专利名称：一种使漏电保护无动作死区的方法及其断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气保护技术领域，特别是一种使漏电保护功能覆盖 全范围、无动作死区的方法及其断路器。
技术背景目前常用的单相漏电保护器都必须在输入端有电压存在的情况下才能 正确动作， 一旦供电线路中的中线(俗称零线)断线时，负载一侧发生人 畜触电事故及人为窃电等造成的"一线一地"违章使用情况时，均会失去 自动跳闸功能，此时实际上是最危险时期，因为相线(火线)通过断路器 与负载电气相连，而客观上又容易给人造成供电线路已停电的假象，所以 很容易引发触电事故或引发意外火灾事故，因此，现有技术的单相漏电保 护器的保护功能不能覆盖全范围、存有一定的工作死区，故从安全性、实 用性和经济性角度考虑，欠理想。 发明内容本发明的目的是要提供一种使漏电保护无动作死区的方法及其断路器。本发明的使漏电保护无动作死区的方法是这样的在包含有电源供给 电路、电气检测电路、控制电路和动作执行机构的漏电保护断路器中，将 电源供给电路中的桥式整流电路设置成由六只整流管构成的三支路六管式 整流电路，其中四只构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的 中线和相线电气相连，其余二只构成支路的中间联接点与PE输入接地线电气相连，使之在供电线路中的中线断开的情况下仍能执行正常整流工作， 确保向控制电路提供正常工作电压，以使控制电路无论在电路中发生窃电 性漏电、触电事故引发的漏电或者中线意外断线的情况下都能正常地输出 控制信号，驱使动作执行机构工作，驱动跳闸、切断工作电源，实现覆盖 全范围、无动作死区的漏电保护。基于本发明方法的无动作死区漏电保护断路器，主体由外部壳体和内 部电气线路板构成，壳体上设置有电源相线①、中线N的输入接线柱及输 出接线柱，内部电气线路板上包含设置有电源供给电路、电气检测电路、 控制电路和动作执行机构，特征在于所述的壳体上还设置有输入接地线PE的接线柱；所述的电源供给电路中包含有电源相线、中线、接地线及扩 展型全波桥式整流电路和RC滤波器，所述的电气检测电路中包含有零序电 流互感器、漏电指示灯及调节控制漏电指示灯工作灵敏度的可变电阻器， 所述的控制电路包含有IC控制芯片及其外围元件、限流电阻、分压电阻和 开关器件及其触发电路，所述的动作执行机构中包含有脱扣线圈L及电气 闸刀。其中所述的扩展型全波桥式整流电路系由整流管Dl、 D2、 D3、 D4 、 D5和D6构成的三支路六管式整流电路，由D1和D2、 D3和D4构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，由D5和 D6构成支路的中间联接点与PE接地线电气相连；所述的RC滤波器设置在所述桥式整流电路的电压输出线上；所述的电源相线、中线从零序电流互 感器中穿越而过，在所述的零序电流互感器上绕设有次级线圈，所述的次 级线圈的输出端的一端与IC控制芯片的信号输入脚电气相连，另一端经限 流电阻R1后与IC控制芯片的另一信号输入脚电气相连，此外在次级线圈的输出端间还并联设置有漏电指示灯及调节控制漏电指示灯工作灵敏度的可变电阻器RT1;所述的IC控制芯片及其外围元件设置在扩展型全波桥式整流电路的电压输出端与零序电流互感器上的次级线圈感应输出端之间，上面包含设置有与信号控制输出端电气相连的工作状态控制开关K、 RC滤 波电路、可控硅SCR及其触发电路；此外，在相线和中线之间还设置有防 浪涌冲击型压敏电阻器及由模拟漏电电阻器RS和微动试验按钮开关CN构 成的模拟漏电试验电路。工作时，由电源供给电路向控制电路正常工作电压，使控制电路处于 等待工作状态，零序电流互感器负责监视检测供电回路中中线和相线的电 流变化情况，在正常工作状态下，相线上的电流与中线上的电流应方向相 反、大小相等，差值为零，其次级线圏中的感应电流理论上应当为零。而 当供电回路中有非正常情况发生时，零序电流互感器上检测到不平衡的电 流，在次级线圈中产生感应电势，发出漏电信号，IC控制芯片接收到漏 电信号，经整定放大后，输出控制信号，驱使可控硅导通，于是设置有脱 扣线圈的工作回路通电工作，驱动跳闸，切断供电电源，发挥正常的漏电 保护功能。若中线发生断线情况时，原有的桥式整流电路因不成回路而不 能正常工作，无法向控制电路提供正常工作电压，但在本发明中，由于增 加设置了带有接地线PE的输入，中线的断线不影响整流电路工作，所以仍 然可以正常地向控制电路供电，确保控制电路在任何情况下都能正常工作， 驱动跳闸。此外，在本发明中，在IC控制芯片的控制信号输出脚上设置有工作模 式控制开关，其作用是当工作模式控制开关处于闭合状态时， 一旦IC控制芯片发出控制信号，由于可控硅触发电路上不能建立触发电压，使可控 硅不具备触发条件，脱扣线圏不通电工作，因而不跳闸，但漏电指示灯仍可亮，可供用作特殊情况下的窃电显示；当开关处于断开状态时， 一旦ic控制芯片发出控制信号，可控硅触发电路上能建立触发电压，使可控硅具 备触发条件，可控硅即触发工作，脱线圈通电工作，驱动跳闸。据此，本 发明的无动作死区漏电保护断路器可以按需设置工作模式，当控制开关处 于闭合状态时成为具有窃电显示功能的防窃电模式，或者使之处于断开状 态，成为具有跳闸、切断电源功能的漏电保护模式。基于上述构思的本发明使漏电保护无动作死区的方法及其断路器，由于在电源供给电路中设置了带PE接地线的扩展型全波整流电路，不仅保持了现有技术保护断路器的基本功能，而且还具有中线断线状态下正常工作的功能，极大地扩展了保护范围，而且还通过在ic控制芯片的控制信号输出脚上增加设置控制开关的方法，扩展了保护的工作模式，使本发明的漏 电保护断路器既具有窃电显示的保护功能，又具有无论是相线上、还是中 线上发生非正常状况时的跳闸、切断电源的保护功能，成为名符其实的具 有覆盖全范围漏电保护功能的无动作死区漏电保护断路器，由上可见，本 发明的使漏电保护无动作死区的方法是可行的，基于本发明方法的使漏电 保护无动作死区的断路器具有结构合理且工作可靠、使用方便且用电安全， 而且还可以按需选择工作模式，具有明显的技术上的先进性、使用时的安 全性和很强的实用性，是现有漏电断路保护器的理想更新换代产品。
图l是本发明实施例的基本结构示意图；图2是本发明实施例的电气工作原理图。图中l.壳体 2.电气线路板3.电源供给电路 4.电气检测电路5.控制电路6.动作执行机构7. IC控制芯片8.电气闸刀 9.次级线圈10.相线①输入接线柱 11.中线N输入接线柱12.相线①输出接线柱13.中线N输出接线柱14.输入接地线PE接线柱 15. LED漏电指示灯16.微动试验按钮开关具体实施方式
下面结合附图及典型实施例对本发明作进一步说明。 在图1和图2中，本发明的使漏电保护无动作死区的断路器主体由外 部壳体1和内部电气线路板2构成，壳体1上设置有电源相线O、中线N 的输入接线柱10和11及输出接线柱12和13，内部电气线路板2上包含设 置有电源供给电路3、电气检测电路4、控制电路5和动作执行机构6，特 征在于所述的壳体1上还设置有输入接地线PE的接线柱14;所述的电 源供给电路3中包含有电源相线①、中线N、接地线PE及由整流管Dl-D6 构成、D5和D6的联接点上设置有接地线PE的改型桥式全波整流电路及由 Rl和Cl构成的RC电源滤波器；所述的电气检测电路4中包含有零序电流 互感器ZCT、可变电阻器RT1及LED漏电指示灯15,所述的控制电路5包 含有IC控制芯片7及其外围元件、限流电阻、分压电阻和稳压器件、可控 硅SCR及其触发电路；所述的动作执行机构6中包含有脱扣线圈L及电气 闸刀8。其中所述的扩展型全波桥式整流电路系由整流管Dl、 D2、 D3、 D4 、 D5和D6构成的三支路六管式整流电路，由D1和D2、 D3和D4构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，由D5和D6构成支路的中间联接点与PE接地线电气相连；所述的由Rl和C1 构成的RC电源滤波器设置在所述的桥式整流电路的电压输出线上；所述的 电源相线O、中线N穿越设置在零序电流互感器ZCT中，所述的零序电流 互感器上绕设有次级线圈9，所述的次级线圈9的输出端的一端与IC控制 芯片7的信号输入脚电气相连，另一端经限流电阻R1后与IC控制芯片7 的另一信号输入脚电气相连，此外在次级线圈的输出端间还并联设置有LED 漏电指示灯15及调节控制LED漏电指示灯15工作灵敏度的可变电阻器 RT1;所述的IC控制芯片7及其外围元件设置在扩展型全波桥式整流电路 的电压输出端与零序电流互感器ZCT上的次级线圈9感应输出端间，上面 包含设置有工作状态控制开关K、滤波电路、隔离电容、可控硅及其触发 电路；此外，在相线①和中线N之间还设置有防浪涌冲击型压敏电阻器雄R 及由模拟漏电电阻Rs和微动试验按钮开关16 (CN)构成的模拟漏电试验
权利要求
1.一种使漏电保护无动作死区的方法，其特征在于在包含有电源供给电路、电气检测电路、控制电路和动作执行机构的漏电保护断路器中，将电源供给电路中的桥式整流电路设置成由六只整流管构成的三支路六管式整流电路，其中四只构成的二条支路的中间联接点分别与单相供电电源的中线和相线电气相连，其余二只构成支路的中间联接点与PE输入接地线电气相连，使之在供电线路中的中线断开的情况下仍能执行正常整流工作，确保向控制电路提供正常工作电压，以使控制电路无论在电路中发生窃电性漏电、触电事故引发的漏电或者中线意外断线的情况下都能正常地输出控制信号，驱使动作执行机构工作，驱动跳闸、切断工作电源，实现覆盖全范围、无动作死区的漏电保护。
2. —种无动作死区漏电保护断路器，由外部壳体(1)和内部电气线路板(2)组成，壳体(1)上设置有电源相线①、中线N的输入接线柱(10) 和(11)及输出接线柱(12)和(13),电气线路板(2)上包含设置有 电源供给电路(3)、电气检测电路(4)、控制电路(5)和动作执行机 构(6)，其特征在于a) 所述的壳体(1)上还设置有输入接地线PE的接线柱(14);b) 所述的电源供给电路(3)中包含有电源相线(O)、中线(N)、 PE 输入接地线U4)及由整流管(Dl)、 (D2)、 (D3)、 (D4)、 ( D5 )和(D6)构成、且在D5和D6的联接点上设置有PE输入接地线(14) 的扩展型桥式全波整流电路及由M和Cl构成的RC电源滤波器；c) 所述的电气检测电路(4)中包含设置有零序电流互感器(ZCT)、漏 电指示灯U5)及其工作灵敏度调节电阻器UT1);d) 所述的控制电路(5)中包含设置有IC控制芯片(7)及其外围元件、 限流电阻、分压电阻和稳压器件、可控硅(SCR)及其触发电路；e) 所述的动作执行机构(6)中包含有脱扣线圈(L)及电气闸刀(8)。出口 5的喷嘴部降20，通过该"lHf部件20，在所述凹部14的内底壁13a的中 轴线L的位置上形成所述空气吹出口 5。该^f部件20的M部4b与在所述 壳体2的内部延伸于该壳体2的^ii方向的管道形成部21相连接，在该t觜部 件20的内部形成了连接该管道形成部21内的主管道8a和所述空气吹出口 5的 歧管8b,由这些主管道8a和歧管8b形成所述空气管道8。所iii管道8a和歧管8b的截面积湘互;Ut同等大小，另外，形成所述空 气吹出口5的开口截面积tbil些管道8a、 8b的截面积小，由此，>^^斤述;^1径 的空气管道8^T^的空气，赠小收拢的空气吹出口 5,以高速强劲^t喷出。所述空气吹出口 5也可以直接形^所述内底壁13a上。在所述电极絲13的凹部14的内部，i^J^所述两电极针4A、 4B和 空气吹出口 5的#軍23。该，軍23由合^#脂等的^^性的非磁1^#^^ 得，^T扩^^所述凹部14 ^Ui的呈平板状的主体部23a，和从该主体部 23a的外周与该主体部23a垂:W^伸的凸4^卜周壁23b，由于^Ui形成浅 皿形，JL^斤^卜周壁23b连接于凹部14的内底壁13a,从而在所iii体部23a 和凹部14的内底壁13a之间形成了在该凹部14胁内扩展的空间部24。舰 所述保护軍23通过螺紋固定^^手^^卸自由地安装在电极套管13上。在所述狱罩23的主体部23a上，在该空气吹出口 5的前方位JJl形， 于向工件喷射A^斤述空气吹出口5喷出的空气的空气喷射孔25，并且，为向外 部露出所iiit负电极针4A、 4B的前端部4a,在与ilJL负电极针4A、 4B的对 应位^Ji分别P个的形成两个空气流出孔26、 26，该空气流出孔26、 26 iM 于沿着这些电极针4A、 4B向狱罩23夕h^流出^yj斤述空气吹出口 5喷出并在 所述空间部24扩散的空气。所述空气喷射孔25以与该空气吹出口 5同轴^k^M所述空气吹出口 5 的正前位置上，其大小形成为与该空气吹出口 5几乎同直径。但是，该空气喷 射孔25的位置和大小不必与所述空气吹出口5完全同轴并同直径，例如，如果 ;i从该空气吹出口 5喷出的空气的喷射范围内的位置，即从该空气吹出口喷出 的空气的喷流直接吹付的位置，^W亥空气吹出口 5的中心稍微偏离的位置上 ^t^可以的，另外，比该空气吹出口 5稍微大一点的直^il稍微小一点的直径 也;U更关系的。另一方面，所述空气流出孔26位于与所述电极针4A、 4B同轴状的位置上，
全文摘要
本发明涉及一种无动作死区漏电保护的方法及其断路器，由壳体和上带电源供给电路、电气检测电路、控制电路和动作执行机构的电气线路板构成，采用在电源供给电路中设置有带PE输入接地线整流支路的扩展型全波桥式整流电路、电气检测电路中设置有带次级线圈的零序电流互感器及LED漏电指示灯、控制电路中的IC控制芯片的控制信号输出脚上设置有工作模式选择开关的方法，确保控制电路在任何情况下都有正常工作电压，无论是相线上、还是中线上发生非正常状况时都能驱动动作执行机构实施跳闸、切断电源的保护功能，使本发明的漏电保护断路器成为名符其实的具有覆盖全范围漏电保护功能、无动作死区的漏电保护断路器，具有很强的实用性。
文档编号H02H3/14GK101227074SQ20071017083
公开日2008年7月23日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者倪景皓, 伟 周, 唐屹峰, 铀 廖 申请人:上海市电力公司;上海联能仪表有限公司