专利名称：电磁式/永磁式二极漏电开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属于紧急保护电路装置领域，尤其涉及一种用于民用单相配电系统中分段保护的漏电保护开关装置。
背景技术：
漏电保护开关(以下简称漏电开关)是一种对供电设备、供电线路实施全面的综合保护、并且兼有负荷开关功能的综合漏电保护装置，因其具有结构简单的优点，既可以作为带负荷的开关(断路器)，又可以做电路漏电保护的综合保护装置，故得到了日益广泛的应用。
目前，在单相民用配电系统(即单相照明系统供、配电系统)中所采用的漏电开关主要有两种一种是以DZ15LE-X/290系列为代表的机械式漏电断路器，另一种是以KC系列为代表的继电器式漏电保护器。
其中，前者的开关通/断动作机构采用常规的零序电流互感器、漏电脱扣器和带有过载及短路保护的断路器，其功能较全，体积较小，工作比较可靠，但是其由于采用机械式开关结构，不具备自动送电功能，给线路管理人员和用户带来极大的不便，只适合用作现场保护。
后者实际为一电子自复位式二级漏电保护器，其除了带有常规的漏电保护功能外，还能实现自复位供电等功能，但是由于其采用中间继电器作为开关通/断的控制机构，受继电器触点容量的限制，其开关的通/断容量有限，且其自身耗电大，无过流、短路保护功能，加上在工作时其线圈始终处于通电状态，对于长时间工作的漏电开关，往往会导致其线圈发热严重，经常会出现因线圈的发热变形或烧毁而导致漏电开关不能正常工作的情形，严重影响了保护装置的正常运行和供电质量，不利于供电系统的安全、稳定运行，使其应用范围受到一定的限制。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电磁式/永磁式二极漏电开关，其既具有机械式漏电开关触点容量大的优点，又可实现继电器式漏电开关的保护功能多、可自送电等功能，整体耗电小，开关动作可靠，有利于供电系统的安全、稳定运行，易于为广大用户所接受。
本实用新型的技术方案是提供一种电磁式/永磁式二极漏电开关，包括设置在壳体上的输入、输出接线端子、设置在壳体内的开关控制电路，其特征是在其输入、输出接线端子之间设置至少包括由多片矽钢片叠置构成的定衔铁铁芯、活动支架、位于活动支架上的动衔铁、用于活动支架复位的复位弹簧以及位于定衔铁上的吸和/释放线圈所构成的电磁吸合式开关动作组件；在定衔铁或壳体和动衔铁上分别设置静、动触头；动、静触头分别与二极漏电开关的输入、输出接线端子对应电连接；吸和/释放线圈与开关控制电路连接。
进一步地，在所述之活动支架上与定衔铁铁芯位置相对应的部位设置由永磁钢体构成的动衔铁，其永磁钢体设置在活动支架下方与定衔铁位置相对应的部位上；永磁钢体的横截面为与定衔铁铁芯横截面形状相同或近似的长方形、正方形或圆形。
与此同时，在吸和/释放线圈与开关控制电路之间设置双向驱动电路，双向驱动电路的输入端与开关控制电路的控制输出端连接。
其双向驱动电路为受控双向脉冲输出电路或双输入控制端的双稳态翻转电路，其两个输入控制端分别与开关控制电路的控制输出端对应连接，其输出端与线圈的两端连接；双向驱动电路在开关控制电路的控制下，在开关闭合时对线圈输出一正向脉冲，当开关断开时，对线圈输出一反向脉冲，当开关闭合期间和断开后，不对线圈输出脉冲信号。
此外，在动、静触头分别与二极漏电开关的输入、输出接线端子对应电连接的导线上设置电流互感器；其电流互感器为负荷电流互感器或零序电流互感器，各电流互感器的输出端分别与开关控制电路的相应信号输入端对应连接。
与现有技术比较，本实用新型的优点是采用电磁吸合式开关动作组件与永磁磁钢相结合的组合式结构，只有在电磁开关机构的闭合和断开时，其吸合/释放线圈中才有电流流过，正常工作时是靠永磁钢体的磁吸力来维持开关的闭合的，使得电磁线圈的带电工作时间短，既具有机械式漏电开关触点容量大的优点，又可实现继电器式漏电开关的保护功能多、可自送电等功能，解决了因线圈发热导致开关损坏的问题，大大提高了漏电开关工作的可靠性，有利于供电系统的安全、稳定运行。
图1是本实用新型的机械结构示意图；图2是本实用新型之电路方框图；图3是本实用新型之双向驱动电路之实施例的线路图；图4是双向驱动电路之输入、输出之波形图。
图中1为活动支架，2为定衔铁，3为永磁钢体，4为吸和/释放线圈，5为双向驱动电路，6为开关控制电路，7为静触头，8为动触头，9为复位弹簧。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1中，在漏电开关的输入、输出接线端子(图中未示出)之间设置至少包括由多片矽钢片叠置构成的定衔铁铁芯2、活动支架1、位于活动支架上的动衔铁3、用于活动支架复位的复位弹簧9以及位于定衔铁上的吸和/释放线圈4所构成的电磁吸合式开关动作组件；在定衔铁或壳体和动衔铁上分别设置静、动触头7和8；动、静触头分别与二极漏电开关的输入、输出接线端子对应电连接；吸和/释放线圈与开关控制电路(图中未示出)连接。
具体的，在活动支架上与定衔铁铁芯位置相对应的部位设置由永磁钢体构成的动衔铁，其永磁钢体设置在活动支架下方与定衔铁位置相对应的部位上，永磁钢体的横截面为与定衔铁铁芯横截面形状相同或近似的长方形、正方形或圆形。
复位弹簧不一定非要采用拉簧式(设置在图中所示立式支架的左边)，亦可采用压簧式(设置在图中所示立式支架的右边)。
图2中，与定衔铁2铁芯位置相对应部位的活动支架1(图中未示出)上设置有永磁钢体3，在吸和/释放线圈4与开关控制电路6之间设置双向驱动电路5，吸和/释放线圈的两端a、b与双向驱动电路5的输出端Uj1、Uj2连接，双向驱动电路的输入端Ua、Ub与开关控制电路的控制输出端Ka、Kb连接。
双向驱动电路在开关控制电路的控制下，在开关闭合时对吸和/释放线圈输出一正向脉冲，当开关断开时，对吸和/释放线圈输出一反向脉冲，当开关闭合期间和断开后，不对吸和/释放线圈输出脉冲信号。
由于采用开关控制电路、负荷电流互感器或零序电流互感器等电路结构，使得整个漏电开关在触点容量增大的同时，又可具备有电磁式漏电保护器的诸多功能(诸如自锁、自复位供电等)。
由于上述开关控制电路、负荷电流互感器或零序电流互感器等均为漏电开关的现有技术，其具体线路及工作过程在此不再叙述。
图3中，双向驱动电路为受控双向脉冲输出电路或双输入控制端的双稳态翻转电路，其两个输入控制端Ua、Ub分别与开关控制电路(图中未示出)的控制输出端对应连接，其输出端与吸和/释放线圈的两端连接。
作为一种实施例，当上述双向驱动电路采用双稳态翻转电路形式时，可以包括三极管T1～T6和电阻R1～R6。其中，T1的基极经电阻R1与输入控制端Ua连接，输入控制端Ua亦经电阻R6与T6的基极连接，T1的集电极经电阻R2与电源的正极+E连接，并同时与T2的基极连接，T1的发射极接地；T2的发射极与电源的正极+E连接，其集电极与线圈的一端以及T3的集电极连接；T3的发射极接地，其基极经电阻R3与另一输入控制端Ub连接。
同样，T4的基极经电阻R4与输入控制端Ub连接，T4的集电极经电阻R5与电源的正极+E连接，同时与T5的基极连接，T4的发射极接地；T5的发射极与电源的正极+E连接，其集电极与线圈的另一端以及T6的集电极连接；T6的发射极接地。
当Ua＝1，Ub＝0时，T1导通，U1为低电平，T2导通，同时T6导通，电源经T2到线圈，再经T6到地，线圈吸合，活动支架克服复位弹簧的拉力向下动作，开关触点闭合。
当Ua＝0且Ub＝0时，活动支架靠永磁钢体的磁吸力维持在吸合状态，开关的触点继续维持在闭合状态。
当Ua＝0，Ub＝1时，T4导通，U4为低电平，T5导通，同时T3导通，电源经T5到线圈，再经T3到地，线圈产生一反向的磁推力，活动支架在复位弹簧的拉力作用下，克服永磁钢体的磁吸力向上动作，开关触点断开。
上述双向驱动电路不仅仅局限于本图所示出的双输入控制端的双稳态翻转电路，其他具有类型的受控双向脉冲输出电路(分立元件式或集成电路式)均可实现本技术方案之发明目的。
图4中，当Ua＝1时，UJ为一正向脉冲，吸和/释放线圈吸合，动、静触头接通，开关闭合；当Ua＝0且Ub＝0时，吸和/释放线圈中无脉冲电流流过，活动支架靠永磁钢体的磁吸力维持在吸合状态，开关的触点继续维持在闭合状态；当Ub＝1时，UJ为一负向脉冲，吸和/释放线圈产生一反向磁场，抵消了永磁磁钢的磁吸力，在复位弹簧的作用下导致活动支架复位/释放，动、静触头分离，开关断开。
通过上述波形图可以看出，在开关闭合期间和断开后，吸和/释放线圈中无电流流过，故其耗电量小，基本不发热。
由于本实用新型通过设置电磁吸合式开关动作组件、吸合/释放线圈的双向驱动电路和永磁磁钢，使得其线圈的带电工作时间短，解决了因线圈发热导致开关损坏的问题，既具有机械式漏电开关触点容量大的优点，又可实现继电器式漏电开关的保护功能多、可自送电等功能，大大提高了漏电开关工作的可靠性，有利于供电系统的安全、稳定运行。
本实用新型可广泛用于各种规格型号的单相(二极式)漏电保护开关。
权利要求1.一种电磁式/永磁式二极漏电开关，包括设置在壳体上的输入、输出接线端子、设置在壳体内的开关控制电路，其特征是在其输入、输出接线端子之间设置至少包括由多片矽钢片叠置构成的定衔铁铁芯、活动支架、位于活动支架上的动衔铁、用于活动支架复位的复位弹簧以及位于定衔铁上的吸和/释放线圈所构成的电磁吸合式开关动作组件；在定衔铁或壳体和动衔铁上分别设置静、动触头；动、静触头分别与二极漏电开关的输入、输出接线端子对应电连接；吸和/释放线圈与开关控制电路连接。
2.按照权利要求1所述的电磁式/永磁式二极漏电开关，其特征是在所述之活动支架上与定衔铁铁芯位置相对应的部位设置由永磁钢体构成的动衔铁，其永磁钢体设置在活动支架下方与定衔铁位置相对应的部位上；在所述的吸和/释放线圈与开关控制电路之间设置双向驱动电路，双向驱动电路的输入端与开关控制电路的控制输出端连接。
3.按照权利要求2所述的电磁式/永磁式二极漏电开关，其特征是所述之永磁钢体的横截面为与定衔铁铁芯横截面形状相同或近似的长方形、正方形或圆形。
4.按照权利要求2所述的电磁式/永磁式二极漏电开关，其特征是所述的双向驱动电路为受控双向脉冲输出电路或双输入控制端的双稳态翻转电路，其两个输入控制端分别与开关控制电路的控制输出端对应连接，其输出端与线圈的两端连接；双向驱动电路在开关控制电路的控制下，在开关闭合时对线圈输出一正向脉冲，当开关断开时，对线圈输出一反向脉冲，当开关闭合期间和断开后，不对线圈输出脉冲信号。
5.按照权利要求1所述的电磁式/永磁式二极漏电开关，其特征是在所述的动、静触头分别与二极漏电开关的输入、输出接线端子对应电连接的导线上设置电流互感器。
6.按照权利要求5所述的电磁式/永磁式二极漏电开关，其特征是所述的电流互感器为负荷电流互感器或零序电流互感器，各电流互感器的输出端分别与开关控制电路的相应信号输入端对应连接。
专利摘要一种电磁式/永磁式二极漏电开关，属于紧急保护电路装置领域。在其输入、输出接线端子之间设置至少包括定衔铁铁芯、活动支架、动衔铁、复位弹簧以及吸和/释放线圈所构成的电磁吸合式开关动作组件，在定衔铁或壳体和动衔铁上分别设置静、动触头；动、静触头分别与二极漏电开关的输入、输出接线端子对应电连接，在吸和/释放线圈与开关控制电路之间设置双向驱动电路，双向驱动电路的输入端与开关控制电路的控制输出端连接。本实用新型在开关闭合期间和断开后，吸和/释放线圈中无电流流过，故其耗电量小，基本不发热，开关触点容量大，又可实现可自送电等功能，工作的可靠性高，可广泛用于各种规格型号的单相二极式漏电保护开关。
文档编号H01H51/04GK2884506SQ200620023870
公开日2007年3月28日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者张振功, 孟刚 申请人:淄博卓尔电器有限公司