CN101562328B - 漏电断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种测试电路的结构简单、小型、同时能进行准确的漏电测试的漏电断路器。其具有使主电路通断的开闭部；主电路的全部相的导体穿过的零相变流器；根据该零相变流器的漏电检测线圈的输出电流，判断有无漏电发生的漏电检测电路；设定该漏电检测电路的工作时间用的工作时间设定电路；根据所述漏电检测电路的表示发生漏电的输出信号，进行断路而将所述开闭部断开的断路装置；将电力供给所述漏电检测电路的电源电路；和带有将测试电流供给所述零相变流器的测试线圈的测试开关的测试电路，设置有与所述测试开关连动而与所述工作时间设定电路的设定无关地设定在预定的工作时间的单元。

Description

漏电断路器
本申请是2004年11月8日提出的申请号为200410090718.0的同名申请的分案申请
技术领域
本发明涉及检测连接电动机及其他各种负载的配电系统中发生的漏电从而将波及事故防患于未然用的漏电断路器，特别是涉及该测试电路的改良。
背景技术
为了正确地进行漏电断路器的工作测试，迄今在漏电断路器的漏电测试电路上下了种种工夫。其一例示于专利文献1中。图7中示出了该专利文献1所示的漏电断路器的结构。
图7中的漏电断路器有多个额定电压，例如有100、200及400V三个额定电压。图中所示的漏电断路器1有电源侧连接端子3A及负载侧连接端子3B，在连接该连接端子3A、3B之间的主电路内，设有使负载电流通断的多极的开闭部8。连接开闭部8和负载侧端子3B的主电路导体2穿过的零相变流器5，检测连接在负载侧端子3B上的负载电路中的漏电电流。漏电检测电路6根据零相变流器5的漏电检测线圈51的输出电流，判断漏电的有无，检测到了漏电的发生时，将驱动信号输出给断路装置7。一旦从漏电检测电路6供给了驱动信号，断路装置7便将开闭部8的图中未示出的通断机构断开，将闭合的开闭部接点打开，使负载电路断开。从主电路2通过电源电路4向漏电检测电路6供电。
测试电路9由以下部分构成：工作测试时将测试电路闭合，从主电路2将测试电流供给零相变流器5的测试线圈52的测试开关91；限制测试电流的三个限流电阻元件921～923；以及选择这些电阻元件的选择开关93。
额定电压即使从100V变到400V，但如果测试电路9中的测试电流呈一定的电流，则使漏电检测电路6的检测灵敏度一定，就能进行漏电测试，所以漏电测试准确，能提高其可靠性。因此，在该漏电断路器中，限流电阻元件921、922、以及923各自的电阻值被设定为与100V、200V及400V的额定电压相对应的值，以便即使额定电压变化，供给测试线圈52的测试电流也一定，根据所使用的额定电压，能用选择开关93选择限流电阻元件921～923中的一个。
测试电路9由如下构成时：工作测试时将测试电路闭合，从主电路2将测试电流供给零相变流器5的测试线圈52的测试开关91；一个限制测试电流的限流电阻元件923。零相变流器检测的测试用电流的大小是额定电压下额定灵敏度电流的2.5倍以下，在额定电压是有2个额定以上或者可进行灵敏度切换时，在最低的额定电压下也必须是最大的额定灵敏度电流的2.5倍以下。例如对应于额定电压100～400V，额定灵敏度电流可在100/200/500mA之间切换的情况下，按照在额定电压100V下流动电流为额定灵敏度电流500mA的2.5倍以下来确定测试线圈数和限流电阻元件923的电阻值。
专利文献1：特开2002-78187号公报。
在备有这样的前述测试电路的漏电断路器中，所使用的额定电压即使在100V至400V之间变化，但通过根据这时的额定电压，操作选择开关93，选择对应的电阻元件，能使从测试电路9向零相变流器5的测试线圈52供给的测试电流一定，所以能准确且稳定地进行测试。
可是，在这样的现有装置中，由于需要设定对应于所使用的额定电压的种类的个数的限流电阻元件和选择开关，所以由于测试电路的设置空间增大、以及零件个数的增加，存在制造成本增大的问题。
而且，特别是额定电压高时，测试开关打开时接点之间经常施加较大的电压，所以有必要增大该测试开关的接点间隔，提高耐压程度，所以还存在该开关增大的问题。
在具有这样的后者测试电路的漏电断路器中，当使用的额定电压高时，测试工作时加在限流电阻元件上的电压高功耗大。为此，在现有技术中，使用功率瓦数大的一个限流电阻元件，将限流电阻元件串联地分为多个，从而分担功率消耗。
因此，在这样的现有装置中，由于必须使用瓦特数大的限流电阻元件或者将限流电阻元件串联地分为多个以分担消耗功率，测试电路的设置空间变大以及部件数目增加从而有制造成本升高的问题。
发明内容
为了解决这样的问题，本发明的课题是提供一种备有小型、设置空间小的测试电路、另外能进行准确的漏电测试的漏电断路器。
为了解决上述的课题，本发明的漏电断路器备有使主电路通断的开闭部；主电路的全部相的导体穿过的零相变流器；根据该零相变流器的漏电检测线圈的输出电流，判断漏电发生的有无的漏电检测电路；根据该漏电检测电路的表示发生漏电的输出信号，进行断路而将上述开闭部断开的断路装置；将电力供给上述漏电检测电路的电源电路；以及有将测试电流供给上述零相变流器的测试线圈的测试开关的测试电路，该漏电断路器的特征在于：由将从主电路供给的交流电流变换成直流电流、将一定的直流电流供给漏电检测电路的稳流电路构成上述电源电路，将测试电阻元件串联地设置在连接主电路和该稳流电路的交流输入端的电路中，通过测试开关将上述零相变流器的测试线圈连接在该电阻元件的两端。
在上述的发明中，可以使上述测试电阻元件的电阻值呈比上述稳流电路的内部阻抗小的值，另外，可以将输入电阻元件设置在上述电源电路的交流输入侧。
另外，通过将两个稳压二极管反向串联在上述测试电阻元件的两端，能限制测试电阻元件的端子电压。
另外，本发明的第二方面的特征在于：在上述漏电断路器的漏电检测电路中设有设定该漏电检测电路的检测灵敏度的灵敏度设定电路的情况下，设置与上述测试开关连动而与上述灵敏度设定电路的设定无关地依据预定的灵敏度进行设定的单元。
另外，本发明的第三方面的特征在于：在上述漏电断路器的漏电检测电路中设有设定该漏电检测电路的工作时间的工作时间设定电路的情况下，设置与上述测试开关连动而与上述工作时间设定电路的设定无关地依据预定的工作时间进行设定的单元。
在本发明中，由于在电源电路中设有稳流电路，所以不管额定电压的大小如何，一定的电流流过串联连接在该电源电路的交流输入端上的测试电阻元件，所以两端电压一定，测试时与额定电压的大小无关，一定的电压从测试电阻装置元件的两端加在零相变流器的测试线圈上，供给一定的测试电流。因此，如果采用本发明，则利用一个测试电阻元件，就能与额定电压的大小无关地将一定的测试电流经常供给零相变流器，所以能准确且稳定地进行漏电测试，减少了测试电阻元件的使用个数，相应地能获得能缩小测试电路的设置空间的效果。而且，通过将测试电阻元件的电阻值选择得比稳流电路的内部阻抗小，能降低测试电阻元件的负担电压，所以测试开关打开时接点之间的电压低，能缩小接点间隔，也能获得能使该开关的形状小的效果。
而且，在漏电检测电路中设置设定检测其灵敏度的灵敏度设定电路、或设定工作时间的工作时间设定电路的情况下，由于设置与测试开关连动且与前期灵敏度设定电路或工作时间设定电路的设定无关的、设定预定的灵敏度或工作时间的单元，所以漏电测试时，能使漏电检测电路的检测灵敏度或工作时间经常为一定的设定值，所以有能准确且稳定地进行工作测试的效果。
附图说明
图1是表示本发明的漏电断路器的结构图(实施例1)。
图2是具体地表示本发明的漏电断路器的电源电路的结构图。
图3是图2中的电源电路的工作说明图。
图4是表示本发明的实施例2的结构图。
图5是表示本发明的实施例3的结构图。
图6是表示本发明的实施例4的结构图。
图7是表示现有的漏电断路器的结构图。
符号说明：1漏电断路器；2主电路；3A电源侧连接端子；3B负载侧连接端子；4电源电路；42稳流电路；5零相变流器；51检测线圈；52测试线圈；6漏电检测电路；7断路装置；8开闭部；10测试电路；11测试电阻元件；12测试开关。
具体实施方式
以下，就图示的实施例，说明本发明。
[实施例1]
图1是表示本发明的实施例1的结构图。
在图1中，1是漏电断路器，通常全部结构要件都被收容在绝缘树脂制的模制外壳内，紧凑地形成。该漏电断路器1备有：连接电源侧连接端子3A和负载侧连接端子3B的主电路2；使该主电路2通断的开闭部8；主电路2的全部相的导体穿过，检测流过主电路的漏电电流的零相变流器5；监视该零相变流器5的漏电检测线圈51的检测电流，判断漏电的有无的漏电检测电路6；根据该漏电检测电路6的表示漏电的输出信号，将上述开闭部8的通断机构断路，使开闭部断开的断路装置7；以及将工作电力供给上述漏电检测电路6的电源电路4。
上述电源电路4由对从主电路2供给的交流电力进行整流而变换成直流电力的整流电路41；以及将整流电路41的输出电流控制成规定的一定电流的稳流电路构成。而且将测试电阻元件11串联连接在该电源电路4的与主电路2连接的交流输入侧，串联地通过测试开关12，将设置在零相变流器5上的测试线圈52连接在该测试电阻元件11的两端，由测试电阻元件11、测试开关12及测试线圈52构成测试电路10。
图2中示出了上述电源电路4中的稳流电路42的具体结构。
在图2中，构成稳流电路42的晶体管Tr1的集电极连接在整流电路41的输出端上，发射极通过电阻r2，连接在负载电路上，而且电阻r1连接在该发射极-基极之间。另外，晶体管Tr2是将其发射极-集电极电路连接在晶体管Tr1的基极-发射极之间，将电阻r3连接在其发射极-基极之间。而且将稳压二极管ZD1连接在晶体管Tr2的基极和电阻r2的负载电路侧端之间，构成稳流电路42。晶体管Tr2与晶体管Tr1不同，由于电阻r1选择100kΩ以上的高电阻，所以发射极-集电极之间的负担电压(损失)低，用小容量的元件就足够了。另外，电阻r3的电阻值由于选择比晶体管Tr2的发射极-集电极之间的导通电阻值(100Ω左右)大的几十kΩ，所以通过该电阻r3和稳压二极管ZD1流向负载电路的电流小到几乎能忽略的程度。
这里，由于增加了第二晶体管Tr2，以便流过第一晶体管Tr1的基极侧的电流Ib流入限流电阻r2，所以如图3所示，电流Ib与整流电压Vi成比例地变化。这是因为由稳压二极管ZD1保持晶体管Tr2的基极电位一定所致。
这样，由于电流Ib与整流电压Vi的变化成比例地变化，所以与电流Ib增加的同时，电阻r1的电压降增大，所以晶体管Tr1的基极电位相对于整流电压Vi以负的斜率直线地下降，因此如图3所示，晶体管Tr1的发射极电流Ie相对于整流电压Vi的变化以负的斜率直线地减少。
这样电流Ie和Ib相对于输入的电压Vi的变化呈现相辅相成的变化，所以成为Ie和Ib之和的供给负载电路的漏电检测电路6的电流I能与整流电压Vi无关地保持一定。
这样，如果将稳流电路42设置在电源电路4中，则即使所使用的额定电压变化，也能将恒定电流供给漏电检测电路6，而且还能使交流输入电流一定。因此，测试电阻元件11两端的电压能与主电路2的电压变化无关地保持一定。
为了进行漏电测试，如果将图1及图2中的测试电路10的测试开关12接通，则测试电阻元件11两端的电压便加在零相变流器5的测试线圈52上，由该电压的大小决定的测试电流流入该测试线圈52中。由于稳流电路42的作用，测试电阻元件11两端的电压与主电路2的电压大小无关地保持一定，所以所使用的额定电压即使变化，也能保持一定，所以与所使用的额定电压无关，漏电测试时供给零相变流器5的测试线圈的测试电流(模拟漏电电流)经常保持一定，因此能准确地进行漏电检测电路6的工作测试，能提高漏电测试的可靠性。
在上述的实施例中，如果选择测试电阻元件11的电阻值，使其比电源电路4的内部阻抗小很多，则即使主电路2的额定电压为400V的高压，但由于能将测试电阻元件11负担的电压减小到数伏左右，所以加在测试开关12的接点之间的电压低，能使该开关的接点间隔窄，能使该开关小型化。
另外，由于漏电检测电路6由电子电路构成，所以其工作电流为数mA左右，因此电源电路4的输出电流也可以是数mA的额定，作为串联连接在该电源电路中的测试电阻元件，能使用额定热容量小的电阻元件，能使测试电路小型化。
[实施例2]
其次，图4中示出了本发明的实施例2的结构。
该实施例2与实施例1不同的地方只在于输入电阻R1、R2及R3连接在电源电路4的整流电路41的交流输入侧的各相中，其他结构相同。
这样，如果将输入电阻R1、R2、R3连接在电源电路4中，则能用这些电阻元件和电源电路4中的平滑电容器C1(参照图2)形成滤波电路，所以能吸收频率较高的浪涌电压，因此能提高电源电路4及测试电路10的测试开关12的浪涌电压耐压量。
实施例3
图5是表示本发明的实施例3的结构图。
该图5所示的实施例3是将两个稳压二极管ZD3和ZD4反向串联连接在测试电阻元件11的两端，将测试电阻元件11的端子电压限制在由稳压二极管决定的一定电压以下的实施例。即使在不降低测试电阻元件11的电阻值的情况下，通过设置稳压二极管，也能将两端的电压限制在一定值以下，能降低测试开关12的交流电压的负担，所以能使其接点间隔更窄，能使开关总体小型化。
实施例4
图6表示本发明的实施例4。
在图6中，61是由选择开关等构成的漏电检测电路6的检测灵敏度设定电路。通过操作该设定电路61，能选择设定漏电检测电路6中预先设定的多个灵敏度中的一个。
62是根据本发明通过将设定电路61从漏电检测电路分离，与漏电检测电路6的灵敏度设定电路61的设定无关地设定为规定的灵敏度用的灵敏度设定开关。该开关62与测试电路10的测试开关12连动地工作，以便测试开关12一旦接通，开关62便断开。
将测试开关12接通，进行漏电断路器1的漏电测试时，通过将开关62断开，将灵敏度设定电路61从漏电检测电路6分离，漏电检测电路6的灵敏度被设定为与由测试电路10供给零相变流器5的测试线圈52的测试电流(模拟漏电电流)对应的规定的灵敏度。因此，即使是具有设定了灵敏度设定电路的漏电检测电路的漏电断路器，也能经常使漏电检测电路6的检测灵敏度一定，能进行漏电测试，所以能准确地进行漏电测试。
在图6所示的漏电断路器1的漏电检测电路6中，还设有设定工作时间(从检测到漏电至发生输出信号的延迟时间)用的工作时间设定电路63。该工作时间设定电路63是为了防止由短时间的脉冲状的噪声信号等的侵入引起的误动作而被设定的电路，是根据欲防止误动作的噪声的种类，用选择开关等切换设定其工作时间的电路。
而且，工作时间设定电路63为了防止不必要的动作而设定成特定的动作时间，为了获得与下位的保护协调而设定。
如果由该工作时间设定电路63设定了工作时间，则如果不能与该设定时间一致地进行漏电测试时的测试开关12的操作，就不能准确地测试，所以进行测试时，有必要调整预先由工作时间设定电路63设定的设定时间。为了改善这一点，根据本发明，在工作时间设定电路63中，将该电路从漏电检测电路分离出去，而附设能与工作时间设定电路63的设定无关地设定为规定的工作时间的工作时间设定开关64。该开关64与测试电路10的测试开关12连动，如果该开关12接通，则开关64断开。
因此，将测试开关12接通，进行漏电测试时，工作时间设定开关64断开，工作时间设定电路63从漏电检测电路6分离，工作时间被设定成预定的规定的时间。因此，能经常以一定的工作时间进行漏电测试，所以能进行准确的测试。

Claims (1)

1.一种漏电断路器，具有：
使主电路通断的开闭部；
主电路的全部相的导体穿过的零相变流器；
根据该零相变流器的漏电检测线圈的输出电流，判断有无漏电发生的漏电检测电路；
设定该漏电检测电路的工作时间用的工作时间设定电路；
根据所述漏电检测电路的表示发生漏电的输出信号，进行断路而将所述开闭部断开的断路装置；
将电力供给所述漏电检测电路的电源电路；和
带有将测试电流供给所述零相变流器的测试线圈的测试开关的测试电路，其特征在于，
设置有与所述测试开关连动的单元，所述单元将工作时间设定为与所述工作时间设定电路的设定无关的预定的时间。
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