专利名称：漏电电路断流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过检测电动马达或其它类型负载所连接的配电系统中发生的漏电，来预先防止由漏电扩大所致事故的漏电电路断流器，并且特别是涉及加有测试电路的漏电电路断流器的改进。
背景技术：
通常，为了精确地执行漏电电路断流器的漏电操作测试，已经做出各种附加到漏电电路断流器上的测试电路。图3示出了该断流器的一个示例。图3示出了在专利文献1中所描述的常规漏电电路断流器的简化配置。
在图3中，标号1表示三相交流电的电路，标号2表示导通和断开交流电电路1的开关，标号3表示零相电流变压器，它将交流电电路1用作初级线圈，以检测交流电电路1中的漏电电流，以及标号6表示故障鉴别电路，它区分从零相电流变压器3的漏电电流检测线圈3a输出的检测电流中是否有漏电，并且被配置成当检测到漏电存在时输出表明漏电的信号。标号4表示由漏电鉴别电路6的输出信号进行操作的跳闸器件，使开关2未示出的切换结构跳闸，打开接触，并使交流电路1中断。三相交流电电路1的两相电路对漏电鉴别电路6进行供电。标号7表示执行漏电跳闸测试并验证开关2、零相电流变压器3、跳闸器件4以及漏电鉴别电路6是否进行正常操作的测试电路。测试电路7装配有调节从交流电电路1的两相线供应到零相电流变压器3的测试线圈3t上测试电流大小的电阻器7a，以及导通和断开测试电流的按钮式测试开关7b。标号8表示连接到交流电电路1交流电电源，以及标号9表示连接到交流电电路1的负载。
在以该方式配置的漏电电路断流器中，当负载等中出现漏电并且一漏电电路流入交流电电路1中时，该漏电电流由有零相电路变压器3检测出，并从检测线圈3a输入到漏电鉴别电路6。如果所检测的漏电电流超过了预设的区分标准，漏电鉴别电路6产生表明漏电出现的一个输出信号，并将该输出信号发送给跳闸器件4。跳闸器件4立即使其连接的开关结构跳闸，断开开关的切换接触，使交流电电路1中断，并保护负载9等免遭漏电之害。
通过导通测试电路7的测试开关7b、并经由电阻器7a将预定大小的模拟漏电电流提供给置于零相电流变压器3中的测试线圈3t，执行漏电电流断路器的漏电中断操作测试。因此，获得了与当从零相电流变压器3的漏电电流检测线圈3a中检测到漏电电流时相同的检测输出，并且漏电鉴别电路6区分该检测输出并输出表明漏电发生的信号。跳闸器件4通过该信号被激活，并使开关2跳闸和中断。采用该测试，就可以验证零相电流变压器3、漏电鉴别电路6以及跳闸器件4是否进行正常的操作。
〔专利文献1〕JP-A-2003-45312发明内容要解决的问题在该常规漏电电路断流器中，从交流电电流的两相线路中获得漏电测试的模拟漏电电流。因此，会出现一个问题如果连接到产生模拟漏电电流的测试电路的相中有一相是开相，就不能执行漏电测试。
同时，当漏电鉴别电路没有进行操作，即当在交流电电路中出现等于或小于区分标准的微小漏电电流时，漏电电流和模拟漏电电流的频率是彼此相匹配的。因此，还有一个问题如果两个相是反相并且匹配，则漏电电流由实际的漏电电流所抵消且大小降到了鉴别标准以下，从而不能执行漏电测试。
本发明的目的是获得一高度可靠的漏电电路断流器，即便是在交流电电路中出现开相或微小的漏电电流，它仍然可解决这些问题并可靠地执行漏电测试。
解决问题的手段为了解决上述的问题，本发明提供的一种漏电电路断流器包括导通/断开多相交流电电路的开关；在多相交流电电路中检测漏电电流的零相电流变压器；区分在零相电流变压器的漏电检测线圈的输出电流中是否有漏电出现的漏电鉴别电路；用表明有漏电出现的漏电鉴别电路的输出信号来使得开关跳闸和断开的跳闸器件；使多相交流电电路对漏电鉴别电路供电的电源电路，测试电路配置成将模拟漏电电流供应给零相电流变压器，其中，电源电路具有来自于多相交流电电路的所有相的电路电源，并且测试电路被配置成将电源电路用作电源以产生模拟漏电电流的振荡电路，以及操作使模拟漏电电流从振荡电路供应到零相电流变压器中的电路的断开/闭合的测试开关。
在该发明中，测试电路的振荡电路最好是设置成工业用电频率(50或60Hz)之外的振荡频率。
同时，在本发明中，零相电流变压器的线圈的匝数最好是设置成等于或大于两匝。
在该发明中，由于对漏电鉴别电路供电的电源电路连接到获得电能的多相交流电电路的所有相，即便多相交流电电路的一相是开相，还是可以执行漏电测试。同时，由于采用测试电路的振荡电路来形成具有与交流电电路的频率不同的模拟漏电电流，即便是漏电电流没有被鉴别为有漏电产生，还是可以可靠地执行漏电测试，而不会受到漏电电流的影响。
〔图1〕示出本发明漏电电路断流器的框图；〔图2〕详细示出本发明漏电电路断流器的电源电路和测试电路的电路图；以及〔图3〕示出常规漏电电路断流器的框图。
标号说明10漏电电路断流器1交流电电路1A电源连接端1B负载连接端2开关3零相电流变压器3a漏电电流检测线圈3t测试线圈4跳闸器件5电源电路51三相全波整流电路52恒压电路6漏电鉴别电路7测试电路7a调节电阻器7b测试开关
7c振荡电路具体实施例对有关图中所示的实施例的本发明进行描述。
实施例图1是示出本发明实施例的框图。
在图1中，标号10表示漏电电路断流器。通常，所有这些组成元件密集地形成，并容纳在由绝缘树脂制成的模制盒体内。漏电电路断流器10包括连接电源连接端1A和负载连接端1B的三相的交流电电路1；导断开/闭合交流电电路1的开关2；其中通过有交流电电路1的所有相的导体、并检测流入到交流电电路1中的漏电电流的零相电流变压器3；通过监测零相电流变压器3的漏电电流检测线圈3a的检测电流来区分是否有漏电电流出现的漏电鉴别电路6；以及用表明有漏电出现的漏电鉴别电路6的输出信号来使得开关2的切换结构跳闸，并使交流电电路1中断的跳闸器件4。该漏电电路断流器10还包括用于验证开关2、零相电流变压器3、跳闸器件4以及漏电鉴别电路6是否进行正常操作的漏电测试电路7，以及对漏电鉴别电路6和测试电路7供电的电源电路5。测试电路7的输出途经置于零相电流变压器3中的测试线圈3而电磁式连接到零相电流变压器3。此外，交流电电源8连接到电源连接端1A，负载9连接到负载端1B。
如图2所示的细节，电源电路5配置成三相全波整流电路51，它对来自于交流电电路1的三相所提供的交流电电源进行整流，并将其转换成直流电源；还有恒定电压电路52，它将整流电路51的输出电压控制在预定电压。作为电源的电源电路5加到漏电鉴别电路6和测试电路7。
测试电路7包括在漏电测试时进行操作的按钮式测试开关7b，产生预定频率的振荡电流的振荡电路7以及调节测试电流的调节电阻器7a。测试电路7的测试开关7b、振荡电路7c以及调节电阻器7a通过零相电流变压器3的测试线圈3t被串联到电源电路5。
振荡电路7c由NAND门极Q1，NOT门极Q2和Q3，电阻器R1和R2，以及电容器C1配置而成。振荡电路7c配置成当测试开关7b切换至导通时，NAND门极的Q1输出变为L电平，并且以由电容器C1和电阻器R1的值做出的下述表达式所近似出的频率f振荡。
f＝1/(2.2·R1·C1)(Hz)
由于从振荡电路7c供应到零相电流变压器3的测试线圈3t的测试电流It的大小是由电阻器7a和电源5的输出电压V1所确定的，则通过调节电阻器7a的大小可以将其设置为预定值。
在测试电路7中，当测试开关7b切换至导通时，振荡电路7c振荡，并且以频率f振荡的预定测试电流(模拟漏电电流)被提供给零相电流变压器3的测试线圈3t。因此，从零相电流变压器3的漏电电流检测线圈3a中获得对应于测试电流It的检测电流，并将其加在漏电鉴别电路6上。因为所选择的测试电流It的大小超过预设的确定标准，则漏电鉴别电路6立即将表明有漏电出现的信号发送到跳闸器件4。因此，如果进行正常的操作，则开关2未示出的跳闸结构跳闸，开关2的切换接触断开，并且交流电电路1被中断。因此，可以验证操作正常进行，并且测试结束。
在该方式中，在本发明的漏电电路断流器中，三相全波整流电路51置于电源电路5中，三相交流电电路1的所有相的电压都由整流电路51进行整流，并且获得了直流电压。因此，即便是三相交流电电路1的相有一相是开相，仍然可以获得直流电压。此外，因为电源电路5的输出电压由恒定电压电路52维持在V1的常量，即便是由于开相而导致电源电路5的输入电压改变，仍然可以将预定的测试电流提供给零相电流变压器3的测试线圈3t。因此，即便是在交流电电路1中出现一开相，仍然可以执行漏电测试。
当要执行漏电测试时，在漏电电路断流器中会出现没有达到漏电鉴别电路6的确定标准的漏电电流，这样的情形是可以想像出的。在该情形中，如果由测试电路7生成的测试电流(模拟漏电电流)的频率和实际的漏电电流是相同的，并且其相位相反且匹配，则即便是漏电电路断流器是正常的，最终测试电流被漏电电流抵消，表明有漏电出现的信号不会从漏电鉴别电路6中输出，并且该测试的结果为操作性故障。
因此，在本发明中，因为工业用电电源系统的频率是50或60Hz，则测试电路7的振荡电路7c的振荡频率f可设为与50或60Hz不同的40或70Hz。当以该方式将振荡电路7c的振荡频率f设置为不同于工业用电频率时，在漏电测试进行时，测试电流(模拟漏电电流)不会被实际中的微小漏电电流所抵消。因此，可以精确地执行该测试，并且漏电测试的可靠性也可提高。
同时，因为漏电电路断流器的漏电鉴别标准是设置在漏电感应电流的70％左右，当感应电流设为30mA时，漏电鉴别电路6的漏电区分标准设置在21mA左右。因此，当零相电流变压器3的测试线圈3t具有一匝时，就需要将来自于测试电路7中的测试电流(模拟漏电电流)设为至少21mA。因为承受该电流的电源电路5会出现诸如由负载电流所致的发热的问题，则电源电流是越低越好。由于该原因，在本发明中，当在零相电流变压器3的线圈空间中出现可允许的偏差(leeway)时，测试线圈3t具有等于或大于两匝的多个(n)匝。因此，因为提供给测试线圈的测试电流It可以缩减到一匝时所需电流的1/n，电源电路5的输出电流可以维持很低，并且电源电路5的功率消耗可以减小。
权利要求
1.一种漏电电路断流器，包括断开/闭合多相交流电电路的开关；检测出所述多相交流电电路的漏电电流的零相电流变压器；在所述零相电流变压器的漏电电流检测线圈的输出电流中检测是否有漏电出现的漏电鉴别电路；用表明有漏电出现的所述漏电鉴别电路的输出信号来使得所述开关跳闸并断开的跳闸器件；使所述多相交流电电路对所述漏电鉴别电路进行供电的电源电路；以及配置成将模拟漏电电流提供给所述零相电流变压器的测试线圈的测试电路，其中所述电源电路具备有来自于所述多相交流电电路的所有相的电路的电能，并且所述测试电路的配置为将所述电源电路用作电源以生成模拟漏电电流的振荡电路，以及对将所述模拟漏电电流从所述振荡电路中提供到所述零相电流变压器中的电路进行断开/闭合操作的测试开关。
2.如权利要求1所述的漏电电路断流器，其特征在于，所述测试电路的振荡电路被设置为工业用电频率(50或60Hz)之外的振荡频率。
3.如权利要求1或2所述的漏电电路断流器，其特征在于，所述零相电流变压器的测试线圈的匝数等于或大于两匝。
全文摘要
〔问题〕为了获得即便是在交流电电路中出现开相或微小的漏电电流时仍能够可靠地执行漏电测试的高度可靠漏电电路断流器。〔方案〕用具备来自于多相交流电电路1所有相的电能、且形成预定输出电压的电源电路5来设置漏电电路断流器。用将电源电路5用作电源以在不同于加在可生成模拟漏电电流的交流电电路的交流电源频率的频率上振荡的振荡电路7c，以及对将模拟漏电电流从振荡电路7c中提供到零相电流变压器3中的电路进行开/关操作的测试开关7b来设置测试电路7。
文档编号H01H83/04GK1855341SQ20061007399
公开日2006年11月1日 申请日期2006年4月18日 优先权日2005年4月19日
发明者工藤高裕, 浅野久伸 申请人:富士电机控股株式会社