CN202103402U - 漏电断路器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种漏电断路器，主要包括：三相星形桥式整流电路、信号放大部分、零序电流互感器，第一晶闸管、第二晶闸管和脱扣线圈，该漏电断路器的工作电源取自三相供电电源的A相、B相和C相，采用三相星形桥式整流电路进行整流得到，当零序电流互感器检测到三相供电系统中出现漏电或人身触电现象时，控制所述脱扣线圈动作，切断三相供电电源，起到保护作用。该漏电断路器，采用三相供电电源进行整流后作为工作电源，即使在三相供电电源的N相和A相、B相、C相中的任意一相有故障或缺相时，该漏电断路器也能够正常工作，当有人触电或电网漏电时，该漏电断路器仍能及时断开，切断电源起到保护作用，提高了漏电断路器的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及断路器技术领域，特别是涉及一种漏电断路器。
背景技术
漏电断路器的特点是，当人身触电或电网漏电时，当漏电电流大于规定值时，断电断路器的执行部分动作断开电源，起到保护作用。
现有的漏电断路器采用单相电源作为工作电源，假如三相供电电源电网中作为所述漏电断路器的工作电源的那一相缺相时，当有人触电或电网漏电时该漏电断路器将不能正常工作，即不能切断电源起到保护作用。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种漏电断路器，以解决现有的漏电断路器在工作电源相缺相时，无法断开电源起到保护作用的问题，技术方案如下：
一种漏电断路器，主要包括：三相星形桥式整流电路、信号放大部分、零序电流互感器，第一晶闸管、第二晶闸管和脱扣线圈，其中：
所述三相星形桥式整流电路的三个交流输入端分别与三相供电电源的三相连接，第二整流输出端依次串接有脱扣线圈、第一晶闸管和第二晶闸管，且所述第一晶闸管的阳极与所述脱扣线圈相连，所述第一晶闸管的阴极与所述第二晶闸管的阳极相连，所述第二晶闸管的阴极与所述三相桥式整流电路的第一整流输出端相连，所述脱扣线圈与串接在所述三相供电电源电网中的断路器电耦合；
所述信号放大部分的输出端并联在所述第一晶闸管和所述第二晶闸管构成的串联支路两端，且所述第二晶闸管的控制端连接于所述信号放大部分的正输出端，第一晶闸管的控制端与并联在所述三相星形桥式整流电路的第一整流输出端和第二整流输出端的分压网络相连；
所述零序电流互感器的一次绕组串接在三相供电电源电网中，二次绕组的两端并联有采样电阻，且两端与信号放大部分的输入端相连。
优选的，所述三相供电电源的A相电源线与B相电源线之间连接有第一压敏电阻；
所述三相供电电源的B相电源线与C相电源线之间连接有第二压敏电阻；
所述三相供电电源的A相电源线与C相电源线之间连接有第三压敏电阻。
优选的，所述的漏电断路器，还包括：
连接在所述三相供电电源的中的任意两相电源线之间的试验开关，以及与该试验开关串联的限流电阻。
优选的，所述的漏电断路器，还包括：
均并联在所述零序电流互感器的二次绕组两端的第一二极管和第二二极管，且所述第一二极管与所述第二二极管反向并联。
优选的，所述分压网络具体为：
并联在所述三相星形桥式整流电路的两个整流输出端的第一分压电阻和第二分压电阻构成的串联支路；
并联在所述第二分压电阻两端的第一限流电阻、第二限流电阻及储能电容的串联支路，且所述储能电容一端与所述第二限流电阻相连，另一端与所述第二分压电阻相连；
所述第一晶闸管的控制端连接所述第一限流电阻和所述第二限流电阻的公共点。
优选的，所述的漏电断路器，还包括：并联在所述三相星形桥式整流电路的两个整流输出端的滤波网络，该滤波网络为串联连接的滤波电阻和滤波电容。
优选的，所述信号放大部分主要包括：漏电保护芯片M54123。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，该漏电断路器的工作电源取自三相供电电源的A相、B相和C相，采用三相星形桥式整流电路进行整流得到，当零序电流互感器检测到三相供电系统中出现漏电或人身触电现象时，控制所述脱扣线圈动作，切断三相供电电源，起到保护作用。与现有的通过单相电源供电的漏电断路器相比，本申请实施例提供的漏电断路器，采用三 相供电电源进行整流后作为工作电源，即使在三相供电电源的N相和A相、B相、C相中的任意一相有故障或缺相时，该漏电断路器也能够正常工作，当有人触电或电网漏电时，该漏电断路器仍能及时断开，切断电源起到保护作用，提高了漏电断路器的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一种漏电断路器的电路原理图。
具体实施方式
本申请实施例提供的漏电断路器适用于交流50Hz、额定绝缘电压660V、额定工作电压400V，额定工作电流600A的电源中心点接地的电路中，起到人身触电或电网漏电间接保护作用。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
请参见图1，示出了本申请实施例一种漏电断路器的电路原理图，该漏电断路器主要包括：由VD1-VD6组成的三相星形桥式整流电路，由集成电路IC和周边的电容构成的信号放大部分，零序电流互感器TA、第一晶闸管SCR1、第二晶闸管SCR2。
所述第一晶闸管SCR1、第二晶闸管SCR2和三相星形桥式整流电路为该漏电断路器的控制电路部分，其中，第一晶闸管SCR1和第二晶闸管SCR2串联起分压作用，由于晶闸管的最高工作电压为600V，而三相星形桥式整流电 路输出的整流电压为1.35Ue，其中，Ue为三相电源的额定线电压，因此，1.35Ue接近于晶闸管的最高工作电压，为了提高该漏电断路器的可靠性，采用增加第一晶闸管SCR1，且该第一晶闸管SCR1和第二晶闸管SCR2串联连接起到分压作用。
零序电流互感器TA为漏电断路器的信号检测部分，脱扣线圈TR为漏电断路器的执行部分。
集成电路IC及周边电容构成信号放大部分，集成电路IC为漏电保护集成电路，通过M54123芯片实现，该芯片内部包含一个差分放大器、一个锁存器和一个电压调整器，所述差分放大器的两个输入端分别连接至零序电流互感器TA二次绕组两端，所述零序电流互感器TA二次绕组输出的电压信号被差分放大器放大，且被外接电容积分，提供给所述锁存器的输入端，当漏电电流低于规定值时，锁存器输出的电压保持为低电平，当漏电电流超过规定值时，锁存器输出高电平电压信号，驱动连接在该锁存器输出端的晶闸管导通。
具体的，所述三相星形桥式整流电路中，二极管VD1和二极管VD2串联连接构成第一桥臂，且二极管VD1和二极管VD2的公共点作为该桥臂的交流输入端与三相供电电源的C相电源线连接；二极管VD3和二极管VD4串联连接构成第二桥臂，且二极管VD3和二极管VD4的公共点作为该桥臂的交流输入端与三相供电电源的B相电源线连接；二极管VD5和二极管VD6串联连接构成第三桥臂，且二极管VD5和二极管VD6的公共点作为该桥臂的交流输入端与三相供电电源的A相电源线连接。
所述二极管VD1、二极管VD3及二极管VD5此三个二极管的阳极作为该三相星形桥式整流电路的第一整流输出端，所述二极管VD2、二极管VD4和二极管VD6此三个二极管的阴极作为该三相星形桥式整流电路的第二整流输出端，所述第一整流输出端依次串联有脱扣线圈TR、第一晶闸管SCR1和第二晶闸管SCR2，且所述第二晶闸管SCR2的阴极与所述三相星形桥式整流电路的第二整流输出端相连，形成闭合回路。多数脱扣线圈TR与串接在所述三相供电电源中的断路器QF电耦合。
具体的，所述第一晶闸管SCR1的阳极与所述脱扣线圈TR相连，所述第 一晶闸管SCR1的阴极与所述第二晶闸管SCR2的阳极相连，所述第二晶闸管SCR2的阴极与三相星形桥式整流电路的第一整流输出端相连。所述第一晶闸管SCR1的控制端与并联在所述三相星形桥式整流电路的第一整流输出端和第二整流输出端的分压网络相连，所述第二晶闸管SCR2的控制端与所述信号放大部分的正输出端，当所述信号放大部分输出的电压信号超过第一晶闸管的门限电压时，第二晶闸管导通。
所述信号放大部分的输入端与零序电流互感器TA的二次绕组的两端相连，且该二次绕组的两端并联有采样电阻R1，零序电流互感器TA的一次绕组串接在所述三相供电电源电网中。
下面对该漏电断路器的工作过程进行说明：
当三相供电电源系统正常工作时，通过零序电流互感器TA的一次绕组的各相的电流矢量和等于零，此时，零序电流互感器TA的二次绕组上的采样电阻R1上无感应电流，没有电压信号输出，信号放大部分中的差分放大器没有电压信号输入，第二晶闸管SCR2处于关断状态，使控制电路部分处于开路状态，脱扣线圈TR不动作。
当三相供电系统发生漏电或人身触电时，漏电断路器的负载端有部分电流未流经漏电断路器，此时，通过零序电流互感器TA的一次绕组的各相电流的电流矢量和不等于零，零序电流互感器TA的二次绕组上连接的采样电阻R1上有感应电流流过，产生感应电压，信号放大部分将该电压放大后，并经过锁存器输送至所述第二晶闸管SCR2的控制端，当漏电电流大于预设值时，锁存器的输出端输出高电平，触发第二晶闸管SCR2导通，此时，由第一晶闸管SCR1、第二晶闸管SCR2及三相星形桥式整流电路构成漏电断路器的控制电路导通，使脱扣线圈TR产生磁场，脱扣线圈TR内的动铁心动作带动脱口机构动作，使断路器QF断开，从而切断三相供电电源，最终实现三相供电系统漏电保护或人身触电保护。
本实施例提供的漏电断路器，其工作电源取自三相供电电源的A相、B相和C相，采用三相星形桥式整流电路进行整流得到，当零序电流互感器检测到三相供电系统中出现漏电或人身触电现象时，控制所述脱扣线圈动作，切断三相供电电源，起到保护作用。与现有的通过单相电源供电的漏电断路 器相比，本申请实施例提供的漏电断路器，采用三相供电电源进行整流后作为工作电源，即使在三相供电电源的N相和A相、B相、C相中的任意一相有故障或缺相时，该漏电断路器也能够正常工作，当有人触电或电网漏电时，该漏电断路器仍能及时断开，切断电源起到保护作用，提高了漏电断路器的可靠性。
优选的，请参见图1，在所述三相供电电源的任意两相电源线之间连接有试验开关SE，以及与该试验开关SE串联的限流电阻R2，具体的，所述试验开关SE串接在A相电源线与C相电源线之间，当按下试验开关SE后，零序电流互感器TA的一次绕组中仅C相中有电流流过，此时，零序电流互感器TA一次绕组内的电流矢量和不等于零，断路器QF断开，起到三相供电系统漏电保护或人身触电保护作用。
而且，在所述三相供电电源和三相星形桥式整流电路之间还连接有压敏电阻：
具体的，A相电源线与B相电源线之间连接有第一压敏电阻Rv1，B相电源线和C相电源线之间连接有第二压敏电阻Rv2，A相电源线与C相电源线之间连接有第三压敏电阻Rv3，压敏电阻Rv1-Rv3的作用是，当三相供电系统中的有开关或雷击诱发所产生的尖波电压时，压敏电阻Rv1-Rv3在该尖波电压超过压敏电阻Rv1-Rv3的阈值的瞬间导通，将高频过电压信号虑除，从而对后级电路及设备进行保护。
参见图1，并联在零序电流互感器TA的二次绕组两端的第一二极管VD7和第二二极管VD8，且第一二极管VD7和第二二极管VD8反向并联，起到将所述零序电流互感器TA二次绕组输出的电压信号进行整流的作用。
并联在零序电流互感器TA的二次绕组两端的电容C8在此处起滤波作用。电阻R2、R3和R4起限流作用，防止过流烧毁后级的集成电路IC。
集成电路IC和电容C1-C7构成了信号放大部分，用于放大接收到的电压信号，并用来驱动第二晶闸管SCR2导通，其中，电容C3，用于将差分放大器输出的信号进行积分；电容C5与第二晶闸管SCR2的控制端相连，当电容 C5上的电压超过第二晶闸管SCR2的门限电压时，第二晶闸管SCR2导通。所连接的集成电路IC各引脚的序号及引脚名称见表1：
表1
| 序号 | 引脚名称 | 引脚说明 |
| 1 | VR | 参考电压 |
| 2 | IN | 输入端 |
| 3 | GND | 接地 |
| 4 | OD | 差分放大输出 |
| 5 | SC | 触发器输入端 |
| 6 | NR | 噪声吸收端 |
| 7 | OS | 输出端 |
| 8 | VS | 电源电压 |
漏电保护芯片M54123为本领域技术人员公知常识，此处不再赘述。
电阻R6-R9以及储能电容C10构成了第一晶闸管SCR1的分压网络，其中第一分压电阻R7和第二分压电阻R8串联后并联在三相星形桥式整流电路的两个输出端之间，电阻R9、电阻R6及电容C10串联后并联在第一分压电阻R7的两端，且电阻R6和电阻R9的公共点与第一晶闸管SCR1的控制端相连，当储能电容C10上的电压超过所述第一晶闸管SCR1的门限电压时，第一晶闸管SCR1导通。
滤波电阻R5和滤波电容C9串联后并联在三相星形桥式整流电路的两输出端，用于滤除三相星形桥式整流电路输出的电压信号中的杂波信号。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种漏电断路器，其特征在于，主要包括：三相星形桥式整流电路、信号放大部分、零序电流互感器，第一晶闸管、第二晶闸管和脱扣线圈，其中：
所述三相星形桥式整流电路的三个交流输入端分别与三相供电电源的三相连接，第二整流输出端依次串接有脱扣线圈、第一晶闸管和第二晶闸管，且所述第一晶闸管的阳极与所述脱扣线圈相连，所述第一晶闸管的阴极与所述第二晶闸管的阳极相连，所述第二晶闸管的阴极与所述三相桥式整流电路的第一整流输出端相连，所述脱扣线圈与串接在所述三相供电电源电网中的断路器电耦合；
所述信号放大部分的输出端并联在所述第一晶闸管和所述第二晶闸管构成的串联支路两端，且所述第二晶闸管的控制端连接于所述信号放大部分的正输出端，第一晶闸管的控制端与并联在所述三相星形桥式整流电路的第一整流输出端和第二整流输出端的分压网络相连；
所述零序电流互感器的一次绕组串接在三相供电电源电网中，二次绕组的两端并联有采样电阻，且两端与信号放大部分的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的漏电断路器，其特征在于：
所述三相供电电源的A相电源线与B相电源线之间连接有第一压敏电阻；
所述三相供电电源的B相电源线与C相电源线之间连接有第二压敏电阻；
所述三相供电电源的A相电源线与C相电源线之间连接有第三压敏电阻。
3.根据权利要求2所述的漏电断路器，其特征在于，还包括：
连接在所述三相供电电源的中的任意两相电源线之间的试验开关，以及与该试验开关串联的限流电阻。
4.根据权利要求3所述的漏电断路器，其特征在于，还包括：
均并联在所述零序电流互感器的二次绕组两端的第一二极管和第二二极管，且所述第一二极管与所述第二二极管反向并联。
5.根据权利要求4所述的漏电断路器，其特征在于，所述分压网络具体为：
并联在所述三相星形桥式整流电路的两个整流输出端的第一分压电阻和第二分压电阻构成的串联支路；
并联在所述第二分压电阻两端的第一限流电阻、第二限流电阻及储能电容的串联支路，且所述储能电容一端与所述第二限流电阻相连，另一端与所述第二分压电阻相连；
所述第一晶闸管的控制端连接所述第一限流电阻和所述第二限流电阻的公共点。
6.根据权利要求5所述的漏电断路器，其特征在于，还包括：并联在所述三相星形桥式整流电路的两个整流输出端的滤波网络，该滤波网络为串联连接的滤波电阻和滤波电容。
7.根据权利要求1所述的漏电断路器，其特征在于，所述信号放大部分主要包括：漏电保护芯片M54123。
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