CN1815658A - 避免压敏电阻失效的装置及方法以及接地故障断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种避免压敏电阻失效的装置，一种避免压敏电阻失效的装置，包括：一个压敏电阻，一端连接一条电力线的输入端，另一端通过断路装置的断路开关连接另一条电力线；一个压敏电阻的失效检测装置，包括一个检测压敏电阻漏电流的检测器，当所述检测器所检测的压敏电阻漏电流达到预定值时，输出一个触发信号；一个断路装置，连接所述压敏电阻的失效检测装置的触发端，在所述触发信号的激励下，断开所述断路开关；一个压敏电阻失效显示装置，包括由所述断路装置控制的指示灯开关和指示灯。本发明利用敏电阻的失效检测装置检测压敏电阻失效时所产生的漏电流，并由此切断电力线对压敏电阻所形成的电回路，从而实现对压敏电阻的保护。

Description

避免压敏电阻失效的装置及方法以及接地故障断路器
技术领域
本发明涉及接地故障保护，特别是涉及避免压敏电阻失效的装置及方法以及接地故障断路器。
背景技术
由于接地故障断路器能有效防止人身触电、电气设备及火灾事故。因而得到广泛应用。
压敏电阻(MOV)是GFCI(接地故障断路器)内部重要元件，通常并联在电力线输入端，其作用吸收浪涌电压，但因压敏电阻本身质量问题，老化和温度，湿度变化，都会引起压敏电阻性能变化，在某些情况下，甚至还会发生爆炸，引起火灾。
目前，解决上述问题的各种技术方案，主要集中于压敏电阻的性能方面，即提高压敏电阻的寿命和性能，但是仍然不能解决压敏电阻老化而失效的问题。
发明内容
本发明的目的是提供避免压敏电阻失效的装置及方法以及接地故障断路器。
本发明通过实时检测压敏电阻正常漏电流，来判断压敏电阻的当前性能，以便及时更换老化或失效的压敏电阻，从而避免接地故障断路器中压敏电阻的失效问题。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种避免压敏电阻失效的装置，装置可以用于任何一种家用电器，如电视机、电冰箱收录机等需要长期使用电力的电器设备。
所述避免压敏电阻失效的装置，包括：
一个压敏电阻，一端连接一条电力线的输入端，另一端通过断路装置的断路开关连接另一条电力线；
一个压敏电阻的失效检测装置，包括一个检测压敏电阻漏电流的检测器，当所述检测器所检测的压敏电阻漏电流达到预定值时，输出一个触发信号；
一个断路装置，连接所述压敏电阻的失效检测装置的触发端，在所述触发信号的激励下，断开所述断路开关；
一个压敏电阻失效显示装置，包括由所述断路装置控制的指示灯开关和指示灯。
其中，所述压敏电阻的失效检测装置还包括一个比较器，将所检测的压敏电阻漏电流值与一个阈值进行比较。
其中，所述检测器是检测线圈。
其中，所述检测器是与压敏电阻串联的电阻。
其中，所述断路装置是串联连接的可控硅和分断线圈。
本发明利用敏电阻的失效检测装置，检测压敏电阻失效时所产生的漏电流。当漏电流到达一定值时，该失效检测装置触发断路装置工作，以切断电力线对压敏电阻所形成的电回路，从而实现对压敏电阻的保护，同时通过压敏电阻失效显示装置，发出压敏电阻失效的警告。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种避免压敏电阻失效的方法，包括以下步骤：
将压敏电阻的一端连接一条电力线的输入端，将另一端通过一个断路开关连接另一条电力线，使压敏电阻通过断路开关并联在电力线上；
由检测装置检测压敏电阻压敏电阻漏电流的值；
由比较装置对所检测的压敏电阻漏电流的值与一个阈值进行比较；
如果压敏电阻漏电流的值大于所述阈值，则比较装置输出一个触发信号，以使断路装置切断所述断路开关，同时通过一个显示装置发出压敏电阻失效警告。
本发明的方法利用对压敏电阻漏电流的检测，实现对压敏电阻的保护。当漏电流到达超过阈值时，切断电力线对压敏电阻形成电回路的断路开关，从而实现对压敏电阻的保护，同时通过显示装置发出压敏电阻失效的警告。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种避免压敏电阻失效的接地故障断路器，包括：
一个压敏电阻MOV1，一端连接一条电力线的输入端，另一端通过所述动触点与静触点的接触连接另一条穿过接地检测装置的电力线；
接地检测装置N1，通过不平衡电流检测，检测接地故障电流和压敏电阻漏电流，并输出故障检测信号；
故障触发模块IC，接收接地检测装置N1所输出的故障检测信号，当所述故障检测信号大于阈值时，输出触发信号；
接地故障断路执行装置，包括分断线圈J2和可控硅VD7，可控硅VD7由故障触发模块所输出的触发信号导通，使分断线圈J2通电产生分断磁场，由此使断路器的动触点与通电的静触点断开；
一个压敏电阻失效显示装置，包括由所述分断线圈控制的开关K4和指示灯，如发光二极管。
其中，本发明还包括一个中性误接地保护装置N2，当发生误接地现象时，向故障触发模块IC输出故障检测信号。
其中，所述接地故障检测装置是零序电流互感器N1，所述中性误接地保护装置是中性误接地保护线圈N2，其中线圈N1N2构成变压器耦合振荡器，当有中性误接地现象发生时，此振荡器起振，当振幅达到故障触发模块IC阀值时，故障触发模块脚IC 7输出信号，使GFCI分断。
本发明把接地检测装置N1利用为压敏电阻的失效检测装置。当检测的压敏电阻漏电流到达一定值时，故障触发模块IC触发执行装置(VD7、J2)工作，以切断电力线对压敏电阻所形成的电回路，从而实现对压敏电阻的保护，同时通过压敏电阻失效显示装置，发出压敏电阻失效的警告。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的避免压敏电阻失效的接地故障断路器。
具体实施方式
本发明的基本原理是，通过实时检测压敏电阻正常漏电流，来判断压敏电阻的当前性能，以便及时更换老化或失效的压敏电阻，从而避免接地故障断路器中压敏电阻的失效问题。
首先，本发明提供了一种避免压敏电阻失效的装置，该装置可以用于任何一种家用电器，如电视机、电冰箱收录机等需要长期使用电力的电器设备。
本发明的避免压敏电阻失效的装置，包括：
一个压敏电阻(如图1中的压敏电阻MOV1)，一端连接一条电力线的输入端，另一端通过短路装置的断路开关(即，动触点和静触点)连接另一条电力线；
一个压敏电阻的失效检测装置，包括一个检测压敏电阻漏电流的检测器(如图1中的检测线圈N1)，当所述检测器所检测的压敏电阻漏电流达到预定值时，输出一个触发信号(如图1所述的IC第7脚输出的触发信号)；
一个断路装置(如图1的可控硅DV7和分断线圈J2)，连接所述压敏电阻的失效检测装置的触发端(如图1所述的IC第7脚)，在所述触发信号的作用下，断开所述断路开关(即，动触点和静触点)；
一个压敏电阻失效显示装置，包括由所述断路装置控制的指示开关(如图1中的开关K4)和指示灯((如图1中的发光二极管)。
所述压敏电阻的失效检测装置还包括一个比较器(内建于IC之内)，将所检测的压敏电阻漏电流值与一个阈值进行比较。
所述检测压敏电阻漏电流的检测器既可以是检测线圈，也可以是与压敏电阻串联的电阻(未示出)。
所述断路装置是串联连接的可控硅DV7和分断线圈J2。
本发明利用敏电阻的失效检测装置，检测压敏电阻失效时所产生的漏电流。当漏电流到达一定值时，该失效检测装置触发断路装置工作，以切断电力线对压敏电阻所形成的电回路，从而实现对压敏电阻的保护，同时通过压敏电阻失效显示装置，发出压敏电阻失效的警告。
根据上述装置的工作原理，可以得到本发明的避免压敏电阻失效的方法，该方法包括以下步骤：
将压敏电阻的一端连接一条电力线的输入端，将另一端通过一个断路开关连接另一条电力线，使压敏电阻通过断路开关并联在电力线上；
由检测装置检测压敏电阻压敏电阻漏电流的值；
由比较装置对所检测的压敏电阻漏电流的值与一个阈值进行比较；
如果压敏电阻漏电流的值大于所述阈值，则比较装置输出一个触发信号，以使断路装置切断所述断路开关，同时通过一个显示装置发出压敏电阻失效警告。
本发明的上述原理可以应用于接地故障断路器(参见图1)，因而本发明可以提供一种避免压敏电阻失效的接地故障断路器，包括：
一个压敏电阻MOV1，一端连接一条电力线的输入端，另一端通过所述动触点与静触点的接触连接另一条穿过接地检测装置的电力线；
接地检测装置N1，通过不平衡电流检测，检测接地故障电流和压敏电阻漏电流，并输出故障检测信号；
故障触发模块IC，接收接地检测装置N1所输出的故障检测信号，当所述故障检测信号大于阈值时，输出触发信号；
接地故障断路执行装置，包括分断线圈J2和可控硅VD7，可控硅VD7由故障触发模块所输出的触发信号导通，使分断线圈J2通电产生分断磁场，由此使断路器的动触点与通电的静触点断开；
一个压敏电阻失效显示装置，包括由所述分断线圈控制的开关K4和指示灯。
其中，本发明还包括一个中性误接地保护装置N2，当发生误接地现象时，向故障触发模块IC输出故障检测信号。
其中，所述接地故障检测装置是零序电流互感器N1，所述中性误接地保护装置是中性误接地保护线圈N2，其中线圈N1N2构成变压器耦合振荡器，当有中性误接地现象发生时，此振荡器起振，当振幅达到故障触发模块IC阀值时，故障触发模块脚IC 7输出信号，使GFCI分断。
本发明把接地检测装置N1利用为压敏电阻的失效检测装置。当检测的压敏电阻漏电流到达一定值时，故障触发模块IC触发执行装置(VD7、J2)工作，以切断电力线对压敏电阻所形成的电回路，从而实现对压敏电阻的保护，同时通过压敏电阻失效显示装置，发出压敏电阻失效的警告。
下面结合图1对本发明的避免压敏电阻失效的接地故障断路器的电路原理进行详细说明。
GFCI电路由传感器，电子线路，接地故障检测电路和动作控制机构组成。
传感器由检测磁环(零序电流互感器)N1和中性误接地保护线圈N2组成。
电子电路由直流电源，IC放大电路，中性误接地保护电路，GFCI接通电路，分断控制电路组成。
线圈J2一端与LINE连接，另一端与二极管D1正极相连。D1另一端IC 5脚连接，电源经二极管D1整流供IC约27V工作直流电源。
复位(RESET)按钮K3一端与D1负端连接，另一端与电容C7和电阻R4连接，电容C7和电阻R4另一端与电容C8和电阻R3连接，电容C8和电阻R3另一端接地，当K3按下时，接通电路产生一个脉冲信号使SCR VD5导通，接通线圈J1带电，GFCI接通。
检测磁环N1一端与IC 3脚连接另一端经过电阻R1与IC 2脚连接，电阻R2一端与IC 1脚连接，R2另一端与IC 2脚连接。分断线圈J2一端与电源连接，J2另一端与可控硅VD7一端连接，可控硅VD7另一端接地，可控硅VD7触发极与IC 7脚连接。当有接地故障电流时，检测磁环二次感应信号经IC放大，其达到设定值(一般为5mA)，IC 7脚输出触发信号，可控硅VD7导通，分断线圈带电，使GFCI分断。
R2值确定GFCI分断故障电流大小。
线圈N1N2构成变压器耦合振荡器，当有中性误接地现象发生时，此振荡器超振，当振幅达到IC阀值时，IC 7脚输出信号，使GFCI分断。
压敏电阻(MOV)是GFCI内部重要元件，其作用吸收浪涌电压，但因压敏电阻本身质量问题，老化和温度，湿度变化，都会引起压敏电阻性能变化，由此会引起GFCI失效，甚至烧毁现象的发生，为此改变传统压敏电阻(MOV)的接法，压每敏电阻(MOV)一端接电源端，而另一端接GFCI输出端，因压敏电阻(MOV)正常漏电流为μA量级不会影响GFCI正常工作。因各种原因压敏电阻漏电流增加达到5mA时GFCI分断，同时压敏电阻(MOV)同时断开，这样使GFCI分断，又保护压敏电阻不被击穿烧毁。

Claims (10)

1、一种避免压敏电阻失效的装置，包括：
一个压敏电阻，一端连接一条电力线的输入端，另一端通过断路装置的断路开关连接另一条电力线；
一个压敏电阻的失效检测装置，包括一个检测压敏电阻漏电流的检测器，当所述检测器所检测的压敏电阻漏电流达到预定值时，输出一个触发信号；
一个断路装置，连接所述压敏电阻的失效检测装置的触发端，在所述触发信号的激励下，断开所述断路开关；
一个压敏电阻失效显示装置，包括由所述断路装置控制的指示灯开关和指示灯。
2、根据权利要求1所述的装置，其中，所述压敏电阻的失效检测装置还包括一个比较器，将所检测的压敏电阻漏电流值与一个阈值进行比较。
3、根据权利要求1、2所述的装置，其中，所述检测器是检测线圈。
4、根据权利要求1、2、3所述的装置，其中，所述检测器是与压敏电阻串联的电阻。
5、根据权利要求1、2、3、4所述的装置，其中，所述断路装置是串联连接的可控硅和分断线圈。
6、一种避免压敏电阻失效的方法，包括以下步骤：
将压敏电阻的一端连接一条电力线的输入端，将另一端通过一个断路开关连接另一条电力线，使压敏电阻通过断路开关并联在电力线上；
由检测装置检测压敏电阻压敏电阻漏电流的值；
由比较装置对所检测的压敏电阻漏电流的值与一个阈值进行比较；
如果压敏电阻漏电流的值大于所述阈值，则比较装置输出一个触发信号，以使断路装置切断所述断路开关，同时通过一个显示装置发出压敏电阻失效警告。
7、一种避免压敏电阻失效的接地故障断路器，包括：
一个压敏电阻(MOV1)，一端连接一条电力线的输入端，另一端通过所述动触点与静触点的接触连接另一条穿过接地检测装置的电力线；
接地检测装置(N1)，通过不平衡电流检测，检测接地故障电流和压敏电阻漏电流，并输出故障检测信号；
故障触发模块(IC)，接收接地检测装置(N1)所输出的故障检测信号，当所述故障检测信号大于阈值时，输出触发信号；
接地故障断路执行装置，包括分断线圈(J2)和可控硅(VD7)，可控硅(VD7)由故障触发模块所输出的触发信号导通，使分断线圈(J2)通电产生分断磁场，由此使断路器的动触点与通电的静触点断开；
一个压敏电阻失效显示装置，包括由所述分断线圈控制的开关(K4)和指示灯。
8、根据权利要求7所述的接地故障断路器，还包括一个中性误接地保护装置(N2)，当发生误接地现象时，向故障触发模块(IC)输出故障检测信号。
9、根据权利要求7、8所述的接地故障断路器，其中，所述接地故障检测装置是零序电流互感器(N1)，所述中性误接地保护装置是中性误接地保护线圈(N2)。
10、根据权利要求7、8、9所述的接地故障断路器，其中线圈N1N2构成变压器耦合振荡器，当有中性误接地现象发生时，此振荡器起振。
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Commission number: 4W02263

Conclusion of examination: Claim 10 is invalid and the patent is maintained on the basis of claim 1-9.

Decision date of declaring invalidation: 20090501

Decision number of declaring invalidation: 13262

Denomination of invention: Device and method for avoiding pressure responsive resistor failure and earth-fault circuit breaker

Granted publication date: 20080220

Patentee: Shanghai Tongling Investment and Development Co.,Ltd.

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