CN105990817B - 全效定安型漏电保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及全效定安型漏电保护器，采用的技术方案：用防失控电路AIC作为核心模块，将零序电流互感器H的次级线圈n3的一端连接核心模块的下限设置端V_L或底限设置端V_d、另一端经串电阻R7后连接核心模块的输入端V_I，输入端V_I还连接电容C3和电阻R8，电阻R8另一端连接上限设置端V_H和放大复位端DAR，执行电路中继电器J3线圈两端分别连接二极管D6两极，二极管D6负极连接核心模块的反相输出端V_FO，二极管D6、D5正极连接后，二极管D5负极连接核心模块的同相输出端V_TO，继电器J3两对常开触点控制负载的交流电源。因而本发明在异常状态时，能全面有效地避免漏电或触电事故，一定保证人身安全。

Description

全效定安型漏电保护器

技术领域

本发明涉及一种触电或漏电保护器，特别涉及一种不管其本身状态是正常或异常，都能“全”面有“效”保护、一“定”保证“安”全的“全效定安型漏电保护器”。

背景技术

为了核实本发明的新颖性，设计人查阅了大量相关技术资料(专业书籍、报刊)，也检索了相关专利文献。现有旧式漏电保护器种类繁多，在正常时对负载或用电器的漏电或触电都基本能进行有效保护控制，但普遍潜在着致命的缺陷；当其本身若发生异常故障时，其保护功能就会失效而形成失控拒跳，遇有漏电或触电也不能及时切断负载或用电器的交流电源，也就不能保护触电者安全。现实中，任何机电产品又是难免会发生异常故障的，例如：零序电流互感器H的次级线圈和脱扣线圈是最容易发生断线或短路故障的，或者电路某处发生开路或短路故障也是常见的。此时，遇有漏电流信号也不能触发控制电路动作而形成拒跳，不能及时切断负载供电，失去漏电保护作用，这是该领域久被忽视的技术难题。因此，现有的漏电保护器都只有设置试验按钮检验其安全保护功能是否有效，并警告使用者定期检验功效。然而，在实际使用中，用户往往会忽视或忘记或不方便进行有效性检验，这就让部分功能失效的假安漏电保护器在电网上运行，对人身潜伏着致命的危险！相反，人们还误认为它是安全有效的，故此，现有旧式漏电保护器在异常失效时容易发生触电伤亡事故。

发明内容

本发明主要解决现有旧式漏电保护器及其专用核心控制电路，经常因本身异常故障而失效失控，不能及时切断负载供电，存在着安全隐患、严重威胁人身安全的技术问题；提供一种不管其本身状态是正常或异常，都能“全”面有“效”保护、一“定”保证“安”全的“漏电保护器”，以下简称为“全效定安型漏电保护器”。本发明在异常故障时，能及时断开负载或用电器的交流电源，避免发生触电事故，始终确保人身安全。

为解决上述技术难题、达到上述目的，本发明采用的技术方案是：以防失控电路(AIC)为核心模块，在其输入端(V_I或V_i)和零序电流互感器H之间设置置通及漏触电路，在核心模块的同相或正相输出端(V_TO)和反相输出端(V_FO)设置执行电路。

作为本发明优选的具体实施例，如附图所示，包括零序电流互感器H、执行电路、交流降压整流直流稳压电源(W)，还包括置通及漏触电路、核心模块；所述的零序电流互感器H由环形铁心、初级线圈n1、n2和次级线圈n3组成，所述的置通及漏触电路由零序电流互感器H的次级线圈n3和电阻R7、R8及置通电容C3构成，所述的核心模块就是防失控电路(AIC)，所述的防失控电路(AIC)就是专利申请号为201410582311.3中说明书附图1至4所示的“封顶垫底安控电路”模块，该模块包括越限变换级差触控电路、封顶保护电路、探底安控或放大器电路、垫底电路、或门电路、互补式双稳态或施密特触发电路，所述的执行电路由继电器J3和二极管D5、D6构成；所述的交流降压整流直流稳压电源(W)的两个交流输入端连接在继电器J3常开触点的负载或用电器侧两交流电线L₁、N₁之上，所述的交流降压整流直流稳压电源(W)输出的直流电压V₊₁和V₊₂，只用V₊₁，所述的零序电流互感器H的初级线圈n1、n2是并穿入环形铁心孔中的两根交流电源线L₁、N₁，零序电流互感器H的次级线圈n3是绕在其环形铁心上的线圈，所述的次级线圈n3的一端连接核心模块的下限设置端(V_L或V_l)、或者底限设置端(V_d)，次级线圈n3的另一端连接电阻R7，电阻R7另一端连接核心模块的输入端(V_I或V_i)，输入端(V_I或V_i)还连接置通电容C3和电阻R8，置通电容C3另一端接电路地端(GND)，电阻R8另一端连接上限设置端(V_H或V_h)和放大复位端(DAR)，所述的核心模块的电源输入正极(V₊)和负极(V_-)分别连接直流电压V₊₁和电路地端(GND)，所述的执行电路中继电器J3线圈两端分别连接在二极管D6两极，二极管D5、D6正极相接后，二极管D5负极连接核心模块的同相或正相输出端(V_TO)，二极管D6负极连接核心电路的反相输出端(V_FO)，继电器J3的两对常开触点连接控制负载或用电器的交流电源(L、N)，QD为人工启动按钮，按下后接通交流降压整流直流稳压电源(W)和被控负载或用电器的交流电源(L、N)。

本发明的基本工作原理如下：

人工按下启动按钮QD后，执行电路继电器的常开触点维持吸合状态，持续接通交流电源，漏电保护器电路系统及其被控负载或用电器得电工作。若被控负载或用电器正常工作，无漏电或者触电发生，通过交流电源线L₁、N₁上的电流大小相等、方向相反，在零序电流互感器H环形铁心内感应的磁通抵消为零，故在零序电流互感器H次级线圈n3的两端无交流电流或电压产生，此时，核心模块输入端(V_I或V_i)上连接的置通电容C3的置通电位将核心模块维持在常通状态，使核心模块的同相或正相输出端(V_TO)和反相输出端(V_FO)都输出闭锁电平，控制驱动电路导通，或使执行电路继电器维持吸合状态，持续接通漏电保护器电路系统及其负载或用电器的交流电源。

若被控负载或用电器发生漏电或触电，使交流电源线L₁、N₁上产生不平衡交流电流，在零序电流互感器H环形铁芯内产生感应磁通，故在零序电流互感器H次级线圈n3的两端就产生感应电流或电压信号，若该信号电压大于规定值，使核心模块输入端(V_I或V_i)的信号电压高于其上限(V_H或V_h)触发电位时，则核心模块内施密特电路立即维持在闭锁状态，使核心模块的同相或正相输出端(V_TO)和反相输出端(V_FO)都输出闭锁电平，控制驱动电路截止，或强迫执行电路继电器线圈断电释放，继电器两对常开触点切断漏电保护器电路系统和被控负载或用电器的交流电源，并始终维持断电状态，非人为不能恢复通电，因而，使漏电或触电得到正常安全保护。

当零序电流互感器H次级线圈n3发生断线故障时，或输入端(V_I或V_i)发生开路、或悬空、或与电源正极短路故障时，使核心模块输入端(V_I或V_i)的信号电压冲高，触发核心模块内部施密特电路立即进入闭锁状态，使核心模块的同相或正相输出端(V_TO)和反相输出端(V_FO)都输出闭锁电平，控制驱动电路截止，或强迫执行电路继电器线圈断电释放，继电器两对常开触点切断漏电保护器电路系统和被控负载或用电器的交流电源，并始终维持断电状态，非人为不能恢复通电，因而，不会发生失控，避免发生失效假保的运行状态，让用电者避开危险。因此，在本身异常时也能得到安全保护。

根据上述原理和功能可知：当核心模块的各引出端口某处发生开路或短路、或者次级线圈n3的两端发生短路或开路故障时，或受到高、低电位冲击故障时，或漏电保护器系统电路某处发生故障时，都能强迫继电器线圈断电释放，其两对常开触点切断漏电保护器电路系统和被控负载或用电器的交流电源，并维持异常闭锁断电状态，不会发生失控，避免发生失效假保的运行状态，让用电者避开危险。因此，在很多本身异常时也能得到安全保护。

可见，本发明不仅在正常工作时对负载或用电器的漏电或触电能进行闭锁断电的安全保护控制，而且在其自身发生常见的异常故障时，也能及时可靠地进行反锁或闭锁截止保护控制，强迫继电器切断负载或用电器的交流电源，将负载或用电器和用电者置于安全状态，能避免或防止自身故障时的触电事故，确保用电时人身安全。因而，本发明是一种不管其本身状态是正常或异常，都能“全”面有“效”保护、一“定”保证“安”全的“全效定安型漏电保护器”。

因此，本发明的有益效果是：

应用防失控电路(AIC)作为核心模块设计的全效定安型漏电保护器，不仅在正常工作时对负载或用电器的漏电或触电能进行闭锁断电的安全保护控制，而且在其本身发生各种异常故障时，也能及时可靠地进行反锁或闭锁截止保护控制，强迫驱动执行电路切断负载或用电器的交流电源，将负载或用电器和用电者置于安全状态，能避免或防止自身异常故障时的触电事故，确保用电时人身安全。因而，本发明是一种不管其本身状态是正常或异常，都能“全”面有“效”保护、一“定”保证“安”全的“全效定安型漏电保护器”。其极高的安全性能具有重要的实用价值和社会效益，可促进漏电保护器之类产品升级换代，也可推动该技术领域国家技术标准的更新升级，超越国际标准。

附图说明

附图是本发明的具体实施例电路原理图。

附图中：H为零序电流互感器，AIC为防失控电路，也就是本发明的核心模块，W为交流降压整流直流稳压电源，J3为执行电路继电器，其它为分立电子元件。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

(一)本发明的具体实施例电路原理图，如附图所示，其结构框架如下：

包括零序电流互感器H、执行电路、交流降压整流直流稳压电源(W)，还包括置通及漏触电路、核心模块；所述的零序电流互感器H由环形铁心、初级线圈n1、n2和次级线圈n3组成，所述的置通及漏触电路由零序电流互感器H的次级线圈n3和电阻R7、R8及置通电容C3构成，所述的核心模块就是防失控电路(AIC)，所述的防失控电路(AIC)就是专利申请号为201410582311.3中说明书附图1至4所示的“封顶垫底安控电路”模块，该模块包括越限变换级差触控电路、封顶保护电路、探底安控或放大器电路、垫底电路、或门电路、互补式双稳态或施密特触发电路，所述的执行电路由继电器J3和二极管D5、D6构成。

(二)本发明的具体实施例电路连接方式如下：

所述的交流降压整流直流稳压电源(W)的两个交流输入端连接在继电器J3常开触点的负载或用电器侧两交流电线L₁、N₁之上，所述的交流降压整流直流稳压电源(W)输出的直流电压V₊₁和V₊₂，只用V₊₁，所述的零序电流互感器H的初级线圈n1、n2是并穿入环形铁心孔中的两根交流电源线L₁、N₁，零序电流互感器H的次级线圈n3是绕在其环形铁心上的线圈，所述的次级线圈n3的一端连接核心模块的下限设置端(V_L或V_I)或者底限设置端(V_d)，次级线圈n3的另一端连接电阻R7，电阻R7另一端连接核心模块的输入端(V_I或V_i)，输入端(V_I或V_i)还连接置通电容C3和电阻R8，置通电容C3另一端接电路地端(GND)，电阻R8另一端连接上限设置端(V_H或V_h)和放大复位端(DAR)，所述的核心模块的电源输入正极(V₊)和负极(V_-)分别连接直流电压V₊₁和电路地端(GND)，所述的执行电路中继电器J3线圈两端分别连接在二极管D6两极，二极管D5、D6正极相接后，二极管D5负极连接核心模块的同相或正相输出端(V_TO)，二极管D6负极连接核心电路的反相输出端(V_FO)，继电器J3的两对常开触点连接控制负载或用电器的交流电源(L、N)，QD为人工启动按钮，按下后接通交流降压整流直流稳压电源(W)和被控负载或用电器的交流电源(L、N)。

(三)本发明的具体实施例电路工作原理如下：

人工按下启动按钮QD后，继电器J3的常开触点维持吸合状态，持续接通交流电源，漏电保护器电路系统及其被控负载或用电器得电工作。若被控负载或用电器正常工作，无漏电或者触电发生，通过交流电源线L₁、N₁上的电流大小相等、方向相反，在零序电流互感器H环形铁心内感应的磁通抵消为零，故在零序电流互感器H次级线圈n3的两端无交流电流或者电压产生，此时，置通电容C3和电阻R7将核心模块输入端(V_I或V_i)的置通电位设置在低于其内置上限(V_H或V_h)电位，而高于其内置下限(V_L或V_l)电位之间，所以，核心模块的同相或正相输出端(V_TO)维持在低电位常通状态，而反相输出端(V_FO)维持在高电位常通状态，控制执行电路继电器J3维持吸合状态，维持接通漏电保护器电路系统及其负载或用电器的交流电源。

若被控负载或用电器发生漏电或者触电，使交流电源线L₁、N₁上产生不平衡交流电流，在零序电流互感器H环形铁芯内产生感应磁通，故在零序电流互感器H次级线圈n3的两端就产生感应电流或者电压信号。如该信号电压较微弱，由输入端(V_I或V_i)进入核心模块内，经过探底或放大电路放大后，从放大复位端(DAR)输出至上限设置端(V_H或V_h)，并拉低上限(V_H或V_h)电位，使输入端(V_I或V_i)的信号电压轻易高于上限(V_H或V_h)电位，则核心模块的同相或正相输出端(V_TO)输出高电位，并维持在高电位闭锁状态，而核心模块的反相输出端(V_FO)输出低电位，并维持在低电位闭锁状态，强迫继电器J3线圈断电释放，其两对常开触点切断漏电保护器电路系统和被控负载或用电器的交流电源，并始终维持断电状态，非人为不能恢复通电，因而，使漏电/触电得到正常安全保护。

当零序电流互感器H次级线圈n3发生断线故障时，或核心模块输入电路发生开路、或悬空、或与电源正极短路故障时，使核心模块输入端(V_I或V_i)电位高于内置上限(V_H或V_h)电位，触发内部施密特电路，其同相或正相输出端(V_TO)输出高电平、反向输出端(V_FO)输出低电平、强迫继电器J3线圈断电释放，继电器J3两对常开触点切断漏电保护器电路系统和被控负载或用电器的交流电源，并维持闭锁断电状态，不会发生失控，避免发生失效假保的运行状态，让用电者避开危险。因此，在本身异常时也能得到安全保护。

总之，根据上述电路原理和功能分析可知：当核心模块的各引出端口某处发生开路或短路、或受到高、低电位冲击故障时，或者次级线圈n3的两端发生短路或开路故障时，次级线圈n3发生短路故障时，或漏电保护器系统电路某处发生故障时，都能强迫继电器J3线圈断电释放，其两对常开触点切断漏电保护器电路系统和被控负载或用电器的交流电源，并维持异常闭锁断电状态，不会发生失控，避免发生失效假保的运行状态，让用电者避开危险。因此，在很多本身异常时也能得到安全保护。

可见，本发明不仅在正常工作时对负载或用电器的漏电或触电能进行闭锁断电的安全保护控制，而且在其自身发生常见的异常故障时，也能及时可靠地进行反锁或闭锁保护控制，强迫继电器J3切断负载或用电器的交流电源，将负载或用电器和用电者置于安全状态，能避免或防止自身故障失效时的触电事故，确保用电时人身安全。因而，本发明是一种不管其本身状态是正常或异常，都能“全”面有“效”保护、一“定”保证“安”全的“全效定安型漏电保护器”。

Claims (1)

1.一种全效定安型漏电保护器，包括零序电流互感器H、执行电路、交流降压整流直流稳压电源(W)，其特征在于：还包括置通及漏触电路、核心模块；所述的零序电流互感器H由环形铁心、初级线圈n1、n2和次级线圈n3组成，所述的置通及漏触电路由零序电流互感器H的次级线圈n3和电阻R7、R8及置通电容C3构成，所述的核心模块就是防失控电路(AIC)，所述的防失控电路(AIC)包括越限变换级差触控电路、封顶保护电路、探底安控或放大器电路、垫底电路、或门电路、互补式双稳态或施密特触发电路，所述的执行电路由继电器J3和二极管D5、D6构成；所述的交流降压整流直流稳压电源(W)的两个交流输入端连接在继电器常开触点J3的负载或用电器侧两交流电线L₁、N₁之上，所述的交流降压整流直流稳压电源(W)输出的直流电压V₊₁和V₊₂，只用V₊₁，所述的零序电流互感器H的初级线圈n1、n2是并穿入环形铁心孔中的两根交流电源线L₁、N₁，零序电流互感器H的次级线圈n3是绕在其环形铁心上的线圈，所述的次级线圈n3的一端连接核心模块的下限设置端(V_L或V₁)或者底限设置端(V_d)，次级线圈n3的另一端连接电阻R7，电阻R7另一端连接核心模块的输入端(V_I或V_i)，输入端(V_I或V_i)还连接置通电容C3和电阻R8，置通电容C3另一端接电路地端(GND)，电阻R8另一端连接上限设置端(V_H或V_h)和放大复位端(DAR)，所述的核心模块的电源输入正极(V₊)和负极(V_-)分别连接直流电压V₊₁和电路地端(GND)，所述的执行电路中继电器J3线圈两端分别连接在二极管D6两极，二极管D5、D6正极相接后，二极管D5负极连接核心模块的同相或正相输出端(V_TO)，二极管D6负极连接核心电路的反相输出端(V_FO)，继电器J3的两对常开触点连接控制负载或用电器的交流电源(L、N)，QD为人工启动按钮，按下后接通交流降压整流直流稳压电源(W)和被控负载或用电器的交流电源(L、N)。