CN214255688U - 缺相漏电保护断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种缺相漏电保护断路器，属于低压电器技术领域，包括漏电检测单元、缺相检测单元、整流单元、脱扣驱动单元以及脱扣机构，整流单元包括有A、B、C、N四相整流电路，整流单元的输出端与缺相检测单元的输入端连接，漏电检测单元、缺相检测单元的输出端均反馈至所述脱扣驱动单元，脱扣驱动单元驱动所述脱扣机构执行脱扣动作。本实用新型提供了一种兼具漏电保护和缺相保护的断路器，克服了现有技术中漏电保护与缺相保护不能统一于一体的缺陷，扩大了产品的使用性能以及适用范围。

Description

缺相漏电保护断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种缺相漏电保护断路器。

背景技术

漏电保护断路器是为了防止在低压线路中发生人体触电或漏电造成火灾、爆炸事故的一种开关电器。缺相保护可以防止电动机发生缺相故障时能及时停止运作，从而避免电动机烧毁事故。目前市场上的漏电保护断路器具有过载和短路保护功能、但缺少缺相保护功能。故在实际使用过程中，需根据使用对象以及场景另外配设缺相保护断路器，不能满足实际的使用需求。

基于此，提出本案申请。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种具备缺相保护和漏电保护功能的断路器，解决现有技术中漏电断路器缺乏缺相保护的问题、提升断路器的使用性能、并拓展其使用范围。

为实现上述目的，本实用新型缺相漏电保护断路器结构如下：包括电源、漏电检测单元、缺相检测单元、整流单元、脱扣驱动单元以及脱扣机构，所述整流单元包括有A、B、C、N四相整流电路，所述整流单元的输出端与缺相检测单元的输入端连接，所述漏电检测单元、缺相检测单元的输出端均反馈至所述脱扣驱动单元，所述脱扣驱动单元驱动所述脱扣机构执行脱扣动作。

通过上述技术方案，本实用新型将缺相保护和漏电保护两种保护功能集于一体，通过漏电保护可以在人、畜发生触电事故时及时切断电源，保障安全；通过缺相保护可以防止电动机发生缺相故障时能及时停止运作，从而避免电动机烧毁事故，以此显著提升了断路器的使用性能、更为实用。

本实用新型进一步设置如下：所述漏电检测单元包括零序互感器和控制器，所述零序互感器的输出端经过降压、滤波、模数转换后反馈至控制器，所述控制器的输出端输出反馈信号至所述脱扣驱动单元。

本实用新型进一步设置如下：所述漏电检测单元中，控制器采用LW54123A漏电保护专用芯片。

本实用新型进一步设置如下：所述有A、B、C、N四相整流电路包括有四路并联的整流支路：每一整流支路上串联有两个整流二极管，所述A、B、C、N四相分别通过导线连接至一整流支路上的两个整流二极管之间；或者，所述A、B、C三相的整流支路上串联有两个整流二极管，所述N相的整流支路上仅设置一接地电阻，所述A、B、C相分别通过导线连接至一整流支路上的两个整流二极管之间、N相连接至接地电阻远离接地端的一侧；所述四路整流支路的两端并联连接点即为整流单元的输出端。

本实用新型进一步设置如下：所述缺相检测单元包括线性光耦器，所述线性光耦器的阳极、阴极输入端分别与整流单元的正极输出端、N相线连接，所述线性光耦器的发射极输出端接地、其集电极输出端连接至脱扣驱动单元。

当电路供电正常时线性光耦器导通，其无输出，当电路中有缺相时，电压曲线的部分周期内的电压值低于光耦导通基准值，光耦PC817S截止，输出高电平，从而触发脱扣驱动单元驱动脱扣机构动作，实现缺相保护。

为确保输出信号的质量，本实用新型进一步设置如下：所述线性光耦器的集电极输出端与脱扣驱动单元之间串联有一二极管；和/或所述线性光耦器的的集电极输出端同时并联有一电容接地。

本实用新型进一步设置如下：所述线性光耦器的阳极输入端与整流单元的正极输出端之间串联有降压电阻和/或降压二极管，所述线性光耦器的光耦导通基准值可通过降压电阻或降压二极管进行调节。

为稳定输入信号、本实用新型进一步设置如下：所述线性光耦器的阳极输入端与阴极输入端之间并联有滤波电容以及稳压二极管。

本实用新型进一步设置如下：所述脱扣驱动单元包括一可控硅，所述脱扣机构包括脱扣线圈，所述可控硅串联于脱扣线圈的电源回路上并并联于所述整流单元输出端的两侧；所述线性光耦器、控制器的均与可控硅的控制端连接。

本实用新型的有益效果如下：

一、本实用新型提供了一种兼具漏电保护和缺相保护的断路器，克服了现有技术中漏电保护与缺相保护不能统一于一体的缺陷，扩大了产品的使用性能以及适用范围，也满足了实际的使用需求，对于客户而言、也降低了低压电器部分的成本。

二、本实用新型中设置了N相整流电路，使电路在任断两相的情况下，线路板上的电路仍能正常工作，产品漏电以及缺相保护功能不受缺相的影响，大大增强了产品可靠性。

三、本实用新型中缺相检测单元可在原有漏电保护断路器电路上直接增加部分新电路，即可使之具有缺相保护功能，而无需改变原有断路器的外形以及内部的结构设计，整体结构简单、改装成本低。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例整体电路示意图。

图2为本实用新型具体实施例波形示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种带有漏电保护以及缺相保护功能的断路器，包括电源、漏电检测单元、缺相检测单元、整流单元、脱扣驱动单元以及脱扣机构，整流单元包括有A、B、C、N四相整流电路，整流单元的输出端与缺相检测单元的输入端连接，漏电检测单元、缺相检测单元的输出端均反馈至脱扣驱动单元，脱扣驱动单元驱动脱扣机构执行脱扣动作。

实施例1 本实施例提供一种带有漏电保护以及缺相保护功能的1P断路器，其设有用于与市电连接的A、B、C、N相的接线端，整流单元包括有四路并联的整流支路：每一整流支路上串联有两个同向串联的整流二极管，从 A、B、C、N四相的接线端分别通过导线连接至对应整流支路上的两个整流二极管之间，四路整流支路的两端并联连接点即为整流单元的输出端。同时，A相接线端T1与N相接线端N之间、B相接线端B与N相接线端N之间、C相接线端C与N相接线端N之间分别连接有压敏电阻RV1、压敏电阻RV2、压敏电阻RV3，压敏电阻阻值可随电压变化，具有过电压保护作用。通过整流单元，可以将市电转化为直流电，以便于后续电路检测和使用。

整流单元的两侧输出端中，一输出端为正极输出、另一端为负极输出且负极输出接地。正极输出端上还串联有一稳压二极管VD1，稳压二极管VD1反接，在稳压二极管VD1的阳极与整流单元的负极输出之间还并联有压敏电阻RV5。

继续参见图1所示，脱扣驱动单元包括有可控硅VS1，可控硅VS1的阳极与稳压二极管VD1的阳极连接，可控硅VS1的阴极接地。可控硅VS1的控制端与漏电检测单元以及缺相检测单元的输出端连接，并且还并联一电容C4后接地。脱扣机构包括脱扣线圈，可控硅VS1串联于脱扣线圈的电源回路上，当可控硅VS1的控制端接入高电平时，可控硅VS1导通，进而使脱扣线圈通电、执行脱扣动作。

如图1方框②所示即为缺相检测单元，其主要检测部件为线性光耦器U1，线性光耦器U1的阳极输入端、阴极输入端分别与稳压二极管VD1的阳极（即图1中所示H点）、接地，线性光耦U1器的发射极输出端也接地，其集电极输出端则连接至前述可控硅VS1的控制端中。

线性光耦器U1的阳极输入端与稳压二极管VD1的阳极之间串联有电阻R13、电阻R14、稳压二极管VD8，线性光耦器U1的阳极输入端与其阴极输入端之间并联连接有电阻R16、电容C2以及二极管VD9，其中通过调节R13、电阻R14、电阻R16以及稳压二极管VD8的参数可以调节线性光耦器U1的光耦基准值。

结合图2所示，A相、B相、C相三相的独立波形如图中正弦波所示，线性光耦器U1的光耦基准值即为图2中一平行于X轴的平行线，在正常无缺相的工作状态下，三相全波如图2中左侧最上方的小波浪形波所示——均处于光耦基准值之上，此时线性光耦器U1输出低电平或无输出、不会触发可控硅VS1；三相中缺一相时，其波形如图2半弦波所示，其仅有部分高出于光耦基准值，其部分低于光耦基准值的周期中，线性光耦器U1输出高电平至可控硅VS1的控制端，通过可控硅VS1触发脱扣机构动作。

在另一实施例中，为上拉缺相检测单元的输出，使其能够触发可控硅VS1导通，可于线性光耦器U1的集电极输出端上并联电阻R15、二极管VD6后通过一降压电路连接至稳压二极管VD1的阳极取电。如图1中部上方所示，该降压电路为由电阻R1~电阻R12三个成一组分为四组串联形成，该降压电路既可以有效降压，即便其中任一电阻被烧毁、也能够通过与其并联的两个电阻而确保电路正常运行。以及，线性光耦器U1的集电极输出端同时还可接电容C3后接地。

漏电检测单元的主要结构如图1的下方所示，其包括零序互感器和漏电保护芯片LW54123A（图1中所示为VG54123A），零序互感器的输出端ZCT1、输出端ZCT2之间并联有电阻R18、电阻R19以及电容C7以及双向稳压二极管VD15，输出端ZCT1串联电阻R17后连接至漏电保护芯片LW54123A的引脚1中，输出端ZCT2串联电阻R20后连接至漏电保护芯片LW54123A的引脚2中，漏电保护芯片LW54123A的引脚1与引脚2之间还连接有电容C6，电容C6的两端还分别串联电容C10和电容C11后接地。

漏电保护芯片LW54123A通过引脚1与引脚2接收零序互感器所检测到的剩余电流的状态，并根据预先设置的程序判断剩余电流是否超出上限，若是，则通过其引脚7输出高电平信号至前述可控硅VS1的控制端（TRIP）上。

实施例2 本实施例提供一种带漏电保护和缺相保护的3P断路器，其与实施例1的区别在于：N相的整流支路上不设置整流二极管VD5，整流二极管VD14采用一接地电阻替代，并且N相连接端N中引出导线至接地电阻远离接地端的一侧。

综上所述，本实用新型提供了一种带有缺相保护和漏电保护的断路器，其仅通过对电路进行改动即可于漏电断路器之上增架缺相保护功能，其结构简单，适于实用。

Claims (9)

1.一种缺相漏电保护断路器，其特征在于：包括漏电检测单元、缺相检测单元、整流单元、脱扣驱动单元以及脱扣机构，所述整流单元包括有A、B、C、N四相整流电路，所述整流单元的输出端与缺相检测单元的输入端连接，所述漏电检测单元、缺相检测单元的输出端均反馈至所述脱扣驱动单元，所述脱扣驱动单元驱动所述脱扣机构执行脱扣动作。

2.如权利要求1所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述漏电检测单元包括零序互感器和控制器，所述零序互感器的输出端经过降压、滤波、模数转换后反馈至控制器，所述控制器的输出端输出反馈信号至所述脱扣驱动单元。

3.如权利要求2所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述漏电检测单元中，控制器采用LW54123A漏电保护专用芯片。

4.如权利要求1-3任一所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述A、B、C、N四相整流电路包括有四路并联的整流支路：

每一整流支路上串联有两个整流二极管，所述A、B、C、N四相分别通过导线连接至一整流支路上的两个整流二极管之间；

或者，所述A、B、C三相的整流支路上串联有两个整流二极管，所述N相的整流支路上仅设置一接地电阻，所述A、B、C相分别通过导线连接至一整流支路上的两个整流二极管之间、N相连接至接地电阻远离接地端的一侧；

所述四相整流电路的两端并联连接点即为整流单元的输出端。

5.如权利要求4所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述缺相检测单元包括线性光耦器，所述线性光耦器的阳极、阴极输入端分别与整流单元的正极输出端、接地，所述线性光耦器的发射极输出端接地、其集电极输出端连接至脱扣驱动单元。

6.如权利要求5所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述线性光耦器的集电极输出端与脱扣驱动单元之间串联有一二极管；和/或所述线性光耦器的集电极输出端同时并联有一电容接地。

7.如权利要求5所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述线性光耦器的阳极输入端与整流单元的正极输出端之间串联有降压电阻和/或降压二极管，所述线性光耦器的光耦导通基准值可通过降压电阻或降压二极管进行调节。

8.如权利要求5所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述线性光耦器的阳极输入端与阴极输入端之间并联有滤波电容以及稳压二极管。

9.如权利要求5-8任一所述的缺相漏电保护断路器，其特征在于：所述脱扣驱动单元包括一可控硅，所述脱扣机构包括脱扣线圈，所述可控硅串联于脱扣线圈的电源回路上并并联于所述整流单元输出端的两侧；所述线性光耦器、控制器的均与可控硅的控制端连接。

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