CN104321942A - 可探测多种电弧及过负载来切断供电的电源切断装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例的电源切断装置可包括：微电弧检测部，根据在高频扼流线圈上感应的电压，使第1开关元件导通，在第1开关元件导通期间，该微电弧检测部输出微电弧检测电流，该高频扼流线圈上感应的电压是因由电源线路上的微电弧造成的高频脉冲电流产生的；大电流电弧检测部，在第二开关元件导通期间，该大电流电弧检测部输出大电流电弧检测电流，所述第二开关的导通是基于因电源线路上的大电流电弧而在插入于电源线路上的线圈上产生的磁场变动；延迟部，将微电弧检测电流或大电流电弧检测电流以规定的时间常数累积充电到延迟电容，当延迟电容的电压达到规定的电平时输出电弧检测信号；电源切断部，当施加工作电压时，电切断负载一侧和电源线路；以及第1开关，通过电弧检测信号，在电源切断部连接工作电压。

Description

可探测多种电弧及过负载来切断供电的电源切断装置

技术领域

本发明涉及电源切断装置，更具体而言涉及可探测在电路上产生的多种电弧及过负载来切断供电的电源切断装置。

背景技术

在家庭或产业中使用电气装置时，由于电源线路的不良、接地不良、负载故障、用户的失误等原因而发生的异常状况表现为线路短路、负载过电流、电弧等多种形态。

俗称插座(power outlet或socket)或配电板(multi strip或power board)的电源切断装置要么干脆没有检测异常状况的功能，或者即便有也只具有检测几个有限的异常情况，如在检测到漏电时切断供电的单一功能。大部分建筑物或住房中设在电源线路上的漏电切断器只能检测漏电。如上，一般的电源切断装置大部分情况下除了漏电之外检测不到其他异常情况，在预防电灾害方面有局限性。

另一方面，漏电一般被认为是火灾的原因，但即便成为电力浪费或触电事故的原因的可能性较大，实际因漏电现象引起火灾的可能性不大。因此，电源切断装置只具有检测出漏电来切断电源的功能的情况下，很难发挥防止火灾的效果。

电气火灾多数情况下因如下原因而发生：由于电路或电气设备的异常引起的电弧火花，在周边的引火物质上着火，或者由于在负载上流过很多电流的过负载造成的过电流引起的过热，或者即便不是负载自身的过电流，当负载上连接的末端电源线路发生短路时，该线路起到一种小容量的负载的作用而产生的过热等原因。

但是，虽然电弧成为火灾原因的可能性较大，但是由于电弧是在拨开电源开关或插拔插头时也容易观察到的现象，所以若因为检测到电弧而无条件地切断电源，则可能不能够很好地使用电气设备。因此，需要一种基本上具有探测过负载的功能的同时，能够区分用户开关电源时可能产生的短电弧和有可能成为火灾的原因的连续性电弧来适当切断电源的电源切断电路及电源切断装置。

发明内容

技术问题

本发明所要解决的问题是提供一种电源切断装置，该电源切断装置能够检测出可引起火灾的连续性电压型微电弧和大型电流型电弧，随之能够切断电源。

本发明所要解决的其他问题是提供一种电源切断装置，该电源切断装置不仅在微电弧和大型电弧的情况下，在过负载导致的线路过热或线路异常引起的瞬间性电压下降时也能够切断电源。

技术问题的解决方案

本发明的一方面的电源切断装置包括：

微电弧检测部，根据在高频扼流线圈上感应的电压，使第1开关元件导通，在上述第1开关元件导通期间，该微电弧检测部输出微电弧检测电流，该高频扼流线圈上感应的电压是因由电源线路上的微电弧造成的高频脉冲电流产生的；

大电流电弧检测部，在第二开关元件导通期间，该大电流电弧检测部输出大电流电弧检测电流，所述第二开关的导通是基于因电源线路上的大电流电弧而在插入于上述电源线路上的线圈上产生的磁场变动；

延迟部，将上述微电弧检测电流或大电流电弧检测电流以规定的时间常数累积充电到延迟电容，当上述延迟电容的电压达到规定的电平时输出电弧检测信号；

电源切断部，当施加工作电压时，电切断负载一侧和上述电源线路；以及

第1开关，通过上述电弧检测信号，在上述电源切断部连接上述工作电压。

根据一实施例，上述微电弧检测部，

包括感应器，该感应器插入于上述电源线路中，与上述高频扼流线圈形成闭回路，

在上述闭回路上，在上述感应器和上述高频扼流线圈的端子1之间串联连接第2电容，在上述感应器和上述高频扼流线圈的端子2之间串联连接第1二极管和第1电容，

在上述高频扼流线圈的端子2和另一电源线路之间连接第4二极管，

上述高频扼流线圈的一端通过高频整流用二极管共同连接到上述第1开关元件的控制端子和上述第2电容，另一端连接到上述第1开关元件的输入端子、上述第2二极管的阳极以及上述第4二极管的阳极。

根据一实施例，上述大电流电弧检测机

若因上述电源线路上的大电流电弧引起的电流变动而在插入于上述电源线路上的线圈上发生磁场变动，则根据因磁场变动而在变流器感应的电压导通上述第二开关元件，在上述第二开关元件导通期间，上述大电流电弧检测机输出大电流电弧检测电流，以使大电流电弧检测电流经由上述第二开关元件。

根据一实施例，上述大电流电弧检测机的第二开关元件可以是簧片开关(Reed Switch)，

在因线圈上发生的磁场变动而上述簧片开关导通期间，输出大电流电弧检测电流，并使该大电流电弧检测电流经由上述簧片开关而流动，所述线圈嵌入在上述电源线路上，所述线圈上发生的磁场变动是因上述电源线路上的大电流电弧造成的。

根据一实施例，上述延迟部可包括：

延迟电阻，使因上述微电弧检测电流或上述大电流电弧检测电流中至少一个充电到上述延迟电容的电荷进行放电；

正电压元件，在累积充电到上述延迟电容中的电压到达规定电平时导通；以及

第3开关元件，在上述正电压元件导通时导通而输出上述电弧检测信号。

根据一实施例，上述第1开关可包括耦合元件，当控制端子接收到上述电弧检测信号时，该耦合元件电连接电源线路和上述电源切断部。

根据一实施例，上述电源切断部可包括

磁保持型继电器，在通过上述电弧检测信号上述第1开关通电而连接上述工作电压时，该磁保持型继电器与上述负载一侧电绝缘，在上述电弧检测信号消失之后，该磁保持型继电器与负载一侧维持电绝缘状态。

根据一实施例，上述磁保持型继电器可包括：

驱动线圈，当上述第1开关通电而连接上述工作电压或被施加电源线路的电压时，该驱动线圈被磁化；以及

3端子开关，通过上述驱动线圈的磁化，从连接上述电源线路和负载一侧的位置切换到连接上述电源线路和上述驱动线圈的位置。

根据一实施例，上述电源切断部

还包括插入于上述3端子开关和上述驱动线圈之间的手动复位开关，

若在上述驱动线圈工作时上述手动复位开关断开，则上述驱动线圈和电源线路之间的连接被切断，上述3端子开关切换到连接上述电源线路和上述负载一侧的位置。

根据一实施例，上述电源切断装置

还可包括过负载检测部，在对电流变动引起变流器感应的交流电压进行整流的直流电压超过规定的电平时，该过负载检测部输出过负载检测信号，所述电流变动是过负载或短路造成的。

根据一实施例，上述电源切断装置

还可包括第2开关，该第2开关通过上述过负载检测信号向上述电源切断部连接上述工作电压。

根据一实施例，上述电源切断装置

还可包括工作电压生成部，该工作电压生成部向两个电源线路之间连接的电容充电电压，提供所充电的电压作为上述工作电压。

根据一实施例，上述电源切断装置

还包括过负载检测部，该过负载检测部执行如下动作：在因第2线圈上发生的磁场变动而第2簧片开关导通期间，上述工作电压经由上述第2簧片开关连接到上述电源切断部，所述第2线圈嵌入在电源线路上，所述第2线圈上发生的磁场变动是因电源线路上的过负载或短路引起的电流变动造成的。

根据一实施例，上述电源切断装置

根据权利要求13，还可包括工作电压生成部，该工作电压生成部向连接在两个电源线路之间的电容充电整流的电压，提供充电的电压作为上述工作电压。

发明效果

根据本发明的电源切断装置，可利用一个电源切断装置，防止因电线及电气器具等的异常状态，即连接不良、短路造成的短路、过负载、线路过热、线路电阻变化等而产生的火花、电弧、过负载、电压下降和过热造成的火灾等灾害。

尤其是，能够探测到可在电气器具内部产生的微电弧，还可以探测并应对大型电流型电弧。

进一步，不需要接地线，能够简单应用到单相交流线路上，作为独立的电源切断装置，或可在已有的家庭用及工业用电源切断装置上附加性地安装，从而能够广泛应用。

附图说明

图1是例示本发明一实施例的电源切断装置的框图。

图2是具体例示本发明一实施例的电源切断装置的电路图。

图3是例示本发明一实施例的电源切断装置的微电弧检测部的电路图。

图4是例示本发明一实施例的电源切断装置的大电流电弧检测部的电路图。

图5是例示本发明一实施例的电源切断装置的过负载检测部的电路图。

图6是例示本发明一实施例的电源切断装置的电源切断部的电路图。

图7是例示本发明另一实施例的电源切断装置的框图。

图8是具体例示本发明另一实施例的电源切断装置的电路图。

图9是例示本发明另一实施例的电源切断装置的大电流电弧检测部的电路图。

图10是例示本发明另一实施例的电源切断装置的过负载检测部和电源切断部的电路图。

具体实施方式

关于本文中公开的本发明的实施例的特定结构及功能的说明仅仅是为了说明本发明的实施例而例示的，本发明的实施例可通过多种方式实施，不应解释为限定于本文中说明的实施例中。

下面，参照附图，进一步具体说明本发明的优选实施例。对于图中的相同的结构要素使用相同的参照符号，对于相同的结构要素省略重复说明。

图1是例示本发明一实施例的电源切断装置的框图，图2是具体例示本发明一实施例的电源切断装置的电路图。

同时参照图1及图2，电源切断装置(10)一般可以包括：电源输入侧的输入电源端子(18)，设在建筑物壁体上，例如用于插入到俗称插座(power outlet)的输入插头；输出电源端子(19)，用于插入例如负载装置的插头的插座；以及微电弧检测部(11)、大电流电弧检测部(12)、延迟部(13)、过负载检测部(14)、工作电压生成部(15)、电源切断部(16)，连接到输入电源端子(18)和输出电源端子(19)之间。电源切断装置(10)还可包括滤波部(17)。

首先，简单介绍各结构要素如下。

微电弧检测部(11)在每次利用连接到电源线路(AC1)上的电压传感器(111)如感应器(T3)检测到微电弧时，将对应于所检测到的微电弧的强弱的微电弧检测电流施加到延迟部(13)。

例如，在负载装置或电源线路中发生几乎不伴随电流的电压型微电弧时，微电弧检测部(11)根据感应器(T3)感应的电压来检测由随电源线路传播的微电弧产生的高频脉冲，每次检测到这种高频脉冲时，能够以对应于所检测到的高频脉冲的大小和振幅的脉冲形态向延迟部(13)输出微电弧检测电流。

大电流电弧检测部(12)在每次利用电流传感器(121)如变流器(CT:currenttransformer)检测到伴随大电流的大型电弧时，将对应于所检测到的大型电弧的强弱的大电流电弧检测电流施加到延迟部(13)，所述电流传感器(121)采用能够由大电流电弧引发磁场变化的线圈。

此外，当电负载装置上发生仅以一两次的生成也能够引起火灾的中大型电流型电弧时，可由大电流电弧检测部(12)根据变流器(CT)感应的电压来检测到因大电流电弧出现在电源线路上的感应交流电压及高频脉冲电流。当所检测到的感应交流电压及高频脉冲电流为规定大小以上时，大电流电弧检测部(12)以对应于感应交流电压的大小和出现时间的脉冲形态，将大电流电弧检测电流施加到延迟部(13)。

延迟部(13)可构成为包含能够累积微电弧检测电流或大电流电弧检测电流的积分器，这种积分器可由如延迟电容(131)和延迟电阻(132)构成。此时，延迟电容(131)可被微电弧检测电流或大电流电弧检测电流进行充电，充电到延迟电容(131)的电荷可通过延迟电阻(132)以规定的时间常数进行放电。

若微电弧或大电流电弧以规定水平以上持续或强烈生成而延迟电容(131)被充电为规定电压以上，则延迟部(13)生成电弧检测信号来输出到电源切断部(16)的第1开关(161)。

例如，若在微电弧检测部(11)检测到的电压型微电弧为有可能诱发火灾的持续性的微电弧，或在大电流电弧检测部(12)检测到的电流型大型电弧为强大而足以诱发火灾且持续性的电弧，则由于连续的微电弧检测电流或大电流电弧检测电流，可在延迟电容(131)累积电荷，造成延迟电容(131)的两端电压高于规定的基准电压电平，随之生成电弧检测信号。

相反，若所检测到的微电弧或大电流电弧为一时性的且瞬间性的，则累积到延迟电容(131)的电荷通过延迟电阻(132)放电，累积的检测信号随着时间经过而消失。因此，电源不会因没有火灾危险性且单发性的电弧而被切断。

图2的实施例中设计成共享延迟部(13)，但是根据实施例，也可以设计成微电弧检测部(11)和大电流电弧检测部(12)分别具备用于各自的延迟电路。此时，各延迟电路可连接成输出各自的电弧检测信号，以使各电弧检测信号在电源切断部(16)分别激活各自开关。

下面，当因过负载或短路而在电源线路中激增电流或电压下降时，过负载检测部(14)生成过负载检测信号来输出到电源切断部(16)的第2开关(162)。

例如，过负载检测部(14)可利用电流传感器(141)如变流器(CT)来探测因电源线路(AC2)的过负载而交流电流激增或因非正常的电压下降而激增交流电流的情况，并生成过负载检测信号。

根据实施例，大电流电弧检测部(12)的电流传感器(121)和过负载检测部(14)的电流传感器(141)可分别由各自的变流器元件构成，也可以共享一个变流器元件。

此时，当因电压下降而由过负载检测部(14)探测到交流电流的激增时，由于电源线路(AC1)的电压较低，有可能导致电源切断部(16)不能正确进行动作。工作电压生成部(15)平时充电成适当的工作电压，当随着电压下降，过负载检测部(14)输出过负载检测信号的同时第2开关(162)闭合时，可将所充电的工作电压经由第2开关(162)，作为继电器(163)动作所需的驱动电压提供给继电器(163)。

在电源切断部(16)，当第1开关(161)通过检测信号闭合，或第2开关(162)通过负载检测信号闭合时，经由继电器(163)连接到输出电源端子(19)的电源路径(AC1)电性断开，从而能够切断电源。

根据实施例，第1开关(161)或第2开关(162)可由如2端子开关、光耦合器(photo-coupler)或2端子继电器(relay)这样的、能够通过从延迟部(13)和过负载检测部(14)输出的信号将继电器(163)电连接到交流电源电压或直流工作电压上或从其切断的元件构成。

另一方面，电源切断部(16)的继电器(163)包括3端子开关(164)，该3端子开关(164)插入于输入电源端子(18)和输出电源端子(19)之间的导线上，通过第1、第2开关(161，162)的动作将3端子开关(164)连接到电源输出电源端子(19)或驱动线圈(165)其中之一，从而能够连接或切断对负载的供电。

例如，在继电器(163)，当第2开关(162)闭合时，螺线管驱动线圈(165)通过充电到工作电压生成部(15)中的直流电压而动作，通过螺线管驱动线圈(165)，3端子开关(164)的连接接点从端子2移动到端子3，输入电源端子(18)和输出电源端子(19)之间的电连接切断。此时，继电器(163)可以不管其称呼，不仅可以由继电器元件构成，还可以由可进行类似于继电器的动作的开关等电气元件构成。

一旦电源切断部(16)切断向负载的供电，只要是从外部经由输入电源端子(18)向电源切断部(16)供电，这种切断状态就能够持续。进一步，电源切断部(16)还可以包括手动复位开关(166)，该手动复位开关(166)在电源因电弧或过负载而被切断之后能够手动重启供电。若通过从壁体插座分离输入电源端子(18)或手动拨动复位开关(166)来切断向电源切断部(16)的供电，则电源切断部(16)恢复切断动作之前的连接状态。在手动复位开关(166)闭合的状态下维持电源切断状态，一旦由用户断开手动复位开关(166)，则继电器(163)恢复原来的连接状态，从而电源路径重新连接而能够重新供电。

参照图1、图2及图3，对微电弧检测部(11)的结构和动作进一步进行详细说明。图3例示了本发明一实施例的电源切断装置的微电弧检测部的具体电路图。

若简略说明，在微电弧检测部(11)，由连接在两个电源线路(AC1，AC2)之间的感应器(111，T3)及扼流线圈(L1)检测出电源线路上因微电弧生成的高频脉冲，在检测出这种高频脉冲时导通第1开关元件(Q1)，在第1开关元件(Q1)导通期间，将微电弧检测电流输出到具有规定的时间常数的延迟电容(131)来累积充电。

微电弧有可能在插拔插头或对电源开关进行开关时瞬间发生，或者有可能因电气负载或线路上的异常而在数秒内连续发生微小火花，在前一种情况下不应该切断电源或没有必要切断，但是在后一种情况下，由于存在火灾危险，需要切断电源。

在负载或线路上生成的微电弧大体上由数kHz至数GHz的频率成分的脉冲电流引发。这种高频脉冲电流先是沿着交流线路传播后在滤波部(17)被阻止，可在微电弧检测部(11)检测到。微电弧检测部(11)在每次检测到高频脉冲时，输出微电弧检测电流。

首先，插入于电源线路上的滤波部(17)虽然通过正常的商用电源的低频交流成分，但是可阻止由在负载一侧产生的微电弧造成的高频脉冲被传播到系统一侧，并且，辅助微电弧造成的高频脉冲触发微电弧检测部(11)的动作。

为此，滤波部(17)可包括分别以串联方式插入于交流线路(AC1，AC2)中的两个感应器(T1，T2)。第1感应器(T1)和第2感应器(T2)是高频感应器，能够阻止一定频率以上的高频通过。

具体来说，交流线路(AC1，AC2)的输入侧两端或负载一侧两端上插入的高频感应器(T1，T2)抑制在负载一侧产生的高频脉冲被传播到输入端子(18)侧的系统(grid)，并且，阻止可在输入端子(18)侧传播的外部高频浪涌，从而能够阻止电源切断装置(10)破损。

另一方面，滤波部(17)还可包括TNR(非线性可变电阻器(NVR:non-linearvariable resistor)的一种，TNR是商标名称)，该TNR并联连接到输入端子(18)侧的电源线路上，以便吸收从外部传来的浪涌。

在正常状态下，在插入了滤波部(17)的电源线路上不会出现有可能触发微电弧检测部(11)的动作的高频电压。但是，当发生微电弧造成的高频脉冲电流时，高频脉冲电流通不过第1以及第2感应器(T1，T2)，而由第3感应器(T3)感应到高频脉冲电压。

高频扼流线圈元件具有相对于高频交流信号较高的阻抗，因此当被施加电弧脉冲造成的高频脉冲电压时，在两端产生电压差。在正常状态下，高频扼流线圈感应器(L1)原样通过低频交流电压，在两端不形成电压差。

第3感应器(T3)感应到的高频脉冲电压通过由第1电容(C1)、第2电容(C2)、第1二极管(D1)和高频扼流线圈(L1)形成的闭回路被施加到高频扼流线圈(L1)。高频扼流线圈(L1)在被高频脉冲饱和的同时，在两端(端子1以及2之间)感应若干电压。

高频扼流线圈(L1)的端子1通过作为高频整流二极管的第2二极管(D2)与第1开关元件(Q1)的输入端子2连接，端子2连接到第1开关元件(Q1)的输入端子1。因此，在高频扼流线圈(L1)的两端感应的电压被第2二极管(D2)整流而在第1开关元件(Q1)的两个输入端子1及2之间形成电压差，并使第1开关元件(Q1)导通。

当第1开关元件(Q1)导通时，从端子3向端子1流过电流，当微电弧消失时，高频扼流线圈(L1)上感应出的电压也消失，且第1开关元件(Q1)截止而闭合端子3和端子1之间的电流路径，因此原来在延迟电容(C4)中流过的微电弧检测电流也消失。

因此，在每次发生微电弧时，在微电弧检测部(11)和延迟部(13)，临时形成从电源线路(AC1)经由第3二极管(D3)、第4电阻(R4)、延迟电容(131，C4)、第6二极管(D6)、第5电阻(R5)，通过第1开关元件(Q1)的端子3和端子1、第4二极管(D4)直到电源线路(AC2)的流过微电弧检测电流的路径。

在每次产生微电弧时，通过第1开关元件(Q1)的端子1和端子3的临时导通以脉冲形态生成微电弧检测电流。

另一方面，第1LED(LED1)是用于表明在电源切断装置(10)正在施加电源的情况的信号灯。第1电阻(R1)用于在正常的电源供给时第2电容(C2)上形成的电压进行放电，利用流过第1电阻(R1)的微电流驱动第1LED(LED1)发光，以表现正在施加电源的情况。

通过第1开关元件(Q1)的端子1和端子3之间的临时导通，还形成由第3二极管(D3)、第2LED(LED2)、第3电阻(R3)、第1开关元件(Q1)的端子3、端子1和第4二极管(D4)构成的电流路径，由此在每次检测到微电弧时，能够使第2LED(LED2)闪烁。

另一方面，在微电弧的高频脉冲电流通过第1及第2二极管(D1，D2)时，由于第1及第2电容(C1，C2)不会通过低频带而仅通过高频带，当该脉冲电流通过第1及第2电容(C1，C2)时，只剩数十MHz以上的高频成分。因此，在正常使用负载时也有可能发生的数kHz至数千kHz程度的噪声成分被排除在电弧检测之外，电源切断装置(10)的误动作也被最小化。

微电弧检测部(11)生成的微电弧检测电流对延迟部(13)内的延迟电容(131)进行充电。在以施加连续性的电弧而形成的微电弧检测电流来充电的延迟电容(131)的电压电平超过规定的基准电压时，例如齐纳二极管(ZD1)那样的正电压元件(133)的击穿电压时，延迟部(13)生成能够导通第1开关(161)的电弧检测信号。

此时，延迟部(13)在一两次的生成较短的电弧时，充电到延迟电容(131)的电压电平不超过规定的基准电压，例如齐纳二极管(ZD1)的击穿电压，所以不生成电弧检测信号。

进一步，若不再生成电弧，则通过连接到延迟电容(131)上的延迟电阻(132)，使延迟电容(131)随着时间经过就放电。

由此，微电弧检测部(11)忽略没有危险性的一两次的瞬间或人为性的电弧，而能够正确检测出实际火灾的危险性大的连续性的微电弧。

具体参照图3，在每次检测到微电弧脉冲时，从微电弧检测部(11)的第1开关元件(Q1)输出的微电弧检测电流可以实质上类似微电弧脉冲的形态的波形生成，在被施加到延迟部(13)时，引发延迟部(13)内的第4电容(C4)的充电。第4电容(C4)的充电速度可通过第1开关元件(Q1)的电流驱动能力、第4电阻(R4)或第5电阻(R5)的值来调节。

若不存在充分连续且危险的电弧脉冲，则第1开关元件(Q1)截止的同时不会再流过微电弧检测电流，之前一直充电到第4电容(C4)的电荷可通过可变延迟电阻(R6)进行放电。第4电容(C4)的放电速度可通过可变延迟电阻(R6)的可变电阻值来调节。

若因充分连续性的电弧脉冲的存在而持续生成电弧检测电流，则能够在第4电容(C4)的两端感应出比规定的基准电压充分高的电压，随之能够生成电弧检测信号。

例如，若持续流过电弧检测电流，则第4电容(C4)会被持续充电，第4电容(C4)两端的电压变得高于可由例如齐纳二极管(zener diode)构成的正电压二极管(ZD1)的击穿电压，此时，正电压二极管(ZD1)导通而在第3开关元件(Q3)的输入端子2上连接交流电源(AC1)，第3开关元件(Q3)导通而在端子3和端子1之间形成电流路径。从第3开关元件(Q3)的端子3向端子1流过的电流起到电弧检测信号的作用，以激活构成第1开关(161)的第1光耦合器(PTC1)。

此外，第4电阻、第6二极管(D6)以及第5电阻(R5)用于考虑电源线路之间的较高的交流电压电平，向延迟部(13)赋予适当的电压下降以防止电流的逆流，适当调节第4电容(C4)的充电速度。

另一方面，第2电阻(R2)和第3电容(C3)是为了保护第1开关元件(Q1)并顺利进行导通动作而连接的电路元件。

接着，参照图1、图2及图4进一步详细说明大电流电弧检测部(12)的结构和动作。图4是例示了本发明一实施例的电源切断装置的大电流电弧检测部的电路图。

能够检测出交流电流的急剧变动的电流传感器(121)安装在交流线路(AC2)上。当生成大电流电弧而从输出电源端子(19)向输入电源端子(18)侧流过脉冲电流时，在例如变流器(CT)那样的电流传感器(121)的两端感应出规定的电压。被变流器(121)感应的电压对并联连接在变流器(121)的两端的检测电容(C6)进行充电，当检测电容(C6)的充电电压成为规定电压电平以上时，大电流电弧检测部(12)可生成大电流电弧检测电流。

具体参照图4进行说明。首先，第二开关元件(Q2)的输入端子1经由第5二极管(D5)连接到电源线路(AC2)上，第二开关元件(Q2)的输入端子1及2的电位平时几乎相同，仅具有不会引起第二开关元件(Q2)的导通的程度的差异。

当发生大电流电弧时，在变流器(121)两端感应出电压，被第10高频二极管(D10)整流的电压经由第9电阻(R9)充电到第7电容(C7)，第7电容(C7)的充电电压急剧上升而通过第8电阻(R8)开始进行已充电到第7电容(C7)的电压的放电，第二开关元件(Q2)的输入端子2的电位提高而第二开关元件(Q2)导通。

随着第二开关元件(Q2)的导通，在电源线路(AC1，AC2)之间形成由第3二极管(D3)、第4电阻(R4)、延迟电容(C4)、第7二极管(D7)、第7电阻(R7)、第二开关元件(Q2)的端子3和1、第5二极管(D5)连接的电流路径，该电流路径中流过大电流电弧检测电流而在延迟电容(C4)进行充电。

当大电流电弧消失时，充电到第7电容(C7)的电荷立即放电，第二开关元件(Q2)重新截止，因此电流路径断开。

在形成电流路径的过程中，充电到延迟电容(C4)的电压达不到齐纳二极管(ZD1)的击穿电压，或者不存在后续的大电流电弧而再次充电到延迟电容(C4)的电压达不到齐纳二极管(ZD1)的击穿电压，则第3开关元件(Q3)不导通，不生成电弧检测信号。

因此，设置成只有在存在有可能引起火灾的有害的大电流电弧的情况下，仅通过发生一次电弧就在延迟部(13)导通第3开关元件(Q3)而生成电弧检测信号，对于在使用电气设备时有可能发生的单纯电弧现象或由荧光灯、闪烁器等有可能引发的缓慢的电弧则可忽略。

另一方面，第15电阻(R15)和第5电容(C5)是为了保护第3开关元件(Q3)且顺利进行导通动作而连接的电路元件。

如上，根据微电弧检测部(11)和大电流电弧检测部(12)的动作，延迟部(13)包括延迟电阻(132)，该延迟电阻(132)利用微电弧检测电流或大电流电弧检测电流的至少一部分对延迟电容(131)进行充电，并放出已充电到延迟电容(131)的电荷；进一步还可包括：例如齐纳二极管(ZD1)那样的正电压元件(133)，在累积充电到延迟电容的电压达到规定电平时导通；以及第3开关元件(Q3)，在正电压元件(133)导通时输出电弧检测信号。

接着，参照图1、图2及图5，详细说明电源切断装置(10)的过负载检测部(14)的结构和动作。图5是例示本发明一实施例的电源切断装置的过负载检测部的电路图。

能够检测出交流电流的急剧变动的过负载检测部(14)的电流传感器(141)安装在交流电源线路(AC2)上。根据实施例，安装电流传感器(141)仅用于过负载检测部(14)，但是也可以共用大电流电弧检测部(12)的电流传感器(121)。

当在负载一侧发生过负载或短路时，在交流电源线路(AC2)发生急剧的电流变化，但是由于这种电流变化具有不同于大电流电弧的频带和能量，所以不会被大电流电弧检测部(12)检测到。

通过这种电流变化感应到如变流器(CT)那样的电流传感器(141)两端的规定交流电压，经过桥二极管(D11)和第9二极管(C9)变换为规定的直流电压。所变换的直流电压可经由电流控制用第10电阻(R10)和电路保护用第11电阻(R11)，作为过负载检测信号施加到起到第2开关(162)作用的第2光耦合器(PCT2)。

电路保护用齐纳二极管(DS)和电路保护用电容(CS)是用于应对可能发生在变流器(CT)上的突发性电压变动的电路。

接着，参照图1、图2及图6，说明电源切断装置(10)的电源切断部(16)的结构和动作如下。图6是例示本发明一实施例的电源切断装置的电源切断部的电路图。

电源切断部(16)可包括：第1开关(161)，对通过从延迟部(13)输出的电弧检测信号激活的继电器(163)进行控制；第2开关(162)，对通过从过负载检测部(14)输出的过负载检测信号激活的继电器(163)进行控制；以及继电器(163)，在连接到电源电压或工作电压生成部(15)的工作电压时被驱动而切换电源的连接状态。

根据实施例，第2开关(162)可将电源电压施加到继电器(163)。但是，一般成为过负载或短路状态时，线路自身的阻抗有可能起到负载的作用而急剧过热容易引发火灾，由于电源线路(AC1)的电压本身较低，所以以往的开闭气路的速度慢且误差大。

因此，应对于此，需要用于准备工作电压的电路，这种电路就是工作电压生成部(15)。工作电压生成部(15)平时蓄积适量的电能，可在需要时传递到继电器(163)来驱动。

工作电压生成部(15)是在两个交流电源线路(AC1，AC2)之间由第8二极管(D8)、第13电阻(R13)、第8电容(C8)以及第9二极管(D9)构成的直流电压充电电路。利用第8二极管(D8)和第9二极管(D9)整流的直流电流流到第13电阻(R13)和第8电容(C8)而对第8电容(C8)进行充电。一旦第8电容(C8)被完全充电，则由于之后没有放电路径，所以工作电压生成部(15)形成的电力消耗不会造成大问题。

在生成电弧检测信号时，第1开关(161)闭合而与电源线路(AC1)连接，从电源线路(AC1)向继电器(163)的螺线管驱动线圈(165)施加电源电压。

在发生过负载检测信号时，第2开关(162)闭合，向继电器(163)的驱动线圈(165)施加电源电压或优选施加充电到工作电压生成部(15)中的规定电平的工作电压。

另一方面，第1及第2开关(161，162)可由光耦合器开关(PTC1，PTC2)或一般的继电器实现。此时，当电弧检测信号或过负载检测信号被激活时，光耦合器开关(PTC1，PTC2)内部的发光二极管发光，光敏二极管受光而通电。假如由继电器实现，则在微电弧检测信号或过负载检测信号被激活时，继电器截止而通电。根据光耦合器或继电器的特性，两端电绝缘，信号不会沿着逆方向传递，所以检测信号的生成或消灭不会受到继电器(163)的动作影响。

继电器(163)平时将3端子开关(164)的开关导体维持在端子2的位置，但是在施加电源电压或规定工作电压时，通过驱动线圈(165)的磁化，利用磁力将开关导体移动到端子3位置，以切换3端子开关(164)。当驱动线圈(165)的磁场消失时，开关导体通过弹簧等的复原力恢复到端子2的位置。

这种继电器(163)可由磁保持型继电器实现。此时，磁保持型继电器不同于在动作信号消失时恢复到原位置的一般继电器，在因动作信号的施加而切换到特定端子位置之后，即使该动作信号消失也会自行维持已切换到的端子位置。

例如，插入于电源线路(AC1)中的3端子开关(164)在正常状态下，在端子2的位置电连接输入电源端子(18)侧和输出电源端子(19)侧，但是一般一旦由驱动线圈(165)形成磁场，开关导体被切换到端子3的位置而电连接输入电源端子(11)侧(或工作电压生成部(15)侧)和驱动线圈(165)。

这种继电器(163)的驱动线圈(165)的端子1通过第1开关(161)与电源线路(AC1)相连，通过第2开关(162)与工作电压生成部(15)的第8电容(C8)相连，端子2连接到电源线路(AC2)。

若在3端子开关(164)连接到端子2的状态下导通第1开关(161)，则通过第1开关(161)从电源线路(AC1)向驱动线圈(165)流过电流而被磁化，从而通过电磁力使插入于电源线路(AC1)上的3端子开关(164)从端子2切换到端子3，切断对输出电源端子(19)侧的电源供给，同时驱动线圈(165)从端子3连接到电源线路(AC1)，以使得电流能够继续流过驱动线圈(165)。

同样，若在3端子开关(164)连接到端子2上的状态下第2开关(162)导通，则通过第2开关(162)从工作电压生成部(15)向驱动线圈(165)流过电流而被磁化，同时通过磁力将插入到电源线路(AC1)上的3端子开关(164)从端子2切换到端子3，切断对输出电源端子(19)侧电源供给，同时驱动线圈(165)从端子3连接到电源线路(AC1)，以使得电流能够继续流过驱动线圈(165)。

如上一旦磁保持型继电器(163)被驱动，则只要在输入电源端子(18)上连接电源，即使之后电弧检测信号或过负载检测信号处于非激活状态，换言之即使第1开关(161)及第2开关(162)重新导通，磁保持型继电器(163)的驱动线圈(165)也会持续工作而能够切断对负载一侧的供电。

手动复位开关(166)的一例为按钮开关，平时断开，但在使用者按压时接通，在接通时，在磁保持型继电器(163)被驱动的状态下3端子开关(164)的端子3和驱动线圈(165)之间的电连接被切断。因此，当手动复位开关(165)断开时，流过驱动线圈(165)的电流被断开，磁保持型继电器(163)的动作也被中断，通过线圈(165)的磁力切换到端子3的3端子开关(164)在磁力消失时从端子3重新切换到端子2，能够重新开始向负载一侧供电。

图7是例示本发明的另一实施例的电源切断装置的框图，图8是具体例示本发明另一实施例的电源切断装置的电路图。

同时参照图7及图8，则电源切断装置(70)可包括：系统电源输入侧的输入电源端子(78)，输出电源端子(79)，以及连接在输入电源端子(78)与输出电源端子(79)之间的微电弧检测部(71)、大电流电弧检测部(72)、延迟部(73)、过负载检测部(74)、工作电压生成部(75)、电源切断部(76)。进一步还可包括滤波部(77)。

图7的电源切断装置(70)大体上类似于图1的电源切断装置(10)，图7的电源切断装置(70)的微电弧检测部(71)、延迟部(73)、工作电压生成部(75)、电源切断部(76)实质上分别与图1的电源切断装置(10)的微电弧检测部(11)、延迟部(13)、工作电压生成部(15)、电源切断部(16)相同，因此在此省略说明。

微电弧检测部(71)将与每次检测到微电弧时所检测到的微电弧的强弱对应的微电弧检测电流施加到延迟部(73)，所述检测是利用连接在电源线路(AC1)上的电压传感器(711)如感应器(T3)检测的。

例如，在负载装置或电源线路产生几乎不伴随电流的电压型微电弧时，微电弧检测部(71)根据感应器(T3)感应到的电压检测出随着电源线路传播的微电弧形成的高频脉冲，在每次检测到这种高频脉冲时，以与每次检测到这种高频脉冲时所检测到的高频脉冲的大小及振幅相应的脉冲形态向延迟部(73)输出微电弧检测电流。

大电流电弧检测部(72)能够利用磁簧继电器(Reed Relay)(721)检测出大电流电弧，每当检测出伴随大电流的大型电弧时，向延迟部(73)施加大电流电弧检测电流，所述磁簧继电器采用能够由大电流电弧引发磁场变化的线圈。

磁簧继电器是在真空管内分开设置两个磁性合金的簧片开关上卷绕了线圈的元件。簧片开关的速度快且可靠性高。

对磁簧继电器(721)的动作进行说明。在正常状态下线圈中流过交流电源电流时，构成簧片开关的两个磁性合金不接触，但是当线圈上流过大电流电弧时，在线圈上产生的磁场变强，从而簧片开关的两个磁性合金被磁化成相反磁性，结果相互接触而导通簧片开关。

大电流电弧检测部(72)的磁簧继电器(721)可与图1的大电流电弧检测部(12)的电流传感器(121)及第二开关元件(Q2)的作用相对应。大电流电弧检测部(72)与图1的大电流电弧检测部(12)之间的类似点是：以线圈为基础，在存在大电流电弧时，在线圈发生较大的磁场变化，这种磁场的变化引起形成电流路径的切换。其差别点是：在图1的大电流电弧检测部(12)，利用线圈的磁场变化在相邻的其他线圈引发的电压，相反大电流电弧检测部(72)则利用因线圈的磁场变化而被磁化成更强的磁性体。

当伴随大电流的大型电弧通过电源线路(AC2)流过时，磁簧继电器(721)的线圈上流过大电流电弧而产生强磁场，使簧片开关通电。通过通电的簧片开关，可流过大电流电弧检测电流。将在图9详细说明大电流电弧检测部(72)的动作。

延迟部(73)可构成为包括能够累积微电弧检测电流的积分器，与图1的延迟部(13)实质相同，因此省略说明。

在图8的实施例中，延迟部(73)被设计成被微电弧检测部(71)和大电流电弧检测部(72)所共享，但是可根据实施例，微电弧检测部(71)和大电流电弧检测部(72)可被设计成分别具备用于自身的延迟电路，或只有微电弧检测部(71)具有延迟电路。此时，各延迟电路输出各自的电弧检测信号，各电弧检测信号被连接成在电源切断部(76)激活各自开关。

接着，当因过负载或短路而在电源线路激增电流或电压下降时，过负载检测部(74)通电而累积在工作电压生成部(75)的电能被供给到电源切断部(76)的继电器(763)而激活继电器(763)。

过负载检测部(74)与大电流电弧检测部(72)类似，利用第2磁簧继电器(741)检测因电源线路(AC2)的过负载而交流电流激增或因非正常的电压下降而交流电流激增的情况，并进行通电。

当激增的交流电流通过电源线路(AC2)流过时，第2磁簧继电器(741)的线圈上流过大电流的同时生成强磁场，使簧片开关通电。通过由充电到工作电压生成部(75)的电压通电的簧片开关，可流过过负载检测信号。

下面参照图10，说明过负载检测部(74)的详细动作。

工作电压生成部(75)平时蓄积适量的电能，可在需要时传递到继电器(763)来进行驱动。

工作电压生成部(75)是在两个交流电源线路(AC1，AC2)之间由第8二极管(D8)、第13电阻(R13)、第8电容(C8)及第9二极管(D9)构成的直流电压充电电路。利用第8二极管(D8)和第9二极管(D9)整流的直流电流流过第13电阻(R13)和第8电容(C8)，对第8电容(C8)进行充电。一旦第8电容(C8)被完全充电，之后由于没有放电路径，所以工作电压生成部(75)造成的电力消耗不会造成大问题。

在电源切断部(76)，当通过电弧检测信号闭合第1开关(761)或闭合过负载检测部(74)的第2磁簧继电器(741)时，通过继电器(763)连接到输出电源端子(79)的电源路径(AC1)电性断开，从而能够切断电源。

根据实施例，第1开关(761)可由如2端子开关、光耦合器(photo-coupler)或2端子继电器(relay)那样的元件构成，其能够通过从延迟部(73)和过负载检测部(74)输出的信号将继电器(763)电连接到交流电源电压或直流工作电压上，或从其切断。

另一方面，电源切断部(76)的继电器(763)包括3端子开关(764)，该3端子开关(764)插入于输入电源端子(78)与输出电源端子(79)之间的导线上，通过第1开关(761)及第2磁簧继电器(741)的动作将3端子开关(764)连接到电源输出电源端子(79)或驱动线圈(765)其中之一，能够连接或切断对负载的供电。

例如，继电器(763)在第2磁簧继电器(741)闭合时，螺线管驱动线圈(765)通过充电到工作电压生成部(75)的直流电压而动作，通过螺线管驱动线圈(765)，3端子开关(764)的连接接点从端子2移动到端子3，输入电源端子(780)和输出电源端子(79)之间的电连接断开。此时，继电器(763)不管其名称，不仅可以由继电器元件构成，还可以由能够进行类似继电器的动作的开关等电气元件构成。

一旦电源切断部(76)切断对负载的供电，只要经输入电源端子(78)从外部向电源切断部(76)供给电力，这种切断状态就能够持续。进一步，电源切断部(76)还可以包括手动复位开关(766)，该手动复位开关(766)在因电弧或过负载切断电源之后能够通过手动方式重新开始供电。若从壁体插座分离输入电源端子(78)，或手动断开手动复位开关(766)来中断对电源切断部(76)的继电器(763)的供电，则电源切断部(76)恢复到切断动作之前的连接状态。在手动复位开关(766)闭合的状态下维持电源切断状态，之后若由使用者断开手动复位开关(766)，则继电器(763)的螺线管驱动线圈(765)失去磁场，3端子开关(764)的切换导体恢复原来的连接状态即端子2，从而电源路径再次连接而能够重新供应电源。

图9是例示了本发明另一实施例的电源切断装置的大电流电弧检测部的电路图。

同时参照图7、图8及图9，则平时正常的交流电源电流流过电源线路(AC2)时，第1磁簧继电器(721)的线圈产生较弱的磁场，不能充分磁化簧片开关的两个磁性合金。因此，簧片开关维持打开状态。

若产生大电流电弧，则首先在第1磁簧继电器(721)的线圈流过电弧引起的大电流，线圈上形成的磁场强度激增而将簧片开关的两个磁性合金磁化成相互相反的磁性。当强磁化的磁性合金相互接触时簧片开关闭合，在电源线路(AC1)，形成到达第3二极管(D3)、第4电阻(R4)、延迟部(73)的第4电容(C4)、第1磁簧继电器(721)的闭合的簧片开关和第1开关电阻(RS1)、第4二极管(D4)、电源线路(AC2)的电流路径，沿着该电流路径流过大电流电弧检测电流。

当通过大电流电弧检测电流充电第4电容(C4)而延迟部(73)的第3开关元件(Q3)的端子1的电压变得充分低于端子2的电压，则第3开关元件(Q3)导通而在端子3和端子1之间形成电流路径。从第3开关元件(Q3)的端子3向端子1流过的电流能够起到电弧检测信号的作用，以激活构成第1开关(761)的第1光耦合器(PTC1)。

另一方面，在第1磁簧继电器(721)并联连接到线圈上的电阻是在发生大电流电弧时电流的迂回路径，此外，还可以起到具有如下功能的元件的作用：在检测到电弧后消耗蓄积到线圈上的能量来消除磁场，以使簧片开关重新断开。

图10是例示本发明另一实施例的电源切断装置的过负载检测部和电源切断部(76)的电路图。

同时参照图7、图8及图10，在平时正常的交流电源流过电源线路(AC2)时，第2磁簧继电器(741)的线圈产生较弱的磁场，不能充分磁化簧片开关的两个磁性合金。因此，簧片开关维持断开状态。

若流过过负载的电流激增，则首先在第2磁簧继电器(741)的线圈中流过大电流，形成在线圈上的磁场强度激增，而将簧片开关的两个磁性合金磁化成相互相反的极性。当强磁化的磁性合金接触时簧片开关闭合，在供给电压生成部(75)的第8电容(C8)充电的电能通过第2磁簧继电器(741)的闭合的簧片开关被施加到电源切断部(76)的继电器(763)。

接着，说明电源切断装置(70)的电源切断部(76)的结构和动作如下。

电源切断部(76)可包括：第1开关(761)，通过从延迟部(73)输出的电弧检测信号通电；以及继电器(763)，通过从过负载检测部(74)输出的过负载检测信号被激活，当连接到电源电压或工作电压生成部(75)的工作电压时被驱动而切换电源的连接状态。

若发生电弧则生成电弧检测信号来闭合第1开关(761)，电源线路(AC1)和继电器(763)连接，从电源线路(AC1)向继电器(763)的螺线管驱动线圈(765)施加电源电压。

第1开关(761)也可由光耦合器开关(PTC1)或一般的继电器构成。此时，在电弧检测信号被激活时，光耦合器开关(PTC1)内部的发光二极管发光，光敏二极管接受光来通电。在由继电器实现的情况下，在微电弧检测信号被激活时继电器闭合而通电。光耦合器或继电器的特性上，两端电绝缘，信号不会向反方向传递，所以检测信号的生成或消灭不会受到继电器(763)的工作影响。

在发生过负载时，过负载检测部(75)的第2磁簧继电器(741)闭合，在继电器(763)的驱动线圈(765)被施加充电到工作电压生成部(75)的规定电平的工作电压。在向负载正常供电时，在工作电压生成部(75)蓄积规定的电能，但若因检测到过负载而过负载检测部(74)通电，则蓄积到工作电压生成部(75)的电能被传递到电源切断部(76)的螺线管驱动线圈(765)。能够以该被传递的电能作为基础驱动继电器(763)。

继电器(763)在平时使3端子开关(764)的切换导体维持在端子2的位置，但是在施加电源电压或规定工作电压时则通过驱动线圈(765)的磁化，使开关导体移动到端子3位置来切换3端子开关(764)。当驱动线圈(765)的磁场消失时，切换导体通过弹簧等的恢复力复原到端子2的位置。

这种继电器(763)也可以与图2的继电器(763)同样由磁保持型继电器实现。

如上所述，通过有限的实施例和附图说明了本发明，但是本发明并不限于上述的实施例，对于具备本发明所属领域的一般知识的人员来说能够根据这种记载来做出多种修改和变形。因此，本发明的思想必须通过下面记载的权利要求范围来掌握，并且与权利要求范围均等或等价性的变形均属于本发明思想的范畴。

用于实施发明的方式

在[具体实施方式]中具体公开。

工业实用性

本发明的可探测多种电弧及过负载来切断供电的电源切断装置，能够防止可能因电线及电气器具等的异常状态而产生的火花、电弧、过负载、电压下降以及过热导致的火灾等灾害，能够检测微电弧及大型电流型电弧，从而能够广泛应用于现有的家庭用及工业用电源切断装置等上。

Claims (14)

1.一种电源切断装置，包括：

微电弧检测部，根据在高频扼流线圈上感应的电压，使第1开关元件导通，在上述第1开关元件导通期间，该微电弧检测部输出微电弧检测电流，该高频扼流线圈上感应的电压是因由电源线路上的微电弧造成的高频脉冲电流产生的；

大电流电弧检测部，在第二开关元件导通期间，该大电流电弧检测部输出大电流电弧检测电流，所述第二开关的导通是基于因电源线路上的大电流电弧而在插入于上述电源线路上的线圈上产生的磁场变动；

延迟部，将上述微电弧检测电流或大电流电弧检测电流以规定的时间常数累积充电到延迟电容，当上述延迟电容的电压达到规定的电平时输出电弧检测信号；

电源切断部，当施加工作电压时，电切断负载一侧和上述电源线路；以及

第1开关，通过上述电弧检测信号，在上述电源切断部连接上述工作电压。

2.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，

上述微电弧检测部包括感应器，该感应器插入于上述电源线路中，与上述高频扼流线圈形成闭回路，

在上述闭回路上，在上述感应器和上述高频扼流线圈的端子1之间串联连接第2电容，在上述感应器和上述高频扼流线圈的端子2之间串联连接第1二极管和第1电容，

在上述高频扼流线圈的端子2和另一电源线路之间连接第4二极管，

上述高频扼流线圈的一端通过高频整流用二极管共同连接到上述第1开关元件的控制端子和上述第2电容，另一端连接到上述第1开关元件的输入端子、上述第2二极管的阳极以及上述第4二极管的阳极。

3.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，

若因上述电源线路上的大电流电弧引起的电流变动而在插入于上述电源线路上的线圈上发生磁场变动，则根据因磁场变动而在变流器感应的电压导通上述第二开关元件，在上述第二开关元件导通期间，上述大电流电弧检测机输出大电流电弧检测电流，以使大电流电弧检测电流经由上述第二开关元件。

4.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，上述大电流电弧检测机的第二开关元件是簧片开关(Reed Switch)，

在因线圈上发生的磁场变动而上述簧片开关导通期间，输出大电流电弧检测电流，并使该大电流电弧检测电流经由上述簧片开关而流动，所述线圈嵌入在上述电源线路上，所述线圈上发生的磁场变动是因上述电源线路上的大电流电弧造成的。

5.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，上述延迟部包括：

延迟电阻，使因上述微电弧检测电流或上述大电流电弧检测电流中至少一个充电到上述延迟电容的电荷进行放电；

正电压元件，在累积充电到上述延迟电容中的电压到达规定电平时导通；以及

第3开关元件，在上述正电压元件导通时导通而输出上述电弧检测信号。

6.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，上述第1开关包括耦合元件，当控制端子接收到上述电弧检测信号时，该耦合元件电连接电源线路和上述电源切断部。

7.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，上述电源切断部包括磁保持型继电器，在通过上述电弧检测信号上述第1开关通电而连接上述工作电压时，该磁保持型继电器与上述负载一侧电绝缘，在上述电弧检测信号消失之后，该磁保持型继电器与负载一侧维持电绝缘状态。

8.根据权利要求7所述的电源切断装置，其特征在于，上述磁保持型继电器包括：

驱动线圈，当上述第1开关通电而连接上述工作电压或被施加电源线路的电压时，该驱动线圈被磁化；以及

3端子开关，通过上述驱动线圈的磁化，从连接上述电源线路和负载一侧的位置切换到连接上述电源线路和上述驱动线圈的位置。

9.根据权利要求7所述的电源切断装置，其特征在于，上述电源切断部还包括插入于上述3端子开关和上述驱动线圈之间的手动复位开关，若在上述驱动线圈工作时上述手动复位开关断开，则上述驱动线圈和电源线路之间的连接被切断，上述3端子开关切换到连接上述电源线路和上述负载一侧的位置。

10.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，还包括过负载检测部，在对电流变动引起变流器感应的交流电压进行整流的直流电压超过规定的电平时，该过负载检测部输出过负载检测信号，所述电流变动是过负载或短路造成的。

11.根据权利要求10所述的电源切断装置，其特征在于，还包括第2开关，该第2开关通过上述过负载检测信号向上述电源切断部连接上述工作电压。

12.根据权利要求11所述的电源切断装置，其特征在于，还包括工作电压生成部，该工作电压生成部向两个电源线路之间连接的电容充电电压，提供所充电的电压作为上述工作电压。

13.根据权利要求1所述的电源切断装置，其特征在于，还包括过负载检测部，该过负载检测部执行如下动作：在因第2线圈上发生的磁场变动而第2簧片开关导通期间，上述工作电压经由上述第2簧片开关连接到上述电源切断部，所述第2线圈嵌入在电源线路上，所述第2线圈上发生的磁场变动是因电源线路上的过负载或短路引起的电流变动造成的。

14.根据权利要求13所述的电源切断装置，其特征在于，还包括工作电压生成部，该工作电压生成部向连接在两个电源线路之间的电容充电整流的电压，提供充电的电压作为上述工作电压。