CN117410951A - 一种漏电断路器防雷装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种漏电断路器防雷装置和方法，涉及断路器领域，包括有漏电断路器模块，漏电断路器模块包括有零序电流互感器CT和电磁脱扣器L1，电源L极和电源N极穿过零序电流互感器CT；还包括有防雷模块，防雷模块包括有一级防雷单元，一级防雷单元包括有压敏电阻RV1和放电管GGD1，压敏电阻RV1的两端并联连接在电源L极和电源N极之间，放电管GGD1并联连接在电源N极和PE极之间。本发明能快速响应雷击中的L极、N极的能量通过接地线路泄放大地上；如雷击能量过大或连继雷击时，能够通过二级防雷单元让电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，保障后级线路和负载的安全。
Description
技术领域
本发明涉及断路器领域，特别涉及一种漏电断路器防雷装置和方法。
背景技术
漏电断路器是指能够接通、承载和分断正常回路条件下的电流并能分断、在规定的时间内承载和分断异常回路条件下的电流的开关装置。当被保护线路中的泄漏电流或剩余电流，达到设计预定动作电流值，漏电断路器内的脱扣机构使断路器快速分闸，从而切断电源起到漏电和触电保护作用。
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，也有的人将防雷保护器和漏电断路器进行简单组合，但无法实现协调配合。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种漏电断路器防雷装置和方法，设置两级防雷单元，能快速响应雷击中的L极、N极的能量通过接地线路泄放大地上；如雷击能量过大或连继雷击时，能够通过二级防雷单元让电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，保障后级线路和负载的安全。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种漏电断路器防雷装置，与漏电保护器连接，包括检测模块，与检测模块连接的防雷模块；其中，检测模块包括零序电流互感器和电磁脱扣器，电源L极和电源N极穿过零序电流互感器，零序电流互感器用于检测主回路中所产生的剩余电流，且当剩余电流超过阈值时，电磁脱扣器带动漏电断路器内的操作机构分闸切断主回路；
防雷模块包括一级防雷单元和二级防雷单元，一级防雷单元包括压敏电阻RV1和放电管GGD1，二级防雷单元包括压敏电阻RV2和放电管GGD2；
压敏电阻RV1的两端并联连接在电源L极和电源N极之间，放电管GGD1并联连接在电源N极和PE极之间；压敏电阻RV2的两端并联连接在电源L极和电源N极之间，所述的放电管GGD2并联连接在电源N极和PE极之间；电磁脱扣器L1串联连接在电源N极上，电磁脱扣器L1的一端连接在压敏电阻RV1和放电管GGD1之间、另一端连接在压敏电阻RV2和放电管GGD2之间；
压敏电阻RV1与放电管GGD1串联，雷击在L极、N极的能量能以纳秒级速度快速经接地线泄放大地；如雷击能量过大或连继雷击时，放电管GGD1、电磁脱扣器L1和放电管GGD2组成m型放电保护，雷击对地泄放，同时快速分闸断开主回路，从而保护后级线路或负载安全。
进一步地，还包括与检测模块连接的报警模块，当检测到设定温升60K以上时报警。
进一步地，检测模块中，当输入电流不等输出电流代数和时，零序电流互感器感应到剩余电流，如达到阈值电流值时，脱电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，从而起到漏电保护。
进一步地，电源L极和电源N极之间连接有电阻R2和试验开关S1，电阻R2与试验开关S1相串联后再并联连接在电源L极和电源N极之间；按下试验开关时，零序电流互感器产生的剩余电流超过阈值时，脱电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸切断主回路。
进一步地，还包括漏电投退开关S2，漏电投退开关S2与零序电流互感器连接，当漏电投退开关S2闭合时，漏电功能正常；当漏电投退开关S2断开时，无漏电保护功能。
进一步地，检测模块还包括整流桥D1、可控硅SCR1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、漏电投退开关S2、和漏电保护器U1；
其中，整流桥D1的1脚连接在压敏电阻RV2与电源L极相接的一端，整流桥D1的3脚连接在压敏电阻RV2与电源N极相接的一端，整流桥D1的2脚连接在可控硅SCR1的正极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接在电阻R6一端，电阻R6的另一端连接在电容C1的一端和漏电保护器U1的8脚，漏电保护器U1的7脚连接在电容C7的一端、电容C2的一端和可控硅SCR1的控制端，电容C7的另一端连接在漏电保护器U1的6脚，电容C2的另一端、电容C1的另一端和可控硅SCR1的负极相接，该端同时连接在整流桥D1的4脚、电容C8的一端、漏电保护器U1的3脚、电容C5的一端和电容C6的一端，电容C8的另一端连接在漏电保护器U1的1脚，电容C6的另一端连接在漏电保护器U1的4脚和5脚，电容C5的另一端连接在漏电保护器U1的2脚、电阻R4的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端连接在漏电保护器U1的1脚和电阻R7的一端，电阻R4的另一端连接在电容C4的一端和电阻R3的一端，该端同时连接在零序电流互感器CT的一端，电容C4的另一端和电阻R3的另一端均连接电阻R7的另一端，该端同时连接在漏电投退开关S2的一端，漏电投退开关S2的另一端连接在零序电流互感器CT的另一端。
进一步地，报警模块包括电容C10、稳压管D2、二极管D3、热敏电阻Rt、电阻R7、三极管Q3和蜂鸣器H1；
电容C10的一端分别与稳压管D2的负极、热敏电阻Rt的一端和蜂鸣器H1的一端相连，该端同时连接在电阻R5和电阻R6之间，电容C10的另一端和稳压管D2的正极均连接在可控硅SCR1的负极，热敏电阻Rt的另一端连接在二极管D3的正极，二极管D3的负极连接在电阻R7的一端和三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极与蜂鸣器H1的另一端相连，电阻R7的另一端和三极管Q3的发射极均连接在可控硅SCR1的负极。
本发明还涉及的一种漏电断路器防雷方法，适用于上述的装置，包括：
检测主回路中所产生的剩余电流，且当剩余电流超过阈值时，电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路；
雷击在L极、N极的能量能以纳秒级速度快速经接地线泄放大地；如雷击能量过大或连继雷击时，放电管GGD1、电磁脱扣器L1和放电管GGD2组成m型放电保护，雷击对地泄放，同时快速分闸断开主回路，从而保护后级线路或负载安全。
进一步地，当输入电流不等输出电流代数和时，零序电流互感器感应到剩余电流，如达到阈值电流值时，脱电磁脱扣器L1能带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，从而起到漏电保护。
进一步地，当检测到设定温升60K以上时，报警模块报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明技术难点是在于一级防雷和二级防雷参数设计，及其与主控制回路联动时间的精准配合，本发明将各元器件巧妙设计组合，能快速（ns）响应雷击中的L极、N极的能量通过接地线路泄放大地上；如雷击能量过大或连继雷击时，能够通过二级防雷单元(ms)让电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，保障后级线路和负载的安全。一级防雷单元内的压敏电阻RV1与放电管GGD1串联，雷击在L极、N极的能量能以纳秒级速度快速经接地线泄放大地；如雷击能量过大或连继雷击时，放电管GGD1、电磁脱扣器L1和放电管GGD2组成m型放电保护，雷击对地泄放，同时快速分闸断开主回路，从而保护后级线路或负载安全。
2、在本发明中通过设置漏电投退开关S2来接通或断开CT（当S2开关断开时，产品无漏电功能），只有断路器功能，可实现应急用电使用。
3、在本发明中通过设置报警单元来实现报警功能。
附图说明
图1为发明其中一种具体实施方式的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
如图1所示，本实施例的漏电断路器防雷功能电路，包括检测模块，检测模块包括零序电流互感器CT和电磁脱扣器L1，电源L极和电源N极穿过零序电流互感器CT，零序电流互感器CT用于检测主回路中所产生的剩余电流，且当剩余电流超过阈值时，电磁脱扣器L1能带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路。
还包括防雷模块，防雷模块包括有一级防雷单元，一级防雷单元包括有压敏电阻RV1和放电管GGD1，压敏电阻RV1的两端并联连接在电源L极和电源N极之间，放电管GGD1并联连接在电源N极和PE极之间。
防雷模块还包括有二级防雷单元，二级防雷单元包括有压敏电阻RV2和放电管GGD2，压敏电阻RV2的两端并联连接在电源L极和电源N极之间，放电管GGD2并联连接在电源N极和PE极之间；电磁脱扣器L1串联连接在电源N极上，且电磁脱扣器L1的一端连接在压敏电阻RV1和放电管GGD1之间、另一端连接在压敏电阻RV2和放电管GGD2之间。
一级防雷单元内的压敏电阻RV1与放电管GGD1串联，雷击在L极、N极的能量能以纳秒级速度快速经接地线泄放大地；如雷击能量过大或连继雷击时，放电管GGD1、电磁脱扣器L1和放电管GGD2组成m型放电保护，雷击对地泄放，同时快速分闸断开主回路，从而保护后级线路或负载安全。
其中，漏电断路器模块还包括有整流桥D1、可控硅SCR1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、漏电投退开关S2、和漏电保护器U1，本实施例的漏电保护器U1的型号为M54123。
整流桥D1的1脚连接在压敏电阻RV2与电源L极相接的一端，整流桥D1的3脚连接在压敏电阻RV2与电源N极相接的一端，整流桥D1的2脚连接在可控硅SCR1的正极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接在电阻R6一端，电阻R6的另一端连接在电容C1的一端和漏电保护器U1的8脚，漏电保护器U1的7脚连接在电容C7的一端、电容C2的一端和可控硅SCR1的控制端，电容C7的另一端连接在漏电保护器U1的6脚，电容C2的另一端、电容C1的另一端和可控硅SCR1的负极相接，该端同时连接在整流桥D1的4脚、电容C8的一端、漏电保护器U1的3脚、电容C5的一端和电容C6的一端，电容C8的另一端连接在漏电保护器U1的1脚，电容C6的另一端连接在漏电保护器U1的4脚和5脚，电容C5的另一端连接在漏电保护器U1的2脚、电阻R4的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端连接在漏电保护器U1的1脚和电阻R7的一端，电阻R4的另一端连接在电容C4的一端和电阻R3的一端，该端同时连接在零序电流互感器CT的一端，电容C4的另一端和电阻R3的另一端均连接电阻R7的另一端，该端同时连接在漏电投退开关S2的一端，漏电投退开关S2的另一端连接在零序电流互感器CT的另一端。
当输入电流不等输出电流代数和时，零序电流互感器CT感应到剩余电流，如达到阈值电流值时，可控硅SCR1立即导通，脱电磁脱扣器L1能带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，从而起到漏电保护。
需要进一步说明的是，当漏电投退开关S2闭合时，漏电功能正常；当漏电投退开关S2断开时，无漏电保护功能。
其中，漏电断路器模块还包括有报警单元，报警单元包括有电容C10、稳压管D2、二极管D3、热敏电阻Rt、电阻R7、三极管Q3和蜂鸣器H1。
电容C10的一端分别与稳压管D2的负极、热敏电阻Rt的一端和蜂鸣器H1的一端相连，该端同时连接在电阻R5和电阻R6之间，电容C10的另一端和稳压管D2的正极均连接在可控硅SCR1的负极，热敏电阻Rt的另一端连接在二极管D3的正极，二极管D3的负极连接在电阻R7的一端和三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极与蜂鸣器H1的另一端相连，电阻R7的另一端和三极管Q3的发射极均连接在可控硅SCR1的负极。
热敏电阻Rt随温度升高，阻值线性下降，当检测到设定温升60K以上时，二级管D3导通，三极管Q3导通，蜂鸣器H1报警。
其中，电源L极和电源N极之间连接有电阻R2和试验开关S1，电阻R2与试验开关S1相串联后再并联连接在电源L极和电源N极之间。
按下试验开关S1时，零序电流互感器CT产生约100mA的剩余电流，超过阈值时，可控硅SCR1立即导通，脱电磁脱扣器L1能带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种漏电断路器防雷装置，其特征在于：与漏电保护器连接，包括检测模块，与检测模块连接的防雷模块；其中，检测模块包括零序电流互感器和电磁脱扣器，电源L极和电源N极穿过零序电流互感器，零序电流互感器用于检测主回路中所产生的剩余电流，且当剩余电流超过阈值时，电磁脱扣器带动漏电断路器内的操作机构分闸切断主回路；
防雷模块包括一级防雷单元和二级防雷单元，一级防雷单元包括压敏电阻RV1和放电管GGD1，二级防雷单元包括压敏电阻RV2和放电管GGD2；
压敏电阻RV1的两端并联连接在电源L极和电源N极之间，放电管GGD1并联连接在电源N极和PE极之间；压敏电阻RV2的两端并联连接在电源L极和电源N极之间，所述的放电管GGD2并联连接在电源N极和PE极之间；电磁脱扣器L1串联连接在电源N极上，电磁脱扣器L1的一端连接在压敏电阻RV1和放电管GGD1之间、另一端连接在压敏电阻RV2和放电管GGD2之间；
压敏电阻RV1与放电管GGD1串联，雷击在L极、N极的能量能以纳秒级速度快速经接地线泄放大地；如雷击能量过大或连继雷击时，放电管GGD1、电磁脱扣器L1和放电管GGD2组成m型放电保护，雷击对地泄放，同时快速分闸断开主回路，从而保护后级线路或负载安全。
2.根据权利要求1所述的漏电断路器防雷装置，其特征在于：还包括与检测模块连接的报警模块，当检测到设定温升60K以上时报警。
3.根据权利要求1所述的漏电断路器防雷装置，其特征在于：检测模块中，当输入电流不等输出电流代数和时，零序电流互感器感应到剩余电流，如达到阈值电流值时，脱电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，从而起到漏电保护。
4.根据权利要求1所述的漏电断路器防雷装置，其特征在于：电源L极和电源N极之间连接有电阻R2和试验开关S1，电阻R2与试验开关S1相串联后再并联连接在电源L极和电源N极之间；按下试验开关时，零序电流互感器产生的剩余电流超过阈值时，脱电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸切断主回路。
5.根据权利要求1所述的漏电断路器防雷装置，其特征在于：还包括漏电投退开关S2，漏电投退开关S2与零序电流互感器连接，当漏电投退开关S2闭合时，漏电功能正常；当漏电投退开关S2断开时，无漏电保护功能。
6.根据权利要求2所述的漏电断路器防雷装置，其特征在于：检测模块还包括整流桥D1、可控硅SCR1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、漏电投退开关S2、和漏电保护器U1；
其中，整流桥D1的1脚连接在压敏电阻RV2与电源L极相接的一端，整流桥D1的3脚连接在压敏电阻RV2与电源N极相接的一端，整流桥D1的2脚连接在可控硅SCR1的正极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接在电阻R6一端，电阻R6的另一端连接在电容C1的一端和漏电保护器U1的8脚，漏电保护器U1的7脚连接在电容C7的一端、电容C2的一端和可控硅SCR1的控制端，电容C7的另一端连接在漏电保护器U1的6脚，电容C2的另一端、电容C1的另一端和可控硅SCR1的负极相接，该端同时连接在整流桥D1的4脚、电容C8的一端、漏电保护器U1的3脚、电容C5的一端和电容C6的一端，电容C8的另一端连接在漏电保护器U1的1脚，电容C6的另一端连接在漏电保护器U1的4脚和5脚，电容C5的另一端连接在漏电保护器U1的2脚、电阻R4的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端连接在漏电保护器U1的1脚和电阻R7的一端，电阻R4的另一端连接在电容C4的一端和电阻R3的一端，该端同时连接在零序电流互感器CT的一端，电容C4的另一端和电阻R3的另一端均连接电阻R7的另一端，该端同时连接在漏电投退开关S2的一端，漏电投退开关S2的另一端连接在零序电流互感器CT的另一端。
7.根据权利要求6所述的漏电断路器防雷装置，其特征在于：报警模块包括电容C10、稳压管D2、二极管D3、热敏电阻Rt、电阻R7、三极管Q3和蜂鸣器H1；
电容C10的一端分别与稳压管D2的负极、热敏电阻Rt的一端和蜂鸣器H1的一端相连，该端同时连接在电阻R5和电阻R6之间，电容C10的另一端和稳压管D2的正极均连接在可控硅SCR1的负极，热敏电阻Rt的另一端连接在二极管D3的正极，二极管D3的负极连接在电阻R7的一端和三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极与蜂鸣器H1的另一端相连，电阻R7的另一端和三极管Q3的发射极均连接在可控硅SCR1的负极。
8.一种漏电断路器防雷方法，其特征在于：适用于权利要求1-7任一项所述的装置，包括：
检测主回路中所产生的剩余电流，且当剩余电流超过阈值时，电磁脱扣器L1带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路；
雷击在L极、N极的能量能以纳秒级速度快速经接地线泄放大地；如雷击能量过大或连继雷击时，放电管GGD1、电磁脱扣器L1和放电管GGD2组成m型放电保护，雷击对地泄放，同时快速分闸断开主回路，从而保护后级线路或负载安全。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：当输入电流不等输出电流代数和时，零序电流互感器感应到剩余电流，如达到阈值电流值时，脱电磁脱扣器L1能带动漏电断路器内的操作机构分闸来切断主回路，从而起到漏电保护。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：当检测到设定温升60K以上时，报警模块报警。
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| CN (1) | CN117410951A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201690218U (zh) * | 2010-03-10 | 2010-12-29 | 李永林 | 变压器运行监视装置 |
| CN204144939U (zh) * | 2014-09-12 | 2015-02-04 | 浙江久天电力科技有限公司 | 一种防雷保护电路 |
| CN206332432U (zh) * | 2016-12-28 | 2017-07-14 | 国充充电科技江苏股份有限公司 | 低成本带隔离自锁的直流母线欠压保护电路 |
| CN219145012U (zh) * | 2022-12-27 | 2023-06-06 | 浙江华航电气股份有限公司 | 防雷型漏电保护器电路 |
-
2023
- 2023-10-31 CN CN202311431240.2A patent/CN117410951A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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