CN101291051A

CN101291051A - 漏电断路器

Info

Publication number: CN101291051A
Application number: CNA2007101632507A
Authority: CN
Inventors: 黑崎刚史; 长畑和宏
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: CN101291051B; JP2008269921A

Abstract

本发明得到一种低价的漏电断路器，其在额定使用电压下作为电涌吸收器，在施加倍压时立即跳闸，其具有：零相序变流器，其检测主电路的泄漏电流；漏电检测电路，其中输入零相序变流器的输出，在上述输出大于或等于规定电平时使漏电检测电路进行输出；电磁铁装置，其与漏电检测电路的输出随动；主电路接点，其通过电磁铁装置的随动而断开，从而断开负载；整流电路，其与主电路连接，进行交流－直流转换；电源电路，其与整流电路的直流输出端连接，向漏电检测电路供给动作电力；以及电涌吸收元件(100)，其与电源电路并联地连接在主电路和整流电路之间，在漏电断路器中设有电压限制电路，其在该电涌吸收元件动作时使电磁铁装置的两端产生电势差。

Description

漏电断路器

技术领域

本发明涉及一种漏电断路器，其在主电路的泄漏电流大于或等于规定值时断开该主电路，详细地说，涉及一种具有下述功能的漏电断路器，即，在异常电压施加时保护用于实现上述漏电断路器的功能而构成的电子部件、即漏电检测电路等的功能。

背景技术

当前通用的漏电断路器几乎全部采取下述方式，即，通过内置于该漏电断路器中的例如由集成电路构成的漏电检测电路，对由零相序变流器检测出的信号的电平(level)进行判断，如果该电平超过规定值，则最终向内置在漏电断路器中的电磁铁装置输出驱动信号，从而断开主电路。此外，上述漏电检测电路及电磁铁装置需要动作电力，该动作电力是从漏电断路器内部(例如，主电路电压AC 200V)取得并降压至规定电压(例如DC 12V)后进行供给的。

因此，由于以漏电检测电路为首的电子部件与主电路直接连接，所以必须预先防止叠加在该主电路中的电涌(surge)及脉冲(impulse)侵入漏电断路器内、即电子部件内，而导致烧毁、损坏这些电子部件。所以，已知通常在漏电断路器与其动作电力生成源即主电路之间的连接点处设置电涌吸收元件，例如电涌吸收器(例如，参照专利文献1)。另外还已知下述技术，即，在电涌吸收器(surge absorber)的前级配置电磁铁装置，利用流过电涌吸收器的较大电流，使电磁铁装置励磁，从而使漏电断路器自身跳闸(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：2004-15961号公报(图1)

专利文献2：2000-222998号公报(第3页左栏第39行～右栏第8行，图1)

发明内容

另外，公知作为主电路的电压，例如AC 100V、AC 200V、AC400V这样，特别地与向负载供给的能力对应而进行多种设定，但所谓的通用漏电断路器能够与上述电压对应，而无需特别的切换或设定。另一方面，在重视经济性的情况下，也准备有某种电压(例如AC 200V)专用的低价的漏电断路器。在这里，在使用者错误地将该AC 200V专用漏电断路器设置在倍压、即AC 400V电路中的情况下，有可能破坏电涌吸收器甚至使漏电断路器冒烟。为了防止这种情况，在专利文献1所示的电路中，考虑提高电涌吸收器的规格，即，使电涌吸收器的压敏电压与该漏电断路器的额定使用电压相比足够大。但是，在这种情况下，由于会将上述(叠加在主电路中的)电涌及脉冲施加在电磁铁装置或电子部件上，而不会由该电涌吸收器吸收，所以足以预想到会发生漏电断路器的频繁跳闸(不必要的动作)及电子部件的故障。

另外，已知下述技术，在与电路中下游的漏电断路器之间进行协调的基础上，使用延时型、即在进行漏电跳闸前具有延迟时间(例如0.8秒)的漏电断路器，但在该情况下，由于在该0.8秒期间，由倍压形成的电流会持续流过连接主电路和漏电检测电路之间的电线(通常在电子电路等中使用的为0.5mmφ左右)，有可能导致烧坏该电线。当然，仅为了防止该烧坏而使线径充分增加，在鉴于成本(cost)或组装性的情况下都不是好办法。

另一方面，在专利方献2所示的电路中，由于在破坏电涌吸收器之前，通过使即将流入该电涌吸收器的过大电流也流过电磁铁装置(跳闸线圈)，而如上所述使该电磁铁装置励磁，使漏电断路器自身跳闸，所以可以推断即使施加有倍压也不会导致破坏·冒烟等。但是，换言之则意味着无论何种电平的电涌、脉冲，都会使漏电断路器自身跳闸。即，即使对于本来能够通过由电涌吸收器自身吸收而不会导致跳闸(不必要的动作)的电平，也基本上都会进行跳闸，所以特别地在考虑向负载无瞬断化或连续供电的情况下，难以作为现实的对策。

另外，基于专利文献1中所示的内容，也考虑通过将电涌吸收器以使其另一端插入零相序变流器中的方式设置在供电线之间，从而由零相序变流器识别由施加倍压时的过大电流导致的不平衡状态并进行跳闸，但是，有可能伴随配线数量增加而导致成本上升，必然会导致难以维持采用AC 200V专用的理由即“低价”。

本发明就是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于，在额定使用电压下具有优秀的电涌吸收功能，并且如果使用电压高于额定使用电压，则进行跳闸动作。

本发明所涉及的漏电断路器具有：零相序变流器，其检测主电路的泄漏电流；漏电检测电路，其中输入该零相序变流器的输出，如果上述输出大于或等于规定电平，则该漏电检测电路进行输出；电磁铁装置，其与该漏电检测电路的输出随动；主电路接点，其通过该电磁铁装置的上述随动而断开，从上述主电路上断开负载；整流电路，其与上述主电路连接，将上述主电路的交流电力转换为直流电力；电源电路，其与该整流电路的直流输出端连接，向上述漏电检测电路供给动作电力；以及电涌吸收元件，其以与上述电源电路并联的方式连接在上述主电路和上述整流电路之间，在上述漏电断路器中设有电压限制电路，其在上述电涌吸收元件动作时，使上述电磁铁装置的两端产生电势差。

发明的效果

本发明是一种漏电断路器，其具有：零相序变流器，其检测主电路的泄漏电流；漏电检测电路，其中输入该零相序变流器的输出，如果上述输出大于或等于规定电平，则该漏电检测电路进行输出；电磁铁装置，其与该漏电检测电路的输出随动；主电路接点，其通过该电磁铁装置的上述随动而断开，从上述主电路上断开负载；整流电路，其与上述主电路连接，将上述主电路的交流电力转换为直流电力；电源电路，其与该整流电路的直流输出端连接，向上述漏电检测电路供给动作电力；以及电涌吸收元件，其以与上述电源电路并联的方式连接于上述主电路和上述整流电路之间，由于在上述漏电断路器中设有电压限制电路，其在上述电涌吸收元件动作时使上述电磁铁装置的两端产生电势差，因此，由于可以通过电涌吸收元件吸收电涌及脉冲，从而实现电涌及脉冲下的无瞬断化，同时由于一旦在施加倍压等高于额定使用电压的电压作为使用电压的情况下，则进行跳闸动作，所以具有能够向使用者提供安全性高且保持低价的漏电断路器的效果。

附图说明

图1表示本发明的实施方式1的图，是表示漏电断路器结构的例子的框图。

具体实施方式

实施方式1

下面，根据以框图表示漏电断路器结构的例子的图1说明本发明的实施方式1。

在图1中，本实施方式1的漏电断路器由电路部130、开闭机构部140、主电路接点111及零相序变流器120构成，其中，该电路部130由电涌吸收元件100、整流电路103、电磁铁装置(下面称为“跳闸线圈(trip coil)”)104、电源电路105、漏电检测电路106、晶闸管(thyristor)107、电压限制电路108以及信号转换电路121构成。

压敏变阻器(varistor)等电涌吸收元件(下面称为“第1电涌吸收元件”)100连接在三相交流主电路110的各相供电线之间，其吸收主电路110的电涌和脉冲。

整流电路103对主电路110的电压进行整流，将交流电力转换为直流电力。第一电涌吸收元件100连接在整流电路103和主电路110之间。

跳闸线圈104通过晶闸管107的导通而经由开闭机构部140对主电路110的主电路接点111进行开闭。

电源电路105利用由整流电路103整流后的电压(直流电压)生成漏电检测电路106等的动作电源。

漏电检测电路106在信号转换电路121的输出超过规定电平的情况下进行跳闸输出，其中信号转换电路121将零相序变流器120的电流输出转换为电压信号。

晶闸管107由漏电检测电路106的跳闸输出驱动而导通。

电压限制电路108连接在跳闸线圈104的后级，其由下述部件构成：压敏变阻器等电涌吸收元件(下面称为“第2电涌吸收元件”)108V；以及连接导线108L，其将该第2电涌吸收元件108V与跳闸线圈104串联连接且与电源电路105并联连接。

零相序变流器120检测流过主电路110的泄漏电流。

信号转换电路121将零相序变流器120的电流输出转换为电压信号。

下面，说明如上述构成的漏电断路器的动作。

在向主电路110施加大于或等于第1电涌吸收元件100的限制电压(压敏电压)的电压的情况下，通过第1电涌吸收元件100动作，而将施加在整流电路103上的电压抑制为第1电涌吸收元件100的限制电压(压敏电压)。在将被抑制为第1电涌吸收元件100的限制电压的电压由整流电路103整流后，施加在跳闸线圈104上。

由于第2电涌吸收元件108V的压敏电压设定为比第1电涌吸收元件100的压敏电压低，所以即使在第2电涌吸收元件108V动作，晶闸管107断开(不导通)的状态下，也能够在跳闸线圈104上产生相应于第1电涌吸收元件100的限制电压和第2电涌吸收元件108V的限制电压之间差值的电压差。在这里，由于倍压等大于额定使用电压的异常电压为商用频率，所以该频率下的跳闸线圈104的阻抗(impedance)较低，即使在跳闸线圈104的两端产生的电势差很小，也会流过足以使跳闸线圈104动作的电流，从而使主电路接点111断开，使漏电断路器跳闸。

由于电路部130在比主电路接点111更靠近负载侧的位置上与主电路110连接，所以可以通过主电路接点111的断开而使电路部130上不会施加有异常电压，保护漏电断路器而不使其出现故障。

另一方面，在施加有噪声(noise)或电涌等电压的情况下，由于通过第1电涌吸收元件100动作而抑制整流电路103下游的电压使其降低，所以可以防止电源电路105及漏电检测电路106的故障和错误动作(考虑方式与专利文献1相同)。在这里，与施加倍压的情况相同地在跳闸线圈104上产生电势差，但由于噪声及电涌电压的频率较高，因而跳闸线圈104的阻抗较高，使流向跳闸线圈104的电流微弱，所以跳闸线圈104不会进行动作。根据上述结构，能够提供抗外来噪声和电涌影响、并且具有与故障保护(fail safe)对应的安全设计的漏电断路器。

由此，作为本实施方式1而示出的漏电断路器如上所述，具有：零相序变流器120，其检测主电路110的泄漏电流；漏电检测电路106，其对由该零相序变流器120检测出的信号的电平进行判断；电磁铁装置(跳闸线圈)104，其与该漏电检测电路106的输出随动而使开闭机构部140动作；主电路接点111，其通过上述开闭机构部140的动作而断开；电源电路105，其利用上述主电路110而经由整流电路103向上述漏电检测电路106供给动作电力；以及第1电涌吸收元件100，其以与上述电源电路105并联的方式连接在上述主电路110和上述整流电路103之间，该漏电断路器构成为在上述第1电涌吸收元件100动作时，使上述电磁铁装置104的两端产生电势差。

另外，该漏电断路器如上所述，通过以与电源电路105并联的方式连接在上述电磁铁装置104的后级上的第2电涌吸收元件108，得到电磁铁装置104两端的电势差。

另外，如果略微改变一下观点，则作为本实施方式1而例示的漏电断路器如上所述，具有：零相序变流器120，其检测主电路110的泄漏电流；漏电检测电路106，其中输入该零相序变流器120的输出，如果上述输出大于或等于规定电平，则该漏电检测电路106进行输出；电磁铁装置(跳闸线圈)104，其与该漏电检测电路106的输出随动；主电路接点111，其通过该电磁铁装置104的上述随动而断开，从上述主电路110上断开负载；整流电路103，其与上述主电路110连接，将上述主电路110的交流电力转换为直流电力；电源电路105，其与该整流电路103的直流输出端连接，向上述漏电检测电路106供给动作电力；以及电涌吸收元件100，其以与上述电源电路105并联的方式连接在上述主电路110和上述整流电路103之间，在上述漏电断路器中设有电压限制电路108，如果上述电涌吸收元件100动作，则该电压限制电路108使上述电磁铁装置104的两端产生电势差。

另外，在该漏电断路器中如上所述，上述电压限制电路108具有与上述电涌吸收元件100的限制电压不同的电涌吸收元件108V，利用上述两个电涌吸收元件100、108V，使上述电磁铁装置104的两端产生电势差。

另外，在该漏电断路器中如上所述，上述电磁铁装置104连接在上述两个电涌吸收元件100和108V之间。

另外，在该漏电断路器中如上所述，上述电压限制电路108的上述电涌吸收元件108V与上述电源电路105并联连接。

另外，在该漏电断路器中如上所述，上述电磁铁装置104串联连接在上述整流电路103的直流输出端和上述电压限制电路108的上述电涌吸收元件108V之间。

另外，在该漏电断路器中如上所述，上述整流电路103连接在上述主电路110的比主电路接点111更靠近负载一侧。

另外，在该漏电断路器中如上所述，通过上述漏电检测电路106的输出使晶闸管107导通，从而使上述电磁铁装置104通电，并且上述电源电路105及上述电压限制电路108的上述电涌吸收元件108V与上述晶闸管107并联连接。

另外，上述漏电断路器是一种低价的漏电断路器，其在额定使用电压下作为优秀的电涌吸收器，同时在施加倍压时能够立即跳闸。

另外，作为上述漏电断路器，由于其与现有技术相同地由电涌吸收元件吸收电涌及脉冲，因此可以与现有技术相同地实现电力无瞬断化，同时由于一旦在施加有倍压的情况下立即进行跳闸，所以能够向使用者提供安全性高且保持低价的漏电断路器。

Claims

1.一种漏电断路器，其具有：零相序变流器，其检测主电路的泄漏电流；漏电检测电路，其中输入该零相序变流器的输出，如果上述输出大于或等于规定电平，则该漏电检测电路进行输出；电磁铁装置，其与该漏电检测电路的输出随动；主电路接点，其通过该电磁铁装置的上述随动而断开，从上述主电路上断开负载；整流电路，其与上述主电路连接，将上述主电路的交流电力转换为直流电力；电源电路，其与该整流电路的直流输出端连接，向上述漏电检测电路供给动作电力；以及电涌吸收元件，其以与上述电源电路并联的方式连接在上述主电路和上述整流电路之间，

其特征在于，

在上述漏电断路器中设有电压限制电路，其在上述电涌吸收元件动作时，使上述电磁铁装置的两端产生电势差。

2.根据权利要求1所述的漏电断路器，其特征在于，

上述电压限制电路具有与上述电涌吸收元件的限制电压不同的电涌吸收元件，利用上述两个电涌吸收元件而使上述电磁铁装置的两端产生电势差。

3.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于，

上述电磁铁装置连接在上述两个电涌吸收元件之间。

4.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于，

上述电压限制电路的上述电涌吸收元件与上述电源电路并联连接。

5.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于，

上述电磁铁装置串联连接在上述整流电路的直流输出端和上述电压限制电路的上述电涌吸收元件之间。

6.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于，

上述整流电路连接在上述主电路的比主电路接点更靠近负载一侧。

7.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于，

通过上述漏电检测电路的输出使晶闸管导通，从而使上述电磁铁装置通电，并且上述电源电路及上述电压限制电路的上述电涌吸收元件与上述晶闸管并联连接。