CN101316037A - 具有自诊断功能的剩余电流动作保护器 - Google Patents

Abstract

一种具有自诊断指示和/或自诊断报警和/或自诊断保护功能的剩余电流动作保护器，它包括保护器、零序互感器、脱扣分励线圈、剩余电流处理电路、整流电路、可控硅SCR等保护器的零部件及常规电路，还包括自诊断指示电路和/或自诊断报警电路和/或自诊断保护电路，可自动对保护器的整流电路和可控硅SCR进行实时诊断，当整流电路和可控硅SCR发生异常时，自诊断指示电路会自动作出指示、自诊断报警电路会自动作出报警、自诊断保护电路会自动驱使脱扣装置脱扣，从而防止因剩余电流保护功能失灵而发生的人身安全事故，大大增强了保护器产品的安全使用性能。

Description

具有自诊断功能的剩余电流动作保护器

技术领域

本发明涉及一种剩余电流动作保护器，又称漏电保护器，特别是一种具有自诊断指示、自诊断报警和自诊断保护功能的剩余电流动作保护器。

背景技术

剩余电流动作保护器，是一种具有漏电保护功能的保护器，也叫漏电保护器，它是由保护器本体、零序互感器和漏电附件组成。所述的漏电附件是一个由电子元器件组成的电路，其作用是将零序互感器检测到的剩余电流信号放大并控制断路器脱扣。所述的断路器脱扣是指保护器中的主开关由闭合状态自动转换为断开状态的过程。

如图1所示的现有技术的剩余电流动作保护器的工作原理是：通过保护器的主开关K执行主电路100的通/断操作任务；所述的主电路100穿过零序互感器TA作为零序互感器的原边；零序互感器TA的副边与剩余电流处理电路的信号输入电路连接，剩余电流处理电路的输出回路分别与可控硅SCR的栅极和阴极连接，可控硅SCR的阳极和阴极分别与整流电路的直流输出端的正极A和负极B连接；所述的整流电路的交流输入端的两极分别与保护器负载端的主电路100的两极连接；一个控制断路器脱扣的分励线圈L串联连接在整流电路的交流输入端的一极与主电路100的一极之间；当主电路100发生漏电情况时，零序互感器TA能通过其副边的感应检测到剩余电流，该电流通过剩余电流处理电路后输给可控硅SCR的栅极，使可控硅栅极与阴极之间的电压加大，当剩余电流超过规定值时，可控硅栅极与阴极之间的电压超过可控硅SCR的允许导通电压，可控硅SCR阳极和阴极导通。流过脱扣分励圈L的电流驱使其作脱扣动作，使保护器的主开关K断开，从而实现安全保护的功能，以避免发生安全事故。

如图1所示的已有技术的剩余电流动作保护器，它还包括一个试验电路。所述的试验电路是由串联连接的开关S和电阻R2组成，试验电路的两端分别与零序互感器TA两侧的主电路100的两极连接；当开关S闭合时，试验电路形成回路，该回路中有电流流过，通过零序互感器TA被检测为剩余电流，该剩余电流能致使正常的断路器脱扣；如果保护器剩余电流保护功能失灵，则开关S闭合后保护器仍不能脱扣。很显然，通过试验电路可检测保护器的剩余电流保护功能是否正常，为检修、维护电路提供了必要的测试功能，但是这种功能必须借助于人工操作才能实现，而且无法对运行中的保护器进行实时检测。

如图1所示的已有技术的剩余电流动作保护器，它还包括一个过压保护电路。所述的过压保护电路是由并联连接在整流电路交流输入端两极的压敏电阻RV组成。通过过压保护电路虽然能防止因整流电路交流输入端两极之间过电压引起的电子元件损坏，但是，当过电压较高或维持时间过长时，压敏电阻RV会发热，很容易被烧坏，而其一旦被烧坏，过压保护功能就失灵。

在保护器的实际应用过程中，由于电网冲击电压、冲击电流、电子元器件老化和保护器工作环境不良等原因，已有技术的剩余电流动作保护器的电子元器件很容易被烧坏，其中最为常见的是整流电路和可控硅的损坏，使漏电保护功能失效。在这种情况下，已有技术的剩余电流动作保护器，由于没有自诊断指示或自诊断报警功能，或没有自诊断保护功能，所以不能尽早发现和排除保护器自身的故障，一旦出现漏电，保护器不能正常脱扣，以至造成人身伤亡或财产损失。经调查，大量安全事故的成因都与保护器漏电保护功能失灵而得不到及时发现和排除有关，因此，剩余电流动作保护器的自诊断指示、自诊断报警、自诊断保护功能对于确保人身安全十分重要。

这里所述的自诊断指示功能是指保护器能自动诊断自身的电子元器件是否正常并对其正常或异常能实时作出指示的功能。所述的自诊断报警功能，是指保护器能自动诊断自身的电子元器件是否正常并对异常情况能及时报警的功能。所述的自诊断保护功能，是指保护器能自动诊断自身的电子元器件是否正常并在其异常情况时能及时控制断路器脱扣的功能。

由于自诊断功能是诊断保护器自身的电子元器件的正常与否，所以它通常采用电子电路来实现，为了降低该电路自身的失效概率，所以要求电路越简单越好，电路中所用的元器件越少越好。

申请号为200610085554.1的发明专利申请，公开了一种带寿命终止指示或脱扣的漏电保护器的控制电路，在通常漏电保护器的基础上，该控制电路增加了可以自动监测漏电保护器自身故障的异常监测电路，一旦关键零件出现异常，就会自动故障指示，或直接脱扣，以防止在漏电发生时由漏电保护器失效造成的用电安全事故，以确保人身安全。然而，该已有技术存在以下主要技术缺陷。

首先是电路复杂，所用的电子原器件数量多，尤其是采用了双零序互感器、双可控硅及昂贵的单片机，所以加工调试很困难，制造成本很高，产品体积大且重量重；

其次是功能较少，只是在通常漏电保护器的基础上增加了异常指示和保护功能，没有必要的报警功能；

第三是由于电子元器件多，所以电路自身的失效概率大，产品的可靠性和稳定性差；

第四是由于电路中使用了单片机，所以对产品的使用环境要求高，使其用途受到限制。

由于以上缺陷，所以该已有技术的实用意义非常有限，尤其是在小型塑壳保护器中，上述技术缺陷对产品实际使用的影响更为突出。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种既可同时具有自诊断指示、自诊断报警、自诊断保护功能、又可由用户选用其中部分功能的剩余电流动作保护器，其电路的结构简单，所用的电子原器件很少，体积小，成本低，可靠性好，用途广，安全等级高，能适应农村等用电条件较差的应用环境。

为了实现上述目的，本发明的剩余电流动作保护器采用了以下技术方案。

一种具有自诊断功能的剩余电流动作保护器，它包括断路器、零序互感器TA、整流电路、试验电路、脱扣分励线圈L、剩余电流处理电路、可控硅SCR、过压保护电路、过流保护电路和滤波电路，所述的零序互感器TA设置在保护器的负载端，其副边与剩余电流处理电路的信号输入回路连接，剩余电流处理电路的输出回路的两端分别与可控硅SCR的栅极和阴极连接，可控硅SCR的阳极和阴极分别与整流电路的直流输出端的正极A和负极B连接，整流电路的交流输入端的两极分别与保护器负载端的主电路的两极连接，所述的试验电路的两端分别与零序互感器TA两侧的主电路的两极连接，所述的脱扣分励线圈L的一端连接在整流电路的交流输入端的一极上，其另一端与所述的过压保护电路和所述的过流保护电路串联连接在整流电路的交流输入端的另一极上，所述的滤波电路并联连接在整流电路的直流输出的正极A和负极B上。

本发明的具有自诊断功能的剩余电流动作保护器还包括自诊断指示电路和/或自诊断报警电路和/或自诊断保护电路。所述的自诊断报警电路包括自诊断电路和报警电路，所述的自诊断保护电路包括自诊断电路和保护电路。

所述的自诊断指示电路的两端并联连接在所述整流电路的直流输出端的正极A和负极B上，用于根据整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差的变化，通过自诊断指示电路中的指示灯的变化，向用户指示保护器的漏电保护功能是否正常。

所述的自诊断电路的输入回路的两端并联连接在所述整流电路的直流输出端的正极A和负极B上，其输出回路与所述报警电路串联连接和/或与所述保护电路串联连接。当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差正常时，自诊断电路的输出回路保持断开状态，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差异常小或为0时，自诊断电路的输出回路接通并控制报警电路和/或保护电路接通，使报警电路自动发出表示漏电保护功能失灵的警报和/或使保护电路驱动断路器脱扣。

所述的报警电路的两端并联连接在所述整流电路的交流输入端的两极上，或并联连接在保护器以外的独立电源上，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位正常时，受自诊断电路输出回路断开的控制，报警电路也处于断开状态，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间电位差异常小或为0时，受自诊断电路输出回路接通的控制，报警电路接通并使其中的报警元件发出报警信号。

所述的保护电路包括一个第二脱扣分励线圈L2，用于控制保护器主开关K脱扣，该电路的两端并联连接在所述整流电路的交流输入端的两极上，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位正常时，受自诊断电路输出回路断开的控制，保护电路也处于断开状态，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差异常小或为0时，受自诊断电路输出回路接通的控制，该保护电路接通并使第二脱扣分励线圈L2动作，驱使断路器脱扣。

根据本发明的自诊断指示电路，它由串联连接的电阻R4和发光二极管LED组成，所述发光二极管并联连接到整流电路的直流输出端的正极A和负极B，并与可控硅SCR的阳极A和阴极B并联连接。当整流电路和可控硅SCR正常时，则它们的正负极(A-B)之间存在正常的电位差，发光二极管LED则常亮以显示正常；当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，发光二极管LED则不亮以显示不正常，即指示用户该保护器的剩余电流保护功能已失灵。

根据本发明的自诊断电路，包括电阻R3和常闭触点继电器KM，电阻R3与常闭触点继电器KM的输入回路串联连接，常闭触点继电器KM的输出回路与报警电路或保护电路串联连接。自诊断电路的两端并联连接在整流电路直流输出端的正极A和负极B上，并与可控硅SCR的阳极A和阴极B并联连接。当整流电路和可控硅SCR正常时，则它们的正负极(A-B)之间存在正常的电位差，该电位差驱使常闭触点继电器KM吸合，使常闭触点继电器KM的输出回路断开，从而控制报警电路或保护电路断开，以保持保护器的正常工作；当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，即常闭触点继电器KM的输出回路接通，从而控制报警电路或保护电路接通，并通过报警电路发出警报，或通过保护电路使断路器脱扣；

根据本发明的报警电路，电阻R5和蜂鸣器ALM与自诊断电路中的常闭触点继电器KM的输出回路串联连接，报警电路的两端并联连接到整流电路交流输入端的两极。当整流电路和可控硅SCR正常时，则它们的正负极(A-B)之间存在正常的电位差，该电位差驱使常闭触点继电器KM吸合，即常闭触点继电器KM的输出回路断开，报警电路也处于断开状态；当整流电路断路或短路、和/或可按硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，常闭触点继电器KM断开，常闭触点继电器KM的输出回路闭合，将报警电路接通发出警报。

根据本发明的保护电路，包括与自诊断电路共用的常闭触点继电器KM、第二脱扣分励线圈L2、电阻R6、常开触点继电器KM2，常闭触点继电器KM的输出回路的一端与整流电路交流输入端的一极连接，其另一端并接电阻R6的一端和第二脱扣分励线圈L2的一端，电阻R6的另一端与常开触点继电器KM2的输入回路的一端连接，第二脱扣分励线圈L2的另一端与常开触点继电器KM2的输出回路的一端连接，常开触点继电器KM2的输入回路的另一端和其输出回路的另一端并接到整流电路交流输入端的另一极。当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，常闭触点继电器KM断开，常闭触点继电器KM的输出回路闭合，使常开触点继电器KM2的输入回路闭合，驱使常开触点继电器KM2的输出回路接通，从而使第二脱扣分励线圈L2的回路接通并将断路器脱扣，实现保护功能。

根据本发明的保护电路的第二实施例包括与自诊断电路共用的常闭触点继电器KM和第二脱扣分励线圈L2，所述的常闭触点继电器KM的输出回路的一端与第二脱扣分励线圈L2的一端串联连接，常闭触点继电器KM的输出回路的另一端与整流电路交流输入端的一极连接，第二脱扣分励线圈L2的另一端与整流电路交流输入端的另一极连接。当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异小或为0，常闭触点继电器KM断开，KM的输出回路闭合，从而使第二脱扣分励线圈L2接通并将断路器脱扣，实现保护功能。

根据本发明的过流保护电路包括串联连接在整流电路交流输入端的一极上的熔断器FU，所述的熔断器FU的熔断时间小于可控硅SCR和整流电路的击穿时间，其熔断电流应大于自诊断指示电路、自诊断报警电路和自诊断保护电路保持正常工作所需的最小电流。当电路电流过大和/或保护器机构卡死不能脱扣时，熔断器FU会熔断，以保护可控硅SCR和整流电路不至损坏。

根据本发明的保护器的自诊断电路的另一个实施方式，包括电阻R3、常闭触点继电器KM和接线装置，电阻R3的一端与常闭触点继电器KM的输入回路的一端串联连接，电阻R3的另一端和常闭触点继电器KM的输入回路的另一端分别并联连接到整流电路直流输出端的正极A和负极B，也即分别并联连接到可控硅SCR的阳极A和阴极B；所述的常闭触点继电器KM的输出回路的两端分别与接线装置的两级连接，接线装置配置在保护器外壳的适当位置，以供独立电源的外接报警电路或报警装置的开关回路的连接。当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，即常闭触点继电器KM的输出回路接通，将独立电源的外接报警电路或报警装置里的开关回路接通，故而至使其发出警报。

根据本发明的自诊断电路还包括一个续流二极管D1，其正极并联连接到整流电路的直流输出端的负极B和常闭触点继电器KM的输入回路的负端，二极管D1的负极并联连接到常闭触点继电器KM的输入回路的正端和电阻R3的一端。用于防止继电器KM关断时其线圈所产生的反压将元器件损坏。

根据本发明的报警电路还包括一个与蜂鸣器并联连接的延时电容C2，它与电阻R5一起组成阻容延时。根据本发明的保护电路还包括一个与常开触点继电器KM2的输入回路并联连接的延时电容C3，它与电阻R6一起组成阻容延时。

由于所述的整流电路的直流输出端的正极A和负极B分别与可控硅SCR的阳极和阴极并联连接，所以当整流电路和可控硅SCR正常时，其两端(A-B)之间必然存在正常的电位差，当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，其两端(A-B)之间的电位差会异常小或为0。通过本发明的自诊断电路，可实时连续地诊断整流电路和可控硅SCR的正常与否，一旦它们出现异常，自诊断电路会及时自动作出显示和/或控制报警电路报警和/或控制保护电路使断路器脱扣，以防止因保护器的剩余电流保护功能失灵而造成人身安全事故。

附图说明

图1是已有技术的剩余电流动作保护器的电路原理图。

图2是本发明实施例的剩余电流动作保护器的电路原理方框图。

图3是本发明实施例的剩余电流动作保护器的自诊断指示和自诊断报警电路原理图。

图4是本发明实施例的剩余电流动作保护器的自诊断保护电路第一实施例的原理图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具有自诊断指示和/或自诊断报警和/或自诊断保护功能的剩余电流动作保护器的具体实施例，本发明的剩余电流动作保护器不限于以下实施例。

本发明的剩余电流动作保护器由断路器和电路两大部分组成。所述的断路器的功能是执行主电路100的通/断任务，它由动触头部件、静触头部件、通/断操作部件和脱扣部件组成，由于它们的各零部件的结构、形状及其工作原理属于已有技术，在此不作赘述。本发明所述的电路具体实施例如图2所示，它由主开关K、零序互感器TA、脱扣分励线圈L、剩余电流处理电路、可控硅SCR、整流电路、试验电路、滤波电路、过压保护电路、过流保护电路、自诊断指示电路、自诊断电路、报警电路和/或保护电路组成。

由图2所示，主开关K是由所述的保护器的动触头部件和静触头部件构成。所述的主开关K可以是两极开关、三极开关或四极开关。脱扣分励线圈L是所述的保护器的脱扣部件中的一个元件，当流过脱扣分励线圈L的电流超过额定值时，所述的脱扣分励线圈L内的铁芯(图中未示出)会动作并撞击断路器的脱扣装置中的脱扣杆(图中未示出)，使断路器脱扣。

如图1所示，由试验电路、过压保护电路、整流电路、剩余电流处理电路、可控硅SCR、零序互感器TA、主开关K组成的电路及其它们之间的电连接关系和工作原理已在背景技术中详细描述，所以在此不作赘述。

图2和图3所示的是本发明的剩余电流动作保护器的电路图，其中的自诊断指示电路由串联连接的电阻R4和发光二极管LED组成。所述的自诊断指示电路按发光二极管的极性并联连接到整流电路直流输出端的正极A和负极B，同时并联连接到可控硅SCR的阳极A和阴极B。当整流电路和可控硅SCR正常时，它们的正负极(A-B)之间必然存在正常的电位差，该电位差使发光二极管LED常亮，以显示整流电路和可控硅SCR正常。当整流电路断路或短路和/或可控硅SCR短路时，它们的正负极(A-B)之间的电位差则会异常小或为0，此时发光二极管LED不亮，以显示整流电路和/或可控硅SCR工作不正常，向用户指示剩余电流动作保护器的保护功能已失灵。

由于自诊断指示电路能实时显示剩余电流动作保护器的保护功能的正常或异常，不参与保护器保护动作的控制，所以它广泛适用于不能随便跳闸或对跳闸无所谓的场合，它是实现自诊断功能最基本、最经济、最实用的技术方案。

如图2和图3所示，自诊断电路由电阻R3和常闭触点继电器KM的输入回路串联连接组合而成，所述的自诊断电路的两端并联连接在整流电路的直流输出端的正极A和负极B上，同时并联连接在可控硅SCR的阳极A和阴极B上。当整流电路和可控硅SCR正常时，它们的正负极(A-B)之间必然存在正常的电位差，该电位差使常闭触点继电器KM保持吸合，即常闭触点继电器KM的输出回路断开，从而使被控制的报警电路或保护电路处于断开状态，以保持保持器的正常工作。当整流电路断路或短路和/或可控硅SCR短路时，它们的正负极(A-B)之间的电位差会异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，而常闭触点继电器KM的输出回路接通，从而控制报警电路或保护电路接通，并通过报警电路发出警报，或通过保护电路使断路器脱扣。

由于自诊断电路能实时诊断整流电路和可控硅SCR的正常与否，所以它适用于不能随便跳闸、或必须及时跳闸、或对跳闸无所谓的各种场合，它是实现自诊断功能最基本、最实用、最有效的技术方案。

本发明自诊断电路的又一实施方式，还可以包括一个二极管D1，D1两端与常闭触点继电器KM输入回路的两端并联连接，D1的正负极与KM输出回路的正负极相反连接。二极管D1的作用是防止继电器KM闭合时线圈产生的反压将元器件损坏，因此它是自诊断电路中的辅助元件。

如图2和图3所示，本发明的剩余电流动作保护器可带有报警电路。所述的报警电路由电阻R5、蜂鸣器ALM和自诊断电路中的常闭触点继电器KM的输出回路串联连接而成，报警电路的两端并联连接到整流电路交流输入端的两极。当整流电路和可控硅SCR正常时，它们的正负极(A-B)之间必然存在正常的电位差，该电位差驱使常闭触点继电器KM吸合，即KM的输出回路断开，报警电路处于断开状态，故而蜂鸣器ALM不响，以表示正常。当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，它们的正负极(A-B)之间的电位差会异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，即KM的输出回路闭合，将报警电路接通，故而蜂鸣器作响，以发出警报。由于报警电路能对保护器保护功能失灵作出实时报警，但不参与保护器保护动作的控制，所以它广泛适用于不能随便跳闸或对跳闸无所谓的场合，它是自诊断报警功能中最有效、最实用的技术方案。

本发明报警电路的另一实施方式，还可以包括一个延时电容C2，C2并联连接在蜂鸣器ALM的两端，它与电阻R5组成阻容延时，以改善电路性能。

由上述说明可以得到启发，报警电路中的报警器可以是蜂鸣器，也可以是灯光报警器，还可以是声光报警器等常规报警装置。

根据用户需要，本发明的报警电路，其两端不仅可以并联连接到整流电路交流输入端的两极，也可以并联连接到一个独立电源的两极，此时需要将常闭触点继电器KM的输出回路的两端以接线装置的方式配置在保护器的外壳上。以独立电源方式或者以外接报警器电路或外接报警装置设计的保护器，其优点是可以实现远距离、定点报警，以便使值班人员及时发现安全隐患。此外可实现报警功能和保护功能同时兼有，以进一步扩展保护器的安全保护等级。

如图2和图4所示，本发明的保护电路包括与自诊断电路共用的常闭触点继电器KM、第二脱扣分励线圈L2、电阻R6和常开触点继电器KM2。所述的常闭触点继电器KM的输出回路的一端与整流电路交流输入端的一极连接，其另一端并接电阻R6的一端和第二脱扣分励线圈L2的一端，电阻R6的另一端与常开触点继电器KM2的输入回路的一端连接，第二脱扣分励线圈L2的另一端与常开触点继电器KM2的输出回路的一端连接，常开触点继电器KM2的输入回路的另一端和其输出回路的另一端并接到整流电路交流输入端的另一极。

当整流电路和可控硅SCR正常时，它们的正负极(A-B)之间必然存在正常的电位差，该电位差驱使常闭触点继电器KM吸合，于是KM的输出回路断开，使保护电路处于断开状态，故而保护器不会脱扣并保持正常工作状态。当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，它们的正负极(A-B)之间的电位差会异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，于是KM的输出回路闭合，使常开触点继电器KM2的输入回路闭合，故而驱使常开触点继电器KM2的输出回路接通，从而接通保护电路，接通第二脱扣分励线圈L2的回路并使断路器脱扣，实现保护功能。

本发明的保护电路，在常开触点继电器KM2的输入回路两端，并联连接的电容C3，能与电阻R6组成阻容延时，以改善电路性能。

图4表示了本发明保护器的自诊断保护电路的一个实施例。本发明保护器的自诊断保护电路的第二实施例由第一实施例简化而成。所述的简化后的保护电路包括与自诊断电路共用的常闭触点继电器KM和第二脱扣分励线圈L2，常闭触点继电器KM的输出回路的一端与第二脱扣分励线圈L2的一端串联连接，常闭触点继电器KM输出回路的另一端与整流电路交流输入端的一极连接，第二脱扣分励线圈L2的另一端与整流电路交流输入端的另一极连接。当整流电路和可控硅SCR正常时，它们的正负极(A-B)之间必然存在正常的电位差，该电位差使常闭触点继电器KM吸合，于是KM的输出回路断开，使保护电路处于断开状态，故而保护器不会脱扣并保持正常工作状态。当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，它们的正负极(A-B)之间的电位差会异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，于是KM的输出回路闭合，从而接通保护电路，亦即接通第二脱扣分励线圈L2的回路并使断路器脱扣，以实现保护功能。

综上所述，本发明的自诊断指示功能、自诊断报警功能和自诊断保护功能，可自动实现对整流电路和可控硅SCR的正常与否的实时诊断，当它们出现异常时，自诊断指示电路会自动作出指示、自诊断报警电路会自动作出报警、自诊断保护电路会自动驱使断路器脱扣跳闸，从而有效防止安全事故的发生。

从上述不难得出，从技术上讲，自诊断指示功能、自诊断报警功能和自诊断保护功能即可单独配置于同一个保护器，也可共同配置于同一个保护器，还可以任意组合的方式配置于同一个保护器。需要说明的是，由于自诊断保护功能执行结果是切断保护器的主电路，也就是切断了保护器电路部分的电源，因此，如果自诊断报警电路与保护器电路共电源，则在具有自诊断保护功能的保护器上增加自诊断报警功能的意义不大，在具有自诊断保护功能的保护器上增加自诊断指示功能的意义也不大。因此，建议最佳配置的形式为：三种功能分别单独配置；自诊断指示功能和自诊断报警功能组合配置；自诊断报警功能和自诊断保护功能组合配置，但此配置要求报警电路为独立电源的外接报警电路或报警装置，其实施方式可以是将自诊断电路中的常闭触点继电器KM的输出回路的两端以接线装置的形式设置在保护器壳体的适当位置。

如图3和图4所示，本发明的过流保护电路是由串联连接在整流电路交流输入端的一个极上的熔断器FU组成。当整流电路短路、或可控硅SCR短路、或保护器卡死不能脱扣时，电路中的电流过大，使熔断器FU熔断，以实现过流保护。为实现对整流电路和可控硅SCR的有效过流保护，要求熔断器FU的熔断时间小于整流电路和可控硅SCR的击穿时间。而且，为了保证自诊断指示电路、自诊断报警电路和自诊断保护电路的正常工作，熔断器FU的熔断电流应大于自诊断指示电路、自诊断报警电路和自诊断保护电路保持正常工作所需的最小电流。

如图3和图4所示，滤波电路由串联连接的电阻R1和电容C1组成，滤波电路的两端与整流电路直流输出的两端并联连接。滤波电路的作用是吸收由脱扣分励线圈卷产生的尖峰电压。

本发明的保护器的自诊断电路还可以采用独立电源，包括电阻R3、常闭触点继电器KM和接线装置，电阻R3的一端与常闭触点继电器KM的输入回路的一端串联连接，电阻R3的另一端和常闭触点继电器KM的输入回路的另一端分别并联连接到整流电路直流输出端的正极A和负极B，也即分别并联连接到可控硅SCR的阳极A和阴极B；所述的常闭触点继电器KM的输出回路的两端分别与接线装置的两级连接，接线装置配置在保护器外壳的适当位置，以供独立电源的外接报警电路或报警装置的开关回路的连接。当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，即常闭触点继电器KM的输出回路接通，将独立电源的外接报警电路或报警装置里的开关回路接通，故而至使其发出警报。

采用本发明的漏电保护装置，能够及时、有效避免因剩余电流保护功能失灵而发生的人身安全事故，大大增强了保护器产品的安全使用性能。

Claims (11)

1、一种具有自诊断功能的剩余电流动作保护器，它包括断路器、零序互感器TA、整流电路、试验电路、脱扣分励线圈L、剩余电流处理电路、可控硅SCR、过压保护电路、过流保护电路和滤波电路，

所述的零序互感器TA设置在保护器的负载端，其副边与剩余电流处理电路的信号输入回路连接，剩余电流处理电路的输出回路的两端分别与可控硅SCR的栅极和阴极连接，可控硅SCR的阳极和阴极分别与整流电路的直流输出端的正极A和负极B连接，整流电路的交流输入端的两极分别与保护器负载端的主电路的两极连接，

所述的脱扣分励线圈L的一端连接在整流电路的交流输入端的一极上，其另一端与所述的过压保护电路和所述的过流保护电路串联连接在整流电路的交流输入端的另一极上，所述的滤波电路并联连接在整流电路的直流输出的正极A和负极B上；

其特征在于：

所述保护器还包括自诊断指示电路和/或自诊断报警电路和/或自诊断保护电路，所述的自诊断报警电路包括自诊断电路和报警电路，所述的自诊断保护电路包括自诊断电路和保护电路；

所述的自诊断指示电路的两端并联连接在所述整流电路的直流输出端的正极A和负极B上，用于根据整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差的变化，通过自诊断指示电路中的指示灯的变化，向用户指示保护器的漏电保护功能是否正常；

所述的自诊断电路的输入回路的两端并联连接在所述整流电路的直流输出端的正极A和负极B上，其输出回路与所述报警电路串联连接和/或与所述保护电路串联连接，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差正常时，自诊断电路的输出回路保持断开状态，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差异常小或为0时，自诊断电路的输出回路接通并控制报警电路和/或保护电路接通，使报警电路自动发出表示漏电保护功能失灵的警报和/或使保护电路驱动断路器脱扣；

所述的报警电路的两端并联连接在所述整流电路的交流输入端的两极上，或并联连接在保护器以外的独立电源上，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间电位差异常小或为0时，受自诊断电路输出回路接通的控制，报警电路接通并使其中的报警元件发出报警信号；

所述的保护电路包括一个第二脱扣分励线圈L2，用于控制保护器主开关K脱扣，该电路的两端并联连接在所述整流电路的交流输入端的两极上，当整流电路的直流输出端的正极A和负极B之间的电位差异常小或为0时，受自诊断电路输出回路接通的控制，该保护电路接通并使第二脱扣分励线圈L2动作，驱使断路器脱扣，从而避免人身安全事故的发生。

2、根据权利要求1所述的保护器，所述的自诊断指示电路由串联连接的电阻R4和发光二极管LED组成，所述发光二极管并联连接到整流电路的直流输出端的正极A和负极B，并与可控硅SCR的阳极A和阴极B并联连接，当整流电路和可控硅SCR正常时，则它们的正负极(A-B)之间存在正常的电位差，发光二极管LED则常亮以显示正常；当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，发光二极管LED则不亮以显示不正常，指示用户该保护器的漏电保护功能已失灵。

3、根据权利要求1所述的保护器，所述的自诊断电路包括电阻R3和常闭触点继电器KM，电阻R3与常闭触点继电器KM的输入回路串联连接，常闭触点继电器KM的输出回路与报警电路或保护电路串联连接，自诊断电路的两端并联连接在整流电路直流输出端的正极A和负极B上，并与可控硅SCR的阳极A和阴极B并联连接，当整流电路断路或短路、和/或可控硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，使常闭触点继电器KM断开，常闭触点继电器KM的输出回路接通，从而控制报警电路或保护电路接通，并通过报警电路发出警报，或通过保护电路使断路器脱扣。

4、根据权利要求1所述的保护器，所述的报警电路，电阻R5和蜂鸣器ALM与自诊断电路中的常闭触点继电器KM的输出回路串联连接，报警电路的两端并联连接到整流电路交流输入端的两极，当整流电路断路或短路、和/或可按硅SCR短路时，则它们的正负极(A-B)之间的电位差异常小或为0，常闭触点继电器KM断开，常闭触点继电器KM的输出回路闭合，将报警电路接通发出警报。

5、根据权利要求1所述的保护器，所述的保护电路包括与自诊断电路共用的常闭触点继电器KM、第二脱扣分励线圈L2、电阻R6、常开触点继电器KM2，常闭触点继电器KM的输出回路的一端与整流电路交流输入端的一极连接，其另一端并接电阻R6的一端和第二脱扣分励线圈L2的一端，电阻R6的另一端与常开触点继电器KM2的输入回路的一端连接，第二脱扣分励线圈L2的另一端与常开触点继电器KM2的输出回路的一端连接，常开触点继电器KM2的输入回路的另一端和其输出回路的另一端并接到整流电路交流输入端的另一极。

6、根据权利要求1所述的保护器，所述的保护电路包括与自诊断电路共用的常闭触点继电器KM和第二脱扣分励线圈L2，所述的常闭触点继电器KM的输出回路的一端与第二脱扣分励线圈L2的一端串联连接，常闭触点继电器KM的输出回路的另一端与整流电路交流输入端的一极连接，第二脱扣分励线圈L2的另一端与整流电路交流输入端的另一极连接。

7、根据权利要求1所述的保护器，所述的自诊断电路包括电阻R3、常闭触点继电器KM和接线装置，电阻R3的一端与常闭触点继电器KM的输入回路的一端串联连接，电阻R3的另一端和常闭触点继电器KM的输入回路的另一端分别并联连接到整流电路直流输出端的正极A和负极B，也即分别并联连接到可控硅SCR的阳极A和阴极B；所述的常闭触点继电器KM的输出回路的两端分别与接线装置的两级连接，接线装置配置在保护器外壳的适当位置，以供独立电源的外接报警电路或报警装置的开关回路的连接。

8、根据权利要求1所述的保护器，所述的过流保护电路包括串联连接在整流电路交流输入端的一极上的熔断器FU，所述的熔断器FU的熔断时间小于可控硅SCR和整流电路的击穿时间，其熔断电流应大于自诊断指示电路、自诊断报警电路和自诊断保护电路保持正常工作所需的最小电流。

9、根据权利要求1或3所述的保护器，所述的自诊断电路还包括一个续流二极管D1，其正极并联连接到整流电路的直流输出端的负极B和常闭触点继电器KM的输入回路的负端，二极管D1的负极并联连接到常闭触点继电器KM的输入回路的正端和电阻R3的一端，用于防止继电器KM关断时其线圈所产生的反压将元器件损坏。

10、根据权利要求1或4所述的保护器，所述的报警电路还包括一个与蜂鸣器并联连接的延时电容C2，它与电阻R5一起组成阻容延时。

11、根据权利要求1或5所述的保护器，所述的保护电路还包括一个与常开触点继电器KM2的输入回路并联连接的延时电容C3，它与电阻R6一起组成阻容延时。

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