CN107809103B - 防雷型剩余电流动作断路器 - Google Patents

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Abstract

一种防雷型剩余电流动作断路器，包括漏电断路器模块和与漏电断路器模块连接的防雷模块S，所述漏电断路器模块包括用于检测主回路中的剩余电流的零序互感器L1，电源L相和电源N相穿过零序互感器L1；还包括与防雷模块联动的后备保护电路，防雷模块S与后备保护电路连接，所述后备保护电路并联连接在电源L相和电源N相之间；当防雷模块S失效后，防雷模块S触发后备保护电路接通，此时，漏电断路器模块的零序互感器L1检测到剩余电流，向断路器的脱扣机构发出控制信号切断主电路。本发明防雷型剩余电流动作断路器，在防雷模块失效后，通过接通后备保护电路，及时切断主电路，防雷模块与漏电断路器模块相互配合，保护用电安全。

Description

防雷型剩余电流动作断路器
技术领域
本发明涉及低压电器领域，特别涉及一种防雷型剩余电流动作断路器。
背景技术
目前一般的防雷保护器或漏电断路器只能实现单一的防雷保护或漏电保护的功能，也有的将防雷保护器和漏电断路器的进行简单组合，无法实现协调配合；当有雷电流时导致断路器频繁跳闸，防雷保护器起不到限制电压和漏放电涌电流的目的，还会影响用户的正常使用；防雷模块失效无法切断电路或告知用户，导致继续使用。根据原能源部在全国六省抽样调查，由于雷击造成漏电保护器损坏的机率，约占总故障率的50％。因此把漏电保护器的防雷击，列为我国农村低压电网保护急需解决的三大项目之一。因而当前有少数国内企业设计了防雷型的漏电断路器，但总体结构还不够完善，对于防雷器件失效时的过热起火问题，及漏电断路器在雷电冲击时易损坏和跳闸的问题，没有采取有效的防护措施，还需作进一步的优化设计。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单紧凑，性能安全稳定，成本低的防雷型剩余电流动作断路器。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种防雷型剩余电流动作断路器，包括漏电断路器模块和与漏电断路器模块连接的防雷模块S，所述漏电断路器模块包括用于检测主回路中的剩余电流的零序互感器L1，电源L相和电源N相穿过零序互感器L1；还包括与防雷模块联动的后备保护电路，防雷模块S与后备保护电路连接，所述后备保护电路并联连接在电源L相和电源N相之间；当防雷模块S失效后，防雷模块S触发后备保护电路接通，此时，漏电断路器模块的零序互感器L1检测到剩余电流，向断路器的脱扣机构发出控制信号切断主电路。
进一步，所述漏电断路器模块还包括短路线圈C和过载保护元件D，过载保护元件D和短路线圈C串联连接于电源L相，短路线圈C和过载保护元件D位于零序互感器L1靠近电源输入端一侧，短路线圈C位于过载保护元件D和零序互感器L1之间，防雷模块S的输入端的一个分支与短路线圈C靠近输入端一侧连接，防雷模块S的输入端的另一个分支与电源N相连接，防雷模块S的输出端接地。
进一步，所述防雷模块包括压敏电阻M和放电管G，所述压敏电阻M的两端并联连接在电源L相和电源N相之间，放电管G并联连接在电源N相和PE相之间，压敏电阻M和放电管G之间连接有与防雷模块联动的联动元件，防雷模块失效后，联动元件动作切断防雷模块回路并指示故障状态，同时控制后备保护电路接通。
进一步，所述后备保护电路包括触发开关A和限流电阻R，限流电阻R和触发开关A串联后的两端分别并联连接在电源L相和电源N相之间，触发开关A的控制端与防雷模块连接。
进一步，还包括测试回路，所述测试回路包括测试开关T，所述测试开关T并联连接在触发开关A的两端。
进一步，所述防雷模块S还包括支撑件1，所述联动元件为脱离器2，压敏电阻M一端的引脚31、放电管G一端的引脚41和N相导线5的一端通过低温焊锡形成结点6，脱离器2与第一弹性元件201连接，所述结点6对脱离器2进行限位，当发生故障时，结点6遇高温断开，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作并指示故障状态。
进一步，所述放电管G安装于脱离器2上，所述脱离器2被限位于压敏电阻M一端的引脚31和N相导线5之间；压敏电阻M和放电管G分别位于支撑件1的两侧，脱离器2可沿支撑件1水平移动。
进一步，还包括滑块7，脱离器2上设有容纳滑块7的滑块容纳凹槽213，滑块7的一端连接有用于驱动滑块7动作的第二弹性元件71，滑块7的另一端与支撑件1的底部侧壁抵接限位，支撑件1的底部设有用于避让滑块7的顶出窗口102，当脱离器2带动滑块7滑动至顶出窗口102时，滑块7顶出触碰触发开关A闭合接通后备保护电路。
进一步，所述脱离器2的一端设有指示杆23，指示杆23的端部延伸至支撑件1的顶部，指示杆23的端部设有用于指示故障状态的指示面231，指示面231与指示杆23垂直设置。
进一步，所述第一弹性元件201为压簧，脱离器本体21的一端设有用于安装第一弹性元件201的弹簧安装槽211，第一弹性元件201的另一端与支撑件的侧壁相抵限位，脱离器本体21的另一端设有用于放电管G的放电管容纳腔体212，所述滑块容纳凹槽213设于脱离器本体21的中部。
本发明防雷型剩余电流动作断路器，在防雷模块失效后，通过接通后备保护电路，及时切断主电路，防雷模块与漏电断路器模块相互配合，保护用电安全。防雷模块在电路失效后，联动元件切断防雷模块回路且动作指示故障状态，告知用户更换防雷模块元件，在无法及时更换防雷模块元件时，拔掉防雷模块以切断后备保护电路的联接，漏电断路器可以恢复正常使用，当更换新的防雷模块后，防雷功能恢复正常。本发明中，漏电断路器的漏电保护部分，包括零序互感器，运算控制器和电磁脱扣器等全部与原漏电断路器通用。
附图说明
图1是本发明防雷型剩余电流动作断路器的电路图；
图2是本发明防雷模块在正常状态的内部结构示意图；
图3是本发明防雷模块在故障状态的内部结构示意图；
图4是本发明防雷模块另一侧的结构示意图；
图5是本发明防雷模块内部结构立体图；
图6是本发明脱离器的结构示意图；
图7是本发明低温焊锡的结点的结构图。
具体实施方式
以下结合附图1至7给出的实施例，进一步说明本发明的防雷型剩余电流动作断路器的具体实施方式。本发明的防雷型剩余电流动作断路器不限于以下实施例的描述。
如图1所示，本发明防雷型剩余电流动作断路器，包括漏电断路器模块和与漏电断路器模块连接的防雷模块S。所述漏电断路器模块包括零序互感器L1，电源L相和电源N相穿过零序互感器L1，零序互感器L1用于检测主回路中的剩余电流；还包括与防雷模块联动的后备保护电路，防雷模块S与后备保护电路连接，所述后备保护电路并联连接在电源L相和电源N相之间；当防雷模块S失效后，防雷模块S触发后备保护电路接通，此时，漏电断路器模块的零序互感器L1检测到剩余电流，向断路器的脱扣机构发出控制信号切断主电路。本发明防雷型剩余电流动作断路器，在防雷模块失效后，通过接通后备保护电路，及时切断主电路，防雷模块与漏电断路器模块相互配合，保护用电安全。
如图1所示，具体地，所述漏电断路器模块还包括短路线圈C和过载保护元件D，过载保护元件D和短路线圈C串联连接于电源L相，短路线圈C和过载保护元件D位于零序互感器L1靠近电源输入端一侧，短路线圈C位于过载保护元件D和零序互感器L1之间，防雷模块S的输入端的一个分支与短路线圈C靠近输入端一侧连接(图中所示连接点s1)，防雷模块S的输入端的另一个分支与零序互感器L1靠近电源输入端一侧的电源N相连接(图中所示连接点s2)，防雷模块S的输出端接地(图中所示连接点s3)。
如图1所示，所述防雷模块包括压敏电阻M和放电管G，所述压敏电阻M的两端并联连接在电源L相和电源N相之间，放电管G并联连接在电源N相和PE相之间，压敏电阻M和放电管G之间连接有与防雷模块联动的联动元件，防雷模块失效后，联动元件动作切断防雷模块回路并指示故障状态，同时控制后备保护电路接通。防雷模块在电路失效后，联动元件切断防雷模块回路且动作指示故障状态，告知用户更换防雷模块元件，在无法及时更换防雷模块元件时，由于防雷模块回路已经切断，不影响漏电断路器模块的使用，漏电断路器模块可合闸正常使用，断路器在更换新的防雷模块后又可以正常工作。本发明中，漏电断路器的漏电保护部分，包括零序互感器，运算控制器和电磁脱扣器等全部与原漏电断路器通用。联动元件可以为机械的联动元件，也可以为电子式的开关。
如图1所示，还包括测试回路，所述测试回路包括测试开关T，所述测试开关T并联连接在触发开关A的两端。闭合测试开关T，零序互感器L1检测到剩余电流，切断供电主回路。
如图1所示，所述后备保护电路包括触发开关A和限流电阻R，限流电阻R和触发开关A串联后的两端分别并联连接在电源L相和电源N相之间，触发开关A的控制端与防雷模块连接，触发开关A并联连接在测试回路的两端。本发明后备保护电路采用触发开关A和限流电阻R结构简单，成本低，安全可靠。后备保护电路和测试回路公用一条线路、限流电阻，均利用模拟剩余电流的方式，通过漏电断路器模块触发脱扣，将防雷模块S和漏电断路器模块联动配合仅需增加触发开关A，无需大的改动，结构简单成本低。
下面给出防雷模块S和漏电断路器模块进行配合的具体实施例。
如图2-7所示，本发明防雷模块S还包括支撑件1，所述联动元件为脱离器2，所述压敏电阻M一端的引脚31、放电管G一端的引脚和N相导线5的一端通过低温焊锡形成结点6；脱离器2与第一弹性元件201连接，所述结点6对脱离器2进行限位，当发生故障时，如压敏电阻M或放电管G发生过载或裂化时，结点6遇高温断开，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作。本发明过电压保护器的热脱离机构，将压敏电阻一端的引脚、放电管一端的引脚和N相导线的一端通过低温焊锡形成结点，通过结点对脱离器进行限位，当任一回路发生过电压时，结点遇高温断开切断两个回路，保护设备和线路的安全；两个回路共用一个脱离器，节省内部空间，上述结构无需其他温度检测元件，成本低。本发明通过结点对脱离器限位的结构来切断防震模块回路，解决了因雷电流或浪涌电流引起漏电断路器动作导致频繁跳闸和损坏的问题。
如图2-7所示，所述结点6位于脱离器2的一侧，并对脱离器2进行限位，脱离器2安装于压敏电阻M一端的引脚31、放电管G一端的引脚41和N相导线5任意两者之间，三者中的另外一个与脱离器2联动，脱离器2连接设有为其提供驱动力的第一弹性元件201，当任一回路发生过电压时，结点6遇高温断开切断两个回路，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作并指示故障状态。
如图2-7所示，本实施例中，放电管G安装于脱离器2上，所述脱离器2被限位于压敏电阻M一端的引脚31和N相导线5之间；压敏电阻M和放电管G分别安装于支撑件1的两侧，脱离器2可沿支撑件1水平移动。显而易见，压敏电阻M一端的引脚31、放电管G一端的引脚41和N相导线5的位置可以互换。还包括滑块7，脱离器2上设有容纳滑块7的滑块容纳凹槽213，滑块7的一端连接有用于驱动滑块7动作的第二弹性元件71，滑块7的另一端与支撑件1的底部侧壁抵接限位，支撑件1的底部设有用于避让滑块7的顶出窗口102，当脱离器2带动滑块7滑动至顶出窗口102时，滑块7顶出触碰过电压保护器内部的微动开关产生切换信号传输给外部监控系统。脱离器内部设置滑块7，当脱离器2带动滑块7滑动至顶出窗口102时，滑块7顶出触碰触发开关A闭合接通后备保护电路。
如图7所示，具体地，所述压敏电阻M一端的引脚31从支撑件1的一侧穿过伸向支撑件1的另一侧后，压敏电阻M一端的引脚31和N相导线5水平布置，放电管G一端的引脚41垂直向上伸于N相导线5与压敏电阻M一端引脚之间，并与N相导线5和压敏电阻M一端的引脚31垂直。
如图2-6所示，所述脱离器2的一端设有指示杆23，指示杆23的端部延伸至支撑件1的顶部，指示杆23的端部设有用于指示故障状态的指示面231，指示面231与指示杆23垂直设置。在防雷模块失效后，指示面231动作指示故障状态。具体地，所述第一弹性元件201为压簧，脱离器本体21的一端设有用于安装第一弹性元件201的弹簧安装槽211，第一弹性元件201的另一端与支撑件的侧壁相抵限位，脱离器本体21的另一端设有用于放电管G的放电管容纳腔体212，所述滑块容纳凹槽213设于脱离器本体21的中部。脱离器的机构和各部分元件相互配合，结构设计紧凑，节省内部空间。本实施例为本发明的优选方案，联动元件也可以采用其它的机械配合结构，或采用其它电子式控制的开关，如常闭开关、继电器、晶闸管等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防雷型剩余电流动作断路器，包括漏电断路器模块和与漏电断路器模块连接的防雷模块S，其特征在于：所述漏电断路器模块包括用于检测主回路中的剩余电流的零序互感器L1，电源L相和电源N相穿过零序互感器L1；还包括与防雷模块联动的后备保护电路，防雷模块S与后备保护电路连接，所述后备保护电路并联连接在电源L相和电源N相之间；当防雷模块S失效后，防雷模块S触发后备保护电路接通，此时，漏电断路器模块的零序互感器L1检测到剩余电流，向断路器的脱扣机构发出控制信号切断主电路；
所述防雷模块S包括压敏电阻M和放电管G，所述压敏电阻M的两端并联连接在电源L相和电源N相之间，放电管G并联连接在电源N相和PE相之间，压敏电阻M和放电管G之间连接有与防雷模块联动的联动元件，防雷模块失效后，联动元件动作切断防雷模块回路并指示故障状态，同时控制后备保护电路接通；
所述防雷模块S还包括支撑件(1)，所述联动元件为脱离器(2)，压敏电阻M一端的引脚(31)、放电管G一端的引脚(41)和N相导线(5)的一端通过低温焊锡形成结点(6)，脱离器(2)与第一弹性元件(201)连接，所述结点(6)对脱离器(2)进行限位，当发生故障时，结点(6)遇高温断开，同时解除对脱离器(2)的限位，第一弹性元件(201)驱动脱离器(2)动作并指示故障状态。
2.根据权利要求1所述的防雷型剩余电流动作断路器，其特征在于：所述漏电断路器模块还包括短路线圈C和过载保护元件D，过载保护元件D和短路线圈C串联连接于电源L相，短路线圈C和过载保护元件D位于零序互感器L1靠近电源输入端一侧，短路线圈C位于过载保护元件D和零序互感器L1之间，防雷模块S的输入端的一个分支与过载保护元件D靠近输入端一侧连接，防雷模块S的输入端的另一个分支与电源N相连接，防雷模块S的输出端接地。
3.根据权利要求1或2所述的防雷型剩余电流动作断路器，其特征在于：所述后备保护电路包括触发开关A和限流电阻R，限流电阻R和触发开关A串联后的两端分别并联连接在电源L相和电源N相之间，触发开关A的控制端与防雷模块连接。
4.根据权利要求3所述的防雷型剩余电流动作断路器，其特征在于：还包括测试回路，所述测试回路包括测试开关T，所述测试开关T并联连接在触发开关A的两端。
5.根据权利要求1所述的防雷型剩余电流动作断路器，其特征在于：所述放电管G安装于脱离器(2)上，所述脱离器(2)被限位于压敏电阻M一端的引脚(31)和N相导线(5)之间；压敏电阻M和放电管G分别位于支撑件(1)的两侧，脱离器(2)可沿支撑件(1)水平移动。
6.根据权利要求1所述的防雷型剩余电流动作断路器，其特征在于：还包括滑块(7)，脱离器(2)上设有容纳滑块(7)的滑块容纳凹槽(213)，滑块(7)的一端连接有用于驱动滑块(7)动作的第二弹性元件(71)，滑块(7)的另一端与支撑件(1)的底部侧壁抵接限位，支撑件(1)的底部设有用于避让滑块(7)的顶出窗口(102)，当脱离器(2)带动滑块(7)滑动至顶出窗口(102)时，滑块(7)顶出触碰触发开关A闭合接通后备保护电路。
7.根据权利要求1所述的防雷型剩余电流动作断路器，其特征在于：所述脱离器(2)的一端设有指示杆(23)，指示杆(23)的端部延伸至支撑件(1)的顶部，指示杆(23)的端部设有用于指示故障状态的指示面(231)，指示面(231)与指示杆(23)垂直设置。
8.根据权利要求6所述的防雷型剩余电流动作断路器，其特征在于：所述第一弹性元件(201)为压簧，脱离器本体(21)的一端设有用于安装第一弹性元件(201)的弹簧安装槽(211)，第一弹性元件(201)的另一端与支撑件的侧壁相抵限位，脱离器本体(21)的另一端设有用于放电管G的放电管容纳腔体(212)，所述滑块容纳凹槽(213)设于脱离器本体(21)的中部。
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