CN1069998C - 电子差动电路断路器 - Google Patents

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Abstract

一种带有辅助电源的电子差动电路断路器，包括：一个断路继电器(14)和一个加法变压器(12)，二者都安装在电路(16)的板(28)上，此电路板上装备有差动保护功能组件的所有元件，包括测试电路(60)。

Description

电子差动电路断路器
本发明涉及一种带有差动断路装置的差动电路断路器，该差动断路装置包括：一个由环形线圈形式的加法变压器形成的差动电流检测器，形成初级线圈的电力导体穿过此环形线圈；一个断路继电器，当加法变压器的次级测量线圈的接线端处的电压超过预定的阀值时，它由一电子电路来操作；一个检测差动断路装置操作的测试电路；以及用于从继电器向电路断路器机构传送断路指令的机构，差动保护功能组件的所有元件都安装在该电子电路的一个电路板上。
在一种已知的上述这种类型的差动电路断路器中，在断路器箱内或在装差动断路装置的单独一个室中，带有辅助电源的电子电路的电路板挨着加法变压器和继电器安装。这样结构的电气布线在不同元件之间有许多焊点，存在可靠性较差的危险。
本发明的目的是克服这些缺点，获得一种布线简单且安装容易的电子差动电路断路器。
根据本发明的差动电路断路器的特征在于：该继电器为由带有辅助电源的电子电路供电的电磁分流继电器，继电器线圈和加法变压器的次级线圈与该电路板的印刷电路电连接；测试电路包括两个连接到所述印刷电路上的测试电阻，其有两个由测试按钮操作的测试开关的接线端。
继电器的线圈和加法变压器的次级线圈被电连接到电路板的印刷电路上。
根据一个优选实施例，差动断路装置以这种方式安装到电路断路器的绝缘箱的一个室中，即电力导体穿过环形线圈的孔，然后焊在与电路断路器的相应的输出端电连接的接触条上。
根据本发明的一个改进，带有辅助电源的电子电路包括：一个用于处理变压器次级线圈提供的测量信号的集成电路；一个连接到一个电力导体和继电器线圈的接线中点上的可变电阻，而该线圈反端的接线端与另一电力导体电连接；一个连接于上述中点和桥式整流电路的输入端的可控硅，所述整流电路的输出端连接到可变电阻的与此中点相对的端；一个该可控硅的控制触发器，它是这样由集成电路操作的，即在超过用于激励继电器线圈的断路阀值后，使可控硅处于通的状态。
下面参考附图对本发明的实施例详细描述，可以更明显地看出其优点及特征，其中：
图1是根据本发明的差动断路装置的示意透视图；
图2是图1的差动断路装置安装到断路器箱中的示意图；
图3表示电子差动断路装置的布线图。
参考图1，差动断路装置10包括一个加法变压器12，一个电磁断路继电器14，及一个带有辅助电源的电子处理电路。
加法变压器12形成一个差动电流检测器，其有一个形式为具有中心孔18的环的磁路，由被保护的低压电力系统的电力导体所形成的初级线圈通过此孔。次级线圈20被缠到环上，且与电路16的测量电阻R1电连接。
电磁断路继电器14为在文件FR-A-9400927中所描述的类型，它由分流线圈致动器22形成。管状线圈22由支架24来支撑，在其孔中包括一个与一致动装置52相配的磁性铁心25。继电器14的线圈22与电路16的两个接线端A1和A2相连接。
根据本发明，电磁继电器14和加法变压器12都安装在电路16的板28上。这样，板28就装备了装置10的差动功能组件的所有元件，包括带有与由测试按钮34(图2)操纵的测试开关的两个接线端30、32相联的两个测试电阻R4和R5的测试电路。
所有电子元件CE都与加法变压器12的次级线圈20和继电器14的线圈22在板28的印刷电路上电连接。
在差动断路装置10被安装到电路断路器38的箱36中之前，差动功能的调节和测试可以直接在板28上进行。测试功能也可以通过把两接线端30、32短路来把两个测试电阻R4和R5接入到电路之中，从而在板28上完成。
在板28被转包时，差动断路装置10的外部测试的可能性是非常有利的。在印刷电路上直接连接所有元件避免了传统的布线，使装置10的制作更容易，且改善了可靠性。
在图2中，图1的差动断路装置10被安装在电路断路器38的绝缘箱36的室中以形成差动电路断路器。这种断路器38与装置10的联系被简化到绝对最小程度，因为它只需要在电力导体44,46的弯曲端的接触区分别与接触条48,50相接触的两个焊点40,42。
如图2中所示的例子中的电路断路器38为单极式单流断路器，而接触条48,50直接与相位电路和单流电路的输出接线端相连。形成加法变压器12的初级线圈的电力导体44,46由电路断路器箱伸出，它们只需穿过环形线圈的孔18、而将其端部在进行焊接操作之前置于接触条48,50的U形槽中。
继电器14的致动装置26包括一个凸脚52(图1)，它穿过箱36的分离隔板的一个孔54，当线圈22处于激励状态时，它直接作用在电路断路器38的操作机构的断路杆(未示出)上。
很显然，分流断路继电器14可以用任何其它类型的继电器来代替，断路能量的传送可以通过放大机构来完成，该放大机构可以，例如，安装在置于继电器14上面的室56中。
参考图3，带有辅助电源的电子电路16使用集成处理电路IC1。加法变压器12的初级线圈在断路器38的接触端及负载L之间电连接。次级线圈20通过过滤电路R1、R2、C3连接到集成电路IC1输入端。断路继电器14的线圈22一端被连接到与相位导体46的电位相同的接线端A1，另一端连接到一个可变电阻RV1的接线端A2。此可变电阻RV1以并联的方式连到接线端A2和单流导体44，同时，通过电阻及电容电路R3,C7与整流桥D1,D2,D3,D4相连接。接线端A2通过二极管D5与可控硅整流器TH1相连，此可控硅整流器TH1的阴极连接到该桥的二极管D2和D3上。断路器38的输出端与负载L相连。
如果在要保护的电力系统中发生绝缘事故，则加法变压器12给集成电路IC1发出一个控制信号，若超过差动断路阀值，则此集成电路IC1接通可控硅TH1。可控硅TH1的接通激励继电器14的线圈22。铁心25的运动把凸脚52驱动到断路位置，从而造成断路器38的操纵机构58开锁，接触点自动打开。
线圈22的致动电路包括永久与电力系统连接的辅助电源，其在电力系统的额定电压在50V和230V之间时能进行操作。继电器14的线圈22与可变电阻RV1的串联连接能够承受，例如大约V3Un的连续的电压突变，Un为电力系统的额定电压。可变电阻RV1可由承受瞬间电压变化的线圈22的阻抗来自保护。
测试电路60由测试电阻R4、R5、与测试按钮34相联的测试开关62以及一个围绕环形线圈的辅助线圈64组成，且并联连接于可变电阻RV1的接线端。
这样，自我测试电路60就由可变电阻RV1保护而防止电压突变的损伤。
很明显，断路器38可以为带有与图1、图3中的差动断路装置10相同的断路装置的三极或四极的断路器。可变电阻RV1自然可以由任何其它限压元件来取代。

Claims (6)

1．一种包含一个差动断路装置(10)的差动电路断路器，所述差动断路装置包括：
一个由环形线圈形式的加法变压器(12)形成的差动电流检测器，电力导体通过它形成初级线圈通路；
一个断路继电器(14)，当在加法变压器(12)的次级测量线圈(20)的接线端的电压超过预定阀值时，它由电子电路(16)来操作，
一个测试差动断路装置(10)的工作的测试电路(60)；以及
用于从继电器(14)向断路器(38)的机构(58)传送断路指令的机构，差动保护功能组件的所有元件都被安装在电路(16)的板(28)上；
其特征在于，继电器(14)是一个由带有辅助电源的电路(16)供电的电磁分流继电器，继电器(14)的线圈(22)及加法变压器(12)的次级线圈(20)电连接到板(28)的印刷电路上，而测试电路(60)包括两个连接到所述印刷电路上的测试电阻(R4、R5)，且包括由测试按钮操作的测试开关的两个接线端(30、32)。
2．根据权利要求1所述的差动电路断路器，其特征在于，所述继电器(14)包括一个具有用来直接作用到机构(58)的断路杆上的致动机构的磁性铁心(25)。
3．根据权利要求1所述的差动电路断路器，其特征在于，该差动断路装置(10)以这种方式安装到电路断路器(38)的绝缘箱(36)的一个室中，即使得电力导体(44,46)穿过所述环形线圈的孔(18)，然后焊接到接触条(48,50)上，与所述断路器的相应输出接线端电连接。
4．根据权利要求2所述的差动电路断路器，其特征在于，用于致动断路装置(10)的磁性铁心(25)的机构包括：一个穿过箱(36)的分离隔板的孔(54)且穿入电路断路器室的凸脚(52)。
5．根据权利要求1所述的差动电路断路器，其特征在于，所述带有辅助电源的电子电路(16)包括：
一个用于处理由所述变压器(12)的次级线圈(20)提供的测量信号的集成电路(IC1)；
一个连接到所述电力导体(44)之一，且连到所述继电器(14)的线圈(22)的接线中点(A2)上的可变电阻(RV1)，所述线圈(22)的反端与另一个电力导体(46)电连接；
一个连接于所述中点(A2)和桥式整流器电路(D1,D2,D3,D4)之间的可控硅(TH1)，所述可控硅(TH1)与所述可变电阻(RV1)并联；
一个所述可控硅(TH1)的控制触发器，它以这样的方式由所述集成电路(IC1)操作，即使得在超过用于激励所述继电器(14)的线圈(22)的断路阀值后，所述可控硅(TH1)处于通的状态。
6．根据权利要求5所述的差动电路断路器，其特征在于，所述测试电路(60)与所述可变电阻(RV1)的接线端相连。
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