一种剩余电流装置的制造方法_2

文档序号:8341963阅读:来源:国知局
图1所示的例子中,该剩余电流装置还可以优选地包括第二零序电流互感器103以及第二处理电路104。穿过第一零序电流互感器101的一或多根载流导体同样穿过第二零序电流互感器103。第二零序电流互感器103适于以有源方式(利用第二处理电路104所提供的激励信号)检测所述载流导体的剩余电流信号。连接到所述第二零序电流互感器103的第二处理电路104,用于从所述第二零序电流互感器103获取剩余电流信号,并且采用有源方式处理所述剩余电流信号,其中所述第二处理电路104与电源105连接。
[0030]在这里,第二处理电路104同样具有电源105的输入。第二处理电路105可以利用电源105提供的能量,向第二零序电流互感器103发送激励信号,从而使第二零序电流互感器103维持振荡。同时,第二处理电路105对第二零序电流互感器103输出的电压或电流进行处理(如滤波、放大等),从而得到第二零序电流互感器103感测到的剩余电流值。通常情况下,第二处理电路104可以较为精确地测量直流剩余电流。
[0031]优选地,在一个实施方式中,该剩余电流装置进一步包括:连接到所述第一零序电流互感器101的第三处理电路106。第三处理电路106没有外部电源输入,而是仅从第一零序电流互感器101得到输入信号。第三处理电路106获取所述第一零序电流互感器101感测到的剩余电流信号,并且利用从所述剩余电流信号获取的电功率来维持自身电路工作的能量。比如,第三处理电路106可以包括振荡电路(如LC),其在一定的频率上造成谐振(该功能是可选的),且放大从第一零序电流互感器101得到的输入信号的振幅(例如,电压振幅,该功能是可选的),特别是该谐振频带上的输入信号的振幅。第三处理电路106将放大后的输入信号输出到执行机构上,当该输入信号的振幅超过预先设定的门限值时,执行机构动作以分断装置。
[0032]由此可见,可以应用本发明实施方式对各种类型和频率的剩余电流实现响应。比如,当剩余电流为平滑直流时,可以由第二处理电路104所处理;当剩余电流为工频交流时,第一处理电路102、第二处理电路104和第三处理电路106都可以进行处理;当剩余电流为高频交流时,第一处理电路102和第二处理电路104都可以进行处理。
[0033]在一个实施方式中:该剩余电流装置进一步在第三处理电路106与第一零序电流互感器101之间具有开关元件(图1中未示出)。该开关元件,用于将第三处理电路106与第一零序电流互感器101相连接或断开。比如:开关元件可以在剩余电流装置没有供电电压(电源105不供电)时闭合以使能第三处理电路106 ;在剩余电流装置有供电电压(电源105供电)时断开以避免第三处理电路106对第一处理电路102可能造成的影响。这样,当开关元件断开时,第三处理电路106被切断,针对剩余电流的处理功能由第一处理电路102和第二处理电路104所取代。
[0034]在一个实施方式中,该剩余电流装置进一步包括:脱扣判断单元107,用于当第二处理电路104的输出信号与第一处理电路102的输出信号中至少一个大于预先设定的门限值时,向脱扣触发器108发送脱扣指令;脱扣触发器108,用于根据脱扣指令执行脱扣。比如,当第二处理电路104的输出信号大于预先设定的门限值,而第一处理电路102的输出信号小于预先设定的门限值时,脱扣判断单元107向脱扣触发器108发送脱扣指令。再比如,当第二处理电路104的输出信号大于预先设定的门限值,而第一处理电路102的输出信号也大于预先设定的门限值时,脱扣判断单元107向脱扣触发器108发送脱扣指令。还比如,当第二处理电路104的输出信号小于预先设定的门限值,而第一处理电路102的输出信号大于预先设定的门限值时,脱扣判断单元107向脱扣触发器108发送脱扣指令。又比如,当第二处理电路104的输出信号小于预先设定的门限值,而第一处理电路102的输出信号小于预先设定的门限值时,脱扣判断单元107不向脱扣触发器108发送脱扣指令。
[0035]在一个实施方式中,第三处理电路106可以直接连接到脱扣触发器108,以触发脱扣动作。此时,脱扣触发器108进一步与第三处理电路106连接,当第三处理电路106的输出信号大于预先设定的门限值时,脱扣触发器触发脱扣动作。
[0036]在一个实施方式中,由第三处理电路106比较放大后的剩余电流信号是否大于预先设定的门限值,如果大于,则第三处理电路106向脱扣触发器108发送脱扣触发信号;脱扣触发器108接收到该脱扣触发信号之后触发脱扣。可选地,也可以由脱扣触发器108比较第三处理电路106输出的剩余电流信号是否大于预先设定的门限值。当脱扣触发器108判定第三处理电路106的输出信号大于预先设定的门限值时触发脱扣操作。
[0037]在一个实施方式中,例如供电线路上的至少一个载流导体同时贯穿第一零序电流互感器101与第二零序电流互感器103的铁心。优选载流导体数目为多个。
[0038]在一个实施方式中,所述电源105与所述载流导体相连接,用于从所述载流导体获取电能。可选地,电源105也可以是与载流导体并不相关的独立电源。
[0039]国际电工(IEC)根据剩余电流保护器的动作特性,将剩余电流装置分为:AC、A和B型。AC型剩余电流装置对突然施加或缓慢上升的交流正弦波剩余电流可靠脱扣。A型剩余电流装置对突然施加或缓慢上升的交流正弦波剩余电流、脉动直流剩余电流和脉动直流剩余电流叠加0.006A平滑直流可靠脱扣。B型为全电流剩余电流保护型。B型剩余电流装置充分考虑到了电磁兼容性变频器的特点,可以解决具有三相整流装置的电气设备的剩余电流保护问题。针对B型剩余电流装置可以具有相应的衍生,比如B +型电磁式剩余电流装置。优选地,本发明实施方式的剩余电流装置为B型电磁式剩余电流装置或B +型电磁式剩余电流装置。
[0040]在本发明的具体实施中,第三处理电路106和第二处理电路104由于不用检测较高频率的电流,可以保持相对简化。同时,由于第一处理电路的有源工作特性,其可以很宽的频率范围内良好响应,因此最高检测频率可以被提升至数百千赫兹。
[0041]基于上述详细分析,图2为根据本发明第一实施方式的剩余电流装置结构图。
[0042]如图2所示,与第三处理电路4相连的第一零序电流互感器3,以无源方式检测载流导体2的剩余电流信号。载流导体2的数目可以为一或多个,而且载流导体2依次穿过第一零序电流互感器3和第二零序电流互感器5的铁心。第三处理电路4可以通过第一零序电流互感器3获得维持自身工作的电能量,而没有其他的电能量来源。
[0043]该剩余电流装置还具有电源电路7。该电源电路7从载流导体2上获得能量,并可以调整所输出的电压。电源电路7连接到图2中的第一处理电路8和第二处理电路6,以为这两个电路供电。与第二处理电路6相连的第二零序电流互感器5,以有源方式检测载流导体2的剩余电流信号。第二处理电路6可以从电源电路7获得能量输入,同时输出电流以驱动第二零序电流互感器5。与第二零序电流互感器3相连的第一处理电路8,从第一零序电流互感器3处获得剩余电流信号,但不输出驱动电流至第一零序电流互感器3。而且,第一处理电路8可以采用运算放大器对源自第一零序电流互感器3的输入波型进行整流等处理。第一处理电路8与电源7连接,利用电源7所提供能量驱动第一处理电路8中的运算放大器。
[0044]在图2所示的该剩余电流装置中,脱扣判断单元9用作电压相关动作判断器,用于判断第二处理电路6和第一处理电路8的输出中至少之一是否超过一个预先设定的门限值。如果超出,则输出驱动电流至脱扣触发器10,使脱扣触发器10触发脱扣动作,以分断剩余电流。在该剩余电流装置中,例如,当脱扣触发器10被以一定的驱动电流驱动时,可脱扣触发器中的机构触发脱扣,以分断供电线路。
[0045]图3为根据本发明第二实施方式的剩余电流装置结构图。在图3中,与图2相同的部件以相同的附图标记标识出,其功能和运行过程在这里不再赘述。与图2不同的是,在图3中,该剩余电流装置还包括安装于第二零续互感器3与第三处理电路4之间的开关器件11。开关器件11在剩余电流装置没有供电电压(例如电源7不供电)时闭合,以使得第三处理电路4工作。开关器件1
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