CN2588522Y - 一种多功能直接负载式漏电继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能直接负载式漏电继电器，特征是：电子线路由电源DY、三相基准信号源SX、漏电检测电路LR、缓变漏电处理电路HL、突变漏电处理电路TL、缺相信号处理电路QX、缺相推动电路QT、自动复位电路ZF、执行电路ZX、缓冲电路HC、复位关断电路FG组成，LR、HL、TL、ZF、QX、QT、HC、ZX的接地端与DY负极端接成同电位，SX的输入端接于三相交流电源SD，SX的三个输出端a、b、c分别接TL的三个受控端。这种直接负载式漏电继电器，优点是低功耗，可关断的，能够区分缓变漏电和突变漏电，用于三相线路，没有“动作死角”并且具有缺相保护功能，既可做成常闭式又可做成常开式的。

Description

一种多功能直接负载式漏电继电器

本实用新型涉及一种多功能直接负载式漏电继电器，属电子技术和电力线路控制技术领域。

所谓直接负载式漏电继电器是指用本身的触头直接控制供电线路的接通和断开的漏电继电器。现有漏电继电器多数为间接负载式，即用本身的触头去控制电磁开关如交流接触器，再用电磁开关的触头去接通和断开供电线路；近几年虽生产出一些直接负载式漏电继电器但存在如下不足：一是多为常开式，存在功耗大、寿命短的缺点，少数常闭式又存在不可关断的缺点；二是多数不能区分缓变漏电和突变漏电，误动作多，少数能区分缓变漏电和突变漏电的，也只适用于单相线路而不适用于三相线路；三是多数三相式的都不具备缺相保护功能，当三相线路因故缺相或漏电继电器因触头故障使输出缺相时，起不到保护作用，存在烧毁三相电机的隐患，少数具有缺相保护功能的又只限于常开式，存在耗电多，寿命短的缺点。

本实用新型的目的在于提供一种可关断的，低功耗的，能够区分缓变漏电和突变漏电，用于三相线路，没有“动作死角”并且具有缺相保护功能，既可做成常闭式又可做成常开式的直接负载式漏电继电器。

本实用新型是采取如下技术方案达到上述目的的：本漏电继电器由外壳、继电器、电子线路和开关组成，其结构形式分为“常闭式”和“常开式”两种，特征是：电子线路由电源DY、三相基准信号源

漏电检测电路LR、缓变漏电处理电路 突变漏电处理电路

缺相信号处理电路 缺相推动电路QT、自动复位电路ZF、执行电路ZX、缓冲电路HC、复位关断电路FG组成，LR、的接地端与 负极端接成同电位，

的输入端接于三相交流电源

的三个输出端a、b、c分别接 的三个受控端；其中“常闭式”结构的特点是：继电器是三只同规格的继电器组合而成，三者的线圈是串连的，此时电子线路采用三相整流、电阻降压的方式供电——三相整流后的高压输出端Vg接继电器线圈的一端J1，经电阻降压后的低压输出端Vcc接

四者的正极端，

的正极端接继电器另一端

ZF、QX、QT、HC、ZX的接地端与电源DY的负极端接成同电位；其中“常开式”结构的特点是：继电器是由一只具有三组主触头的继电器独立承担，此时电子线路采用单相整流、变压器降压再整流的方式供电——整流后的高压输出端Vg接切换器

的输入端，整流后的低压输出端分为

端和 端，

端与 输出端同接继电器线圈J1端，Vcc端接HL、TL、ZF、QT四者的正极端，ZX的正极端接继电器另一端

本技术方案中“常闭式”结构的特殊之处还在于：电源DY由二极管D1、D2、D3和电阻 电容C1、C2、稳压管

组成，

的正极端分别接三相交流电的三相火线A、B、C，D1、D2、D3的负极端同接于电容C1的正极端，该接点即为

的高压输出端 C1的负极端即为

的负极，该接点与三相交流电源的零线N接成同电位或基本同电位，DY的高压输出端Vg除与继电器线圈

端相接外还与电阻

(

可以由多只电阻组成)相接，

的另一端接稳压管W1的负极端，W1的正极端接DY的负极，电容C2与W1并连，W1的负极端即为

的低压输出端

本技术方案中“常开式”结构的特殊之处还在于：①电源DY由变压器By、高压整流器 第一低压整流器 第二低压整流器 组成，其中变压器By除有初级线圈L1和次级线圈L2以外，还有次级线圈L3，L2输出的交流电经整流取得的直流电压即为 的输出电压

亦即供给低压电子线路工作的电压， 输出的交流电经整流取得的直流电压即为

的输出电压

亦即作为继电器工作的维持电压；②高压整流器GZ的输入端接L1，低压整流器DZ1的输入端接 低压整流器 的输入端接 的输出端

和继电器线圈JI端之间接有切换器QH，DZ1的输出端接HL、TL、ZF、QT四者的正极，DZ2的输出端

与

同接继电器线圈

端。

本技术方案中所述切换器QH是继电器的辅助触头KC，KC跨接在DY高压输出端 和继电器线圈 端之间；所述切换器 也可以是由开关元件 如晶闸管及电阻R17、电容C6构成的延时电子开关，其中V4的阳极接DY的高压输出端 的阴极接继电器线圈

端，C6一端接 的控制极，C6的另一端接R17，R17的另一端接V3的集电极。

本技术方案的特殊之处还在于：其中“常闭式”结构的复位关断电路

由开关K1和二极管DG、DF组成，开关K1的一个触点接电源DY的负极或零线

，另一个触点接

的负极端， 的正极端接继电器线圈

端，

的正极端接电源DY的低压输出端Vcc；其中“常开式”结构的复位关断电路FG由开关 直接控制单相交流电源的接通和关断。

本技术方案的特殊之处还在于：三相基准信号源SX由限流元件R2、R3、R4和分压元件

组成，其中

的一端分别接三相交流电源的三相火线A、B、C，另一端依次与R5、R6、R7的一端相接，其接点依次成为SX的输出端a、b、c， 的另一端同接于电源

的负极(或直接与零线相接)。

本技术方案的特殊之处还在于：缺相信号处理电路

由电阻 二极管D7、稳压管W3、电容C4、C5组成，其中R10、R11、R12的一端分别接继电器触头输出端

的另一端同接

的正极端，

的负极端同与C4的正极端、 的负极端相接，C4的正极端称为

的即时输出端，W2的正极端接C5的正极端，该接点即称为QX的延时输出端，C5的负极端接DY的负极即接地。

本技术方案的特殊之处还在于：缺相推动电路QT由集成运放A1和电阻

构成电压比较器，该电压比较器的同相输入端与缺相信号处理电路QX的延时输出端相接，其反相输入端与还与QX的即时输出端相接。

本技术方案的特殊之处述在于：“常闭式”结构的执行电路

由二极管 D5、D6和三极管V1组成，其中D4、D5、D6的正极端分别接缓变漏电处理器HL、自动复位电路

和缺相推动电路 的输出端，D4、D5、D6的负极端共同通过直接或间接方式接V1的基极，V1可以是一支三极管，也可以是复合管，V1的集电极接继电器线圈

端， 发射极接成与电源 负极同电位或基本同电位；在“常开式”结构的执行电路ZX中，还有由三极管V3和电阻R15、R16组成的倒相电路——

的基极接 的负极， 的集电极接

的一端，V3的集电极经R15接V1控制极，R16的另一端接Vcc，V3的发射极接地，V3的集电极称为倒相电路的输出端。

本技术方案的特殊之处还在于：缓冲器HC由电阻R8、R9、稳压管W2、电容

和开关元件(如晶闸管或三极管) 组成，其中

的一端接继电器线圈J2端，R8的另一端接W3的负极端和R9的一端，R9的另一端接C3的正极端，的正极端与

的低电位极(如

极或e极)同接于电源DY的负极，C3的负极端接V1的控制极(如g极或b极)，V2的受控极(如A极或C极)接自动复位电路 的输入端； 接

的一端称为

的控制端，对于“常开式”结构HC的控制端不是接J2而是接倒相电路的输出端即V3的集电极。

本实用新型设计新颖，用于三相线路既具有区分缓变漏电和突变漏电的性能又具有缺相保护功能，既具有直接电力负载线路的能力又具有低功耗、长寿命的优点，既可制成常闭式又可制成常开式，既可自动复位又可随意关断，其性能符合安全标准又切合实际应用。

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

图1是本实用新型第一种结构形式的原理方框图。

图2是本实用新型第二种结构形式的原理方框图。

图3是本实用新型的一个实施例。

图4是本实用新型的另一个实施例。

图5是本实用新型的第三个实施例。

图中，SD-三相交流电源，DY-电源，HL-缓变漏电处理电路，TL-突变漏电处理电路， -漏电检测电路，

-自动复位电路，

-三相基准信号源， -缺相信号处理电路，QT-缺相推动电路，ZX-执行电路，HC-缓冲电路，GF-关断复位电路， -继电器线圈， 的两个接线端，

-低压电子线路总称(包括HL、TL、HC、QT、ZF等)，

-用作关断或复位的开关，By-变压器，GZ-高压整流器，第一 -低压整流器， -第二低压整流器， -继电器辅助触头，Vg-DY高压输出端电压即GZ的输出电压，Vcc-DZ1的输出电压，Vd-DZ2的输出电压。

参照图1、图3。电源DY中，D1、D2、D3接成三相半波整流电源，其输出电压的平均值为220V×1.17＝257.4V，加上C1的滤波作用，便可输出平直的电压，其值为220V×1.414＝311V，这便是DY高压输出端可输出的电压Vg；这个电压经

C2的降压、稳压作用便可得到与 稳压值相等的直流电压-DY低压输出端可输出的电压Vcc。Vg接继电器线圈J1端，也就为继电器的动作准备了能源；

接

的正极端，也就为这几部分电路的工作提供了能源。

漏电检测电路是所有漏电保护器或漏电继电器必不可少的部分，本技术方案不作具体说明，只作为信号流程的一部分画出了方框图

将检测到的漏电信号同时输送到缓变漏电处理电路HL和突变漏电信号处理电路TL进行处理，当达到整定的动作值后时便输出高电平使执行电路

推动继电器动作，切断电源，起到漏电保护作用。

三相基准信号是现有技术条件下设计具有区分缓变漏电和突变漏电漏电继电器必用的参照信号，这个信号通常是通过变压器降压再通过“阻容裂相法”获取的，而本实用新型是采用“电阻限流分压法”获得的，既简便又经济，且占有空间小。限流分压电路由电阻R2、R3、R4和分压元件，R5、R6、R7组成，

与 串联、

与

串联、

串联，

另一端同接于零线或电源负极，R2、R3、R4另一端分别接三相火线A、B、C，三个串联接点a、b、c便可输出适当幅值的三相交流电压或三相半波电压。这里应特别说明的是，所谓分压元件可以是电阻也可以是稳压管，用稳压管的效果要比电阻好一些，但成本较高。在图3的实施例中，

画出了三支电阻，同时由用虚线画出了三支稳压管。

缺相信号处理电路

中，

接成“星形”，三个星脚接自被控制的三相供电线路CA、CB、CC，这样，无论三相电源的输入端或输出端发生缺相故障时，都会使三个电阻的公共点的电位发生严重偏移，即该点与零线间产生电位差—电压，这个电压经D7整流后分成两路：一路经C4迅速加至

的反相输入端，使以A1为核心、以

为门限电压的电压比较器的门限电压升高(随着C4充电电流的逐渐减少这升高部分的电压将逐渐减少直至完全消失)；另一路经 向

充电后再加到A1的同相输入端，直至缺相信号延迟到一定时间并超出A1的门限电压时，A1便输出高电平使

工作、使漏电继电器动作，起到缺相保护作用。

本实施例中，由于电源DY用的是三相整流，又有电容的滤波作用，所以当三相交流电源缺任何一相甚至缺任何两相时都能有足够的高压直流电(300V左右)供给继电器线圈和足够的低压直流电供给

等部分使之有能力工作(如使QT有输出高电平的能力)，使漏电继电器能够实施相关的保护作用。由于用的是三相交流电直接进行半波整流、用电阻降压、稳压管稳压，所以具有经济实用、占有空间少的优点，用于“常闭式”结构便具有低功耗、长寿命的优点。

缓冲电路HC是为了避免漏电继电器复位困难而设置的。漏电继电器的复位时刻往往由于线路的潜在漏电电流产生出突变漏电信号使得漏电继电器复位后又立刻断开，甚至周而复始、长时循环，加上HC以后即可避免。在漏电继电器复位的时刻继电器线圈 端的电位突然由低变高，这个高电位经 C3使V2导通，也就使突变漏电处理电路TL输出端短路，也就丧失了输出高电平促使继电器动作的能力，漏电继电器便可顺利复位；而由于C3的充电作用，V2一会儿又重新关断，此时突变漏电信号已经过去、漏电继电器已经复位、TL也就重新恢复了它的正常功能。

起稳压作用，使加到C3和 控制极的电压是一个适当的数值。V2也可以用三极管，但效果不如晶闸管。

参照图2、图4。与图1、图3有5处不同：

①电源DY中用的是单相变压器B，直流电包括三部分：一是从变压器初级线圈 引出经整流后的高压输出端

二是从次级线圈

引出经整流后的低压输出端Vcc；三是从次级线圈L3引出经整流后的低压输出端Vd。其中Vg专用于继电器的瞬间吸合，

专用于继电器的工作维持，

则专用于电子线路的工作能源。至于整流方式，半波、全波皆可，最佳方式是

用半波， 用桥式，在图4、图5的实施例中都是这种形式(用作整流的二极管没作编号)。

②在执行电路ZX中另加有V3、R15、R16等元件使

输出倒相，即使继电器正常工作于吸合状态——常开式，也就是说，在HL、TL、QX都无高电平输出时

集电极处于高电位，该高电位通过

使

处于导通状态。

③开关K1直接串联于交流电源与L1之间，当K1处于断开状态时，继电器触头也处于断开状态，而且漏电继电器的所有部分都停止工作，这就是漏电继电器的“关断”状态；当K1闭合时，继电器触头闭合的同时电子线路也处于工作状态，也就是漏电继电器的“复位”状态。

④继电器线圈不是单纯接有高压直流电压Vg，而是同时接有高压直流电压

切换器

和低压直流电压

工作时先通入

待继电器吸合后随即用QH切断Vg，用Vd维持工作，达到了降低功耗、延长寿命的目的。

⑤缓冲电路的输入端即

的一端，不是接

而是接

的集电极，因为常开式结构中V3的集电极与常闭式结构的J2正好同相位。

图5是另一种形式的常开式、低功耗直接负载式漏电继电器实施例。与图4的不同之处是：利用V4、R17、C6等元件组成的延时式电子开关来代替继电器辅助触头，使不具有辅助触头的继电器得以应用。R17与C6串联后跨接于 的集电极V4的控制极之间，当开始工作或动作后重新复位时，V3集电极处于高电位，此时便有电流经

C6流至

控制极使 导通(相当于

闭合)，继电器吸合，以后随着C6充电电流逐渐减少V4将关断，继电器线圈Vd维持工作。

Claims (10)

1、一种多功能直接负载式漏电继电器，由外壳、继电器、电子线路和开关组成，结构形式分为“常闭式”和“常开式”两种，其特征是：电子线路由电源DY、三相基准信号源SX、漏电检测电路LR、缓变漏电处理电路HL、突变漏电处理电路TL、缺相信号处理电路QX、缺相推动电路QT、自动复位电路ZF、执行电路ZX、缓冲电路HC、复位关断电路FG组成，LR、HL、TL、ZF、QX、QT、HC、ZX的接地端与DY负极端接成同电位，SX的输入端接于三相交流电源SD，SX的三个输出端a、b、c分别接TL的三个受控端；其中“常闭式”结构的继电器是三只同规格的继电器组合而成，三者的线圈是串连的，电子线路采用三相整流、电阻降压的方式供电——三相整流后的高压输出端Vg接继电器线圈的一端J1，经电阻降压后的低压输出端Vcc接HL、TL、ZF、QT四者的正极端，ZX的正极端接继电器另一端J2，HL、TL、ZF、QX、QT、HC、ZX的接地端与电源DY的负极端接成同电位；其中“常开式”结构的继电器是由一只具有三组主触头的继电器独立承担，此时电子线路采用单相整流、变压器降压再整流的方式供电——整流后的高压输出端Vg接切换器QH的输入端，整流后的低压输出端分为Vd端和Vcc端，Vd端与QH输出端同接继电器线圈J1端，Vcc端接HL、TL、ZF、QT四者的正极端，ZX的正极端接继电器另一端J2。

2、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其特征在于：“常闭式”结构的电源DY由二极管D1、D2、D3和电阻R1、电容C1、C2、稳压管W1组成，D1、D2、D3的正极端分别接三相交流电的三相火线A、B、C，D1、D2、D3的负极端同接于电容C1的正极端，该接点即为DY的高压输出端Vg，C1的负极端即为DY的负极，该接点与三相交流电源的零线N接成同电位或基本同电位，DY的高压输出端Vg除与继电器线圈J1端相接外还与电阻R1(R1可以由多只电阻组成)相接，R1的另一端接稳压管W1的负极端，W1的正极端接DY的负极，电容C2与W1并连，W1的负极端即为DY的低压输出端Vcc。

3、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其“常开式”结构的特征在于：①电源DY由变压器By、高压整流器GZ、第一低压整流器DZ1、第二低压整流器DZ2组成，其中变压器By除有初级线圈L1和次级线圈L2以外，还有次级线圈L3，L2输出的交流电经整流取得的直流电压即为DZ1的输出电压Vcc亦即供给低压电子线路工作的电压，L3输出的交流电经整流取得的直流电压即为DZ2的输出电压Vd亦即作为继电器工作的维持电压；②高压整流器GZ的输入端接L1，低压整流器DZ1的输入端接L2，低压整流器DZ2的输入端接L3，GZ的输出端Vg和继电器线圈JI端之间接有切换器QH，DZ1的输出端接HL、TL、ZF、QT四者的正极，DZ2的输出端Vd与QH同接继电器线圈J1端。

4、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其“常开式”结构的特征在于：所述切换器QH是继电器的辅助触头KC，KC跨接在DY高压输出端Vg和继电器线圈JI端之间；所述切换器QH也可以是由开关元件V4如晶闸管及电阻R17、电容C6构成的延时电子开关，其中V4的阳极接DY的高压输出端Vg，V4的阴极接继电器线圈JI端，C6一端接V4的控制极，C6的另一端接R17，R17的另一端接V3的集电极。

5、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其特征在于：其中“常闭式”结构的复位关断电路FG由开关K1和二极管DG、DF组成，开关K1的一个触点接电源DY的负极或零线N，另一个触点接DG、DF的负极端，DG的正极端接继电器线圈J2端，DF的正极端接电源DY的低压输出端Vcc；其中“常开式”结构的复位关断由开关K1直接控制单相交流电源的接通和关断。

6、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其特征在于：三相基准信号源SX由电阻R2、R3、R4和分压元件R5、R6、R7组成，其中R2、R3、R4的一端分别接三相交流电源的三相火线A、B、C，另一端依次与R5、R6、R7的一端相接，其接点依次成为SX的输出端a、b、c，R5、R6、R7的另一端同接于电源DY的负极(或零线)；R5、R6、R7可以是电阻也可以是稳压管。

7、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其特征在于：缺相信号处理电路QX由电阻R10、R11、R12、二极管D7、稳压管W3、电容C4、C5组成，其中R10、R11、R12的一端分别接继电器触头输出端CA、CB、CC，R10、R11、R12的另一端同接D7的正极端，D7的负极端同与C4的正极端、W2的负极端相接，C4的正极端称为QX的即时输出端，W2的正极端接C5的正极端，该接点即称为QX的延时输出端，C5的负极端接DY的负极即接地。

8、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其特征在于：缺相推动电路QT由集成运放A1和电阻R13、R14构成电压比较器，该电压比较器的同相输入端与缺相信号处理电路QX的延时输出端相接，其反相输入端与还与QX的即时输出端相接。

9、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其特征在于：“常闭式”结构的执行电路ZX由二极管D4、D5、D6和三极管V1组成，其中D4、D5、D6的正极端分别接缓变漏电处理器HL、自动复位电路ZF和缺相推动电路QT的输出端，D4、D5、D6的负极端共同通过直接或间接方式接V1的基极，V1可以是一支三极管，也可以是复合管，V1的集电极接继电器线圈J2端，V1发射极接成与电源DY负极同电位或基本同电位；“常开式”结构的执行ZX中还有由三极管V3、电阻R15、R16组成的倒相电路，V3的基极接D4、D5、D6的负极，V3集电极接R15、R16的一端，R15的另一端接V1的控制极，R16的另一端接Vcc。

10、按权利要求1所述的多功能直接负载式漏电继电器，其特征在于：缓冲器HC由电阻R8、R9、稳压管W2、电容C4和开关元件(如晶闸管或三极管)V2组成，其中R8的一端接继电器线圈J2端，R8的另一端接W3的负极端和R9的一端，R9的另一端接C3的正极端，W3的正极端与V2的低电位极(如K极或e极)同接于电源DY的负极，C3的负极端接V1的控制极(如g极或b极)，V2的受控极(如A极或C极)接自动复位电路ZF的输入端R8接J2的一端称为HC的控制端，对于“常开式”结构HC的控制端不是接J2而是接倒相电路的输出端即V3的集电极。

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