一种带自检功能的剩余电流动作断路器的制作方法

本实用新型涉及一种断路器，尤其涉及一种带自检功能的剩余电流动作断路器。

背景技术：

剩余电流动作断路器作为低压配电系统中防止电击事故、电气设备漏电损坏的重要保护设备，得到了广泛应用。但在实际应用中，由于安装配置不规范、产品质量差等原因造成断路器损坏或漏电保护功能失效，进而引发人身伤害事故或设备损坏事故的情况仍然经常发生。所以，为了确保断路器的漏电保护功能有效，传统的检验方法为，需要人工介入操作设于断路器上的试验按钮以验证断路器的响应接地故障的能力。

然而事实上，多数用户由于嫌操作麻烦根本不会定期主动对断路器进行功能验证操作，而且通过人工操作试验按钮将会中断对设备的供电连续性，或将对用户造成经济损失。另外，即便是用户愿意每月对断路器进行人为的功能验证操作，但以月为单位的验证周期过长，若在月内断路器漏电保护功能失效，将会给用户用电带来极大的用电安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种带自检功能的剩余电流动作断路器，以解决上述存在的技术问题。

本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是，提供一种带自检功能的剩余电流动作断路器，包括一壳体和设于所述壳体顶部的一操作手柄、一试验按钮以及设于所述壳体内的一触头系统和使用所述触头系统的一灭弧室，所述触头系统与所述操作手柄相连，于所述壳体内还设置有进线端、出线端、一短路保护机构和一过载保护机构，

于所述壳体内还设置有一pcb控制线路组件板、一剩余电流保护脱扣器、一零序电流互感器、一报警指示灯和一蜂鸣器；

于所述pcb控制线路组件板上设置有一主控芯片和与所述主控芯片相连的一可控硅；所述可控硅同时连接所述剩余电流保护脱扣器；所述零序电流互感器、所述报警指示灯和所述蜂鸣器分别与所述主控芯片相连。

作为本实用新型的一种优选方案，设于所述pcb控制线路组件板上的所述主控芯片的具体型号为lt6713v。

作为本实用新型的一种优选方案，所述主控芯片内包括一数字逻辑控制器和分别与所述数字逻辑控制器连接的稳压整流器、接地故障控制器、scr触发器、延时触发器、计时器、低压差线性稳压器和led指示灯控制器；

所述主控芯片的第二管脚连接一第一运算放大器的负输入脚；

所述主控芯片的第三管脚连接所述第一运算放大器的正输入脚；

所述第一运算放大器的输出端连接一第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的正负输入脚短接；所述第一运算放大器的输出端同时连接所述主控芯片的第一管脚；

所述第二运算放大器的输出端连接所述延时触发器；

所述延时触发器串联连接所述scr触发器；

所述scr触发器连接所述主控芯片的第十六管脚；

所述延时触发器与所述scr触发器相交的点连接所述数字逻辑控制器的第一端口；

所述数字逻辑控制器的第二端口连接所述主控芯片的第十五管脚；

所述数字逻辑控制器的第三端口通过一主电平检测模块连接所述主控芯片的第十四管脚；

所述数字逻辑控制器的第四端口连接所述主控芯片的第十三管脚；

所述数字逻辑控制器的第五端口通过所述接地故障控制器连接所述主控芯片的第十二管脚；

所述数字逻辑控制器的第六端口通过所述led指示灯控制器连接所述主控芯片的第十一管脚；

所述数字逻辑控制器的第七端口通过所述计时器连接所述主控芯片的第九管脚；

所述数字逻辑控制器的第八端口通过所述低压差线性稳压器的第一输出端连接所述主控芯片的第七管脚，并通过所述低压差线性稳压器的第二输出端连接所述主控芯片的第八管脚。

作为本实用新型的一种优选方案，所述试验按钮包括按钮本体和连接所述按钮本体的一导光柱，所述按钮本体设于所述壳体的外露表面上，所述导光柱设于所述壳体内。

作为本实用新型的一种优选方案，所述试验按钮由透明塑料制成。

作为本实用新型的一种优选方案，所述报警指示灯设于所述试验按钮的所述导光柱的下方位置处，并与所述导光柱相对设置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述pcb控制线路组件板设于所述壳体内的底部位置处；所述剩余电流保护脱扣器设于所述pcb控制线路组件板的上方位置处；所述零序电流互感器设于所述pcb控制线路组件板的左侧位置处。

作为本实用新型的一种优选方案，所述报警指示灯设于所述壳体上，所述报警指示灯通过导线与设于所述pcb控制线路组件板上的所述主控芯片相连；

作为本实用新型的一种优选方案，所述蜂鸣器设于所述pcb控制线路组件板上。

本实用新型提供的带自检功能的剩余电流动作断路器无需人工介入即可自动对自身是否存在故障进行周期性的自检，以进一步确保用户的用电安全。而且，本实用新型在自检过程中不会断开主电路的电连接状态，能够确保对设备的供电连续性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的带自检功能的剩余电流动作断路器的立体结构图；

图2是本实用新型实施例提供的带自检功能的剩余电流动作断路器的内部结构示意图一；

图3是本实用新型实施例提供的带自检功能的剩余电流动作断路器的内部结构示意图二；

图4是本实用新型实施例提供的带自检功能的剩余电流动作断路器的俯视图；

图5是本实用新型实施例提供的带自检功能的剩余电流动作断路器上的试验按钮的结构示意图；

图6是设于本实用新型实施例提供的带自检功能的剩余电流动作断路器内的主控芯片的内部结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的剩余电流动作断路器内的主控芯片的各个管脚的功能描述表。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

请参照图1、图2和图4，本实用新型实施例提供的一种带自检功能的剩余电流动作断路器，包括一壳体1和设于壳体1顶部的一操作手柄2、一试验按钮3以及设于壳体1内的一触头系统4和使用该触头系统4的一灭弧室5，触头系统4与操作手柄2相连，于壳体1内还设置有进线端6、出线端7、一短路保护机构8和一过载保护机构9，

请参照图3，本实施例提供的剩余电流动作断路器的壳体1内还设置有一pcb控制线路组件板11，一剩余电流保护脱扣器10、一零序电流互感器12、一报警指示灯13和一蜂鸣器113；

于pcb控制线路组件板11上设置有一主控芯片112和与该主控芯片112相连的一可控硅111；可控硅11同时连接剩余电流保护脱扣器10；零序电流互感器12、报警指示灯13和蜂鸣器113分别与主控芯片112相连。

上述技术方案中，操作手柄2、试验按钮3、触头系统4、灭弧室5、进线端6、出线端7、短路保护机构8以及过载保护机构9均为本技术领域内常用于断路器中的器件，为现有技术，所以关于如短路保护机构8、过载保护机构9、触头系统4的内部结构在此不作阐述。而且，对于本技术领域的技术人员而言，现有的这些应用于断路器中的上述器件，其相互间的连接方式为本技术领域内的技术人员所熟知，所以关于如触头系统4与操作手柄2的连接方式、短路保护机构7与过载保护机构8的连接方式等在此不作阐述。

为了实现本实施例提供的剩余电流动作断路器具备性能良好的自检功能，本申请人自行研发了型号为lt6713v的主控芯片112。请参照图6，该主控芯片112实为一具备自检功能的漏电保护电路，该主控芯片112内包括：

一数字逻辑控制器1121和分别与数字逻辑控制器1121连接的一稳压整流器1122、接地故障控制器1123、scr触发器1124、延时触发器1125、计时器1126、低压差线型稳压器1127和led指示灯控制器1128；

主控芯片112的第二管脚连接一第一运算放大器1129的负输入脚；

所述主控芯片112的第三管脚连接所述第一运算放大器1129的正输入脚；

所述第一运算放大器1129的输出端连接一第二运算放大器1130的输入端，所述第二运算放大器1130的正负输入脚短接；所述第一运算放大器1129的输出端同时连接所述主控芯片112的第一管脚；

所述第二运算放大器1130的输出端连接所述延时触发器1124；

所述延时触发器1124串联连接所述scr触发器1125；

所述scr触发器1125连接所述主控芯片的第十六管脚；

所述延时触发器1124与所述scr触发器1125相交的点连接所述数字逻辑控制器1121的第一端口100；

所述数字逻辑控制器1121的第二端口200连接所述主控芯片112的第十五管脚；

所述数字逻辑控制器1121的第三端口300通过一主电平检测模块1131(mld)连接所述主控芯片112的第十四管脚；

所述数字逻辑控制器1121的第四端口400连接所述主控芯片112的第十三管脚；

所述数字逻辑控制器1121的第五端口500通过所述接地故障控制器1123连接所述主控芯片112的第十二管脚；

所述数字逻辑控制器1121的第六端口600通过所述led指示灯控制器1128连接所述主控芯片112的第十一管脚；

所述数字逻辑控制器1121的第七端口700通过所述计时器1126连接所述主控芯片112的第九管脚；

所述数字逻辑控制器1121的第八端口800通过所述低压差线性稳压器1127的第一输出端连接所述主控芯片112的第七管脚，并通过所述低压差线性稳压器1127的第二输出端连接所述主控芯片112的第八管脚。

图7为主控芯片112的各个管脚的功能描述表。请参照图6和图7，图6中的ampout(运放输出脚)对应为主控芯片的第一管脚；

图6中的vfb(运放负输入脚)对应主控芯片的第二管脚；

图6中的v+(运放正输入脚)对应主控芯片的第三管脚；

图6中的vcc(模拟电源)对应主控芯片的第四管脚；

图6中的a-gnd(模拟地)对应主控芯片的第五管脚；

图6中的d-gnd(数字地)对应主控芯片的第六管脚；

图6中的vdd(数字电源)对应主控芯片的第七管脚；

图6中的ref(参考电压)对应主控芯片的第八管脚；

图6中的cap(时钟电容脚)对应主控芯片的第九管脚；

主控芯片的第十管脚悬空；

图6中的led(led指示gfci工作状态)对应主控芯片的第十一管脚；

图6中的gf-test(环路自检时法测试方波，模拟接地故障状态)对应主控芯片的第十二管脚；

图6中的scr-test(gfci环路scr检测反馈脚)对应主控芯片的第十三管脚；

图6中的mld(主电平检测，轻触接地可以触发手动自检，并复位计时器)对应主控芯片的第十四管脚；

图6中的en(自检使能脚，接地可关闭数字逻辑控制器)对应主控芯片的第十五管脚；

图6中的scr-drv(检测到接地故障时，驱动可控硅实现跳闸)对应主控芯片的第十六管脚。

需要说明的是，gfci为接地故障电流漏电保护器，也就是本实施例提供的带有自检功能的剩余电流动作断路器。scr即为可控硅(可控硅整流器)。

当用户将本实施例提供的剩余电流动作断路器接入到带电低压配电系统中后，用户通过闭合操作手柄2，以在断路器内部形成一漏电保护回路。当闭合操作手柄2后，在主控芯片112控制下，断路器开始进行首次自检，然后在设定的间隔时间内比如每间隔15分钟对漏电保护回路的关键元器件进行故障检测。这里所述的关键元器件包括零序电流互感器12、主控芯片112、剩余电流保护脱扣器10和可控硅111。在自检过程中，若检测到任何一个关键元器件出现故障，主控芯片112则确认自检结果为自检失败，此时主控芯片112会驱动蜂鸣器113进行报警，比如驱动蜂鸣器113连续报警60s，并触发可控硅111控制剩余电路保护脱扣器10强制脱扣，进而使得剩余电流动作断路器断开，以确保用电安全。

需要说明的是，当主控芯片112检测到可控硅111或者剩余电流保护脱扣器10本身发生故障时，剩余电流动作断路器此时已无法通过可控硅111控制剩余电流保护脱扣器10强制脱扣以断开剩余电流动作断路器，此时主控芯片112将控制蜂鸣器113持续报警，并控制报警指示灯13连续闪烁，以提示用户采取进一步措施以确保用电安全。

上述技术方案中，优选地，请参照图5，试验按钮3包括按钮本体32和连接按钮本体32的一导光柱31，按钮本体32设于壳体1的外露表面上，导光柱31设于壳体1内。

由于报警指示灯13设于剩余电流动作断路器的壳体1内部，为了将报警指示灯13发出的灯光导出到壳体1外，使得用户能够在第一时间清晰看到报警指示灯13的报警状态，优选地，报警指示灯13设于试验按钮3的下方位置处，并与导光柱31相对设置。为了进一步提升导光效果，更优选地，试验按钮3包括按钮本体32和导光柱31均由透明塑料制成。

为了尽可能的降低剩余电流动作断路器内部的布线复杂度，优选地，pcb控制线路组件板11设于壳体1内的底部位置处；剩余电流保护脱扣器10设于pcb控制线路组件板11的上方位置处；零序电流互感器12设于pcb控制线路组件板11的左侧位置处。

上述技术方案中，为了进一步缩小壳体内部布线空间，以减小剩余电流动作断路器的整体体积，蜂鸣器113可优选设于pcb控制线路组件板11上。

另外，为了增强报警指示灯13的报警指示效果，报警指示灯13还可设于剩余电流动作断路器的壳体1上，报警指示灯13通过导线与设于pcb控制线路组件板11上的主控芯片112相连。同样的，蜂鸣器113通过导线与主控芯片112相连。

综上，本实用新型提供的带自检功能的剩余电流动作断路器无需人工介入即可自动对自身是否存在故障进行周期性的自检，以进一步确保用户的用电安全。而且，本实用新型在自检过程中不会断开主电路的电连接状态，能够确保对相关设备的供电连续性。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。