漏电检测装置的制作方法

文档序号:11777431阅读:290来源:国知局
漏电检测装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月4日提交的日本专利申请no.2016-074850的优先权,其全部内容通过引用并入本文。

本文所述的实施例涉及一种漏电检测装置,其通过用于切断ac电路的接地故障中断器来抑制高频噪声、浪涌和异常波形的错误检测。



背景技术:

同样,用于切断ac电路的漏电检测装置可以检测与接地故障电流成比例的零相电流互感器的正和负输出信号的各自峰值,根据正和负峰值信号来确定正和负信号宽度,积分正和负信号宽度信号,并且基于正和负信号的积分结果输出跳闸控制信号,以操作接地故障中断器(例如,参见jp-1991-226225-a)。

漏电检测装置可以配备有计算电路,其通过积分电路和vf(电压-频率)转换电路将与接地故障电流成比例的零相电流互感器的输出信号转换为脉冲信号,并且如果脉冲信号的积分值大于或等于规定值,则生成用于切断ac电路的跳闸控制信号(例如,参照jp-2004-220859)。

根据上述种类的漏电检测装置,当零相电流互感器的输出信号上叠加谐波噪声或浪涌时,由于错误的检测而导致不期望的操作。此外,与接地故障电流成比例的信号电平的检测需要模拟比较器,并且由于检测精度取决于模拟比较器的精度,因此不能给出高检测精度。此外,没有关于如何检测具有负载整流波形的漏电流的指示。



技术实现要素:

本发明的一个目的是提供一种漏电检测装置,其能够抑制由于谐波噪声、浪涌或异常波形导致的错误检测,并且即使对包括负载整流波形的漏电波形也能够执行高精度检测。

本发明提供以下方面1-7。

1.一种用于通过检测由零相电流互感器在ac电路中发生的接地故障电流来关闭所述ac电路的漏电检测装置,所述漏电检测装置包括:

a/d转换器,其对所述零相电流互感器的正输出信号和负输出信号之间的差信号进行模数转换;

数字滤波器,其提取从所述a/d转换器输出的数字信号的低频分量;

数字比较器,其通过将所述数字滤波器的输出信号与所述正阈值和负阈值进行比较来生成检测信号;

跳闸控制信号发生器,其基于从所述数字比较器输出的检测信号生成正跳闸控制信号或负跳闸控制信号;

漏电判断装置,其基于所述正跳闸控制信号和所述负跳闸控制信号来判断所述ac电路是否处于漏电状态,并且如果判断所述ac电路处于所述漏电状态,则生成漏电判断信号;

延迟计数器,如果从所述漏电判断装置已连续接收到所述漏电判断信号超过第一规定时间,则所述延迟计数器生成最终跳闸控制信号;

复位信号生成计数器,每当从所述跳闸控制信号发生器接收到所述正跳闸控制信号或所述负跳闸控制信号时所述复位信号生成计数器被复位,并且如果在复位后的第二规定时间内既没有接收到所述负跳闸控制信号也没有接收到所述正跳闸控制信号则所述复位信号生成计数器复位所述漏电判断装置和所述延迟计数器;和

开关驱动电路,当从所述延迟计数器接收到所述最终跳闸控制信号时,素数开关驱动电路切断所述ac电路。

2.根据方面1所述的漏电检测装置,

其中所述数字滤波器消除了高于所述ac电路的主频率的频率分量。

3.根据方面1或2所述的漏电检测装置,

其中所述数字比较器

在所述数字滤波器的输出信号大于所述正阈值时生成正阈值超过检测信号(positive-threshold-excessdetectionsignal)作为所述检测信号,以及

在所述数字滤波器的输出信号小于所述负阈值时生成负阈值超过检测信号(negative-threshold-excessdetectionsignal)作为所述检测信号,其中所述跳闸控制信号发生器包括时间测量单元,并且

如果所述时间测量单元检测到在第三规定时间内已连续接收到所述正阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器生成所述正跳闸控制信号,以及

如果所述时间测量单元检测到在所述第三规定时间内已连续接收到所述负阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器生成所述负跳闸控制信号,以及

其中如果

按照所述正跳闸控制信号、所述负跳闸控制信号和所述正跳闸控制信号的顺序,或

按照所述负跳闸控制信号、所述正跳闸控制信号和所述负跳闸控制信号的顺序

从所述跳闸控制信号发生器接收到所述正跳闸控制信号和所述负跳闸控制信号,则所述漏电判断装置生成所述漏电判断信号。

4.根据方面3所述的漏电检测装置,

其中如果在所述正跳闸控制信号的生成之后接收到所述负阈值超过检测信号或者在所述负跳闸控制信号的生成之后接收到所述正阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器被复位到待机状态,以便等待所述正阈值超过检测信号或所述负阈值超过检测信号的输入。

5.根据方面1或2所述的漏电检测装置,

其中

当所述数字滤波器的输出信号大于所述正阈值时,所述数字比较器生成正阈值超过检测信号作为所述检测信号,以及

当所述数字滤波器的输出信号小于所述负阈值时,所述数字比较器生成负阈值超过检测信号作为所述检测信号,

其中所述跳闸控制信号发生器包括时间测量单元,并且

如果所述时间测量单元检测到在第三规定时间内已连续接收到所述正阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器生成所述正跳闸控制信号,以及

如果所述时间测量单元检测到在第三规定时间内已连续接收到所述负阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器生成所述负跳闸控制信号,以及

其中如果

从所述跳闸控制信号发生器连续接收到所述正跳闸控制信号两次,或者

从所述跳闸控制信号发生器连续接收到所述负跳闸控制信号两次则所述漏电判断装置生成所述漏电判断信号。

6.根据方面5所述的漏电检测装置,

其中所述数字比较器还包括小于所述正阈值的第二正阈值和大于所述负阈值的第二负阈值,并且

当所述数字滤波器的输出信号大于所述第二正阈值时,所述数字比较器生成第二正阈值超过检测信号,或者

当所述数字滤波器的输出信号小于所述第二负阈值时,所述数字比较器生成第二负阈值超过检测信号,以及

其中如果在所述正跳闸控制信号的生成之后未接收到所述第二正阈值超过检测信号或者在所述负跳闸控制信号的生成之后未接收到所述第二负阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器被复位到待机状态,以便等待所述正阈值超过检测信号或所述负阈值超过检测信号的输入。

7.根据方面3至6中任一项所述的漏电检测装置,

其中

当所述数字滤波器的输出信号在所述正阈值和所述负阈值之间时,所述数字比较器进一步生成阈值之间检测信号,以及

其中

如果在所述时间测量单元检测到所述第三规定时间流逝之前所述数字比较器的检测信号从所述正阈值超过检测信号变为所述负阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器切换到检测状态,以在所述时间测量单元复位的情况下开始所述负阈值超过检测信号的持续时间的测量,

如果在所述时间测量单元检测到所述第三规定时间流逝之前所述数字比较器的检测信号从所述负阈值超过检测信号变为所述正阈值超过检测信号,则所述跳闸控制信号发生器切换到检测状态,以在所述时间测量单元复位的情况下开始所述正阈值超过检测信号的持续时间的测量,以及

如果所述数字比较器的检测信号从所述正阈值超过检测信号或所述负阈值超过检测信号变为所述阈值之间检测信号,则所述跳闸控制信号发生器复位到待机状态以便等待所述正阈值超过检测信号或所述负阈值超过检测信号的输入。

根据上述构造,由于可以通过数字滤波器从零相电流互感器的正输出信号和负输出信号之间的差信号的a/d转换版本来消除高于ac电路的主频率的高频分量,所以在通过漏电判断装置的判断之前可以消除高频噪声或浪涌,并因此可以抑制由于高频噪声或浪涌导致的错误操作的发生。由于数字比较器通过与阈值进行比较来检测接地故障电流的电平,所以与通过模拟比较器进行与阈值的比较的情况相比,能够使检测特性更准确。

由于通过检查跳闸控制信号发生器和漏电判断装置如何改变正跳闸控制信号和负跳闸控制信号来判断是否发生漏电,所以由除了漏电之外的其他因素导致的异常波形的错误检测可以被抑制。此外,由于a/d转换器及其下游的电路是逻辑电路,因此可以使器件的功耗低于采用多个模拟比较器或集成电路的器件。

附图说明

图1是根据第一实施例的漏电检测装置的框图。

图2是图1所示的漏电检测装置的数字滤波器的电路图。

图3是显示图1所示的漏电检测装置的数字比较器的构造的图。

图4是图1所示的漏电检测装置的跳闸控制信号发生器的状态转移图。

图5是图1所示的漏电检测装置的漏电判断装置的状态转移图。

图6是示出图1所示的漏电检测装置的延迟计数器如何操作的时序图。

图7是示出图1所示的漏电检测装置的复位信号生成计数器如何操作的时序图。

图8是示出在正常状态下图1所示的漏电检测装置的漏电检测操作的时序图。

图9是示出在发生异常波形时图1所示的漏电检测装置的漏电检测操作的时序图。

图10是根据第二实施例的漏电检测装置的框图。

图11是图10所示的漏电检测装置的整流波形跳闸控制信号发生器的状态转移图。

图12是图10所示的漏电检测装置的整流波形漏电判断装置的状态转移图。

图13是示出在发生半波整流漏电波形时图10所示的漏电检测装置的漏电检测操作的时序图。

具体实施方式

<实施例1>

图1显示根据第一实施例的漏电检测装置。附图标记1、2和4分别表示ac电路、零相电流互感器和作为“a/d转换器”的δ∑调制器。δ∑调制器4接收零相电流互感器2的次级侧的正输出信号和负输出信号之间的差信号,并对其进行δ∑调制以输出pdm(脉冲密度调制)信号4a。附图标记3表示偏置电路,其将适合于δ∑调制器4的共模电压提供给零相电流互感器2的次级侧。附图标记5表示数字滤波器,其从δ∑调制器4接收pdm信号4a并且具有用于消除具有比ac电路1的主频率高的频率的频率分量(噪声、浪涌等)的低通滤波器特性。

附图标记6表示数字比较器,其将从数字滤波器5输出的数字数据5a与(稍后描述的)阈值进行比较,从而生成检测信号6a、6b或6c。附图标记7表示跳闸控制信号发生器,其接收从数字比较器6输出的检测信号6a、6b或6c,并在规定条件下生成正跳闸控制信号7a或负跳闸控制信号7b。

附图标记8表示漏电判断装置,如果从跳闸控制信号发生器7以规定顺序输出了跳闸控制信号7a和7b,则漏电判断装置判断已经发生漏电并且输出漏电判断信号8a。附图标记9表示延迟计数器,当在第一规定时间内连续从漏电判断装置8输出了漏电判断信号8a时,延迟计数器生成最终跳闸控制信号9a。

附图标记11表示复位信号生成计数器,如果在从经由or电路7a接收到来自跳闸控制信号发生器7的正跳闸控制信号7a或负跳闸控制信号7b起的第二规定时间内没有再次接收到正跳闸控制信号7a或负跳闸控制信号7b,则复位信号生成计数器生成用于复位漏电判断装置8和延迟计数器9的复位信号11a。复位信号生成计数器11一旦从延迟计数器9接收到最终跳闸信号9a就暂停其复位信号生成功能直到ac电路1的切断为止。

附图标记12表示振荡电路,其向δ∑调制器4和数字滤波器5提供时钟信号12a。附图标记13表示分频器,其通过对从振荡器12输出的时钟信号12a进行分频而生成时钟信号13a。分频器13将时钟信号13a提供给数字滤波器5,用于进行下采样的目的,并将时钟信号13a提供给跳闸控制信号发生器7、漏电判断装置8、延迟计数器9以及复位信号生成计数器11。

附图标记15表示用于切断ac电路1的接地故障中断器。附图标记14表示用于驱动接地故障中断器15的诸如晶闸管的开关元件。附图标记10表示开关驱动电路,用于使用从延迟计数器9输出的最终跳闸控制信号9a驱动开关元件14。

图2主要显示数字滤波器5的构造。数字滤波器5是cic(级联积分梳)滤波器,并且由积分单元16、下采样单元17和梳状滤波器单元18组成。

积分单元16是触发器19和与触发器19的数据输入侧相连接的加法器20的三级的级联连接。像δ∑调制器4一样,触发器19由振荡器12的时钟信号12a驱动。

下采样单元17是一个触发器。设置在下采样单元17的下游的梳状滤波器单元18是四个触发器21和设置在最后的触发器21的输出侧的一个减法器22的三级的级联连接。下采样单元17的触发器和梳状滤波器单元18的触发器21由分频器13的时钟信号13a驱动。在数字滤波器5的端部处设置减法器23,其减去偏移值以使得在当零相电流互感器2的正输出信号和负输出信号之间的差电压等于零时数字滤波器5的输出信号5a等于零。

图3示出了数字比较器6的构造。数字比较器6是由数字比较器61和62以及与非门63构成的窗口比较器,并且接收数字滤波器5的输出信号5a。如果输出信号5a的电平分别高于正阈值24、低于负阈值25以及在正阈值24和负阈值25之间,则数字比较器6输出正阈值超过检测信号6a、负阈值超过检测信号6c以及阈值之间检测信号6b。

图4是作为跳闸控制信号发生器7的一部分的状态机的状态转移图。跳闸控制信号发生器7由图4所示的状态机和作为由状态机控制的时间测量单元的内置计数器(其计数时钟信号13a的脉冲)构成。跳闸控制信号发生器7由数字比较器6的正阈值超过检测信号6a、阈值之间检测信号6b和负阈值超过检测信号6c来控制。当从复位信号生成计数器11输出的复位信号11a被复位时,内置计数器的计数值为“0”(状态s1)。

一旦输入正阈值超过检测信号6a,就转移到正阈值超过检测状态s2,并且内置计数器的计数值增加“1”。如果在步骤s3处判断当内置计数器已递增计数n次时在一段时间(第三规定时间)内已经连续输入正阈值超过检测信号6a,则转移到正跳闸控制信号输出状态s4并在那里输出正跳闸控制信号7a。并且转移到正跨零待机状态s5。该操作具有抑制通过了数字滤波器5的短脉冲宽度信号(内置计数器递增计数小于n次)所导致的错误检测的效果。

保持正跨零待机状态s5,直到在步骤s6处判断数字滤波器5输出负输出信号5a(即,直到输入负阈值超过检测信号6c)为止。一旦输入负阈值超过检测信号6c,内置计数器就被复位为“0”,并且转移到待机状态s1。

一旦输入负阈值超过检测信号6c,就转移到负阈值超过检测状态s7,并且内置计数器的计数值增加“1”。如果在步骤s8处判断当内置计数器已递增计数n次时在一段时间(第三规定时间)内已连续输入负阈值超过检测信号6c,则转移到负跳闸控制信号输出状态s9,并在那里输出负跳闸控制信号7b。并且转移到负跨零待机状态s10。该操作也具有抑制通过了数字滤波器5的短脉冲宽度信号(内置计数器递增计数小于n次)所导致的错误检测的效果。

保持负跨零待机状态s10,直到在步骤s11处判断数字滤波器5输出负输出信号5a(即,直到输入正阈值超过检测信号6a)为止。一旦输入正阈值超过检测信号6a,内置计数器就被复位为“0”,并且转移到待机状态s1。

如果在正阈值超过检测状态s2中输入负阈值超过检测信号6c,则内置计数器被复位为“0”,并且转移到负阈值超过检测状态s7。如果在负阈值超过检测状态s7中输入正阈值超过检测信号6a,则内置计数器被复位为“0”,并且转移到正阈值超过检测状态s2。如果在正阈值超过检测状态s2或负阈值超过检测状态s7中输入阈值之间检测信号6b,则内置计数器被复位为“0”,并且转移到待机状态s1。

上述操作提供了抑制由于例如除了接地故障信号之外的布置在上游的数字滤波器5不能消除的dc到低频分量信号而导致的错误检测的效果。

图5是构成漏电判断装置8的状态机的状态转移图。漏电判断装置8由从跳闸控制信号发生器7输出的正跳闸控制信号7a和负跳闸控制信号7b进行控制。

在该状态机中,当生成正跳闸控制信号7a时,从待机状态s21转移到正跳闸控制检测状态s22。如果之后生成负跳闸控制信号7b,则转移到正/负跳闸控制检测状态s23。当再次生成正跳闸控制信号7a时,转移到漏电检测状态s24,并且漏电判断装置8输出漏电判断信号8a。

另一方面,当生成负跳闸控制信号7b时,从待机状态s21转移到负跳闸控制检测状态s25。如果此后生成正跳闸控制信号7a,则转移到正/负跳闸控制检测状态s26。当再次生成负跳闸控制信号7b时,转移到漏电检测状态s24,并且漏电判断装置8输出漏电判断信号8a。

当在正/负跳闸控制检测状态s23中再次生成负跳闸控制信号7b时,转移到负跳闸控制检测状态s25。当在正/负跳闸控制检测状态s26中再次生成正跳闸控制信号7a时,转移到正跳闸控制检测状态s22。

如上所述,仅当以特定顺序,即,“正”→“负”→“正”或“负”→“正”→“负”生成跳闸控制信号7a和7b时,漏电判断装置8转移到漏电检测状态s24并且输出漏电判断信号8a。在转移到漏电检测状态s24之后,通过复位信号生成计数器11保持漏电检测状态s24,直到生成复位信号11a为止。

图6是示出延迟计数器9如何操作的时序图。当接收到图6的部分(j)所示的漏电判断信号8a时,如图6的部分(1)所示,延迟计数器9从检测到漏电判断信号8a的上升沿起来计数时钟信号13a的脉冲。如果计数值达到p1(如果第一规定时间已经过去),则延迟计数器9输出最终跳闸控制信号9a,如图6的部分(k)所示。最终跳闸控制信号9a驱动开关驱动电路10,并且使复位信号生成计数器11暂停其功能。如图6的部分(n)所示,延迟计数器9由从复位信号生成计数器11输出的复位信号11a复位。

图7是示出复位信号生成计数器11如何操作的时序图。如图7的部分(m)所示,复位信号生成计数器11计数时钟信号13a的脉冲,直到计数值达到p2(直到第二规定时间过去)为止。如果计数值达到p2,则复位信号生成计数器11输出复位信号11a作为单触发脉冲,如图7的部分(n)所示。在输出复位信号11a之后,复位信号生成计数器11暂停其操作,直到发生正跳闸控制信号7a或负跳闸控制信号7b为止。一旦接收到正跳闸控制信号7a(参见图7的部分(g))或负跳闸控制信号7b(参见图7的部分(h)),复位信号生成计数器11就被复位并重新开始计数。

在延迟计数器9输出如图7的部分(k)所示的最终跳闸控制信号9a之后,复位信号生成计数器11暂停其复位信号生成功能,直到ac电路1切断为止。如上所述,漏电判断装置8和延迟计数器9由复位信号生成计数器11生成的复位信号11a复位。

该操作允许漏电判断装置8仅对在第二规定时间(对应于计数器11的计数值p2)中发生的波形进行漏电判断,并且提供抑制由于以超过第二规定时间的间隔发生的零星异常信号而导致的错误检测的效果。

接下来,将参考图8和图9的时序图描述图1所示的漏电检测装置如何操作。图8是示出正常状态下的漏电检测操作的时序图。图8的部分(a)显示零相电流互感器2的正输出信号和负输出信号之间的差电压,其与ac电路1中发生的接地故障电流成比例。图8的部分(b)示出了通过δ∑调制器4的调制和数字滤波器5的处理而生成的数字滤波器5的输出信号5a。

如果数字滤波器5的输出信号5a分别为大于正阈值24、小于负阈值25以及在正阈值24和负阈值25之间,则数字比较器6输出图8的部分(c)所示的正阈值超过检测信号6a、图8的部分(d)所示的负阈值超过检测信号6c以及图8的部分(e)所示的阈值之间检测信号6b。

数字比较器6的输出信号6a、6b和6c使跳闸控制信号发生器7的状态机进行图8的部分(f)所示的转移。

由于跳闸控制信号发生器7的状态机如图4所示进行转移,所以,如果检测到超过持续第三规定时间(对应于时钟信号13a的脉冲的计数值n)的正阈值24则输出图8的部分(g)所示的正跳闸控制信号7a作为脉冲信号,并且如果检测到超过持续第三规定时间的负阈值25则输出图8的部分(h)所示的负跳闸控制信号7b作为脉冲信号。

跳闸控制信号7a和7b使漏电判断装置8的状态机进行如图8的部分(i)所示的转移。由于漏电判断装置8的状态机以图5所示的方式进行转移,所以如果以特定顺序(“正”→“负”→“正”或“负”→“正”→“负”)生成正跳闸控制信号7a和负跳闸控制信号7b,则转移到漏电检测状态s24,并且输出漏电判断信号8a,如图8的部分(j)所示。

一旦接收到漏电判断信号8a,延迟计数器9就开始计数,如图8的部分(l)所示。当计数达到p1(对应于第一规定时间)时,延迟计数器9输出最终跳闸控制信号9a,如图8的部分(k)所示。在p1处设定延迟计数器9的最大计数值使得能够容易地设定从漏电判断信号8a的生成到ac电路1的切断的时间(延迟时间)。

如图8的部分(m)所示,由如图8的部分(g)和(h)所示的跳闸控制信号7a和7b复位,如图8的部分(n)所示,复位信号生成计数器11不生成复位脉冲11a。开关驱动电路10由以上述方式生成的最终跳闸控制信号9a驱动,开关元件14导通,并且接地故障中断器15切断ac电路1。

图9是示出响应于来自零相电流互感器2的异常波形的输入而进行的操作的时序图。图9的部分(a)显示由于除了漏电以外的原因而导致的在零相电流互感器2的正输出信号和负输出信号之间发生的异常波形。图9的部分(b)显示数字滤波器5的输出信号5a。由于在数字滤波器5中对零相电流互感器2的输出信号进行低通滤波处理,因此高频分量被抑制,因此具有消除作为浪潮的这种输入的效果。

当如图8的部分(g)和(h)所示生成跳闸控制信号7a和7b时,以如图9的部分(i)所示的方式,在漏电判断装置8中发生状态转移。然而,如图9的部分(m)所示,当复位信号生成计数器11已经计数了时钟信号13a的p2脉冲时,漏电判断装置8可以返回到初始状态。因此,如图9的部分(a)所示的波形不会导致诸如ac电路1的切断的任何不期望的操作。

<实施例2>

图10显示根据第二实施例的漏电检测装置。根据第二实施例的漏电检测装置的构造与根据第一实施例的漏电检测装置的构造不同之处在于,前者附加了整流波形跳闸控制信号发生器30和整流波形漏电判断装置31,其操作接收时钟信号13a。根据第二实施例的漏电检测装置即使在由于逆变器负载等导致接地故障电流呈现整流波形的情况下也具有检测漏电的功能。

如果输出信号5a的电平分别高于正阈值24、低于负阈值25以及在正阈值24和负阈值25之间,则本实施例中采用的数字比较器6输出正阈值超过检测信号6a、负阈值超过检测信号6c和阈值之间检测信号6b,并且另外,如果输出信号5a的电平分别高于比正阈值24低的第二正阈值26并且如果输出信号5a的电平低于比负阈值25高的第二负阈值27,则输出第二正阈值超过检测信号6d和第二负阈值超过检测信号6e。第二正阈值26和第二负阈值27如图13所示。

整流波形跳闸控制信号发生器30除了正阈值超过检测信号6a、阈值之间检测信号6b和负阈值超过检测信号6c之外还接收第二正阈值超过检测信号6d和第二负阈值超过检测信号6e。整流波形跳闸控制信号发生器30不仅向整流波形漏电判断装置31而且经由or电路30a和30b向复位信号生成计数器11输出正跳闸控制信号30a和本机侧跳闸控制信号30b。整流波形漏电判断装置31经由or电路8a向延迟计数器9输出漏电判断信号31a。

图11是作为整流波形跳闸控制信号发生器30的一部分的状态机的状态转移图。整流波形跳闸控制信号发生器30由图11所示的状态机和由状态机控制的内置计数器构成。整流波形跳闸控制信号发生器30由数字比较器6的正阈值超过检测信号6a、阈值之间检测信号6b、负阈值超过检测信号6c、第二正阈值超过检测信号6d和第二负阈值超过检测信号6e控制。

一旦输入正阈值超过检测信号6a,就从待机状态s31转移到正阈值超过检测状态s32。如果在步骤s33处判断出当内置计数器已计数了时钟信号13a的n个脉冲时在一段时间(第三规定时间)内已连续输入正阈值超过检测信号6a,则转移到正跳闸控制信号输出状态s34并且在那里输出正跳闸控制信号30a。然后,只要在步骤s36处判断正接收第二正阈值超过检测信号6d,即使没有收到正阈值超过检测信号6a,也保持第二正阈值超过待机状态s35。

一旦输入负阈值超过检测信号6c,就从待机状态s31转移到负阈值超过检测状态s37。如果在步骤s38处判断出当内置计数器已计数了时钟信号13a的n个脉冲时在一段时间(第三规定时间)内已连续输入负阈值超过检测信号6c,则转移到负跳闸控制信号输出状态s39并在那里输出负跳闸控制信号30b。然后,只要在步骤s41处判断正接收第二负阈值超过检测信号6e,即使没有收到负阈值超过检测信号6c,也保持第二负阈值超过待机状态s40。

如果在正阈值超过检测状态s32中输入负阈值超过检测信号6c,则内置计数器被复位为“0”,并切转移到负阈值超过检测状态s37。如果在负阈值超过检测状态s37中输入正阈值超过检测信号6a,则内置计数器被复位为“0”,并且转移到正阈值超过检测状态s32。如果在正阈值超过检测状态s32或负阈值超过检测状态s37中输入阈值之间检测信号6b,则内置计数器被复位为“0”,并且转移到待机状态s31。

在漏电波形的电平超过正阈值24之后,整流波形跳闸控制信号发生器30不生成第二次正跳闸控制信号30a,除非波形的电平变得低于第二正阈值26。也就是说,只有当数字滤波器5的输出信号5a变得低于第二正阈值26时,内置计数器才被复位为“0”,并且转移到待机状态s31。

类似地,在漏电波形的电平变得低于负阈值25之后,整流波形跳闸控制信号发生器30不生成第二次负跳闸控制信号30b,除非波形的电平超过第二负阈值27。也就是说,只有当数字滤波器5的输出信号5a输出超过第二负阈值27的输出信号5a时,内置计数器才被复位为“0”,并且转移到待机状态s31。

这些操作使得可以检测甚至是具有整流波形的(即仅具有一个极性的)接地故障电流,并且因此提供了抑制由于除了接地故障信号之外的不希望的波形或除了接地故障信号之外的布置在上游的数字滤波器5不能消除的dc至低频分量信号而导致的错误检测的效果。

图12是构成整流波形漏电判断装置31的状态机的状态转移图。整流波形漏电判断装置31由从整流波形跳闸控制信号发生器30输出的正跳闸控制信号30a和负跳闸控制信号30b进行控制。

在该状态机中,当在待机状态s51中生成正跳闸控制信号30a时,转移到正跳闸控制检测状态s52。如果在其后立即生成正跳闸控制信号30a,则转移到漏电检测状态s53。

另一方面,当在待机状态s51中生成负跳闸控制信号30b时,转移到负跳闸控制检测状态s54。如果在其后立即生成负跳闸控制信号30b,则转移到漏电检测状态s53。

当在正跳闸控制检测状态s52中生成负跳闸控制信号30b时,转移到负跳闸控制检测状态s54。当在负跳闸控制检测状态s54中生成正跳闸控制信号30a时,转移到正跳闸控制检测状态s52。

如上所述,仅当两个正跳闸控制信号30a或两个负跳闸控制信号30b连续生成时,整流波形漏电判断装置31转移到漏电检测状态s53,并且输出漏电判断信号31a。在转移到漏电检测状态s53之后,保持漏电检测状态s53直到生成复位信号11a为止。

接下来,将参考图13的时序图描述图10所示的漏电检测装置如何操作。图13是示出用于检测半波整流漏电波形的操作的时序图。图13的部分(a)显示零相电流互感器2的正输出信号和负输出信号之间的差电压,其与ac电路1中发生的接地故障电流成比例。图13的部分(b)显示通过δ∑调制器4的调制和数字滤波器5的处理而生成的数字滤波器5的输出信号5a。

图13的部分(c)、(d)、(c-2)和(d-2)分别显示正阈值超过检测信号6a、负阈值超过检测信号6c、第二正阈值超过检测信号6d和第二负阈值超过检测信号6e。数字比较器6的这些输出信号6a、6b、6c、6d和6e使整流波形跳闸控制信号发生器30的状态机进行图13的部分(f-2)所示的状态转移。

由于整流波形跳闸控制信号发生器30的状态机如图11所示进行转移,所以,如果整流波形跳闸控制信号发生器30连续检测超过正阈值24直到内置计数器计数了时钟信号13a的n个脉冲(直到第三规定时间经过)为止则整流波形跳闸控制信号发生器30输出如图13的部分(g-2)所示的正跳闸控制信号30a作为脉冲信号。整流波形跳闸控制信号发生器30保持在第二正阈值超过待机状态s35中,直到数字滤波器5的输出信号5a的电平变得低于第二正阈值26为止。

正跳闸控制信号30a使得整流波形漏电判断装置31的状态机如图13的部分(i-2)所示进行转移。由于整流波形漏电判断装置31的状态机如图12所示进行转移,所以当连续接收两个正跳闸控制信号30a时,整流波形漏电判断装置31转移到漏电检测状态,并且输出漏电判断信号31a,如图13的部分(j-2)所示。

在第二实施例中,由于不仅如上所述生成漏电判断信号31a,而且如第一实施例中所述一旦发生普通漏电就生成漏电判断信号8a,所以无论发生普通漏电还是发生具有整流波形的漏电时ac电路1都可以切断,并且可以抑制由于谐波噪声、浪涌或异常波形而导致的不期望的操作的发生。

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