到金属柱。泄漏电压和淹没感测单元45根据多个淹没感测杆41和42的结果来检测淹没状态，并且根据泄漏感测杆43和44来检测超过预定电压的泄漏电压。当泄漏电压和淹没传感器45检测到泄漏电压和淹没状态时，断电信号产生单元46执行控制操作，以依次产生接地电流、瞬变电流和短路电流。

断电信号产生单元46包括以下元件。操作信号产生单元47根据泄漏电压和淹没传感器45的控制信号来产生断电操作信号，同时依次驱动其中的继电器RY11、RY12和RY13。如果从操作信号产生单元47产生断电操作信号，则瞬变电流产生单元49执行操作，以产生AC电源的瞬变电流，同时在预定的时间过去之后驱动继电器RY 15。如果发生瞬变电流同时驱动继电器RY 16之后过去了预定的时间，则从操作信号产生单元47产生断电操作信号时，短路电流操作单元50执行操作，以产生AC电源的短路电流。当操作信号产生单元46产生断电操作信号时，接地电流产生单元48放大并产生接地电流，以便在继电器RY 14操作时，输出到继电器RY 14的一根输入引线的AC电源流到接地端。

瞬变电流产生单元50的继电器RY 15经由其触点连接到R和N相AC电源线，并经由其另外的触点而连接到核心电阻器RO。因此，当继电器RY 15经由核心电阻器RO执行R相AC电源线和N相AC电源线的连接操作时，在AC电源中产生瞬变电流，以便可以保护磁开关18和20、主断路器12和子断路器14和16等的触点，并且可以防止安装于用于支撑输电线的柱上的变压器的线圈损耗。而且，短路电流产生单元50的继电器RY16的一个触点连接到R相AC电源线，而其另一个触点连接到N相AC电源线。因此，当继电器RY 16将R和N相AC电源线相互连接起来时，产生短路电流以切断AC电源，从而断开磁开关18和20、主断路器12和子断路器14和16的所有触点。

如果安装于金属柱内并离地的淹没感测杆41和42被淹没了，则其经由水而相互电性连接起来。将泄漏电压感测杆43和44安装于预定的位置，例如金属柱上、地下或与金属柱隔开预定距离的地面位置，从而感测从金属柱100泄漏的泄漏电压。

按照以下方式来操作如上配置的用于防止电击的断电装置：首先，经由继电器30和32将AC电源供应到泄漏电压和淹没感测单元45。泄漏电压和淹没感测单元45确定淹没感测杆41和42是否被淹没并相互电性连接，或者泄漏电压感测杆43和44是否检测到超过预定电压的泄漏电压。如果淹没感测杆41和42被淹没并相互电性连接，或者泄漏电压感测杆43和44检测到超过预定电压的泄漏电压，则将断电信号施加于断电信号产生单元46的操作信号产生单元47上。因此，以预定的间隔依次选择继电器RY14、RY15和RY16。首先，当继电器RY11处于ON状态时，电流流入继电器RY 14的线圈中，以选择其中一种操作，其中，将R相AC电源线接地，从而成为放大的接地电流。如果在继电器RY14产生接地电流之后过去了一定的时间，例如0.05秒，则继电器RY12执行ON开关操作。当继电器RY12处于ON状态时，电流流入继电器RY15的线圈中，以选择其中一种操作，其中，经由核心电阻器PO来产生瞬变电流。

如果在继电器RY15产生瞬变电流之后过去了一定的时间，例如0.05秒，则继电器RY13执行ON切换操作。当继电器RY13处于ON状态时，电流流入继电器RY16的线圈中，以选择其中一种操作，其中，将AC电源线短路，从而放大短路电流。因此，通过零相序电流互感器(ZCT)22和24、电流互感器(CT)26和28以及继电器30和32(其连接到AC电源线)检测到的接地电流、瞬变电流和短路电流停用磁开关18和20、主断路器12以及子断路器14和16，从而切断AC电源。因此，可以防止由AC电源泄漏造成的电击。

同时，即使通过继电器RY14的开关的操作来产生接地电流，如果未通过ZCT22和24以及继电器30和32检测到接地电流，则主断路器12、子断路器14和16以及磁开关18和20不会切断AC电源。在这种情况下，预定的时间过去之后，继电器RY 12执行切换ON操作，以使继电器RY 15可以改变继电器RY15的切换状态。

接着，通过RY 15的开关和核心电阻器RO的AC电源包括瞬变电流。因此，CT26和28以及继电器30和32检测到瞬变电流，以切断AC电源，从而防止因AC电源泄漏引起的电击。

同时，即使通过继电器RY15的开关的操作来产生瞬变电流，如果未通过CT26和28以及继电器30和32检测到瞬变电流，则主断路器12、子断路器14和16以及磁开关18和20会切断AC电源。在这种情况下，预定的时间过去之后，继电器RY 13执行切换ON操作，以使继电器RY 16可以改变继电器RY16的切换状态。

接着，将通过继电器RY 16的开关的AC电源短路到接地端，以产生短路电流。因此，ZCT22和24、CT26和28以及继电器30和32检测到短路电流，以切断AC电源，从而防止因AC电源泄漏引起的电击。

而且，由于ELCB 51切断了供应到被淹没或产生泄漏电压的金属柱100的街灯的AC电源，因此其使行人和工人可以识别哪些金属柱处于正常操作状态，哪些因金属柱淹没或金属柱泄漏的泄漏电压而处于异常的操作状态。而且，ELCB 51因街灯镇流器的泄漏电流而切断了供应到金属柱的街灯的AC电源。而且，ELCB 51使用接地电流产生单元48来执行强制切断操作。因此，当街灯不照明街道时，工人容易检查异常操作街灯的原因，例如泄漏电压，并进行修复。修复处于异常操作状态的街灯以重新向其供应AC电源时，由于除了需要修复的街灯之外，可以将AC电源正常地供应到处于正常操作状态的街灯，因此本发明可以解决传统的问题，即在修复处于异常操作状态的街灯时，无法将AC电源供应到正常操作的街灯。

图6是图5的泄漏电压和淹没感测单元45的详细电路图，包括以下元件。

泄漏电压检测单元50检测到如图5所示的泄漏电压感测杆43和44两端之间的电压，并包括电阻器R1-R4、电容器C9、二极管D2和D3以及运算放大器OP1。全波整流单元52将泄漏电压检测单元50检测到的电压整流为负全波形式，并包括电阻器R5～R9和R11、放大器OP2和OP3、二极管D4和D5以及电容器C1和C2。泄漏电压辨别单元54比较全波整流单元52的负整流全波电压与参考电压产生电压72的参考电压，根据比较结果确定泄漏电压状态，并且包括电阻器R12-R16和R22、可变VR1、二极管D13、与门AN1以及运算放大器OP4。淹没电压感测单元56检测如图5所示的淹没感测杆41和42两端之间的电压，并包括电阻器R10和R17～R21、放大器OP5、二极管D12以及与门AN2。信号选择单元55包括二极管D23和D24，每一个二极管均经由每根阴极引线输入泄漏电压辨别单元54的泄漏电压确定信号以及淹没电压传感器单元56的淹没电压感测信号，并经由短路到接地端的每根阳极引线将其输出，以及与门AN3，其经由其输入引线输入从相应的二极管D23和D24输出并短路到接地端的泄漏电压确定信号和淹没电压感测信号，以选择性地将其输出。第一泄漏电压和淹没信号输出单元58根据来自信号选择单元55的泄漏电压确定信号和淹没电压感测信号之一来输出接地电流信号产生控制信号，并包括电阻器R20-R23和晶体管Q3。第二泄漏电压和淹没信号输出单元60从信号选择单元55输入泄漏电压确定信号和淹没电压感测信号，如果预定时间(例如，0.5秒)过去之后则输出短路电流信号产生控制信号，并包括电阻器R24-R29、电容器C20和C24以及晶体管Q2。第三泄漏电压和淹没信号输出单元62从信号选择单元55输入泄漏电压确定信号和淹没电压感测信号，如果预定时间(例如，0.5秒)过去之后则输出短路电流信号产生控制信号，并包括电阻器R24-R53、电容器C15和C19、可变电阻器VR4、二极管D25、运算放大器OP7以及晶体管Q4。操作电源产生单元70整流并平滑化AC电源以产生DC操作电源VCC和-VCC，并包括二极管D1和电容器C1和C2。参考电压产生单元72产生参考电压VREF和-VREF(其用于根据DC操作电源VCC和-VCC来检测淹没和泄漏电压，如图5所示输出到淹没感测杆42)，并包括调节器U11和U12、电阻器R37和R38、齐纳二极管ZD1-ZD2和电容器C5-C8。操作开关SW3以指示泄漏状态或淹没状态。泄漏操作状态显示单元66根据重设操作或者在其中一个开关SW3执行ON操作时输入来自泄漏电压辨别单元54的泄漏电压确定信号，并输出泄漏状态显示控制信号。淹没操作状态显示单元64根据重设操作或者在另一个开关SW3执行ON操作时输入来自淹没电压感测单元56的淹没电压感测信号，并输出淹没状态显示控制信号。第一LED D19根据泄漏状态显示控制信号来显示泄漏状态。第二LED D18根据淹没状态显示控制信号来显示淹没状态。

这里，泄漏电压传感器包括泄漏电压检测单元50、全波整流单元52和泄漏电压辨别单元54。泄漏电压传感器通过泄漏电压感测杆43和44来感测超过预定电压的泄漏电压。

按以下方式来操作泄漏电压和淹没感测单元45：操作电源产生单元70的变压器T1将初级线圈中输入的AC电源转换为次级线圈中电压下降的AC电源，并将其输出。通过桥式二极管D1来整流电压下降的AC电源，然后通过电容器C1和C2来将其平滑化。通过操作电源产生单元70的调节器U11和U12将已平滑化的DC电源转换成操作电源VCC和-VCC。

通过电容器C5和C6来进一步平滑化操作电源VCC和-VCC，然后将其施加于稳压二极管ZD1和ZD2，以通过电阻器R37和R38来产生参考电压VREF和-VREF。将负参考电压-VREF施加于淹没感测杆42。经由运算放大器OP5的反转引线，通过淹没电压感测单元56的可变电阻器VR2，将正参考VREF施加于运算放大器OP5。

如果金属柱100未被水淹没，则淹没感测杆41和42保持于断开状态。由于通过运算放大器OP5的反转引线，经由可变电阻器VR2，将参考电压VREF施加于运算放大器OP5，因此运算放大器OP5输出低电平输出电压。与门AN2输入经由二极管D12的运算放大器OP5的低电平输出电压以及来自操作电源产生单元70的高电平输出电压，并输出低逻辑信号。信号选择单元55的与门AN3通过一根输入引线并经由二极管D23输入从与门AN2输出的低逻辑信号，且通过另一根输入引线并经由二极管D24输入逻辑信号，从而输出低逻辑信号。这里，来自各个二极管D23和D24的输出信号在输入到与门AN3之前短路到接地端。通过第一泄漏电压和淹没信号输出单元58中的电阻器R23将与门AN3的低逻辑信号施加于晶体管Q3的基极引线上。而且，通过第二泄漏电压和淹没信号单元60中的电阻器R24、运算放大器OP6、二极管D14、与门AN4和电阻器R27将与门AN3的低逻辑信号施加于晶体管Q2的基极引线上。而且，通过电阻器R24将与门AN3的低逻辑信号施加到运算放大器OP7的非反转引线上，然后通过第三泄漏电压和淹没信号输出单元62中的电阻器R52将运算放大器OP7的输出输入到晶体管Q4的基极。由于电气元件的上述连接，晶体管Q2、Q3和Q4全都处于作用状态。因此，操作信号产生单元47的继电器RY11、RY12和RY13没有受到驱动。

同时，如果金属柱100被水淹没，则经由水将淹没感测杆41和42相互电性连接起来，因此通过运算放大器OP5的反转引线，并通过可变电阻器R2和电阻器R18，将参考电压VREF施加于运算放大器OP5上。这里，将可变电阻器VR2设置为预定的电阻值，以使运算放大器OP5输入负电压并输出高电平输出电压。与门AN2通过运算放大器OP5的一根输入引线经由二极管D12输入运算放大器OP5的高电平输出电压，并通过另一根输入引线输入来自操作电源产生单元70的高电平输出电压，从而输出高逻辑信号。信号选择单元55的与门AN3通过一根输入引线并通过二极管D23输入从与门AN2输出的高逻辑信号，且通过另一根输入引线并经由二极管D24输入逻辑信号，从而输出高逻辑信号。这里，来自各个二极管D23和D24的输出信号在输入到与门AN3之前短路到接地端。通过电阻器R23和R28来分割与门AN3的高逻辑信号，以输入第一泄漏电压和淹没信号输出单元58中的晶体管Q3的基极引线。然后，启动晶体管Q3，以使电流在与其集电极引线相连的继电器RY11的线圈中流动，从而继电器RY11的开关处于ON状态。当继电器RY11的开关处于ON状态时，电流在继电器RY14的线圈中流动，以便操作继电器RY 14的开关，以将AC电源流动至接地端，从而在AC电源中产生接地电流。然后，ZCT22和24、CT26和28以及继电器30和32检测接地电流，以操作磁开关18和20、主断路器12和子断路器14和16，以切断AC电源。

经由电阻器R24在电容器C24中对与门AN3的高逻辑信号进行充电。这里，设置电阻器R24的电阻值和电容器C24的电容值，以使RC时间常数为0.13秒。过去0.13秒之后，运算放大器OP6通过非反转引线输入电荷或高电平信号，根据由可变电阻器VR3调整的放大比率来将其放大，并通过其输出引线，经由二极管D15，将高电平信号输出到与门AN4。通过电阻器R27和R28来分割通过与门AN4的高电平信号，以接着输入晶体管Q2的基极引线。然后，启动晶体管Q3，以使电流在与其集电极引线相连的继电器RY12的线圈中流动，从而继电器RY12的开关处于ON状态。当继电器RY12的开关处于ON状态时，电流在继电器RY15的线圈中流动，以使继电器RY15执行开关操作，以通过核心电阻器RO将R相AC电源线连接到N相AC电源线，从而在AC电源中产生瞬变电流。然后，CT26和28以及继电器30和32检测瞬变电流，以操作磁开关18和20、主断路器12和子断路器14和16，以切断AC电源。

即使检测到接地电流或瞬变电流，为了防止AC电源没有被磁开关18和20、主断路器12以及子断路器14和16切断的情况，将可变电阻器VR4的电阻值设置为大于可变电阻器VR3。接着，运算放大器OP7通过其非反转引线并通过电阻器R24和电容器C24输入来自与门AN3的高电平信号，并且在来自与门AN3的高电平信号高于先前由可变电阻器VR4设置的设置值之前输出低电平信号。如果来自与门AN3的高电平信号HIGH高于先前由可变电阻器VR4设置的设置值，则运算放大器OP7输出高电平信号。如果将可变电阻器VR3设置为输入到运算放大器OP6的反转引线的某一电压，例如3V，则优选地将可变电阻器VR4设置为输入运算放大器OP7的反转引线的某一电压，例如6V。接着，如果在晶体管Q2启动之后过去了0.5秒，则晶体管Q4也启动。通过R52和R53来分割运算放大器OP7的高电平信号，以输入晶体管Q4的基极。然后，启动晶体管Q4，以使电流在与其集电极引线相连的继电器RY13的线圈中流动，从而继电器RY13的开关处于ON状态。当继电器RY13的开关处于ON状态时，电流在继电器RY16的线圈中流动，以使继电器RY16执行开关操作，将R相AC电源线和N相AC电源线短接，从而在AC电源中产生短路电流。然后，CT26和28以及继电器30和32检测短路电流，以操作磁开关18和20、主断路器12和子断路器14和16，以切断AC电源。

同时，在泄漏电压检测单元50中，泄漏电压感测杆41和42所检测到的泄漏电压通过电阻器R1～R4进行分割，并通过二极管D1和D2限定于操作电源VCC和-VCC之间。然后，运算放大器OP1通过非反转引线输入泄漏电压以将其放大。运算放大器OP1将已放大的泄漏电压输出到全波整流单元52。

即，在全波整流单元52中，使用放大器OP2和OP3以负全波形式来整流泄漏电压检测单元50的已放大的泄漏电压。将负整流全波电压输入到泄漏电压辨别单元54的运算放大器的反转引线。

在泄漏电压感测杆43和44检测到低于预定电压的泄漏电压的情况下，如果设置可变电阻器VR1的电阻值，以使负整流全波电压小于参考电压VREF，则运算放大器OP4通过其反转引线输入正电压并通过其输出引线输出低电平电压。与门AN1经由二极管D13从运算放大器OP4输入低电平电压，而从操作电源产生单元70输入高电平输出电压，并输出低逻辑信号。信号选择单元55的与门AN3经由二极管D24从与门AN1输入低逻辑信号，并经由二极管D23从淹没电压感测单元56输入逻辑信号，并输出低逻辑信号。这里，来自各个二极管D23和D24的输出信号在输入到与门AN3之前短路到接地端。经由第一泄漏电压和淹没信号输出单元58中的电阻器R23将来自与门AN3的低逻辑信号施加于晶体管Q3的基极引线上。而且，通过第二泄漏电压和淹没信号单元60中的电阻器R24、运算放大器OP6、二极管D14、与门AN4和电阻器R27将与门AN3的低逻辑信号施加于晶体管Q2的基极引线上。而且，通过电阻器R24将与门AN3的低逻辑信号施加到运算放大器OP7的非反转引线上，然后通过第三泄漏电压和淹没信号输出单元62中的二极管D25和电阻器R52将运算放大器OP7的输出输入到晶体管Q4的基极。根据电气元件的上述连接，晶体管Q2、Q3和Q4全都处于作用状态。因此，操作信号产生单元47的继电器RY11、RY12和RY13没有受到驱动。

另一方面，如果泄漏电压感测杆41和42检测到超过预定电压的泄漏电压，则由于来自全波整流单元52的输出电压高于参考电压VREF，运算放大器OP4通过其反转引线输入负电压并输出高电平电压。与门AN1经由二极管D13从运算放大器OP4输入高电平电压，并从操作电源产生单元70输入高电平输出电压，并通过其输出引线输出高逻辑信号。

信号选择单元55的与门AN3经由二极管D24从与门AN1输入高逻辑信号，并经由二极管D23从淹没电压感测单元56输入逻辑信号，并输出高逻辑信号。这里，来自各个二极管D23和D24的输出信号在输入到与门AN3之前短路到接地端。通过电阻器R23和R28来分割来自与门AN3的高逻辑信号，以接着输入晶体管Q3的基极引线。然后，启动晶体管Q3，以使电流在与其集电极引线相连的继电器RY11的线圈中流动，从而继电器RY11的开关处于ON状态。当继电器RY11的开关处于ON状态时，电流在继电器RY14的线圈中流动，以使继电器RY 14执行切换操作，以将AC电源线接地，从而产生接地电流。然后，CT 26和28以及继电器30和32检测到接地电流，以操作磁开关18和20、主断路器12和子断路器14和16，以切断AC电源。

经由电阻器R24在电容器C24中对与门AN3的高逻辑信号进行充电。这里，设置电阻器R24的电阻值和电容器C24的电容值，以使RC时间常数为0.13秒。过去0.13秒之后，运算放大器OP6通过非反转引线输入电荷或高电平信号，根据由可变电阻器VR3调整的放大比率来将其放大，并通过其输出引线，经由二极管D15，将高电平信号输出到与门AN4。通过电阻器R27和R28来分割通过与门AN4的高电平信号，以接着输入晶体管Q2的基极引线。然后，启动晶体管Q3，以使电流在与其集电极引线相连的继电器RY12的线圈中流动，从而继电器RY12的开关处于ON状态。当继电器RY12的开关处于ON状态时，电流在继电器RY15的线圈中流动，以使继电器RY15执行开关操作，通过核心电阻器RO将R相AC电源线连接到N相AC电源线，从而在AC电源中产生瞬变电流。然后，CT 26和28以及继电器30和32检测瞬变电流，以操作磁开关18和20、主断路器12以及子断路器14和16，以切断AC电源。

即使检测到接地电流或瞬变电流，为了防止AC电源没有被磁开关18和20、主断路器12以及子断路器14和16切断的情况，将可变电阻器VR4的电阻值设置为大于可变电阻器VR3。接着，运算放大器OP7通过其非反转引线并通过电阻器R24和电容器C24输入来自与门AN3的高电平信号，并且在来自与门AN3的高电平信号大于先前由可变电阻器VR4设置的设置值之前输出低电平信号。如果来自与门AN3的高电平信号HIGH高于先前由可变电阻器VR4设置的设置值，则运算放大器OP7输出高电平信号。如果将可变电阻器VR3设置为输入到运算放大器OP6的反转引线的某一电压，例如3V，则优选地将可变电阻器VR4设置为输入运算放大器OP7的反转引线的某一电压，例如6V。接着，如果在晶体管Q2启动之后过去了0.5秒，则晶体管Q4也启动。通过R52和R53来分割运算放大器OP7的高电平信号，以输入晶体管Q4的基极。然后，启动晶体管Q4，以使电流在与其集电极引线相连的继电器RY13的线圈中流动，从而继电器RY13的开关处于ON状态。当继电器RY 13的开关处于ON状态时，电流在继电器RY16的线圈中流动，以使继电器R16执行切换操作，将R相AC电源线和N相AC电源线短接。接着，CT 26和28以及继电器30和32检测到短路电流，以操作磁开关18和20、主断路器12以及子断路器14和16，从而切断AC电源。

而且，将来自与门AN1的泄漏电压感测信号施加于D触发器U14B的时钟引线CLK上，并将来自与门AN2的淹没感测信号施加于D触发器U14A的时钟引线CLK上。因此，如果检测到超过预定电压的泄漏电压，则由于D触发器U14B通过其时钟引线CLK输入高电平信号，并通过其输出引线Q将高电平信号输出到LED D 19。如果检测到淹没电压，则D触发器U14A通过其时钟引线CLK来输入高电平信号，并通过其输出引线Q将高电平信号输出到LED D 18。操作LED D18或D19，以便在按下开关SW4时显示泄漏状态或淹没状态。同时，按下开关SW3时，重设D触发器U14A和U14B。

如果传感器的安装位置与金属柱100相距1米，则检测到25V。设计本发明的断电装置，使其在检测到某一范围的跨度电压和接触电压(例如，7～10V)时操作，从而保护行人免遭电击。

图7是说明根据本发明的电压感测杆43和44以及淹没感测杆41和42的安装状态的示意结构图。

将淹没感测杆41和42安装于金属柱100中，并将其放置成在金属柱100被淹没时相互电性连接。将泄漏电压感测杆43和44安装于地下距离金属柱预定距离的位置，例如金属柱处，以使其可以检测到金属柱100的泄漏电压。也就是说，安装泄漏电压感测杆43和44，以将一个泄漏电压感测杆43连接到金属柱100上，并将另一个泄漏电压感测杆44埋在地下与金属柱100相隔预定距离的位置。

而且，将LED和电阻器安装在R相AC电源线与接地端之间，以便在将AC电源供应到街灯时，随着LED的照明而指示AC电源的R相。同时，如果将AC电源供应到街灯上时LED发光，则该装置指示LED损坏或R相AC电源线不接地。

尽管本发明的优选实施例不包括各种应用，但可以将本发明的断电装置应用于应用装置，以便将一个泄漏电压感测杆43连接到冰箱、电动洗衣机、工业设备等电气装置的接地端，并且将另一泄漏电压感测杆44连接到电源插座上。这里，泄漏电压感测杆43和44被埋在地下，同时相互隔开预定的距离。因此，产生瞬变电流、泄漏电流或短路电流时，断电装置可以切断供应到其上的AC电源。

而且，可以将本发明的断电装置应用于这样的应用中，即将多个LED安装于相应的金属柱100中并对其进行控制，以便按预定的时间间隔循环打开和关闭，从而防止街道上行驶的车辆在黑暗中撞到金属柱上。这里，通过由滑动开关组成的ON/OFF开关的操作来实施LED的ON和OFF照明操作，同时将来自操作电源产生单元70的整流全波电压供应到ON/OFF照明驱动器。

下面将参照图1和8至9说明根据本发明的用于防止电击的断电装置。这里，在附图中，相同或类似的元件用相同的参考符号表示，即使它们在不同的附图中进行描述。

图2、3和8是根据本发明的用于防止电击的断电装置的电路图，其包括下列元件。

其包括：泄漏电压感测杆220、221，其埋在地下与金属柱隔开预定距离的位置，以免线路中心隔离断开，从而感测泄漏电压；泄漏电压感测单元240，用于感测是否从泄漏电压感测杆220、22 1或泄漏电压接触端222、223产生超过预定泄漏电压的泄漏电压；以及断电信号产生单元230，其用于在预定时间过去之后切断AC电源并且在泄漏电压感测单元240感测到超过预定电压的泄漏电压时产生接地电流。

断电信号产生单元230包括操作信号产生单元231，其在继电器RY1根据泄漏电压感测单元所产生的控制信号来操作以使继电器RY1的开关RYS1执行接触操作时产生断电操作信号；短路电流产生单元233，其在继电器RY2进行操作，以在根据断电操作信号操作的定时开关TA所设置的预定时间过去之后，使继电器RY2的开关RYS21和RYS22执行接触操作时将AC电源短路；以及接地电流产生单元235，其用于在继电器RY3操作进行，以使继电器RY3的开关RYS31和RYS32执行接触操作，根据操作信号产生单元231的断电操作信号使AC电源流到地面时产生接地电流。

将泄漏电压感测杆220和221安装于某一位置，例如金属柱上、地下或与金属柱隔开预定距离的地面位置，从而感测从金属柱100泄漏的泄漏电压。

按照以下方式来操作根据本发明的用于防止电击的断电装置：泄漏电压和淹没感测单元200接收在电源线中从控制单元110流到金属柱的灯的AC电源。泄漏电压和淹没感测单元200在淹没感测杆210和211相互电性接触时感测淹没，或者在泄漏电压感测杆220和221感测到泄漏电压时感测超过预定泄漏电压的泄漏电压。如果淹没感测杆210和211相互电性接触或者泄漏电压感测杆220和221感测到超过预定泄漏电压的泄漏电压，则泄漏电压和淹没感测单元200产生断电控制信号，并将其输出到断电信号产生单元230的操作信号产生单元231。断电控制信号操作继电器RY1的开关RYS1，以使短路电流产生单元233的定时开关TA可以操作，同时接地电流产生单元235的继电器也可以操作。定时开关TA进行操作，以计算预定的时间。继电器RY3进行操作，以使其开关RYS31和RYS32相互接触，从而产生从AC电源流到地面的接地电流。因此，当发生淹没或AC电源泄漏时，断电信号产生单元230随着继电器RY3的开关RYS31和RYS32接触而产生接地电流，其由ZCT 117和漏电零相检测器119检测到。ZCT 117和漏电零相检测器119操作断路器111和磁开关113，以根据接地电流的检测而切断AC电源，从而保护行人免受电击。

同时，即使通过继电器RY3的开关RYS31和RYS32的操作来产生接地电流，但如果接地电流无法被ZCT 117和漏电零相检测器119检测到，则断路器111和磁开关113不会切断AC电源。在这种情况下，在计算预定的时间之后，定时开关TA操作短路电流产生单元233中的继电器RY2的开关RYS21和RYS22。

当继电器RY2的开关RYS21和RYS22操作时，使AC电源短路，这会产生短路电流。有短路电流时，断路器111可以立即检测到它，以切断AC电源，从而保护行人免受电击。

图9是图8的泄漏电压感测单元240的电路图，包括以下元件。泄漏电压检测单元300和300A(其每一个均检测多个泄漏电压接触端222和223的两端之间的电压)分别包括电阻器R1～R4和R5～R8、可变电阻器VR1和VR2、二极管D1-D2和D3-D4以及运算放大器OP1和OP2。全波整流单元310以负整流的全波形式来整流泄漏电压检测单元300和300A检测到的电压，并包括电阻器R9～R11、运算放大器OP3、二极管D5和D6、电容器C1和C2以及可变电阻器VR3。泄漏电压确定器340比较参考电压产生单元330的参考电压VREF与全波整流单元310、运算放大器OP4和二极管D7的输出电压。泄漏电压和淹没信号输出单元360在泄漏电压确定器340检测到超过预定电压的泄漏电压的情况下操作断电信号产生单元230，并且包括电阻器R20-R22、晶体管TR和光电耦合器PC。

如上所述配置的泄漏电压感测单元240通过AC电源来产生操作电源VCC和-VCC，所述AC电源通过电源线115从控制单元110供应到金属柱100上的对应元件。同时，在一个泄漏电压检测单元300中，检测到的泄漏电压通过电阻器R1和R2以及可变电阻器VR1来进行分割，并通过二极管D1和D2而限于DC操作电源VCC和-VCC之间的电平。将电平受限的电压输入到运算放大器OP1的反转引线，以将其放大。然后，经由电阻器R4将来自放大器OP1的放大电压输入到全波整流单元310中的运算放大器OP3的反转引线。同样，在另一个泄漏电压检测单元300A中，检测到的泄漏电压通过电阻器R5和R6以及可变电阻器VR2来进行分割，并通过二极管D3和D4而限于DC操作电源VCC和-VCC之间的水平。将电平受限的电压输入到运算放大器OP2的反转引线，以将其放大。然后，经由电阻器R8将来自放大器OP2的放大电压输入到全波整流单元310中的运算放大器OP3的反转引线。

全波整流单元310以负全波形式来整流来自放大器OP1和OP2的放大电压，并以负全波形式将整流电压输出到泄漏电压确定器340的运算放大器OP4的反转引线。

在泄漏电压感测杆220和221检测到低于预定电压的泄漏电压的情况下，如果设置全波整流单元310的可变电阻器VR3，以便将来自全波整流单元310的负全波形式的整流电压设置为小于参考电压VREF的输出，则泄漏电压确定器340的运算放大器OP4经由其反转引线输入正电压，并经由其输出引线输出相对较低电平的输出电压。

由于泄漏电压和淹没信号输出单元360的晶体管TR经由其基极来输入相对较低电平的输出电压，因此其不操作，从而使光电耦合器停用。因此，由于光电耦合器PC不操作，所以操作信号产生单元231的继电器RY1也不操作。

同时，如果泄漏电压感测杆220和221检测到超过预定电压的泄漏电压，则由于全波整流单元310的整流电压高于参考电VREF，因此泄漏电压确定器340的运算放大器OP4经由其反转引线输入负电压。因此，运算放大器OP4经由其输出引线输出相对较高电平的输出电压。

由于泄漏电压和淹没信号输出单元360的晶体管TR经由其基极来输入相对较高电平的输出电压，因此其进行操作，从而使光电耦合器启用。当光电耦合器PC操作时，其发光单元向其光接收单元发光，以使AC电源通过光接收单元流动到操作信号产生单元231的继电器RY1。当AC电源流到继电器RY1中时，其开关RYS1执行接触操作，以操作短路电流产生单元233和接地电流产生单元235，从而切断供应到金属柱侧的AC电源。

因此，尽管与泄漏电压感测杆220和221相连的线路隔离断开，但通过感测N相AC电源线和金属柱100之间的泄漏电压，可以防止由短路引起的电击。

虽然本发明为了说明的目的公开了优选的实施例，但本领域的技术人员应明白，可以在不脱离随附权利要求书所述的本发明的范围及主旨的情况下进行各种修改、添加和替换。

工业适用性

如上所述，本发明检测安装在街道上的电气结构的淹没或电气结构的超过预定电压的泄漏电压，并根据检测结果切断供应到电气结构的AC电源，从而保护行人免遭电击。更确切地说，如果金属柱被淹没或检测到超过预定电压的泄漏电压，则本发明产生接地电流，并切断供应到金属柱的AC电源。如果供应到金属柱的AC电源未根据接地电流切断，则本发明在AC电源中产生瞬变电流并切断AC电源。而且，如果供应到金属柱的AC电源未根据接地电流和瞬变电流切断，则本发明将AC电源短路到接地端，以切断AC电源。因此，本发明可以完全防止因金属柱的淹没和/或从金属柱泄漏的泄漏电压而引起的电击。

而且，本发明可以防止电气结构的泄漏电压所造成的电击，其能够在切断AC电源的N相与金属柱之间检测到的泄漏电压超过预定限制电压的情况下切断AC电源，尽管与泄漏电压感测杆相连的线路隔离断开。

Claims (10)

1.一种用于防止电击的断电装置，其包括：

多个泄漏电压感测杆，其用于感测泄漏电压；

多个淹没感测杆，其用于感测淹没电压；

泄漏电压和淹没感测单元，其用于根据所述多个淹没感测杆的操作来感测淹没电压，并根据所述多个泄漏电压感测杆的操作来感测超过预定电压的泄漏电压；

操作信号产生单元，其用于在检测到淹没电压或超过预定电压的泄漏电压时产生接地电流操作信号，并且每次预定的时间过去之后，依次产生瞬变和短路电流操作信号；

接地电流产生单元，其用于根据接地电流操作信号来产生接地电流，以使AC电流流入接地端；

瞬变电流产生单元，其用于根据瞬变电流操作信号来产生AC电源的瞬变电流；

短路电流产生单元，其用于根据短路电流操作信号来产生AC电源的短路电流；

零相序电流互感器(ZCT)和电流互感器，其用于检测通过操作信号产生单元产生的接地电流、瞬变电流和短路电流；

继电器，其用于在零相序电流互感器(ZCT)和电流互感器检测到接地电流、瞬变电流和短路电流的情况下执行控制操作以切断AC电源；

断路器，其用于根据继电器的控制来切断AC电源；

以及磁开关，其用于根据继电器的控制来切断AC电源。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述泄漏电压和淹没感测单元包括：

多个泄漏电压检测器，其用于检测泄漏电压感测杆的两端之间的电压；

全波整流单元，其用于以负整流全波的形式整流所述多个泄漏电压检测器检测到的电压；

泄漏电压确定器，其用于比较负整流全波形式的检测到的电压与预定的参考电压，并根据比较结果来确定泄漏电压的状态；

参考电压产生单元，其用于产生正和负的参考电压，以检测淹没和泄漏电压，并将负参考电压施加于所述多个淹没感测杆之一上；

淹没电压检测单元，其用于将正参考电压施加于另一淹没感测杆上，并根据两个淹没感测杆之间的电压变化来检测(金属柱的)淹没电压，每个淹没感测杆均输入正和负的电压；

泄漏电压检测单元，其用于比较负整流全波形式的检测到的电压与参考电压产生单元的正参考电压，并根据比较结果来检测超过预定电压的泄漏电压；

以及泄漏电压和淹没信号输出单元，其用于在检测到超过预定电压的泄漏电压或检测到淹没电压的情况下操作断电信号产生单元。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述瞬变电流产生单元保护磁开关和断路器的连接，并且在发生瞬变电流时防止安装于电源传输柱中的变压器等的线圈损耗，以使继电器的连接通过核心电阻器接收R和N相AC电源。

4.一种用于防止电击的断电装置，其包括：

淹没电压传感器，其用于感测淹没电压，所述淹没感测单元包括多个淹没感测杆；

操作信号产生单元，其用于在淹没泄漏电压传感器感测到泄漏电压时产生接地电流操作信号，并且每次预定的时间过去之后，依次产生瞬变和短路电流操作信号；

接地电流产生单元，其用于根据接地电流操作信号来产生接地电流，以使AC电流流入接地端；

瞬变电流产生单元，其用于根据瞬变电流操作信号来产生AC电源的瞬变电流；

短路电流产生单元，其用于根据短路电流操作信号来产生AC电源的短路电流；

零相序电流互感器(ZCT)和电流互感器，其用于检测根据操作信号产生单元的操作产生的接地电流、瞬变和短路电流；

继电器，其用于在零相序电流互感器(ZCT)和电流互感器检测到接地电流、瞬变电流和短路电流的情况下执行控制操作以切断AC电源；

断路器，其用于根据继电器的控制来切断AC电源；

以及磁开关，其用于根据继电器的控制来切断AC电源。

5.如权利要求4所述的装置，其进一步包括漏电断路器，用于在发生接地电流，以指示街灯已被淹没，因此泄漏电流已流到其上时，执行操作来切断街灯的电源。

6.如权利要求5所述的装置，其进一步包括LED(发光二极管)，所述LED通过与其串联连接的电阻器而连接到R相AC电源线上，以便可以确认AC电源线的R相。

7.一种用于防止电击的断电装置，其包括：

泄漏电压感测单元，其用于感测N相电源线和金属柱中的泄漏电压；

断电信号产生单元，其用于在泄漏电压传感器感测到泄漏电压的情况下产生接地电流，并且每次预定的时间过去之后依次产生瞬变和短路电流；

零相序电流互感器(ZCT)，其用于检测从断电信号产生单元产生的接地电流和短路电流；

漏电零相检测器，其用于在ZCT检测到接地和短路电流的情况下执行控制操作以切断AC电源；

断路器，其用于在AC电源根据漏电零相检测器的控制断开并且同时通过断电信号产生单元短路的情况下切断AC电源；

以及磁开关，其用于根据漏电零相检测器的控制来切断AC电源。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述泄漏电压传感器包括：

泄漏电压检测器，其用于检测泄漏电压感测杆的两端之间的电压；

全波整流单元，其用于以负整流全波的形式整流所述泄漏电压检测器检测到的电压；

以及泄漏电压确定器，其用于比较负整流全波形式的检测到的电压与预定的参考电压，并根据比较结果确定泄漏电压的状态。

9.如权利要求8所述的装置，其中，安装所述多个泄漏电压感测杆，以使一个泄漏电压感测杆与金属柱相连，而另一个泄漏电压感测杆则放在地下与金属柱隔开预定的距离。

10.如权利要求9所述的装置，其中，安装多个泄漏电压接触端，以使一个泄漏电压接触端与AC电源线的N相相连，而另一个泄漏电压接触端与金属柱相连。

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