CN103295852B - 漏电断路器 - Google Patents

Abstract

得到一种漏电断路器，其将电磁铁装置配置在低电压部位，并且，相对于电子部件偶发的短路模式故障，使该电磁铁装置动作。该漏电断路器具有：零相序变流器，其插入有三相电路的3根电力线，检测三相电路的漏电电流；漏电检测电路，其对由该零相序变流器检测出的信号进行电平判定；电磁铁装置，其响应该漏电检测电路的输出而使开关机构部动作；电路触点，其通过开关机构部的动作而分离；以及电源电路，其由整流电路及降压电路构成，该整流电路与电力线连接并将该电力线的交流电力变换为直流电力，该降压电路与该整流电路的直流输出端连接并向漏电检测电路及电磁铁装置供应动作电力，在整流电路中流过异常电流时，使该异常电流流过电磁铁装置。

Description

漏电断路器

技术领域

本发明涉及在主电路的漏电电流大于或等于规定值时，将该主电路断开的漏电断路器，详细地说，涉及一种对用于实现上述功能而构成的电子部件的偶发故障的检测。

背景技术

当前，正在流通的漏电断路器几乎全部采用下述方式，即，在内置在漏电断路器中的、例如由集成电路构成的漏电检测电路中，对由零相序变流器检测出的信号的电平进行判定，如果漏电电流超过规定值，则相对于内置在漏电断路器中的电磁铁装置输出驱动信号，将主电路断开。但是，常见下述实例，即，在上述漏电检测电路及电磁铁装置中，需要动作电力，但该动作电力是从漏电断路器的内部（例如，主电路电压AC400V）取得电压，并下降至规定的电压（例如，DC12V）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连，因此，需要事先防止在该主电路中叠加的电涌和脉冲侵入漏电断路器内、即电子部件中，而导致这些电子部件发生烧损、破损。因此，已知通常在漏电断路器的与成为动作电力生成源的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。另外，或者，如在专利文献1中公开的那样，已知下述技术，即，在电涌吸收器的前段设置电磁铁装置，利用流过电涌吸收器的较大的电流，对电磁铁装置进行励磁，使漏电断路器跳闸。

此外，此时，在3极用漏电断路器中，通常从3极中的外侧2极（从该专利文献1的图2中也明确可知），即，U-W相之间取得电压，该结构成为在单相电路中使用3极用漏电断路器的情况的制约条件，即，与R-T相之间的连接。然而，并不限定于该漏电断路器，很久之前开始就提出配电设备的国际化，所谓的全球标准化。具体地说，寻求依照IEC（International Electrotechnical Commission，国际标准）60947-2AnnexB的漏电断路器，但与以前的JIS（JapaneseIndustrial Standards，日本工业标准）C8371（即，日本独有的标准）不同的一点可以列举出，即使在三相电路中少了某一相，漏电功能也要正常动作。

因此，如上所述，在从R-T相之间取得电压的情况下，少了S相也没有问题，但少了R相或T相时，会导致直接丧失漏电功能。因此，为了防止发生该丧失，如在专利文献2中公开的那样，已知可以从三相电路的各相中取得动作电力后，通过整流电路进行整流，使其下降至规定的电压。根据该方式，即使少了某一相，也可以通过剩下的两相生成动作电力，因此，漏电功能继续正常地动作。此外，可以看出，该专利文献2中的电涌吸收元件是滤波电路，即，设置在整流电路的前后的电阻和电容器。

专利文献1：日本特开2000－222998号公报（第4页左栏第39行至右栏第8行）

专利文献2：日本特开2005－137095号公报（第6页第8行至第10行）

发明内容

在专利文献1中，由于在包含电涌吸收器在内的所有电子部件的前段，换言之，与主电路的连接点的紧后段连接有电磁铁装置（跳闸线圈），因此，即使配置了以该电涌吸收器为首的、偶发的短路模式故障会引起电源短路的电子部件，也会借助通过该电源短路而流动的电流使电磁铁装置动作。通过该动作，漏电断路器跳闸，但此时，即，在紧随短路模式故障之后发生跳闸时，使用者注意不到该故障的可能性较高。因此，在没有注意到故障的状态下，即使对漏电断路器尝试进行接通操作（在某些情况下是经过复位操作后进行接通操作），每次都会再次跳闸，从而使用者才能知道是（作为跳闸原本的主要原因的）主电路的绝缘劣化，还是该漏电断路器的故障。

对于是否是漏电断路器的故障，首先将负载侧的配线拆下来，在该基础上，如果尝试上述接通操作就可以判别出，但在任何情况下，对于故障，优选通过迅速“跳闸”这一手段，防止产品（漏电断路器）的起火、烧损，即，使所谓的故障安全功能起作用。然而，为了实现该功能，将电磁铁装置配置在与主电路的连接点的紧后段，因此，在涉及该动作的部件（该专利文献1中的晶闸管）中不得不使用功率元件，但在有限的基板面积中，考虑到来自上述三相电路的各相的整流电路的构筑等，希望尽量避免在基板上安装（组装）功率元件。

如果只从“没有功率元件”这一角度来看，在恒流电路后，即，在低电压部位配置电磁铁装置的专利文献2中，对其解决方式给出了启示，但从文献的图3中也明确可知，在该情况下，即使在作为滤波电路的一端的平滑电容器中发生了偶发的短路模式故障，电磁铁装置也不会动作，其结果，有可能导致漏电断路器起火、烧损。为了防止上述情况，可以想到向平滑电容器串联地插入保险丝，利用由电源短路引起的流入电流，使该保险丝熔断，但保险丝熔断之后，不仅不能避免电涌吸收能力的降低，而且在某些情况下，由于不能向漏电检测电路中供应适当的电压，因此，还有可能导致丧失漏电功能。其结果，如果使用者不通过漏电测试按钮进行漏电功能检查，就会在不知道漏电功能丧失这一事实的状态下，将“漏电断路器”仅作为“配线用断路器”而继续使用。即，不言而喻，就主电路的绝缘劣化监视这点来看，也很难说是优选的。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的是得到一种漏电断路器，其将电磁铁装置配置在低电压部位，并且，相对于电子部件偶发的短路模式故障，使该电磁铁装置动作。

本发明所涉及的漏电断路器，具有：零相序变流器，其插入有三相电路的3根电力线，检测所述三相电路的漏电电流；漏电检测电路，其对由该零相序变流器检测出的信号进行电平判定；电磁铁装置，其响应该漏电检测电路的输出而使开关机构部动作；电路触点，其通过上述开关机构部的动作而分离；以及电源电路，其由整流电路及降压电路构成，该整流电路与所述电力线连接并将该电力线的交流电力变换为直流电力，该降压电路与该整流电路的直流输出端连接，向所述漏电检测电路及电磁铁装置供应动作电力，在该漏电断路器中，在所述整流电路中流过异常电流时，使该异常电流流过所述电磁铁装置。

发明的效果

本发明如上述所述，可以提供一种漏电断路器，其采用所谓的三相电源获取方式，并且，提高了故障安全功能。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的3极用漏电断路器的内部电路图。

具体实施方式

实施方式1

在图1中，漏电断路器100具有：开关触点2，其对交流电路进行开关；漏电检测电路12，其与插入在交流电路1中的零相序变流器3连接，基于该零相序变流器3的检测信号对漏电进行检测；电磁铁装置15，其具有跳闸线圈15a及跳闸机构15b，该跳闸线圈15a根据该漏电检测电路12的输出信号，经由开关元件13及14而进行励磁，该跳闸机构15b在该跳闸线圈15a励磁时对开关触点2进行分离驱动；以及电源电路11，其向漏电检测电路12和电磁铁装置15双方供电。此外，该供电是将从交流电路1输入的交流电压变换为规定的直流电压后进行的。

向规定的直流电压的变换按照下述方式进行。即，漏电断路器100与交流电路1连接，与在限制电流的电流限制电阻4的后段由二极管全桥电路构成的整流电路5连接，并且，在该整流电路5的后段，连接有由场效应晶体管8a、齐纳二极管8b及电阻8c构成的降压电路8，该场效应晶体管8a的漏极与整流电路5的输出正极侧连接，该齐纳二极管8b连接在该场效应晶体管8a的栅极和整流电路5的输出负极侧之间，该齐纳二极管8b是经由后述的保险丝51与整流电路5的输出负极侧连接的，该电阻8c连接在漏极和栅极之间，用于向该齐纳二极管8b供应齐纳电流。并且，通过分别与该降压电路8的输入输出端连接的平滑电容器7及10，向漏电检测电路12和电磁铁装置15供电。此外，与平滑电容器7及10并联地连接有吸收浪涌电流的齐纳二极管6及9。

接下来，对动作进行说明。如果通过该漏电断路器100的接通操作，从交流电路1供应AC 100至400V左右的交流电压，则电流限制电阻4中流过交流电流Ia，通过整流电路5变换为直流电压Vb。于是，通过从整流电路5输出的电流Ib，经由电阻8c向齐纳二极管8b流过电流Ic。此时，如果将施加至该齐纳二极管8b的电压，即，场效应晶体管8a的栅极电压设为Vc，则降压电路8的输出电压Vd成为Vd=Vc－场效应晶体管8a的接通电压，如上述，由于Vc是齐纳二极管8b的齐纳电压，因此，成为Vd≈8b的齐纳电压－场效应晶体管8a的接通电压。在此，如果将接通电压设为3V左右，将齐纳电压设为24V左右，则输出电压Vd成为21V左右。

另一方面，如果齐纳二极管9的齐纳电压设为24V左右，则Vd如上所述成为21V左右，因此不超过该齐纳二极管9的齐纳电压，所以齐纳二极管9不接通，电流Id不流动。其结果，向漏电检测电路12和电磁铁装置15中供应规定的直流电压（该情况下为21V左右）。在该供电状态下，在交流电路1中发生漏电的情况下，众所周知，在零相序变流器3的输出中产生信号，如果通过漏电检测电路12判别出零相序变流器3的输出信号电平超过了规定的基准值，则将漏电跳闸信号向开关元件13中输出。

于是，该开关元件13由于上述输出而接通，之后通过接通开关元件14，从电源电路11经由该开关元件14向跳闸线圈15a流过励磁电流。其结果，通过使跳闸机构15b动作，断开开关触点2，从而可以事先防止由于漏电电流持续流过而导致的事故或火灾。如上所述，由于将开关元件13及14配置在降压电路之后，因此，在上述开关元件中无需采用功率元件，再加上由上述二极管全桥电路构成的整流电路5安装在基板上，从而可以尽量限制其安装规模。

在此，本发明的要点在于，流过开关元件13和14的电流向整流电路5的输出负极侧的所谓的返回路线不同。即，齐纳二极管6之后的电子部件，例如，经由其电阻值为几十Ω左右的保险丝51而到达整流电路5的输出负极侧，相对于此，只有该开关元件14，使该开关元件14的集电极侧和开关元件13的发射极侧，通过负极连接在集电极侧的二极管52，不经由保险丝51，而是经由跳闸线圈15a，到达整流电路5的输出负极侧。换言之，本发明的电路上的特征在于，在跳闸线圈15a的电流，即，励磁电流的电流路径中不包含保险丝51。

该特征实现下述效果。即，在由于电子部件（例如，齐纳二极管6及9，平滑电容器7及10）的偶发的短路模式故障有可能导致该漏电断路器100发生着火、烧损的情况下，如果是能够引起上述现象程度的电流，则易于使保险丝51达到熔断。于是，如果将二极管52两端电压表示为V1、V2，则成为V1＞V2，该电流经由二极管52而流过跳闸线圈15a。不言而喻，由于该电流足够使跳闸机构15b动作，因此，与上述漏电发生时相同，通过断开开关触点2，可以断开该电流，即，经由发生了短路模式故障的电子部件而流过的异常电流，可以事先防止漏电断路器的着火、烧损。

而且，此时，如在“发明内容”一栏中的说明那样，虽然不知道该漏电跳闸是否由短路模式故障引起，但使用者通过接通操作，即，使在短路状态中的电源电路11再次与交流电路1连接，该异常电流仍然经由跳闸线圈15a流动，再次漏电跳闸。通过该再次漏电跳闸，使用者对该漏电断路器100的异常产生怀疑，首先将负载侧的配线拆下来，在该基础上进行接通操作，从而能够认识到该异常。在此，重要的是，针对由于发生短路模式故障而不能进行正常的漏电监视的漏电断路器，通过一定的手段提示使用者停止其继续使用。

由于该停止使用是仅通过追加保险丝和二极管而实现的，例如，即使是安装有用于在三相电路缺相时仍然可以动作的部件的基板，也可以进一步提高故障安全功能。因此，可以向使用者提供使用性良好且可靠性高的漏电断路器。

Claims (3)

1.一种漏电断路器，具有：

零相序变流器，其插入有三相电路的3根电力线，检测所述三相电路的漏电电流；

漏电检测电路，其对由该零相序变流器检测出的信号进行电平判定；

电磁铁装置，其响应该漏电检测电路的输出而使开关机构部动作；

电路触点，其通过上述开关机构部的动作而分离；以及

电源电路，其由整流电路及降压电路构成，该整流电路与所述电力线连接并将该电力线的交流电力变换为直流电力，该降压电路与该整流电路的直流输出端连接，向所述漏电检测电路及电磁铁装置供应动作电力，

该漏电断路器的特征在于，

在与降压电路的输入输出端连接的电子部件中流过异常电流时，使该异常电流流过所述电磁铁装置。

2.根据权利要求1所述的漏电断路器，其特征在于，

所述电磁铁装置的响应是通过开关元件实现的，并且，该开关元件配置在所述电源电路的后段。

3.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于，

设置通过所述异常电流而熔断的保险丝，该保险丝熔断后，使所述异常电流经由二极管流过所述电磁铁装置。