CN101620961A - 新型漏电流检测断路器 - Google Patents

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王富
戴勇
李小勇
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Abstract

本发明为一种新型漏电流检测断路器,其包括:一壳体,以及设置在所述的壳体内:一防火导线单元,其至少包括:被铜网屏蔽层包裹的相线芯线和零线芯线,用以与电力线路中相线和零线相结合;一漏电流检测单元,其与所述的防火导线单元的相线芯线和零线芯线相连接,在漏电流存在时产生一脱扣触发信号;一脱扣动作机构,其在获取脱扣信号时断开用电器的电源;其中,所述的漏电流检测单元包括:一整流子单元,其为一对整流元件,分别与所述的相线和零线相连接;一脱扣信号产生子单元,其与所述的整流子单元相连接,用以在漏电流存在时,向所述的脱扣动作机构提供脱扣触发信号。

Description

新型漏电流检测断路器
技术领域
本发明涉及的是一种漏电流检测断路器(LCDI),特别涉及一个检测结构简单体积小,生产成本低的漏电流检测断路器。
背景技术
随着人们安全意识的不断增强,生活水平的不断提高,迫切要求制造商能够提供更多的,性能更优越的电气安全产品。
目前,世界上的电气安全产品种类很多,例如:过电流保护器、过电压保护器、漏电保护器等。然而,这些保护器有时对一些特殊情况不能提供有效保护,例如:一些电线埋于地毯之下或隐藏于各种家具之后,由于不小心这些隐藏的电线经常会被压断或被老鼠等小动物咬断,这时就存在相当大安全隐患。特别是连接空调等大功率家用电器的电线被损坏时就能有着火,爆炸等严重危险发生。因此需要有一种电气安全装置能在发生以上危险之前将电路断开。
LCDI的名称由英文名Leakage Current Detection and Interruption缩写而来。其用途是作为空调等用电设备的电源连接插头,可直接插入美国标准插座获得电源,对用电设备供电。当用电设备的电源线(即LCDI配备的连接电线)受到挤压或老化破损,导致电源相线与零线碰触前或由于芯线裸露而发生触电危险前,LCDI将自动切断用电设备的电源,防止火灾或触电危险的发生。
本案创作者曾申请中国发明专利200510132613.1名称为带防火屏蔽的漏电流检测断路器,其包括:一个漏电检测单元,当出现漏电事故时,感应线圈检测通过流经相线和中线的不平衡电流,从而断开脱扣动作机构的动/静触点的接触;一个防火单元,包括分别连接电网的相线和中线的两个整流组件、分别与两个整流组件串接的降压组件和从降压组件引出的防火连接端;一条防火屏蔽线,至少其中的相线和中线芯线分别连接漏电流检测断路器的相线和中线输出端,并且被一条铜编织线包围,该铜编织线的一端连接所述防火单元的防火连接端;当所述铜编织线接触相线芯线和/或中线芯线时,所述防火单元产生对相线和/或中线的分流,导致流经相线和中线的不平衡电流,从而断开脱扣动作机构的动/静触点的接触。
由于中国发明专利200510132613.1采用了间接的脱扣触发方式,需要感应线圈检漏电流,并且由单片机发出触发命令,因此其需要的元器件比较多,因而体积比较大,并且生产成本比较高,同时这种通过感应线圈检测的方法,其产生感应电流的大小和线圈缠绕的匝数和方式有关,因此在加工过程中效率较低,且灵敏度不好控制,有可能发生误动作。
鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种新型漏电流检测断路器,用以克服上述缺陷。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案在于,提供一种新型漏电流检测断路器,其包括:
一壳体,以及设置在所述的壳体内:
一防火导线单元,其至少包括:被铜网屏蔽层包裹的相线芯线和零线芯线,用以与电力线路中相线和零线相结合;
一漏电流检测单元,其与所述的防火导线单元的相线芯线和零线芯线相连接,在漏电流存在时产生一脱扣触发信号;
一脱扣动作机构,其在获取脱扣信号时断开用电器的电源;
其中,所述的漏电流检测单元包括:
一整流子单元,其为一对整流元件,分别与所述的相线和零线相连接;
一脱扣信号产生子单元,其与所述的整流子单元相连接,用以在漏电流存在时,向所述的脱扣动作机构提供脱扣触发信号。
其中,所述的整流元件为整流二极管。
其中,所述的脱扣动作机构为一脱扣器,其所具有的脱扣线圈通过所述的脱扣信号产生子单元与所述的相线和零线形成第一回路。
其中,所述的脱扣信号产生子单元为继电器,所述的继电器的线圈一端与所述的整流子单元相连接,另一端与所述的防火导线单元相线芯线和零线芯线相连接,形成第二回路。
较佳的,还包括:一降压电阻,其设置在所述的第二回路中。
较佳的,还包括:一指示单元,用以指示产生漏电流。
其中,所述的指示单元包括:一发光二极管和一电阻串联,并同所述的相线和零线组成闭合回路,在用电器使用过程中,一旦产生漏电流则发光二极管熄灭。
较佳的,还包括一测试键,其一端与所述的相线相连接,另一端连接在所述的第二回路上。
与现有技术比较本发明的有益效果在于,由于本发明采用了直接的脱扣触发方式,需要的元器件比较少,因而体积比较小,并且生产成本比较低,在加工过程中效率较低,动作精度高。
附图说明
图1为本发明新型漏电流检测断路器的立体分解图;
图2为本发明新型漏电流检测断路器中脱扣动作机构的立体分解图;
图3为本发明新型漏电流检测断路器的防火导线单元剖面示意图;
图4为本发明新型漏电流检测断路器的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1所示,其为本发明新型漏电流检测断路器的立体分解图,其包括:一壳体,所述的盒体是由上盖11和下盖12扣合在一起,通过螺钉13紧固结合的,所述的壳体内部设置有一电路基板310,并与一脱扣动作机构相结合;所述的壳体侧缘具有一接入开口,用以与一防火导线单元4,所述的防火导线单元4至少包括:被铜网屏蔽层包裹的相线芯线和零线芯线,用以与电源线中相线和零线相结合。所述的电路基板310上还设置有一漏电流检测单元,其与所述的防火导线单元4的相线芯线和零线芯线相连接,在漏电流存在时产生一脱扣触发信号。
请结合图2所示,其为本发明新型漏电流检测断路器中脱扣动作机构的立体分解图;脱扣动作机构可以是一个脱扣器,其包括复位键21、复位弹簧22、屏蔽罩338、屏蔽挡板337、线圈骨架336、脱扣线圈330、铁芯弹簧333、铁芯334、锁片332、平衡架331、铜铆钉342、动触臂343、动触银点341、线圈罩339、静触银点304及静触片303、测试键24以及指示灯321。
其中,所述的静触银点304与静触片303铆接在一起,动触银点341与动触臂343铆接在一起;
所述的复位键21下端有一卡槽22,所述卡槽22适合于卡住连接脱扣线圈铁芯334的锁片332。
所述锁片332穿过脱扣动作机构的平衡架331所述脱扣动作机构的动触臂343置于所述平衡架331上。
在所述锁片332与所述复位键卡槽22之间存在卡接状态和脱离状态。
所述卡接状态是复位键21下压过程中,由于所述锁片332在铁芯弹簧333作用下推进卡槽22卡住复位键21的状态。
所述脱离状态是脱扣线圈330通电时,所述锁片332在铁芯334的带动下,沿着与铁芯弹簧333移动的反方向移动而离开卡槽22的状态。
当所述锁片332处于与卡槽22卡接状态时,所述平衡架331和置于其上的动触臂343随着所述复位键21上移(由复位弹簧23带动上移)而移动,由此驱动动触臂343的动触点341与静触点304接触。
当所述锁片332处于与所述卡槽22脱离状态时,所述平衡架331和动触臂343在其动触臂343回弹力作用下,回到原始位置,从而使动触点341与静触点304脱离接触。
所述锁片332有一个卡住所述铁芯334的开口,所述的开口从锁片332的转角处开始。
所述的指示灯321为一发光二极管,其是通过一固定架322设置在所述的电路基板310上。
请参阅图3所示,其为本发明新型漏电流检测断路器的防火导线单元剖面示意图,所述防火导线单元4包括:所述的外部包覆有铜网屏蔽层42的相线芯线、零线芯线以及一接地线43,所述的铜网屏蔽层42与所述的三根芯线43之间设置有导线绝缘层44,整体外围设置有外层绝缘层45,所述的外层绝缘层45内部的空隙通过一些绝缘填充物41进行填满。
请参阅图4所述,其为本发明新型漏电流检测断路器的电路结构示意图,其也是本发明的核心部分所述漏电流检测单元,其设置在所述电路基板310上其包括:一整流子单元,其为一对整流元件,所述的整流元件为整流二极管D1、D2,两者的同性极(阳极或阴极)连接在一起,其另一极分别接到所述的相线L和零线N上;一脱扣信号产生子单元,其与所述的整流子单元相连接,所述的脱扣信号产生子单元可以为继电器RELAY(对应于图2中继电器312),所述的继电器RELAY的线圈的一端与所述的整流子单元中为整流二极管D1、D2同性极连接点相连接,另一端与所述的防火导线单元4相线芯线和零线芯线相连接,形成第二回路,由于漏电流可能比较大,为了降低继电器RELAY两端压强,设置一降压电阻R1在所述的第二回路中。
所述的脱扣动作机构所具有的脱扣线圈J1(对应于图2中脱扣线圈330)通过所述的继电器RELAY开关K1与所述的相线和零线形成第一回路。
所述作为指示灯的发光二极管LED通过一电阻R2连接在所述的相线L和零线N上组成闭合回路,在用电器使用过程中,一旦产生漏电流则脱扣动作机构动作发光二极管LED熄灭。还包括一测试键TEST,其一端与所述的相线L相连接,另一端连接在所述的第二回路上。
本发明新型漏电流检测断路器工作原理如下:
用电器在正常使用时所述的脱扣动作机构处于复位状态。图4中的开关switch是接通的,即动触银点341与静触点304接通。
所述的铜线屏蔽层与相线L发生碰触时,零线N与整流二极管D2,继电器RELAY的线圈,电阻R1及相线L组合形成的所述第二回路闭合,由于零线N与相线L之间的电压差使该闭合回路中产生了一个大约3mA的电流,此3mA的电流通过继电器RELAY(对应于图2中继电器312)线圈时产生的电磁力使继电器RELAY的触点接通。即图中开关K1接通,开关K1的接通使得所述脱扣动作机构中线圈J1(脱扣线圈330)中有电流通过。线圈J1J1通电流就使得衔铁334运动。衔铁334运动就使得与衔铁334卡在一起的锁片332运动。锁片332运动就使得锁片332从复位键21下端的卡槽22中滑出。同时复位键21在复位弹簧23的反力作用下向上运动。平衡架331也由于失去了拉力的作用而在动触臂343的弹力作用下向下运动。这时,动触银点341就与静触银点304分开了。即图4中的开关switch断开,从而切断到用电设备的电源,达到了故障保护断开电路的目的,此时指示灯LED由亮而熄灭。
同理,铜线屏蔽层与零线N发生碰触时,相线L与整流二极管D1,继电器RELAY的线圈,电阻R1及零线组合形成了闭合的所述第二回路,由于零线N与相线L之间的电压差使该闭合回路中产生了一个大约3mA的电流,此3mA的电流通过继电器RELAY线圈时产生的电磁力使继电器RELAY的触点接通。即图中开关K1接通,开关K1的接通使得所述脱扣动作执行机构中线圈J1(脱扣线圈330)中有电流通过。线圈J1通电流就使得衔铁334运动。衔铁334运动就使得与衔铁334卡在一起的锁片332运动。锁片332运动就使得锁片332从复位键21下端的卡槽22中滑出。同时复位键21在复位弹簧23的反力作用下向上运动。平衡架331也由于失去了拉力的作用而在动触臂343的弹力作用下向下运动。这时,动触银点341就与静触银点304分开了。即图4中的开关switch断开,从而切断到用电设备的电源,达到了故障保护断开电路的目的,此时指示灯LED由亮而熄灭。
复位过程如下:用于按下复位键21,复位按21键克服复位弹簧23的阻力向下运行。当复位键21的下端卡槽22穿过锁片332的端面后,铁芯弹簧333推动锁片332进到复位键21下端的卡槽22中。此时松开下压复位键21的手。复位键21便在复位弹簧23的弹力作用下向上运动。复位键21下端的卡槽22托着锁片332,锁片332托着平衡架331,平衡架331托着一对动触臂341一起向上运动。直到动触银点341与静触银点304接通,从而完成产品的复位过程。
所述的测试键TEST目的在于,按下后造成模拟漏电现象,看是否本发明新型漏电流检测断路器正常工作。
本发明还设置有压敏电阻MOV(对应于图2中压敏电阻311)在相线L和零线N上,用以吸收大电流冲击。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1、一种新型漏电流检测断路器,其包括:
一壳体,以及设置在所述的壳体内:
一防火导线单元,其至少包括:被铜网屏蔽层包裹的相线芯线和零线芯线,用以与电力线路中相线和零线相结合;
一漏电流检测单元,其与所述的防火导线单元的相线芯线和零线芯线相连接,在漏电流存在时产生一脱扣触发信号;
一脱扣动作机构,其在获取脱扣信号时断开用电器的电源;
其特征在于,所述的漏电流检测单元包括:
一整流子单元,其为一对整流元件,分别与所述的相线和零线相连接;
一脱扣信号产生子单元,其与所述的整流子单元相连接,用以在漏电流存在时,向所述的脱扣动作机构提供脱扣触发信号。
2、根据权利要求1所述的新型漏电流检测断路器,其特征在于,所述的整流元件为整流二极管,两者的同极连接在一起,其另一极分别接到所述的相线和零线上。
3、根据权利要求2所述的新型漏电流检测断路器,其特征在于,所述的脱扣动作机构为一脱扣器,其所具有的脱扣线圈通过所述的脱扣信号产生子单元与所述的相线和零线形成第一回路。
4、根据权利要求2所述的新型漏电流检测断路器,其特征在于,所述的脱扣信号产生子单元为继电器,所述的继电器的线圈一端与所述的整流子单元相连接,另一端与所述的防火导线单元相线芯线和零线芯线相连接,形成第二回路。
5、根据权利要求4所述的新型漏电流检测断路器,其特征在于,还包括:一降压电阻,其设置在所述的第二回路中。
6、根据权利要求5所述的新型漏电流检测断路器,其特征在于,还包括:一指示单元,用以指示产生漏电流。
7、根据权利要求6所述的新型漏电流检测断路器,其特征在于,所述的指示单元包括:一发光二极管和一电阻串联,并同所述的相线和零线组成闭合回路,在用电器使用过程中,一旦产生漏电流则发光二极管熄灭。
8、根据权利要求7所述的新型漏电流检测断路器,其特征在于,还包括一测试键,其一端与所述的相线相连接,另一端连接在所述的第二回路上。
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