专利名称：空气断路器的保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气断路器(Air Circuit Breaker)的保护装置，尤 其涉及当通过空气断路器向负载供电的状态下发生事故时，立即启动 脱扣线圈以切断电源的空气断路器的保护装置。
背景技术：
通常，空气断路器是在空气中，触点断开并进行自然消弧(Arc extinguishing)的断路器，多作为低压交流断路器使用。当这种空气断路器向负载供电过程中发生事故时，要检测事故电 流，并根据事故电流启动脱扣线圏，以切断电源。为此，空气断路器检测提供给负载的电流，然后将检测出的电流 转换为电压，并由微控制器(Micro Control Unit)通过所转换的电压大 小来判断事故发生与否。当判断为发生事故时，上述微控制器生成脱 扣信号，脱扣线圈则^4居所生成的脱扣信号进行动作以断开电源。即，当发生事故时，空气断路器不能立即断开电源，要延迟到微 控制器判断事故发生而生成脱扣信号后，才启动脱扣线圈来断开电源。发明内容本发明目的在于，提供一种空气断路器的保护装置，即在通过空 气断路器向负载供电的状态下发生事故时，立即启动脱扣线圈并断开 电源，以保护空气断路器以及负载不受损伤。
具有上述目的的本发明之空气断路器的保护装置，由空气断路器;险测流向负载的电流。上述4企测优选对R、 S、 T、 N相的所有电流进 行检测。上述检测的电流被转换为电压，经过整流器整流后，使用比较器 与预先设定的基准电源进行比较，从而确定是否脱扣空气断路器，如 需要脱扣空气断路器时，生成脱扣信号以启动脱扣线圏。本发明之空气断路器的保护装置，其特征在于，包括电压检测 部，其对通过空气断路器流向负载的电流进行检测，并将所述电流转 换为电压；整流器，对上述电压检测部所检测到的电压进行整流；比定是否脱扣；脱扣线圈，根据上述比较器的决定而启动并脱扣，以使 空气断路器无法向上述负载供电。本发明特征在于，上述整流器由，对电压检测部所检测电压中的 正半周电压进行整流并向上述比较器输出的正半周整流器，以及对电 压检测部所检测电压中的负半周电压进行整流并向上述比较器输出的 负半周整流器构成。本发明特征在于，上述正半周整流器以及负半周整流器分别对R、 S、 T、 N相的检测电压进行整流。本发明特征在于，上述比较器由分别对上述经过整流的正半周以较器和上述脱扣线圏之间还设有或门(ORgate)。本发明特征在于，在上述整流器和比较器之间还设有对上述整流 器的输出电压进行放大的放大器。 如上所述，本发明中，当检测到可导致空气断路器或负载受损的 短路电流等大电流时，立即启动脱扣线圏以切断流向负载的电源。因 此可防止很大电流给空气断路器及负载带来损伤。
图1为现有保护装置的电路图； 图2为本发明之保护装置的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明之理想实施例进行详细说明。后述的详细说明并不限定本发明的技术范围，只供读者便于理解 本发明的原理和概念。因此，只对必要的结构进行说明，并在附图中 提供了供本领域技术人员选择的几个实施方式。图1为现有保护装置的电路图。附图符号100为电压检测部。上 述电压^r测部100包括电流互感器(Current transformer)及洛高夫斯 基线圈(Rogowskicoil)。上述电流互感器检测空气断路器提供给负载 的电流，并由洛高夫斯基线圈将电流互感器所检测出的电流转换为电 压而專餘出。附图符号110为整流器，上述整流器110具有多个二极管。上述 多个二极管对上述电压4企测部100的输出电压进行整流而转换为脉动 电压。
附图符号120为模拟数字转换器(Analogue to Digital Converter )。 上述模拟数字转换器120将上述整流器110所输出的脉动电压转换为 数字信号。附图符号130为微控制器。上述微控制器DO通过上述模拟数字 转换器120以数字信号输出的脉动电压的电平来判断是否发生事故， 当判断为发生事故时，生成脱扣信号。附图符号140为脱扣线圈。当上述微控制器130生成脱扣信号时， 上述脱扣线圈140启动以切断空气断路器向负载提供电源。当空气断路器向负载供电时，电压检测部IOO检测空气断路器提 供给负载的电流，并将检测到的电流转换为电压，输出到整流器IIO。 上述电压检测部100所输出的检测电压为交流电压，其由整流器110 转换为脉动电压。上述脉动电压在模拟数字转换器被转换成数字信号 并被输入到微控制器130。上述微控制器130通过从上述模拟数字转换器120以数字信号输 入的脉动电压的电平来判断事故发生与否。上述微控制器130通过均 方根(RMS: Root Mean Square)运算等数学演算过程来判断事故发生 与否。当上述判断结果，未发生事故时，《效控制器130不生成脱扣信号， 因此脱扣线圈也不会启动，并继续向负载进行供电。而当上述判断结果为发生事故时，樣i控制器130生成脱扣信号。 #4居上述生成的脱扣信号，脱扣线圈^f皮启动^f吏空气断^^器脱扣。这样， 空气断路器切断供向负载的电源，从而避免因事故电流导致空气断路 器以及负载等受损且事故进一步扩大。
当发生事故时，这种保护装置由微控制器判断事故的发生并生成 脱扣信号以启动脱扣线圏。具体为，直到微控制器对事故进行判断并生成脱扣信号后，才启动脱扣线圈来切断电源。同样，当短路引起的短路电流等可给空气断路器带来损伤的很大 电流经过空气断路器流向负载时，从事故发生开始到启动脱扣线圏并 切断电源为止，滞后一定时间，在该延迟的时间内，空气断路器继续 向负载供电从而导致空气断路器或通过空气断路器供电的负载损坏。因此，当发生事故时需要立即对空气断路器进行脱扣以切断电源。图2为本发明之保护装置的电路图。如图所示，本发明之保护装 置包括电压^r测部200、整流器210、放大器220、 220-1、比较器230、 230-1、或门240以及脱扣线圈250。上述电压检测部200包括例如电流互感器及洛高夫斯基线圈，由 电流互感器检测空气断路器提供给负载的电流，并由洛高夫斯基线圈 将电流互感器检测的电流转换为电压并输出。上述整流器210具有8个二极管D1 D8。其中，上述4个二极管 Dl D4从上述电压^r测部200所检测的R、 S、 T、 N相的检测电压中， 整流正半周的电压，并输出正向脉动电压。而4个二极管D5 D8从上 述电压检测部200所检测的R、 S、 T、 N相的检测电压中，整流负半 周的电压，并输出负向脉动电压。上述放大器220、 220-1分别对上述整流器210整流的正向脉动电 压以及负向脉动电压进行放大。
上述比较器230、 230-1将上述放大器220、 220-1的输出电压和预 先设定的第一、第二基准电压进行比较，比较结果，如放大器220、 220-1 的输出电压高于第一和第二基准电压时，生成逻辑l的高电位信号。上述或门240对上述比较器230、 230-1的输出电位进行逻辑和， 并输出到上述脱扣线圈250。当上述或门240输出逻辑1的高电位时，上述脱扣线圈250启动 而切断空气断^各器，爿t人而避免电流流向负载。具有上述结构的本发明之保护装置，当通过空气断路器向负载供 电时，电压检测部200检测向负载供电的R、 S、 T、 N相电源线上的 电流，并将所检测到的电流转换为电压而向整流器210输出检测电压。上述^r测电压为交流电压，上述整流器210通过4个二极管D1 D4 分别对^r测电压中的正半周的电压进行整流并转换为正向脉动电压， 而通过4个二极管D5 D8分别对检测电压中的负半周的电压进行整流 并转换为负向脉动电压。上述整流器210所转换的正向脉动电压以及负向脉动电压分别在 放大器220、 220-1中放大后，分别输入到比较器230、 230-1。上述比较器230、 230-1对来自上述力t大器220、 220-1的经过放大 的正向脉动电压以及负向脉动电压，与预先设定的第一及第二基准电 压分别进行比较。上述比较结果，当正向脉动电压及负向脉动电压低于预先设定的 第一及第二基准电压时，比较器230、 230-1输出逻辑0的低电位信号。
这样，或门输出逻辑O的低电位信号并施加到脱扣线圈250，因此 脱扣线圈250不会动作，空气断路器也继续向负载供电。而当上述比较结果为，正向脉动电压高于预先设定的第一基准电 压时，比较器230输出逻辑1的高电位信号，而当负向脉动电压高于 预先设定的第二基准电压时，由比较器230-1输出逻辑1的高电位信号。上述比较器230或比较器230-1输出逻辑1的高电位信号时，或门 240输出逻辑1的高电位信号并施加到脱扣线圏250,故脱扣线圏250 启动并切断供向负载的电源。以上，对短路电流以上的大电流通过空气断路器流向负载时使空 气断路器脱扣的例子进行了说明。但本发明并不限定于此，可适用于 向负载供电的各种断路器上，只要短路电流以上的大电流流向负载， 立即脱扣断路器。如上所述，本发明中，当检测到可导致空气断路器或负载受损的 短路电流等大电流时，立即启动脱扣线圏以切断流向负载的电源。因此可防止很大电流给空气断路器及负载带来损伤。另外，本发明可与现有技术中的通过微控制器判断事故电流并进 行脱扣的技术结合，可更加完整地保护空气断路器及负载不受损伤。以上，通过理想实施例对本发明进行了详细说明，在本发明技术 范围之内，本领域的技术人员可对本发明进行各种变形。
权利要求
1、一种空气断路器的保护装置，其特征在于，包括电压检测部，其对通过空气断路器流向负载的电流进行检测并将所述电流转换为电压；整流器，对所述电压检测部的检测电压进行整流；比较器，对所述整流器的输出电压和预先设定的基准电压进行比较而决定是否使空气断路器脱扣；脱扣线圈，根据所述比较器的决定而启动并使空气断路器脱扣。
2、 如权利要求1所述空气断路器的保护装置，其特征在于，所述 整流器由，对电压检测部所检测到的电压中的正半周检测电压进行整 流并向所述比较器输出的正半周整流器，以及对电压检测部所检测到 的电压中的负半周检测电压进行整流并向所述比较器输出的负半周整 流器构成。
3、 如权利要求2所述空气断路器的保护装置，其特征在于，所述 正半周整流器以及负半周整流器分别对R、 S、 T、 N相的检测电压进 行整流。
4、 如权利要求1所述空气断路器的保护装置，其特征在于，所述 比较器由，分别将经过所述整流器整流的正半周检测电压以及负半周
5、 如权利要求4所述空气断路器的保护装置，其特征在于，还包 括或门，当所述两个比较器中的任一个决定脱扣时，所述或门使所述 脱扣线圈脱扣。
6、如权利要求1所述空气断路器的保护装置，其特征在于，还包 括对所述整流器的输出电压进行放大的放大器。
全文摘要
本发明涉及一种空气断路器的保护装置，当很大电流通过空气断路器流向负载时，立即启动脱扣线圈切断电源，以保护空气断路器和负载。其由电压检测部检测通过空气断路器流向负载的电流并将其转换为电压，并由整流器对检测电压整流后，由比较器对其与预先设定的基准电压进行比较，从而决定是否脱扣。比较器决定脱扣时，脱扣线圈被启动而脱扣，从而切断提供给负载的电源。
文档编号H01H71/12GK101211721SQ20071030837
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者严载弼 申请人:Ls产电株式会社