CN2165527Y - 全功能保险开关 - Google Patents

Abstract

一种为安全用电提供全部保险功能的全功能保 险开关，它是在已有的电子式漏电开关内，采用一个 集成电路四运算放大器，它的一个输入端通过电阻与 漏电流互感器连接，一个输出端通过电阻与可控硅控 制端连接，用一只电流互感器通过二极管与漏电流互 感器连接，使开关具备了漏电、触电、过电流、短路及 过电压区别保护的全部保险功能。

Description

本实用新型涉及一种能保护家用电器、车间仪器仪表及人身安全的交流电源开关，尤其是能够在发生漏电、触电、过电压、过电流或短路情况下，自动切断电源的全功能保险开关。

目前，公知的漏电开关主要由漏电流互感器直接将测得的漏电流信号触发可控硅，起动电磁铁切断电源，由于触电电流只允许在毫安级，故对漏电流互感要求很高的灵敏度。日本产品GB－2型、EM52型、LR50C型和本国少数产品采用专用集成电路提高了灵敏度，但大多只有漏电保护功能，少数产品还采用双金属片的过流短路保护，并采用氧化锌压敏电阻吸收电网中的高压干扰脉冲，但是没有真正解决过电压保护问题，因为过电压有两种不同情况，一种是瞬时高压脉冲，如雷电、日光灯之类电感性负载关断引起；另一种是高压交流，如零线接触不良、高压搭接等引起，如果在夜晚下雷雨，一次闪电就令开关切断，影响其它电器正常工作，是不合理的。可以由压敏电阻吸收这类高压脉冲。而在高压搭接，零线断等情况下，压敏电阻无能为力，应使开关立即关断，这就要求过电压区别保护功能，目前国内外未发现具备这种全部保护功能的开关。

本实用新型的目的是提供一种全功能保险开关，它不仅能在漏电、触电、过电流、短路时自动切断电源，还能在交流过电压时自动切断电源，在脉冲过电压时能自动吸收，但不切断电源，保证其它电器正常工作。

本实用新型的各种保险功能是这样实现的：不改变公知的漏电开关的触点结构、操作机构、漏电流检测电路、可控硅触发电路、电磁脱扣和试验按钮，只在漏电流检测电路、可控硅触发电路之间采用了一只通用集成电路四运算放大器，分别接成经典的比例放大器、电压比较器、低通滤波器、电压跟随器。比例放大器的反相输入端与漏电流互感器电连接，输出端与低通滤波器电连接，将各种干扰脉冲滤除。在该运算放大器的反相端给定一个正电位，只有输入信号高于此“门限”电压，才会输出高电位。低通滤波器的输出端与电压跟随器输入端电连接，提高了负载能力，使可控硅可靠地触发，完成漏电触电保护动作；电压比较器的反相端也给定一个“门限”电压，当电压检测信号高于这一电压输出高电位，电压比较器的输出信号经过低通滤波器、电压跟随器触发可控硅，完成交流过电压保护动作。在电压检测信号输入端电连接着一个电容器，吸收周期很短的高压脉冲，所以雷电等高压脉冲不会使开关动作，只会被氧化锌压敏电阻所吸收，这样就解决了区别处理两类不同的过电压问题；一只电流互感器并联一只负载电阻，当电网过流或短路时，将在负载电阻上产生约0.6V电压降，使一只与其电连接的二极管导通，信号加于比例放大器的反相输入端，按漏电保护的作用原理完成过电流保护和短路保护。

综上所述，本实用新型采用了一只集成电路四运算放大器和一只小电流互感器，附加一些电阻电容元件，就完成了漏电触电保护、过电压区别保护、过流短路保护，与日本GB－2型漏电开关相比，只增加了1只电容，3只电阻，1只小电流互感器，但已具备了对安全用电的全部保护功能，因此称为全功能保险开关。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型一个实施例的局部剖面图。图中1、绝缘外壳；2、试验按钮；3、电路板；4、四运算放大器；5、漏电流互感器；6、电流互感器；7、接线端子。

在图1中，开关触点闭合后由R13、C6、D2形成9V直流，由R11、R10、C4形成电压取样，电阻R8、R9分压形成IC4反相输入端的“门限”偏置电压，当取样电压高于门限电压，电压比较器IC4输出高电位，经过依次电连接的R7、IC2、IC3、R12使可控硅TR导通切断开关，实现交流过电压保护。脉冲高压的保护由氧化锌压敏电阻RV吸收，取样电路的R11和C4的积分作用使开关不会动作。漏电流检测电路与IC1、R3、R4构成的比例放大器电连接，比例放大器的输出端与R5、R6、C2、IC2、C3构成的低通滤波器电连接，滤除各类干扰信号，低通滤波器的输出端与由IC3构成的电压跟随器输入端连接，提高了负载能力，电压跟随器的输出端与由R12、C5、TR构成的可控硅触发电路电连接，R12、C5的作用是提高抗干扰能力，只有漏电流信号达到一定值，可控硅才会导通，使电源切断。电流互感器T1和R1并联后一端接地，另一端与二极管D1电连接，D1的另一端与漏电流检测电路电连接，当电网电流超过额定值时，R1产生高于0.6V电压降，信号电压经过依次电连接的比例放大器IC1、低通滤波器IC2、电压跟随器IC3、R12、TR切断开关。

图2是上述技术方案的一个实施例，在市售的DZL38型漏电开关中安装着印刷电路板3，电路板3上依据上述电原理安装着型号为LM324四运算放大器集成电路4，漏电流互感器5、电流互感器6等电子元件构成了一只有漏电、触电保护、过电压区别保护、过电流、短路保护的全功能保险开关，所达到的技术指标为：

额定电压：220V交流 额定电流：20A漏电不动作电流：15MA漏电动作电流：30MA过电压保护：260V过电流、短路保护：25A漏电动作时间：0.1S。

Claims (1)

1. 一种全功能保险开关，由绝缘外壳、操作机构、试验按钮、漏电流检测电路、可控硅触发电路、电磁脱扣机构组成，其特征在于：漏电流互感器的一端与电阻电连接，电阻的另一端与集成电路四运算放大器的一个输入端电连接，四运算放大器的一个输出端与电阻电连接，电阻的另一端与可控硅控制端电连接，一个电流互感器一端与二极管电连接，二极管的另一端与漏电流互感器电连接。