CN101771263B - 剩余电流动作断路器和设定其灵敏度电流的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剩余电流动作断路器(RCCB)和用于设定其灵敏度电流的方法，该断路器可容易地改变RCCB的泄漏电流的灵敏度，而不用顾及在输入电源的线路上流动的电流的变化，并且如果需要，可不用更换当前的RCCB而容易地改变灵敏度电流的设定，从而带来成本的降低和在方便用户方面的改进。

Description

剩余电流动作断路器和设定其灵敏度电流的方法

技术领域

本发明涉及一种剩余电流动作断路器（RCCB）以及设定其灵敏度电流的方法，所述剩余电流动作断路器能在零电流变压器没有饱和的范围内设定灵敏度电流。

背景技术

通常，断路器被强制安装在住宅、车间等处设置的配线中，以便于当电线或连接到电线的设备因绝缘老化而漏电时，以及当由于负荷馈线与人体接触而产生短路电流高于给定电流水平时，可以断开配线来防止失火或电击。

特别地，断路器，例如一种剩余电流动作断路器（RCCB），特有一种零电流变压器（ZCT）的二次绕组（二次线圈）直接连接到跳闸线圈的构造，而不是像电子断路器那样使用特定的用于检测泄漏电流的芯片来进行操作。这种类型的断路器除了具有跳闸线圈外还包括永久磁铁和磁轭（yoke）。

在RCCB中，当发生短路时，与泄漏电流量成比例的电流在ZCT的二次绕组和连接到二次绕组的跳闸线圈上流动。这里，当电流高于给定电流水平时，就切断输入交流（AC）电源。

然而，如果负载数量增加，或者由于环境变化需要改变断路器的泄漏电流的灵敏度，也就是，如果需要重新设定灵敏度电流，则相关技术的RCCB并不能获得这些改变。况且，为了重新设定灵敏度电流，需要重新更换RCCB。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种剩余电流动作断路器（RCCB）和用于设定其灵敏度电流的方法，该断路器在应当重新设定灵敏度电流的情况下，能够在零电流变压器（ZCT）没有饱和的范围内通过选择该零电流变压器的二次绕组的匝数来设定灵敏度电流，而不需要更换RCCB。

为实现这些和其他的优点，按照本发明的目的，如此处所具体化及广义描述的，提供了一种剩余电流动作断路器（RCCB），其包括：零电流变压器，其配置为对输入电源的线路上的泄漏电流进行检测；跳闸单元，其连接到零电流变压器，并且配置为根据泄漏电流断开或闭合输入电源的线路；以及开关单元，其根据在输入电源的线路上流动的一次电流来进行转换，以允许设定灵敏度电流。

在本发明的另一个方案中，提供了一种设定剩余电流动作断路器（RCCB）的灵敏度电流的方法，该方法包括：检测在输入电源的线路上流动的一次电流；依据检测到的一次电流改变零电流变压器的二次绕组的数目；以及依据在零电流变压器的二次绕组上流动的泄漏电流来断开或闭合输入电源的线路。

根据本发明，RCCB的泄漏电流的灵敏度可以容易地发生改变，而不用顾及在输入电源的线路上流动的电流的变化。

此外，如果应该改变灵敏度电流的设定，则这些改变可以容易地进行，而不用去更换RCCB，由此带来成本的降低和在方便用户方面的改进。

通过结合附图对本发明进行下述详细的描述，本发明的上述及其他目的、特征、方案和优势将变得更加明显。

附图说明

所包含的附图为本发明提供进一步的解释，其被纳入并构成了本说明书的一部分，附图和本说明书一起用于解释本发明的原理。

在图中：

图1为示出典型的剩余电流动作断路器（RCCB）的构造的等效电路概况图；

图2为示出根据本发明的RCCB的示意性构造的方框图；

图3为示出图2的一个实例的方框图；

图4为图3的等效电路的概况图；及

图5为示出根据本发明的用于设定RCCB的灵敏度电流的方法的流程图。

具体实施方式

现在将结合附图对根据本发明的RCCB和用于设定其灵敏度电流的方法进行详细说明。

图2为示出根据本发明的RCCB的示意性构造的方框图。如图2所示，根据本发明的剩余电流动作断路器（RCCB）可以包括：零电流变压器（ZCT）200，其用于检测输入电源100的线路（电线）上的泄漏电流；跳闸单元300，其连接到ZCT 200上且配置为根据所检测到的泄漏电流来断开或闭合输入电源100的线路；以及开关单元400，其根据在输入电源100的线路上流动的一次电流来进行接通或切断，从而允许设定灵敏度电流。根据本发明的RCCB还可以进一步包括控制器（未示出），其用于根据一次电流来操作开关单元400。然而，根据一次电流来操作开关单元400的功能可以布置在开关单元400本身内。

作为检测并转换在输入电源100的线路上流动的零状态的电流的装置，ZCT 200可以检测输入电源100的线路上的泄漏电流。在这里，输入电源100可以实施为单相电源或三相电源。

在典型的RCCB中用于检测泄漏电流的ZCT可以直接连接到跳闸轨（triprail）。如图1所示，假定在输入电源10的线路上流动的电流是I1，以及ZCT20的二次绕组数（也就是二次绕组的匝数）是N2，由ZCT 20的二次绕组所感生的流向跳闸轨的电流I2可以表示为I1/N2。就是说，参考图1，如果负载40短路，并且电流I1被感生以在输入电源10的线路上流动，那么大小为I1/N2的电流I2在ZCT 20的二次绕组中流动。然而，假定负载40的阻抗是A，那么大小为I1/N2的电流I2由于阻抗A而在ZCT的二次绕组中流动。

如图3所示，与图1相似，假定在输入电源100的线路上流动的电流为I1，以及ZCT 200的二次绕组匝数为N2。此时，如果在输入电源100的线路上流动的电流I1（在下文称作“一次电流”）有改变，那么在连接到ZCT 200的二次绕组的线路上流动的电流I2也会改变。

同时，跳闸单元300可以包括：机械部件360，其用于连接或断开线路；跳闸杆350，其连接到机械部件360上，用于根据跳闸信号操作机械部件360；跳闸线圈310，其连接到ZCT 200上，用于根据泄漏电流和灵敏度电流生成跳闸信号；永久磁铁330，用于产生磁路；以及跳闸线圈磁轭320，其连接到永久磁铁330上，用于使得永久磁铁330产生磁路。跳闸单元300为本领域内的公知技术，因此这里不再详细描述。

在根据本发明的RCCB中，开关单元400可以由多个分接头进行配置。根据一次电流的大小设置（连接）多个分接头中的一个，以便将ZCT 200连接到跳闸单元300上。根据本发明的RCCB还可以进一步包括控制器（未示出），该控制器用于根据一次电流来选择开关单元400的分接头。然而，上述功能可以在开关单元400内实施。在这里，多个分接头可以分别连接到ZCT 200的不同的二次绕组上。

如图3所示，开关单元400由多个分接头N0到N3进行配置。因此，可以根据一次电流的大小通过选择ZCT 200的二次绕组，来设定不同的灵敏度电流。图3示出了ZCT 200仅有三个二次绕组可供选择。然而，在根据本发明的RCCB中，可以容易地改变被选择的二次绕组的数目（例如，多于三个）。就是说，改变对应于最高灵敏度电流的二次绕组，并且将个数等于低于最高灵敏度电流的灵敏度电流的二次绕组的数目的分接头进行组合。然后，导线连接到分接头上，并且开关分别连接到导线上。因此，如必要的话，可以容易地转换灵敏度。例如，参照图3，将N1设置成适于0.1A，将N2设置成适于0.3A，而将N3设置成适于0.5A,这样泄漏电流就可以平稳地在二次绕组中流动，而不顾及一次电流的改变。因此，当发生短路等情形时，可以正确地辨认出这类事故。

在这里，开关单元400可以位于ZCT 200和跳闸单元300之间。

如图4所示，如果在输入电源100的线路上流动的电流I1变成A倍和B倍，则在ZCT 200的二次绕组210上流动的电流I2（=I1/N1）分别变为AI1/N2和BI1/N3。就是说，取决于ZCT 200的一次电流I1的量，灵敏度开关分接头被固定在使用中所期望的位置，从而使得电流I2始终在ZCT 200的二次绕组210上流动。

根据本发明的RCCB可以配置为根据灵敏度电流，增加或减少ZCT 200的二次绕组210的数目。在这里，灵敏度电流是指在定义的条件下允许操作RCCB的泄漏电流值。泄漏电流是指在RCCB的主电路上流动的电流的瞬时值的矢量和。主电路是指布置在电流通道上的RCCB的全部导电部分。就是说，当ZCT 200检测到的泄漏电流起到短路电流的作用时的值是灵敏度电流，并且该值作为参考电流值。在这里，规格标准定义了灵敏度电流的标准值，并且称为额定灵敏度电流，包括0.006A，0.01A，0.03A，0.1A，0.3A和0.5A。根据本发明，可依据在输入电源100的线路上流动的一次电流，将ZCT 200的二次绕组210的数目改变成适于额定灵敏度电流。

根据本发明的一种用于设定RCCB的灵敏度电流的方法，如图5所示，该方法包括：检测在输入电源100的线路上流动的一次电流（S100）；根据检测到的一次电流改变ZCT 200的二次绕组210的数目（S200）；以及依据在ZCT 200的二次绕组210上流动的泄漏电流，断开或闭合输入电源100的线路（S300）。对装置的构造可以结合图1至图4进行理解。

在检测在输入电源100的线路上流动的一次电流（S100）中，为检测经由ZCT 200在输入电源100的线路上流动的泄漏电流，对在流经ZCT 200的一次绕组上流动的电流进行检测。

在根据检测到的一次电流改变ZCT 200的二次绕组210的数目（S200）中，改变ZCT 200的二次绕组210的数目，使得在ZCT 200的二次绕组210上流动的电流是相同的。在这里，在改变ZCT 200的二次绕组210的数目（S200）中，依据改变的二次绕组210的数目设定灵敏度电流。参照图4，如果在输入电源100的线路上流动的电流I1变成A倍和B倍，则在ZCT 200的二次绕组210上流动的电流I2（=I1/N1）分别变为AI1/N2和BI1/N2。就是说，取决于ZCT 200的一次电流I1的量，灵敏度开关分接头被固定在使用中所期望的位置，从而使得电流I2始终在ZCT 200的二次绕组210上流动。

此外，根据检测到的一次电流改变ZCT 200的二次绕组210的数目（S200），可以通过根据ZCT 200的二次绕组210的数目将所连接的多个分接头中的一个进行连接来配置。

在依据在ZCT 200的二次绕组210上流动的泄漏电流来断开或闭合输入电源100的线路（S300）中，对在ZCT 200的次级线圈上流动的泄漏电流与灵敏度电流进行比较，该灵敏度电流依据在步骤S200中改变的二次绕组210的数目进行适当地设定，以根据比较结果来操作跳闸单元300，从而断开或闭合输入电源100的线路。在这里，断开或闭合线路（S300）可以包括：将灵敏度电流与泄漏电流进行比较（S310）；如果泄漏电流大于灵敏度电流，则断开线路（S320）；以及如果泄漏电流小于灵敏度电流，则保持线路的当前状态（S330）。

对于常用的电子断路器来说，可以通过例如在ZCT 200的二次绕组210中插入另一个电阻器，并调整相应电阻器的电阻值的方法，来设定灵敏度电流。然而，在根据本发明的RCCB中，ZCT 200的磁芯的饱和度与连接到二次绕组210的跳闸线圈310的阻抗密切相关。因此，可以配置RCCB使得当另一个电阻器插入ZCT 200的二次绕组210时，ZCT 200的磁芯饱和或者较少的电流在跳闸线圈310上流动，从而跳闸单元300不运作。

另一方面，如上所述，采用根据本发明的RCCB和用于设置其灵敏度电流的方法，可容易地改变RCCB的泄漏电流的灵敏度，而不用顾及在输入电源的线路上流动的电流的变化，并且如果需要，则改变灵敏度电流的设定也容易执行，无需更换当前的RCCB，从而带来成本的降低和在方便用户方面的改进。

上述实施例和优点仅仅是示范性的，而不应被视为限制本公开。本教导能够容易地应用于其他类型的装置。本说明书的意图是说明性的，而不是限制权利要求的范围。许多替代方案、改进和变化对本领域的技术人员来说是明显的。此处描述的示范性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以以各种方式结合来获得另外的和/或替代的示范性实施例。

由于本发明的特征可以以若干形式体现，而不会超出其特性，因此，可以理解的是，除非另有规定，上述实施例不受上述说明的任何细节的限制，而应被广泛地解释成是在附加的权利要求所限定的范围内，因此落入权利要求范围内的所有变化和改进，或者该范围的等同替换均被附加的权利要求所包含。

Claims (7)

1.一种剩余电流动作断路器，包括：

零电流变压器，其配置为对输入电源的线路上的泄漏电流进行检测；

跳闸单元，其连接到所述零电流变压器上，并且配置为根据所述泄漏电流来断开或闭合所述输入电源的线路；以及

开关单元，其包括多个分接头并且根据在输入电源的线路上流动的一次电流来进行转换，以允许设定灵敏度电流，

其中，所述多个分接头分别连接到所述零电流变压器的二次绕组上。

2.根据权利要求1所述的剩余电流动作断路器，其中，所述开关单元连接在零电流变压器和跳闸单元之间。

3.根据权利要求1所述的剩余电流动作断路器，其中，所述开关单元配置为根据所述一次电流的大小来设置所述多个分接头中的一个，从而将所述零电流变压器连接到跳闸单元上。

4.根据权利要求1所述的剩余电流动作断路器，其中，所述跳闸单元包括：

机械部件，其配置为断开或闭合所述线路；

跳闸杆，其连接到所述机械部件上，并配置为根据跳闸信号操作所述机械部件；

跳闸线圈，其连接到所述零电流变压器上，并配置为依据所述泄漏电流和灵敏度电流生成所述跳闸信号；

永久磁铁，其配置为产生磁路；以及

跳闸线圈磁轭，其连接到所述永久磁铁上，并配置为使得所述永久磁铁产生磁路。

5.一种设定剩余电流动作断路器的灵敏度电流的方法，包括：

对在输入电源的线路上流动的一次电流进行检测；

依据所检测到的一次电流改变零电流变压器的二次绕组的数目；以及

依据在零电流变压器的二次绕组上流动的泄漏电流来断开或闭合所述输入电源的线路，

其中，对零电流变压器的二次绕组的数目的改变进行配置，从而根据二次绕组的改变后的数目来设定灵敏度电流。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，断开或闭合线路包括：

将灵敏度电流和泄漏电流进行比较；并且

根据比较结果，如果泄漏电流大于灵敏度电流，则断开线路。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，通过根据零电流变压器的二次绕组的数目对所连接的多个分接头中的一个进行连接，来对零电流变压器的二次绕组的数目的改变进行配置。

Images