CN1665092A - 接地漏电断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利于简化其测试电路、减少其测试电路尺寸及准确进行漏电测试的接地漏电断路器。依照本发明的接地漏电断路器包括含有零相位电流互感器、测试线圈和漏电检测器线圈的漏电检测器电路；向所述漏电检测器电路供给电力的电源电路，此电源电路由从主电路所有相位的AC电压形成预定DC电压的DC电源电路构成；伪信号发生器电路，其响应所述DC电源电路供给的DC电压产生伪泄漏电流信号，并将所述伪泄漏电流信号发送给所述零相位电流变换器的所述测试线圈或所述漏电检测器线圈；和在漏电测试中切换为接通状态的第一测试开关，用于将所述DC电源电路的输出端连接到所述伪信号发生器电路。

Description

接地漏电断路器
技术领域
本发明涉及用于检测与电动机和各种不同类负载相连的配电系统内产生的泄漏电流，进而防止由泄漏电流而导致事故发生的接地漏电断路器。更具体的是，本发明涉及一种含有改进测试电路的接地漏电断路器。
背景技术
为使接地漏电断路器准确完成其测试操作，针对接地漏电断路器已经有各种各样的改进漏电测试电路被提出。下面的专利文档1公开了被提出的漏电检测电路中的一种。图4给出专利文档1中公开的接地漏电断路器的结构。
图4中所示的接地漏电断路器100有多个额定电压，如：100V、200V及400V。现参看图4，接地漏电断路器100包括电源侧接线端子3A、负载侧接线端子3B，和由将接线端子3A与3B相互连接起来的导线2组成的多相主电路。(在下文中，参考数字2被用于标识多相主电路及其导线。)含有多个连接和中断负载电流的电极的开关部分8被设置在多相主电路2内。连接接线端子3A和3B的主电路所有相位的导线2通过零相位电流互感器5而被扩展。检测连接在负载侧接线端子3B上的负载电路中产生的泄漏电流的漏电检测器线圈51被缠绕在零相位电流互感器5上。漏电检测器电路6根据漏电检测器线圈51产生的输出电流来确定是否有泄漏电流产生。检测电阻器R1被连接在漏电检测器电路6的输入侧上。漏电检测器电路6的输出端与含有晶闸管71与跳闸线圈72组成的串联电路的跳闸装置(trip bear)7相连。接地漏电断路器100也包括电源电路4，其用于由主电路2向漏电检测器电路6供给电力。
当负载电路内产生泄漏电流时，漏电检测器线圈51的输出电流增大，由此升高了跨越检测电阻器R1上的电压。当跨越在检测电阻器R1上的电压超过预定值时，漏电检测器电路6输出驱动信号给晶闸管71，以使其打开。含有开启的晶闸管71的跳闸装置7跳开未示出的开关部分8的闭合机构，以打开开关部分8中已经闭合的接触点，由此负载电路便可以与主电路2断开。
接地漏电断路器100包括测试其自身操作的测试电路9，这些操作即是漏电检测器电路6的操作。测试电路9含有一个测试开关91，其在操作测试中闭合以便由主电路2向零相位电流互感器5的测试线圈52供给测试电流；三个限制测试电流的限流电阻元件921到923；选取限流电阻元件中的任何一个的选择开关93。
不考虑额定电压值是100V、200V或是400V，将测试电路9中的测试电流设置在一个确定值上，在不改变漏电检测器电路6的检测灵敏度条件下进行漏电测试。因此，漏电测试准确进行，并且漏电测试的可靠性得到改善。为方便测试，接地漏电断路器100中的限流电阻元件921、922、923被设置为对应于额定电压100V、200V及400V的各个电阻值，这样不管额定电压是100V、200V还是400V，供给测试线圈52的测试电流可以不变。依据所使用的额定电压，通过选择开关93来选取限流电阻元件921、922、923中的一个。
含有如上所述测试电路的接地漏电断路器有利于准确和稳定地完成测试，因为由测试电路9供给零相位电流互感器5的测试线圈52的测试电流被设置在某一个确定值上，即使在所用额定电压在100V和400V之间变化时，通过切换选择开关93对应所用的额定电压来选取电阻元件。
然而，有必要为传统的接地漏电断路器设置与所用额定电压数目相同的限流电阻元件和一个选择开关。因此，就需要一个大的空间来安置此测试电路，并且由于组件和部分的增加以致生产成本上涨。
当额定电压很高时，测试开关的接触点间距离总是会加载高电压。因此，有必要通过加宽测试开关接触点间的间隔以提高击穿电压。测试开关接触点间加大的间隔使测试开关变大。
为消除上述问题，在下面的专利文档2中提出另一个接地漏电断路器。图5中显示了专利文档2中提出的接地漏电断路器的结构。
现参看图5，接地漏电断路器200包括开关部分8，其具有多个用以与三相主电路2连接或断开的电极；零相位电流互感器5，通过该零相位电流互感器5，主电路2的导线得以延伸；环绕电流互感器5缠绕的漏电检测器线圈51；漏电检测器电路6，其与漏电检测器线圈51的输出端相连；电源电路4，其用以对三相主电路2的两相间AC电压进行整流以得到DC电压并将所得到的DC电压供给漏电检测器电路6；和跳闸装置7，其含有与漏电检测器电路6的输出终端相连的晶闸管71。晶闸管71通过指示泄漏电流检测的漏电检测器电路6发出的驱动信号而开启。含有开启的晶闸管71的跳闸装置7将跳开未示出的开关部分8的闭合机构，以便断开开关部分8中已经闭合的接触点，由此主电路2就可以被断开。接地漏电断路器200还含有借助于测试开关91与电源电路4相连的测试电路90。测试电路90包括伪信号发生器电路92，其产生伪AC泄漏电流信号。当通过测试开关91切换为闭合状态使DC电压从电源电路4加载到伪信号发生器电路92上时，伪信号发生器电路92输出伪AC泄漏电流信号，由此将漏电测试电流以模拟方式供给漏电检测器电路6。这样，就进行了漏电检测试验。
[专利文档1]JP P2002-78187 A
[专利文档2]JP PH08(1996)-149687 A
发明内容
发明所解决的问题
在图5所示的传统接地漏电断路器200中，测试电路90中的测试开关91和伪信号发生器电路92被连接到供给漏电检测器电路6电力的DC电源电路4上。因为上面所述的电路构造，测试开关接触点间的电压被设置在预定值上，该值独立于主电路2的电压。因此，图4中所示的传统接地漏电断路器100的问题，诸如测试电路的高制造成本及提供具有高击穿电压的测试开关的必要被消除。然而，图5所示的传统接地漏电断路器200中的DC电源电路4将主电路2中两相间的AC电压转换为DC电压。而如果由其得到AC电压的相位中的任何一个相位被中断，就将不可能进行任何漏电测试。
考虑上述因素，所希望的是消除上述问题。同时希望提供一种多相接地漏电断路器，使其即使在主电路相位中的其中一个相位被中断的情况下，仍可容易地完成漏电测试，并在狭窄空间内设置小尺寸测试电路及准确完成漏电测试。
解决问题方法
根据本发明，所提供的接地漏电断路器包括：多相主电路：连接和断开所述多相主电路的开关部分；检测所述多相主电路中产生泄漏电流的零相位电流互感器，所述零相位电流互感器包括测试线圈和漏电检测器线圈；漏电检测器电路，其根据所述漏电检测器线圈的输出确定是否造成漏电；跳闸装置，其响应指示有漏电产生的所述漏电检测器电路的输出信号而断开所述多相主电路；将电力供给所述漏电检测器电路的电源电路；所述电源电路包括一个DC电源电路，该DC电源电路从所述主电路所有相位的AC电压产生预定DC电压；伪信号发生器电路，其响应所述DC电源电路供给的DC电压产生伪AC泄漏电流信号，并将伪AC泄漏电流信号供给所述零相位电流互感器的测试线圈或是漏电检测器线圈；以及第一测试开关，其在进行漏电测试时被闭合以便将所述DC电源电路输出的DC电压加载到伪信号发生器电路上。
有利地，接地漏电断路器还包括第二测试开关和灵敏度设置电路。第二测试开关被设置在漏电检测器电路的输入侧上，第二测试开关以与所述第一测试开关联锁及互补的方式进行工作，并且所述灵敏度设置电路经由所述第二测试开关被连接到所述漏电检测器电路上。
有利地，所述第一测试开关和所述第二测试开关有相同的结构，并用公共操作杆进行操作。
发明效果
因为向漏电检测器电路和伪信号发生器电路供给电力的DC电源电路将多相主电路的所有相位的AC电压都转换为DC电压，所以即使在主电路相位中的其中一个相位被中断时也可毫无问题地进行漏电测试。因为产生伪泄漏电流的电路是由DC电源电路控制的，所以在漏电测试过程中，某一确定的测试电流不依赖于主电路的额定电压被提供。因为某一确定的测试电流不依赖于额定电压被提供，所以漏电测试被准确地进行。因为处于断开状态的测试开关的接触点间的电压等于DC电源电路的低输出电压，所以测试开关接触点间的空间被变窄，由此测试开关尺寸被减小。
当漏电检测器电路设置有用于设置其检测灵敏度的灵敏度设置电路时，通过用第一测试开关以联锁的方式断开灵敏度设置电路而使漏电测试器电路总是保持在某一确定检测灵敏度上。由此，漏电测试被准确、稳定进行。
附图说明
图1给出依照本发明第一实施方式的接地漏电断路器的结构电路框图。
图2(a)和2(b)是用于依照本发明第二实施方式的接地漏电断路器内测试开关的操作杆横截面视图。
图3是用于依照本发明第二实施方式的接地漏电断路器内测试开关的另一种操作杆横截面视图。
图4是传统接地断路器的结构电路框图。
图5是另一传统接地断路器的结构电路框图。
具体实施方式
本发明现在参照附图对本发明优选实施方式进行说明。
第一实施方式
图1给出依照本发明第一实施方式的接地漏电断路器电路框图。
图1中的接地漏电断路器1通常被紧凑地置于绝缘体树脂模型外壳内。接地漏电断路器1包括电源侧接线端子3A；负载侧接线端子3B；将接线端子3A和3B互相连接起来的多相主电路2；用于连接和断开主电路2的开关部分8；通过其而使主电路2的所有相位导线得以延伸的零相位电流互感器5，该电流互感器5包括检测主电路2中产生的泄漏电流的漏电检测器线圈51；漏电检测器电路6，其监测由漏电检测器线圈51检测到的检测电流，用于确定是否有泄漏电流产生；跳闸装置7，其根据指示检测有泄漏电流的漏电检测器电路6的输出信号跳开开关部分8的闭合机构而断开开关部分8；和向漏电检测器电路6供给电力的DC电源电路4。
DC电源电路4包括对多相主电路2的所有相位的AC电压进行整流而使AC电压转换为DC电压的整流电路41；控制整流电路41的输出电流为预定不变值的恒流电路42；恒压二极管ZD。DC电源电路4产生用于电子电路的约5V的预定DC电压。由产生与工业用电频率相同频率的伪AC泄漏电流信号的振荡器电路组成的伪信号发生器电路12，通过在漏电测试过程中处于接通状态的第一测试开关11a而与电源电路4相连。伪信号发生器电路12的输出端与零相位电流互感器5的测试线圈52相连。第一测试开关11a、伪信号发生器电路12及零相位电流互感器5的测试线圈52组成测试电路10。
通过给电源电路4配备恒流电路42和恒压二极管，即使额定电压改变的情况下，不使用会造成大量损失的降压设备，预定的DC电压也可被供给漏电检测器电路6和伪信号发生器电路12。
负责收集检测信号的检测电阻器53和用于调整检测灵敏度的灵敏度设置电路54以并联方式连接到零相位电流互感器5的漏电检测器线圈51的输出端。漏电检测信号由检测电阻器53的两端被输入到漏电检测器5。
当负载电路内产生泄漏电流时，漏电检测器线圈的输出电流增加，随即升高跨越在检测电阻器53上的电压。当漏电检测器6检测到跨越检测电阻器53上的电压超过预定值时，漏电检测器6向跳闸装置7发出驱动信号。跳闸装置7迫使开关部分8断开其内已闭合的接触点以便负载电路可与主电路2断开。
第二测试开关11b以串联方式被连接到灵敏度设置电路54上。第二测试开关11b和第一测试开关11a互补操作，这样当第一测试开关被切换为接通和断开时，第二测试开关11b被切换为断开和接通。
按下面的方法完成漏电测试。通过将图1所示的测试电路10中的测试开关11a切换接通，电力便由电源电路4供给伪信号发生器电路12。通电后，伪信号发生器电路12振荡产生与工业用电频率相同频率的伪AC泄漏电流It，并使此伪泄漏电流It流经测试线圈52。响应流经测试线圈52的伪泄漏电流It，对应伪泄漏电流It的漏电检测电流Is流经零相位电流互感器5的漏电检测器线圈51，产生出横跨检测电阻器53的漏电检测电压。当漏电检测电压超过预定值并驱动跳闸装置7时，漏电检测器电路6确定泄漏的产生。跳闸装置7跳开开关部分8而与主电路断开。这样一系列测试操作便完成。
在进行漏电测试的过程中，第二测试开关11b随第一测试开关11a切换接通而同步地切换断开，这样就将灵敏度设置电路54与漏电检测器线圈51断开。因为上面所述的措施，灵敏度设置电路54所进行的灵敏度设置不影响漏电测试，即使所用额定电压被改变，预定的检测电压仍总是从检测电阻器53得到。由于不依赖于所使用的额定电压就可以准确地进行漏电检测器电路6的操作测试，所以漏电测试的可靠性就得到了改进。
依照本发明的第一实施方式，DC电源电路4将多相主电路的所有相位的AC电压转换为DC电压，伪信号发生器电路12在不依赖于主电路AC电压的情况下产生预定伪泄漏电流，并且漏电测试在一定的检测灵敏度下完成。因此依照本发明的第一实施方式，即使在主电路中一个相位被中断时，接地漏电断路器仍可被准确地测试。
第二实施方式
依据本发明的第二实施方式，图2(a)和2(b)中的横截面视图给出了接地漏电断路器中测试开关使用的操作杆。
现在测试开关11a和11b的结构将被详细描述。
其中的每一个都是由推式开关构成的测试开关11a和11b被固定在电路板20上，DC电源电路5和漏电检测器电路6被安装在此电路板上。推式开关是一种当其被压下时为接通状态，而当从被压下的状态中释放时则回到断开状态的开关。具体来说，测试开关11a和11b以如下方式被安装在电路板20上，即这两个开关中的一个，如开关11a被安置在电路板20的前表面上，而另一个开关11b则被安置在电路板20的后表面上。形如曲柄状的操作杆22被嵌入到电路板20上的通孔中，以可按压的方式由复位弹簧23支撑在电路板20上。操作杆22有一个上键22a和一个在测试模式下被按压在上键22a上的操作钮24。
在等待模式下，不进行任何漏电测试，并如图2(a)所示借助于复位弹簧23，操作杆22被向上推。操作杆22的上键22a与测试开关11a之间间隔，而下键22b按压测试开关11b。换而言之，测试开关11a为断开状态且测试开关11b为接通状态。因此，灵敏度设置电路54被连接到零相位电流互感器5的漏电检测线圈51上，伪信号发生器电路12的电源则被中断。
在漏电测试模式下，如图2(b)所示测试按钮24被按下而使操作杆22被向下推动。上键22a按压第一测试开关11a而使第一测试开关11a为接通状态，下键22b与第二测试开关11b相间隔而使第二测试开关11b为断开状态。被连接到电源电路上的伪信号发生器电路12振荡从而向测试线圈52发送伪泄漏电流信号。这样就进行了漏电测试。
可选择地，如图3所示的形如字母C的操作杆22’作为曲柄状操作杆22的替代物被使用。当使用C形操作杆22’时，第一及第二开关11a和11b被分别安装在电路板22的上下表面上，这样第一和第二开关11a与11b横跨电路板22而互相正对。
通过使用图2(a)、2(b)及3中的操作杆而将第一及第二测试开关11a和11b联锁起来，有相同结构的两个开关以互补方式被操作。因此测试开关的结构被简化、测试开关的尺寸被减小而且测试开关的制造成本被减小。
工业应用
如上所述，依照本发明的接地漏电断路器包括DC电源电路，其将多相主电路的所有相位的AC电压转换而产生一个恒定的DC电压，并将此恒定DC电压加载在含有产生伪泄漏电流信号的伪信号发生器电路的测试电路上。此种配置利于在即使AC主电路相位中的一个被中断时完成漏电测试，并提高依据本发明设计的接地漏电断路器的漏电测试的可靠性。

Claims (3)

1.一种接地漏电断路器，其包括：
多相主电路；
连接和断开所述多相主电路的开关部分；
检测所述多相主电路内产生的泄漏电流的零相位电流互感器，该零相位电流互感器包括一个测试线圈和一个漏电检测器线圈；
根据所述漏电检测器线圈的输出来确定是否有漏电产生的漏电检测器电路；
响应从指示漏电产生的所述漏电检测器电路发出的输出信号而将所述多相主电路断开的跳闸装置；
向所述漏电检测器电路供给电力的电源电路；
所述电源电路包括从所述主电路所有相位的AC电压产生预定DC电压的DC电源电路；
伪信号发生器电路，其响应从所述DC电源电路供给的所述DC电压产生伪AC泄漏电流信号，并将所述伪AC泄漏电流信号发送给所述零相位电流互感器的所述测试线圈或所述漏电检测器线圈；和
在漏电测试中切换接通的第一测试开关，由此将所述DC电源电路的DC电压连接到所述伪信号发生器电路。
2.如权利要求1所述的接地漏电断路器，还包括第二测试开关和灵敏度设置电路，所述第二测试开关被设置在所述漏电检测器电路的输入侧，所述第二测试开关与所述第一测试开关以联锁和互补方式操作，并且所述灵敏度设置电路通过所述第二测试开关被连接到所述漏电检测器电路。
3.如权利要求2所述的接地漏电断路器，其中所述第一测试开关和所述第二测试开关具有相同结构，并通过公共的操作杆进行操作。
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