一电流互感器和第二电流互感器的线圈串联后接入所述第一剩余电流检测模块。这样，当被测三相线路中存在交流或脉动直流剩余电流时，第一电流互感器和第二电流互感器均感应到该剩余电流，使得第一剩余电流检测模块生成触发信号，触发被测三相线路断路，从而保障安全。并且，由于两个电流互感器串联使用，使得第一剩余电流检测模块能够感应到更加微小的剩余电流，从而增加了剩余电流保护装置的灵敏度。
[0026]在有辅助供电模式(既使用电流互感器感应剩余电流而生成的能量供电，也使用被测线路的线电压进行辅助供电)下，第一开关的双刀均与第二触点连接，使得第一电流互感器的线圈接入所述第一检测单元，第二开关的双刀也均与第二触点连接，使得第二电流互感器的线圈接入所述第二检测单元，并且第二检测单元由被测线路的线电压进行辅助供电。这样，当被测线路中存在平滑直流剩余电流时，第一电流互感器感应到该剩余电流，经第一检测单元处理后将信号传递至判别电路，进而生成触发信号，当被测线路中存在交流或脉动直流剩余电流时，第二电流互感器感应到该剩余电流，经第二检测单元处理后将信号传递至判别电路，进而生成触发信号。这样就能够全面提供交流、脉动直流和平滑直流的剩余电流保护服务，实现B型剩余电流保护功能。
[0027]综上所述，本实施例的B型剩余电流保护装置即能实现交流、脉动直流和平滑直流的剩余电流的全面保护，又能够提升交流和脉动直流剩余电流的保护灵敏度，特别适用于潮湿环境或者医用等对剩余电流保护要求较高的场合。并且，该B型剩余电流保护装置不需要增加磁芯数目和尺寸。
[0028]进一步地，在上一实施例的基础上，本发明还提供了一个优选实施例。图3示出了该优选实施例的模块示意图，该优选实施例的中的第一剩余电流检测模块、第二剩余电流检测模块的第二检测单元和判别电路各自采用了一种优选的实现方案，触发元件采用电磁铁LI，其余部分均与上一实施例一致。
[0029]在优选实施例中，第一剩余电流检测模块包括级联的匹配电容Cl、整流器、能量存储电容C2，控制开关和触发信号驱动电路。匹配电容Cl的两极作为第一剩余电流检测模块的两极与串联的两个电流互感器的线圈连接形成回路，当两个电流互感器感应到交流或脉动直流剩余电流时，所述回路中形成自激振荡，从而增大匹配电容Cl两端的输出电压。匹配电容Cl的输出电压提供给整流器进行整流，进而连接能量存储电容C2。能量存储电容C2存储剩余电流所引入的能量。控制开关连接在能量存储电容C2和触发信号驱动电路之间，仅当能量存储电容C2所存储的能量超过预设的阈值时，控制开关导通，使得触发信号驱动电路向触发元件发出触发信号。
[0030]第二剩余电流检测模块的第二检测单元包括电感L2和滤波及放大电路，电感L2的两端作为第二检测单元的信号输入端口，滤波及放大电路用于对电感L2所接收的信号进行滤波和放大，然后再将信号传输至判别电路。
[0031 ] 第二剩余电流检测模块的判别电路包括级联的叠加电路、整流电路、延迟电路、比较器和二极管D1。叠加电路用于接收第一检测单元和第二检测单元的信号并将二者叠加。整流电路用于将交流信号变为直流信号，延迟电路用于调整触发延迟时间，比较器用于判断是否应当发送触发信号，以避免错误的触发，二极管Dl用于阻断第一剩余电流检测模块对第二剩余电流检测模块的潜在的影响。
[0032]上述优选实施例的工作流程可参考前文，不再赘述。该优选实施例的剩余电流保护装置能够在不增加尺寸的前提下，既实现B型剩余电流保护功能，又能将保护灵敏度提升至1mA级别，即能够检测到低至1mA的剩余电流(交流或脉动直流)，特别适用于潮湿环境或者医用等对剩余电流保护要求较高的场合。它可以容纳于西门子公司已有的RCCB外壳内。
[0033]另外，需要说明的是，上述实施例中第一开关和第二开关所组成的开关组可以由其它切换单元替代。该切换单元能够在第一状态下将第一电流互感器的线圈和第二电流互感器的线圈串联，并将串联后形成的组合线圈的两端与所述第一剩余电流检测模块的两个输入电极连接；并且在第二状态下使所述第一电流互感器的线圈两端与所述第一检测单元连接，且所述第二电流互感器的线圈两端与所述第二检测单元连接。开关组可采用继电器、三级管、开关电路等各种类型的开关。
[0034]上述实施例中，第一剩余电流检测模块和第二剩余电流检测模块的第二检测单元均用于检测A、B、C三相线路中的交流和脉动直流剩余电流时，二者具有相同的功能，因此，在硬件实现上，第一剩余电流检测模块和第二剩余电流检测模块的第二检测单元可以通过共用同一个检测电路来实现，该检测电路能够实现检测交流和脉动直流剩余电流的功能。当然，第一剩余电流检测模块和第二剩余电流检测模块的第二检测单元也可以分别用一个专用的检测电路实现，每个专用的检测电路均能够实现检测交流和脉动直流剩余电流的功倉泛。
[0035]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种剩余电流保护装置，包括第一电流互感器、第二电流互感器、切换单元、第一剩余电流检测模块和第二剩余电流检测模块，所述第二剩余电流检测模块包括第一检测单元和第二检测单元； 所述切换单元用于在所述剩余电流保护装置的第一状态和第二状态间进行切换，并使得:在第一状态下，使第一剩余电流互感器的线圈和第二剩余电流互感器的线圈串联，并将串联后形成的线圈组的两端与所述第一剩余电流检测模块的两个输入电极连接；在第二状态下，使所述第一电流互感器的线圈两端与所述第一检测单元连接，且所述第二电流互感器的线圈两端与所述第二检测单元连接； 所述第一剩余电流检测模块用于检测交流和/或脉动直流形式的剩余电流，所述第二剩余电流检测模块的第一检测单元用于检测平滑直流形式的剩余电流，第二检测单元用于检测交流和/或脉动直流形式的剩余电流。
2.根据权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述切换单元为开关组。
3.根据权利要求2所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述开关组包括第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关均为双刀双掷开关。
4.根据权利要求1所述的剩余电流保护装置，其中所述第一剩余电流检测模块包括匹配电容、整流器、能量存储电容、控制开关和触发信号驱动电路，第一剩余电流检测模块中的剩余电流信号依次穿过所述匹配电容、整流器、能量存储电容、控制开关和触发信号驱动电路。
5.根据权利要求4所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述匹配电容的两个电极与串联的所述第一电流互感器的线圈和所述第二电流互感器的线圈所构成的线圈组的两个输出电极连接形成回路。
6.根据权利要求5所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述匹配电容的两个电极通过所述整流器与所述能量存储电容连接，以为所述能量存储电容充电。
7.根据权利要求6所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述控制开关连接在能量存储电容和触发信号驱动电路之间，仅当所述能量存储电容所存储的能量超过预设的阈值时，控制开关导通，使得触发信号驱动电路生成触发信号。
8.根据权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述第二剩余电流检测模块还包括判别电路，所述判别电路用于接收所述第一检测单元和所述第二检测单元的信号，并根据所接收的信号判断当前是否存在故障，并在存在故障时生成触发信号。
9.根据权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，还包括触发元件，所述触发元件分别与所述第一剩余电流检测模块和所述第二剩余电流检测模块连接，并在接收到第一剩余电流检测模块和第二剩余电流检测模块中任意一个的触发信号时，将剩余电流保护装置保护的线路断路。
【专利摘要】本发明提供了一种剩余电流保护装置，包括第一电流互感器、第二电流互感器、切换单元、第一剩余电流检测模块和第二剩余电流检测模块，所述第二剩余电流检测模块包括第一检测单元和第二检测单元；所述切换单元用于在剩余之流保护装置的第一状态和第二状态间进行切换，使得在第一状态下将第一电流互感器的线圈和第二电流互感器的线圈串联，并将串联后形成的线圈组的两端与所述第一剩余电流检测模块的两个输入电极连接，在第二状态下使所述第一电流互感器的线圈两端与所述第一检测单元连接，且所述第二电流互感器的线圈两端与所述第二检测单元连接。本发明能够在不增大剩余电流保护装置体积的前提下提高剩余电流保护装置的灵敏度。
【IPC分类】H02H3-32
【公开号】CN104753023
【申请号】CN201310752948
【发明人】杜峰, 陈维刚, 卓越
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日
【公告号】DE102014226968A1