CN104348134A - 漏电断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种漏电断路器，其能够减小测试电流的平均值，实现电源电路部的小型化、薄型化。该漏电断路器具有：漏电检测部（7），其基于以交流电路（1）为1次绕组的零相序变流器（3）的二次输出，判定交流电路有无漏电；开关元件（8），其基于在交流电路中发生漏电时的漏电检测部的输出，进行动作；跳闸装置（6），其通过基于漏电检测部的输出而执行的开关元件的动作，进行动作；开闭触点（2），其在正常时将交流电路设为闭路，通过跳闸装置的动作而将交流电路设为开路；测试装置（9），其在漏电动作测试时，向卷绕在零相序变流器上的测试绕组供给模拟漏电电流；以及设定部（7g），其在漏电动作测试时，对漏电检测部的动作特性进行变更。

Description

漏电断路器

技术领域

本发明涉及一种具有进行漏电动作测试的测试装置的漏电断路器。

背景技术

为了定期地对漏电断路器的动作能力进行试验，漏电断路器需要具有将模拟电流向检测装置通电的测试装置。

另一方面，检测装置已知下述结构，即，为了防止由电路的高次谐波成分、例如逆变器的开关噪音导致的不必要的动作，而内置有低通滤波器（例如，参照专利文献1）。

另外，已知下述结构，即，为了防止由浪涌成分、例如雷击导致的不必要的动作，而内置有波形宽度检测功能。

因此，现有的漏电断路器的测试装置已知下述结构，将接近商用频率的伪交流信号，例如正弦波、矩形波、三角波等电流通入零相序变流器而进行动作确认（例如，参照专利文献2）。

专利文献1：日本特开2007-220381号公报

专利文献2：日本特开2003-219552号公报

如上述所示，测试装置将伪交流信号向零相序变流器通电，但相对于检测电路的消耗电流例如几mA，漏电断路器的额定灵敏度电流是例如30mA、100mA、500mA等，是非常大的电流。

因此，电源电路必须能够承受该消耗电流，存在电源电路的小型化、薄型化变得困难的问题。

另外，已知为了减小测试电流，在零相序变流器上卷绕多圈用于通电的电线的方式，但在该情况下，存在零相序变流器的小型化、薄型化变得困难的问题。

发明内容

本发明就是为了解决如上述的课题而提出的，其目的在于得到一种漏电断路器，该漏电断路器能够减小测试电流的平均值，能够实现电源电路部的小型化、薄型化。

本发明涉及的漏电断路器，具有：零相序变流器，其以作为漏电检测对象的交流电路为1次绕组；漏电检测部，其基于该零相序变流器的二次输出，对所述交流电路有无漏电进行判定；开关元件，其基于在所述交流电路中发生漏电时的所述漏电检测部的输出，进行动作；跳闸装置，其通过基于所述漏电检测部的输出而执行的所述开关元件的动作，进行动作；开闭触点，其在正常时将所述交流电路设为闭路，通过所述跳闸装置的所述动作而将所述交流电路设为开路；测试装置，其在漏电动作测试时，向卷绕在所述零相序变流器上的测试绕组，供给用于漏电动作测试的模拟漏电电流；以及设定部，其在所述漏电动作测试时，对所述漏电检测部的动作特性进行变更。

发明的效果

本发明具有：零相序变流器，其以作为漏电检测对象的交流电路为1次绕组；漏电检测部，其基于该零相序变流器的二次输出，对所述交流电路有无漏电进行判定；开关元件，其基于在所述交流电路中发生漏电时的所述漏电检测部的输出，进行动作；跳闸装置，其通过基于所述漏电检测部的输出而执行的所述开关元件的动作，进行动作；开闭触点，其在正常时将所述交流电路设为闭路，通过所述跳闸装置的所述动作而将所述交流电路设为开路；测试装置，其在漏电动作测试时，向卷绕在所述零相序变流器上的测试绕组，供给用于漏电动作测试的模拟漏电电流；以及设定部，其在所述漏电动作测试时，对所述漏电检测部的动作特性进行变更，因此，能够减小测试电流的平均值，能够实现电源电路部的小型化、薄型化，零相序变流器的小型化、薄型化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的漏电断路器的内部电路结构的一个例子的框图。

图2是用于说明本发明的实施方式1涉及的漏电断路器的漏电检测动作的一个例子的说明图。

图3是用于说明本发明的实施方式1涉及的漏电断路器的漏电测试动作的一个例子的说明图。

图4是表示本发明的实施方式2涉及的漏电断路器的内部电路结构的其他例子的框图。

图5是用于说明本发明的实施方式2涉及的漏电断路器的漏电检测动作的其他例子的说明图。

图6是用于说明本发明的实施方式2涉及的漏电断路器的漏电测试动作的其他例子的说明图。

标号的说明

2  开闭触点，    3  零相序变流器，   6  跳闸装置，

7  漏电检测部，  7g 设定部，       8  开关元件，

9  测试装置，    10  测试开关，    11  测试绕组，

100  漏电断路器。

具体实施方式

实施方式1

下面，通过图1～图3，对本发明的实施方式1进行说明。图1是表示漏电断路器的内部电路结构的一个例子的框图，图2是用于说明图1所示的漏电断路器的漏电检测动作的例子的说明图。图3是用于说明图1所示的漏电断路器的漏电测试动作的一个例子的说明图。

在图1中，漏电断路器100具有：开闭触点2，其对交流电路1进行开闭；零相序变流器3，其被交流电路1贯穿；漏电检测部7，其基于零相序变流器3的检测信号，对漏电进行检测；跳闸装置6，其具有跳闸线圈6a和跳闸机构6b，该跳闸线圈6a通过该漏电检测部7的输出信号经由开关元件8进行通电，该跳闸机构6b在该跳闸线圈6a通电时，对开闭触点2进行分离驱动；测试装置9，其通过来自测试开关10的信号，将规定的测试信号输出至零相序变流器，并且，向漏电检测部7输出控制信号；测试绕组11，其用于将测试信号通入至零相序变流器3；整流电路4，其将从交流电路1输入的交流电压变换为直流电压；以及恒压电路5，其将整流电路4的输出变换为规定的直流电压，并供给至漏电检测部7、测试装置9及跳闸装置6。

漏电检测部7由下述部分构成，即：输入部7a，其将零相序变流器3的输出电流变换为电压信号；低通滤波器7b，其将叠加在来自输入部7a的输出信号上的频率较高的噪声信号去除；电平检测部7c，其与低通滤波器7b的输出连接，在低通滤波器7b的输出大于或等于阈值时设为接通（ON）；波形宽度检测部7d，其与电平检测部7c的输出连接，在电平检测部7c的接通输出持续了大于或等于规定时间t1的情况下，设为接通；跳闸判定部7e，其与波形宽度检测部7d的输出连接，对应于波形宽度检测部7d的输出，对开关元件8进行驱动；开关7f，其基于来自测试装置9的控制信号，使低通滤波器7b的两端短路；以及作为设定部的检测宽度设定部（以下，记为“检测宽度设定部”）7g，其基于来自测试装置9的控制信号，对波形宽度检测部7d设定规定时间t1。

测试装置9由测试输入电路9a和测试信号产生电路9b构成，该测试输入电路9a对测试开关10已经被按下这一状态进行检测，向漏电检测部7输出控制信号，该测试信号产生电路9b与测试输入电路9a的输出连接，将测试信号输出至测试绕组11而通入至零相序变流器3。

下面，基于图1～图3，说明漏电检测部7的动作。如果发生漏电，交流电路1中流过的电流产生差值，则在零相序变流器3中产生输出。由输入部7a变换为与零相序变流器3的输出对应的电压。低通滤波器7b将从输入部7a的电压中去除高次谐波成分并提取出商用频率成分后的信号输出。电平检测部7c将低通滤波器7a的输出与规定的阈值电压进行比较。阈值有正侧、负侧阈值，在低通滤波器7a的输出大于或等于正侧阈值的情况下、或者低通滤波器7a的输出小于或等于负侧阈值的情况下，进行输出。波形宽度检测部7d对电平检测部7c有无输出进行监视，在有输出的时间持续了大于或等于规定时间t1的情况下，进行输出。跳闸判定部7e对来自波形宽度检测部7b的输出次数进行计数，在达到规定次数的情况下，向开关元件8输出。开关元件8由于该输出而成为接通，励磁电流从恒压电路5经由开关元件8，流向跳闸线圈6a，跳闸机构6b动作，从而开闭触点2成为开路。

此外，跳闸判定部7e对应于漏电断路器的特性，具有对正侧-负侧交替这样的情况进行判别、或对一个方向例如正-正的信号进行判别等功能。

另外，跳闸判定部7e具有下述功能，即，在以规定的期间不存在波形宽度检测部7b的输出的情况下，将计数值复位。

接着，说明本实施方式的测试装置9的动作。测试输入部9a对测试开关10成为开路进行判别，并输出。测试输入部9a的输出与波形宽度检测部7d连接，从而将上述规定时间t1变更为t2（t1＞＞t2）。另外，测试输入部9a的输出还与LPF旁通部7f连接，对与LPF并联连接的开关进行闭路，使输入部7a的输出绕过。

而且，测试输入部9a的输出与跳闸判定部7e连接，在进行测试动作时，切换为利用一个方向的信号进行判别的功能。

测试信号发生部9b根据测试输入部9a的输出，输出规定周期、规定脉冲宽度（≥t2）的脉冲信号。测试信号发生部9b的信号被变换为脉冲电流，施加至测试绕组11，零相序变流器3产生与信号对应的脉冲输出。

由输入部7a变换为与零相序变流器3的脉冲输出对应的脉冲电压。在这里，通过LPF旁通部7f而将低通滤波器7a绕过，因此，输入电路7a的信号以原始波形直接输入至电平检测部7c。电平检测部7c与上述相同地，与阈值进行比较并输出。波形宽度检测部7d在电平检测部7c的输出持续了大于或等于规定时间t2的情况下，进行输出。然后，与上述相同地进行判定、输出，将开闭触点2设为开路，由此进行测试动作、即对漏电断路器的动作能力进行试验。

根据本实施方式，向零相序变流器3通入的伪信号成为脉冲波形（脉冲状的模拟漏电电流），因此，与正弦波、矩形波、三角波等相比，信号的平均值大幅降低，所以电力容量也降低，能够实现电源电路部（零相序变流器3、测试绕组11等）的小型化、薄型化。例如，为了得到图2（b）的正弦波输出，如果将流向测试绕组11的正弦波电流的有效值设为A，则其波高值成为（2×A）。在使具有该波高值（2×A）的大小，周期T、脉冲宽度t2的脉冲电流流过测试绕组11的情况下，其有效值成为（2×A×（t2／T）），电力容量大幅降低。

另外，能够通过将脉冲宽度检测的检测时间缩短，从而缩短脉冲波形的接通占空比，因此，不会增大信号的平均值，能够增大伪信号的峰值。因此，能够消减零相序变流器的测试绕组数量，从而能够实现零相序变流器的小型化、薄型化。

实施方式2

下面，根据图4～图6，说明本发明的实施方式2。图4是表示漏电断路器的内部电路结构的其他例子的框图，图5是用于说明图4所示的漏电断路器的漏电检测动作的例子的说明图，图6是用于说明图4所示的漏电断路器的漏电测试动作的例子的说明图。

在本实施方式中，针对实施方式1的漏电检测部7，代替开关7f及检测宽度设定部7g，变更为设置有测试脉冲判定部17h的漏电检测部17。

漏电检测部17由下述部分构成，即：输入部17a，其将零相序变流器3的输出电流变换为电压信号；低通滤波器17b，其将叠加在来自输入部17a的输出信号上的频率较高的噪声信号去除；电平检测部17c，其与低通滤波器17b的输出连接，在低通滤波器17b的输出大于或等于阈值时设为接通；波形宽度检测部17d，其与电平检测部17c的输出连接，在电平检测部17c的接通输出持续了大于或等于规定时间t1的情况下，设为接通；跳闸判定部17e，其与波形宽度检测部17d的输出连接，对应于波形宽度检测部17d的输出，对开关元件8进行驱动；以及测试脉冲判别部17h，其与输入部17a的输出连接，仅在来自测试装置9的控制信号为接通时进行动作，对开关元件8进行驱动。

测试脉冲判别部17h由电平检测部17h1、波形宽度检测部17h2和跳闸判定部17h3构成，该电平检测部17h1在输入部17a的输出大于或等于阈值时成为接通，该波形宽度检测部17h2与电平检测部17h1的输出连接，在电平检测部17h1的接通输出持续了大于或等于规定时间t2的情况下成为接通，该跳闸判定部17h3与波形宽度检测部17h2的输出连接，对应于波形宽度检测部17h2的输出，对开关元件8进行驱动。关于其他结构，与实施方式1相同，因此，省略说明。

下面，基于图4～图6，说明漏电检测部17的动作。如果发生漏电，交流电路1中流过的电流产生差值，则在零相序变流器3中产生输出。由输入部17a变换为与零相序变流器3的输出对应的电压。低通滤波器17b将从输入部17a的电压中去除高次谐波成分并提取出商用频率成分后的信号输出。电平检测部17c将低通滤波器17b的输出与规定的阈值电压进行比较。阈值具有正侧、负侧阈值，在低通滤波器17b的输出大于或等于正侧阈值的情况下、或者低通滤波器17b的输出小于或等于负侧阈值的情况下，进行输出。

波形宽度检测部17d对电平检测部17c有无输出进行监视，在有输出的时间持续了大于或等于规定时间t1的情况下，进行输出。跳闸判定部17e对来自波形宽度检测部17b的输出次数进行计数，在达到规定次数的情况下，向开关元件8输出。（图5）开关元件8由于该输出而成为接通，励磁电流从恒压电路5经由开关元件8，流向跳闸线圈6a，跳闸机构6b动作，从而开闭触点2成为开路。

下面，说明本实施方式的测试装置9的动作。测试输入部9a对测试开关10成为开路进行判别，并输出。测试输入部9a的输出与测试脉冲判别部17h连接，如果测试输入部9a的输出成为接通，则测试脉冲判别部17h进行动作。

另外，跳闸判定部17h3具有利用一个方向的信号进行判别的功能。

测试信号发生部9b根据测试输入部9a的输出，输出规定周期、规定脉冲宽度（≥t2）的脉冲信号。测试信号发生部9b的信号被变换为脉冲电流，施加至测试绕组11，零相序变流器3产生与信号对应的脉冲输出。

下面，说明本实施方式的测试脉冲判别部17h的动作。关于测试输入部9a，如果测试开关10成为闭路，则测试输入部9a的输出成为接通，测试脉冲判别部17h进行动作。电平检测部17h1对输入部17a的输出和规定的阈值电压进行比较。阈值具有正侧、负侧阈值，在输入部17a的输出大于或等于正侧阈值的情况下、或者输入部17a的输出小于或等于负侧阈值的情况下，进行输出。

波形宽度检测部17h2对电平检测部17h1有无输出进行监视，在有输出的时间持续了大于或等于规定时间t2（t1＞＞t2）的情况下进行输出。跳闸判定部17h3对来自波形宽度检测部17h2的输出次数进行计数，在达到规定次数的情况下，向开关元件8输出。（图5）开关元件8由于该输出而成为接通，励磁电流从恒压电路5经由开关元件8，流向跳闸线圈6a，跳闸机构6b动作，从而开闭触点2成为开路。

根据本实施方式2，通入零相序变流器3的伪信号成为脉冲波形（脉冲状的模拟漏电电流），因此，与正弦波、矩形波、三角波等相比，信号的平均值大幅降低，所以电力容量也降低，能够实现电源电路部（零相序变流器3、测试绕组11等）的小型化、薄型化。

另外，能够通过将脉冲宽度检测的检测时间缩短，从而缩短脉冲波形的接通占空比，因此，不会增大信号的平均值，能够增大伪信号的峰值。因此，能够消减零相序变流器的测试绕组数量，能够实现零相序变流器的小型化、薄型化。

此外，对于上述实施方式1及上述实施方式2，如果改变观点则具有如下的特征1～4。

特征1：一种漏电断路器，其具有：零相序变流器，其以作为漏电检测对象的交流电路为1次绕组；漏电检测部，其基于该零相序变流器的二次输出，对所述交流电路有无漏电进行判定；开关元件，其基于在所述交流电路中发生漏电时的所述漏电检测部的输出，进行动作；跳闸装置，其通过基于所述漏电检测部的输出而执行的所述开关元件的动作，进行动作；开闭触点，其在正常时将所述交流电路设为闭路，通过所述跳闸装置的所述动作而将所述交流电路设为开路；测试装置，其在漏电动作测试时，向卷绕在所述零相序变流器上的测试绕组，供给用于漏电动作测试的模拟漏电电流；以及设定部，其在所述漏电动作测试时，对所述漏电检测部的动作特性进行变更。

特征2：在特征1的漏电断路器中，所述测试装置将脉冲状的模拟漏电电流作为所述模拟漏电电流供给至所述测试绕组，所述设定部将所述漏电检测部的动作特性变更为，随动于所述脉冲状的模拟漏电电流。

特征3：一种漏电断路器，其具有：零相序变流器，其以作为漏电检测对象的交流电路为1次绕组；漏电检测部，其基于该零相序变流器的二次输出，对所述交流电路有无漏电进行判定；开关元件，其基于在所述交流电路中发生漏电时的所述漏电检测部的输出，进行动作；跳闸装置，其通过基于所述漏电检测部的输出而执行的所述开关元件的动作，进行动作；开闭触点，其在正常时将所述交流电路设为闭路，通过所述跳闸装置的所述动作而将所述交流电路设为开路；测试装置，其在漏电动作测试时，向卷绕在所述零相序变流器上的测试绕组供给脉冲状电流，作为用于漏电动作测试的模拟漏电电流；以及测试脉冲判定部，其随动于基于供给至所述测试绕组的所述脉冲状电流形成的所述零相序变流器的二次输出，而使所述开关元件动作。

特征4：一种电路断路器，其具有：开闭触点，其设置在交流电路中；零相序变流器，其将所述交流电路作为1次绕组；漏电检测部，其根据该零相序变流器的二次输出，对所述交流电路有无漏电进行判定，在发生漏电的情况下，输出信号；跳闸装置，其设置为基于该漏电检测部的输出信号，使所述开闭触点跳闸；开关器件（开关元件、开关单元），其与所述跳闸装置串联连接，与其导通对应地使所述跳闸装置动作；以及测试电路（测试装置），其通过测试开关的接通操作，向卷绕在所述零相序变流器上的测试绕组供给模拟漏电电流，在该电路断路器中，所述模拟漏电电流的接通占空比，在未进行所述测试开关的接通操作时，设为所述漏电检测电路无法检测到的较小的占空比，在所述测试开关的接通操作时，变更为所述漏电检测电路能够检测所述模拟漏电电流的检测灵敏度。

此外，本发明在本发明的范围内，能够对各实施方式进行适当的变形、省略。

此外，在各图中，相同的标号表示相同或等同的部分。

Claims (3)

1.一种漏电断路器，其具有：

零相序变流器，其以作为漏电检测对象的交流电路为1次绕组；

漏电检测部，其基于该零相序变流器的二次输出，对所述交流电路有无漏电进行判定；

开关元件，其基于在所述交流电路中发生漏电时的所述漏电检测部的输出，进行动作；

跳闸装置，其通过基于所述漏电检测部的输出而执行的所述开关元件的动作，进行动作；

开闭触点，其在正常时将所述交流电路设为闭路，通过所述跳闸装置的所述动作而将所述交流电路设为开路；

测试装置，其在漏电动作测试时，向卷绕在所述零相序变流器上的测试绕组，供给用于漏电动作测试的模拟漏电电流；以及

设定部，其在所述漏电动作测试时，对所述漏电检测部的动作特性进行变更。

2.根据权利要求1所述的漏电断路器，其特征在于，

所述测试装置将脉冲状的模拟漏电电流作为所述模拟漏电电流供给至所述测试绕组，

所述设定部将所述漏电检测部的动作特性变更为，随动于所述脉冲状的模拟漏电电流。

3.一种漏电断路器，其具有：

零相序变流器，其以作为漏电检测对象的交流电路为1次绕组；

漏电检测部，其基于该零相序变流器的二次输出，对所述交流电路有无漏电进行判定；

开关元件，其基于在所述交流电路中发生漏电时的所述漏电检测部的输出，进行动作；

跳闸装置，其通过基于所述漏电检测部的输出而执行的所述开关元件的动作，进行动作；

开闭触点，其在正常时将所述交流电路设为闭路，通过所述跳闸装置的所述动作而将所述交流电路设为开路；

测试装置，其在漏电动作测试时，向卷绕在所述零相序变流器上的测试绕组供给脉冲状电流，作为用于漏电动作测试的模拟漏电电流；以及

测试脉冲判定部，其随动于基于供给至所述测试绕组的所述脉冲状电流形成的所述零相序变流器的二次输出，而使所述开关元件动作。