CN105830301B - 数字漏电断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字漏电断路器，在漏电断路器上电绝缘供给电源的电源供给部，使得防止过电压流入到断路器上导致断路器损伤的现象，并检测漏电同时还能记录漏电次数、停电次数、流入浪涌的次数，从而，实时地监控目前的使用电流。

Description

数字漏电断路器

技术领域

本发明涉及一种数字漏电断路器，更详细而言，涉及在断路器上电绝缘供给电源的电源供给部，使得防止过电压流入到断路器上损伤断路器的数字漏电断路器。

并且，本发明的数字漏电断路器不仅检测漏电还能记录漏电次数、停电次数、流入浪涌的次数，使得能实时地监控目前使用的电流。

背景技术

漏电断路器用于感应规定的泄露电流(通常15mA至30mA)以防止触电的装置，测定朝电力线流出的电流与流入到中性线的电流差，若流出的电流与流入的电流合不是零，则判断为漏电切断电流。

如图13所示，漏电断路器由零相序变流器(ZCT,Zero-phase currenttransformer)100、漏电测定部200、脱扣驱动部300构成，零相序变流器100，用于感应从电源线发生的泄露电流；漏电测定部200，比较从零相序变流器感应的电流后，若比较的值超过设定值，则判断为电流漏泄启动脱扣驱动部300；脱扣驱动部300，根据漏电测定部的控制流出大电流来启动断路器，当泄露电流时，切断电源。

通常的漏电断路器根据流在电源线上的电流仅感应零相序变流器的入/出电流的变化(磁通量的变化)，从而，判断漏泄与否，若由雷击引起的浪涌电流或噪声(以下称噪声电流)乘着电源线引入，则零相序变流器反应，漏电测定部将由噪声引起的电流的变化判断为发生泄露电流，启动脱扣驱动部来切断电源，从而切断供给到负荷装置的电源。

即，即便没有发生漏电也会切断供给到负荷装置的电源，使负荷装置停止，从而避免发生问题。尤其，像夏季频繁地发生雷击时，经常发生由雷击引起的噪声误认为漏电停止负荷装置的现象，若负荷装置作为处理重要信息的电脑时会丢失信息，若负荷装置作为医疗装备时对患者造成严重的影响。

为了改善漏电断路器的问题，韩国授权专利第0804518号公开了漏电断路器。如图14所示，设置两个漏电测定部200a、200b，当两个漏电测定部200a、200b连续动作时，才启动脱扣驱动部300来脱扣漏电断路器。

该漏电断路器能感应噪声，因此，能防止由噪声切断电源的现象，但由于线路复杂且将电延线路利用为断电启动时间，因此，根据断电的特征发生误差。

为了解决所述问题，本申请人在韩国授权专利第1039351号公开授权。如图15所示，进一步具备浪涌保护器500，将浪涌向接地放出。由于具备浪涌保护器能将瞬间发生的浪涌电流向接地放出，从而，防止由浪涌电流损伤负荷装置的现象。

但，现有的漏电断路器由于噪声流入到漏电断路器，导致漏电断路器引起错误动作或损伤的问题。即，由于电源线与内部线路没有绝缘，因此，噪声流入到漏电断路器的内部线路，从而，内部线路引起误动作或损伤的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种数字漏电断路器，由于向漏电断路器供给电源的电源供给部电绝缘，因此，能切断浪涌或噪声等的过电压流入到断路器，从而，防止断路器引起错误动作或损伤的现象。

并且，本发明发生泄露电流时不仅能切断电源还能显示记录漏电次数、停电次数、流入浪涌的次数，使得能实时地监控目前的使用电流。

(二)技术方案

为了实现所述目的，本发明的数字漏电断路器利用零相序变流器感应从电源线发生的泄露电流，并根据感应的泄露电流主控制器启动脱扣驱动部来切断主电源，向所述漏电断路器供给电源的电源部，包括：第一线圈，与电源线连接；第二线圈，随着所述第一线圈的磁场变化流感应电流，使得在第一线圈与第二线圈之间完成电绝缘，从而，即便根据浪涌或噪声向电源侧流高压，高压也不会流入到漏电断路器。

在所述电源部的第二线圈具备用于向断路器供给DC电源的DC电源部，并具备两个阻抗，使得感应输出电压时，若感应出超过基准电压的电压，则切断供给的电源，并感应阻抗与接地之间的电压后，若感应的电压超过设定的基准电压，则切断电源。

在所述零相序变流器进一步具备转换零相序变流器的输出信号的转换器，在所述转换器具备两个通道，第一通道由仅增幅输出信号中的(+)值的第一放大器与将增幅的信号与基准值作比较后以脉冲值输出的第一比较仪构成，第二通道由仅增幅输出信号中的(—)值的第二放大器与将增幅的信号与基准值作比较以脉冲值输出的第二比较仪构成。

在所述漏电断路器进一步具备：电感装置，用于实时地感应流在电源线上的电流；浪涌检测器，用于感应浪涌电流；辅助控制器，用于储藏及控制感应的电流；显示部，用于显示感应的电流、漏电感应次数、停电次数、流入浪涌的次数，所述电感装置由感应流在电源线上的电流互感器与增幅及整流在所述电流互感器上感应的电流的增幅部构成。

在所述主控制器与辅助控制器上进一步设置监视计时器，使得发生中断，从而，恢复系统的原始状态。

并进一步具备浪涌保护器，浪涌保护器设置于与所述主电源线连接的漏电断路器的前端或后端，将浪涌电流向接地放出。

(三)有益效果

如上所述，本发明的数字漏电断路器的电源部根据感应电流供给电源，并与电源线电绝缘，使得即便在电源线上流过电流也不会流入到断路器，从而，能防止构成断路器的线路引起错误动作或损伤的现象。

并且，本发明具备电感装置，使得能实时地感应流在电源线上的电流，并设置显示部来显示感应的电流、漏电感应次数、停电次数、流入浪涌的次数，从而，使用者用肉眼容易地确认电状态。

并且，本发明具备监视计时器来监视由瞬间的浪涌或停电而发生的错误动作，并经过规定时间后发生中断，使得将控制器恢复原始状态来自动地启动断路器，从而，稳定地供给电源。

附图说明

图1是根据本发明的数字漏电断路器的结构图。

图2是根据本发明的数字漏电断路器的电源部的结构图。

图3是根据本发明的数字漏电断路器的转换器的结构图。

图4至图8是用于说明图3的转换器的动作的坐标图。

图9是根据本发明的数字漏电断路器的电感装置的结构图。

图10，图11是用于说明图9的电感装置的动作的坐标图。

图12是根据本发明的数字漏电断路器的浪涌检测器的结构图。

图13至图15是现有的漏电断路器的结构图。

图中

10：主控制器，10t，60t：监视计时器，20：电源部，21：第一线圈，22：第二线圈，23：DC电源部，30：转换器，31：第一通道，31a，第一放大器，31c，第一比较仪，32：第一通道，32a，第二放大器，32c，第二比较仪，40：电感装置，40a：增幅部，40c：电流互感器，50：浪涌检测器，50a：避雷器，50p：光电二极管，60：辅助控制器，70：显示部，80：浪涌保护器

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明。参照的附图用于说明本发明的思想内容与范围而并不限定本发明的技术范围。技术人员在本发明的技术范围内可进行多种变形与修改是明确的。

在本发明的断路器上电绝缘供给电源的电源供给部，使得不仅防止过电压流入到断路器导致断路器损伤的现象，还能记录漏电次数、停电次数、流入浪涌的次数，并能实时地监控目前的使用电流。

根据本发明的数字漏电断路器的基本结构如通常的漏电断路器，具备：零相序变流器100，感应从电源线发生的泄露电流；主控制器10，根据从所述零相序变流器100感应的泄露电流控制启动脱扣驱动部；脱扣驱动部300，若检测泄露电流，则切断电源线的开关，如图2所示，用于供给电源的电源部20由与电源侧连接的第一线圈21与根据所述第一线圈的磁场变化流感应电流的第二线圈22构成。

如上所述，电源部20为，由于第一线圈21与第二线圈22之间电绝缘，因此，即便根据噪声或漏电向电源线流高压也不会流入到漏电断路器。

在所述电源部20的第二线圈23具备用于向断路器供给DC电源的DC电源部23。所述主控制器10形成为通常称为微处理器的小型电脑，该微处理器通常根据DC电源完成启动，因此，通过电源部20供给的电源转换成DC，因此，如上所述具备DC电源部23来将AC电源转换成DC。

所述DC电源部23通常使用AC/DC换能器中的一个，如图2所示，所述DC电源部可包括整流桥二极管、阻抗R1，R2及冷凝器C1。

另一方面，在本发明设置两个阻抗R1，R2来感应输出电压，使得若感应超过基准电压的电压，则切断供给的电源。即，能感应两个阻抗R1，R2之间的电压级别，使得感应阻抗R2与接地之间的电压来判断DC电源部的输出是否超过设定的电压。若在阻抗R2与接地之间感应的电压超过提前设定在主控制器10的基准电压，则切断电源，使得防止构成漏电断路器的线路由过电压损伤或引起错误动作的现象。

根据本发明的数字漏电断路器具备由微处理器构成的主控制器10，在零相序变流器与主控制器10之间进一步具备转换器30，使得从零相序变流器100感应的输出信号在主控制器转换成所需的信号。

在所述转换器30具备用于转换从零相序变流器感应的模拟信号的两个通道31，32。如图4所示，由于所述零相序变流器100的输出波形是正弦波，使得不仅需要转换成数字信号还需要输出根据两个电源线之间的电流差的微细电流发生的电流，因此，需要增幅非常微细的输出信号。

如图3所示，所述转换器30具备放大器与比较仪，并具备两个通道31，32来增幅及转换零相序变流器的输出信号的全体波形。

如图5，图6所示，第一通道31增幅及变形波形的(+)部分，如图7，图8所示，第二通道32增幅及变形波形的(—)部分。

即，所述第一通道增31由第一放大器31a与第一比较仪31c构成，第一放大器31a仅增幅图4的信号中的(+)信号来增幅图5的信号，第一比较仪31c将由所述第一放大器31a增幅的图5的脉冲信号与基准值作比较后输出如图6所示的脉冲值。

虽然所述第二通道32与第一通道相同地构成，但所述第二通道32由第二放大器32a与第二比较仪32c构成。第二放大器32a，与第一通道相反地连接放大器的极，使得仅增幅输出信号中的(—)值，第二比较仪32c，将增幅的信号与基准值作比较后以脉冲值输出。即，从第二通道32增幅及转换的信号成为如图7所示的(—)部分的信号。

本发明增幅零相序变流器100的输出信号及感应转换的信号的脉冲宽度，使得当脉冲宽度超过提前设定的脉冲宽度时，判断为发生漏电启动断路器。通常的漏电断路器为，在零相序变流器的输出信号中仅利用半波来判断漏电与否，此时，能判断漏电的范围限定在局部的输出信号，使得瞬间的噪声也判断为漏电，从而切断电源，导致切断供给的电源的现象，但本发明将零相序变流器的输出信号的电波作为感应漏电的基准，从而，能防止瞬间的过电流误认为漏电的现象。

如上所述，漏电断路器受瞬间的噪声或外部的影响时导致瞬间的停电的现象，当瞬间的停电时间延迟时对负荷造成很大影响。本发明在所述主控制器10上进一步设置监视计时器10t，使得经过规定时间后自动地复位主控制器来供给电源。

由所述结构构成的根据本发明的数字漏电断路器不仅能切断漏电还能感应浪涌等噪声。

并进一步具备用于感应浪涌电流的浪涌检测器50。

如图12所示，所述浪涌检测器50由避雷器50a与光电二极管50p构成，避雷器50a设置于所述电源线当输入超过规定电压的电压时产生光，光电二极管50p接受从所述避雷器产生的光。即，若在电源线上挂住异常电压，则避雷器50a产生光，光电二极管50p接受此光来产生电子与阳电荷的空穴，使得在光电二极管流电流，辅助控制器60感应此电流来感应电源线上是否挂有异常电流。

并且，根据本发明的数字漏电断路器进一步具备用于实时地感应流在电源线上的电流的电感装置40与用于实时地显示感应的电流的显示部70。

如图9所示，所述电感装置40由用于感应电源线上的电流的电流互感器40c与用于增幅及整流从所述电流互感器感应的电流的增幅部40a构成。

所述电流互感器40c作为感应两个电源线中一个电源线的电流的装置，可选用通常的电流互感器，并所述增幅部40a用于向辅助控制器60提供增幅及转换从电流互感器40c感应的电流。

所述增幅部40a可由整流从电流互感器感应的电流的整流桥二极管、放大器、平流电路构成，如图9所示，所述增幅线路可由阻抗R4与冷凝器C2构成。

如图10所示，在所述电流互感器40c感应的电流为正弦波，整流桥二极管整流该电流后转换成直流，如图11所示，在放大器增幅后在平流电路平滑。

实时感应的电源线的电流传递到辅助控制器60后储藏，辅助控制器60将该电流显示在显示部70。所述显示部70可使用小型显示器或数字显示器等。

所述显示部70不仅可以显示从所述电感装置40感应的实时电流，还能显示漏电感应次数、停电次数、流入浪涌的次数，使得使用者可实时地确认电状态。

所述辅助控制器60用于控制所述电感装置40、浪涌检测器50、显示部70的装置，可由微处理器构成，并与所述主控制器10相同地进一步具备监视计时器60t。

由所述结构构成的本发明的数字漏电断路器具备浪涌检测器50来感应浪涌，但优选地，进一步设置流入浪涌时放出浪涌的装置。

因此，进一步具备浪涌保护器80，浪涌保护器80设置于与所述主电源线连接的漏电断路器的前端或后端，从而，将浪涌电流向接地放出。

所述浪涌保护器80用于从瞬间的浪涌电流保护负荷，因此，可设置于漏电断路器的前端或后端，并将浪涌保护器配置于漏电断路器内，从而，仅设置本发明的漏电断路器也能同时执行漏电断路功能与浪涌保护功能。该浪涌保护器80将从负荷装置周边发生的噪声、浪涌等瞬间的异常电流流到接地来从电冲击保护负荷装置，因此，可使用已开发出的一个装置。

产业上的利用可能性

根据本发明的数字漏电断路器的电源部利用感应电流来供给电源，并与电源线电绝缘，使得即便在电源线流过电流也不会流到断路器，从而，防止构成断路器的线路引起错误动作或损伤的现象。

并且，本发明具备监视计时器监视由瞬间的浪涌或停电引起断路器错误动作的现象，并经过规定时间后发生中断使控制器恢复原始状态，使得自动地启动断路器，从而，负荷稳定地供给电源。

Claims (7)

1.一种数字漏电断路器，其特征在于，利用零相序变流器(100)感应从电源线发生的泄露电流，主控制器(10)根据感应的泄露电流启动脱扣驱动部(300)来切断主电源，向所述漏电断路器供给电源的电源部(20)包括：

第一线圈(21)，与电源线连接；

第二线圈(22)，随着所述第一线圈的磁场变化流感应电流，使得在第一线圈与第二线圈之间完成电绝缘，从而，即便在电源线上流意外的高压也不会流入到漏电断路器上，

在所述零相序变流器(100)进一步具备转换零相序变流器的输出信号的转换器(30)，在所述转换器(30)具备两个通道(31、32)，第一通道(31)由仅增幅输出信号中的正(+)值的第一放大器(31a)与将增幅的信号与基准值作比较后以脉冲值输出的第一比较仪(31c)构成，第二通道(32)由仅增幅输出信号中的负(-)值的第二放大器(32a)与将增幅的信号与基准值作比较以脉冲值输出的第二比较仪(32c)构成。

2.根据权利要求1所述的数字漏电断路器，其特征在于，在所述电源部(20)的第二线圈(22)具备用于向所述漏电断路器供给DC电源的DC电源部(23)，并具备两个阻抗(R1、R2)，使得感应输出电压时，若感应出超过基准电压的电压，则切断供给的电源，并感应阻抗(R2)与接地之间的电压后，若感应的电压超过设定的基准电压，则切断电源。

3.根据权利要求1所述的数字漏电断路器，其特征在于，在所述主控制器(10)进一步设置监视计时器(10t)。

4.根据权利要求1所述的数字漏电断路器，其特征在于，在所述漏电断路器进一步具备：

电感装置(40)，用于实时地感应流在电源线上的电流；

浪涌检测器(50)，用于感应浪涌电流；

辅助控制器(60)，储藏及控制感应的电流；以及

显示部(70)，用于显示感应的电流、漏电感应次数、停电次数、流入浪涌的次数，所述电感装置(40)由感应流在电源线上的电流的电流互感器(40c)与增幅及整流在所述电流互感器上感应的电流的增幅部(40a)构成。

5.根据权利要求4所述的数字漏电断路器，其特征在于，所述浪涌检测器(50)由避雷器(50a)与光电二极管(50p)构成，所述避雷器(50a)设置于所述电源线上，当输入超过规定电压的电压时产生光，所述光电二极管(50p)接受从所述避雷器产生的光，使得根据感应光电二极管两端的电压来感应浪涌。

6.根据权利要求4所述的数字漏电断路器，其特征在于，在所述辅助控制器(60)进一步设置监视计时器(60t)。

7.根据权利要求1所述的数字漏电断路器，其特征在于，进一步具备浪涌保护器(80)，浪涌保护器(80)设置于与主电源线连接的漏电断路器的前端或后端，将浪涌电流向接地放出。