剩余电流装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电气技术领域，特别是涉及一种剩余电流装置。
【背景技术】
[0002]剩余电流(Residual Current),又称为过剩电流,残余电流或漏电流，是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。剩余电流具有极大的危害性。在电气火灾事故中由于过剩电流所导致事故约占电气火灾事故的1/2，可见过剩电流的严重性与普遍性。
[0003]剩余电流装置(Residual Current Device,RCD)是在正常工作条件下接通供电线路到负载的电连接，而当供电线路上的剩余电流在规定的条件下超出预定范围时，引起断路器的触头动作，从而断开供电线路的一种保护器。剩余电流装置实质上是一种漏电流保护装置，其作用包括:用于防止由漏电引起的单相电击事故；用于防止由漏电引起的火灾和设备烧毁事故；用于检测和切断各种一相接地故障；实现过载、过压、欠压和缺相保护等等。剩余电流装置可以是检测剩余电流和接通及断开主电路(供电线路)电流的各种元件的组合体。剩余电流装置可以与塑壳断路器(MCCB)等相互配合使用，以防止剩余电流引起人身触电和火灾事故。
[0004]当剩余电流装置是上进线安装时，脱扣(trip)意味剩余电流装置掉电。目前为止，剩余电流装置一般使用磁翻转或者机械指示机构来指示脱扣动作的当前状态。磁翻转机构在没电的情况下，仍能保持原来的状态。不过，磁翻转机构因受磁场控制，易受到外界磁场的干扰误动作。机械指示机构也能保持原来的状态，但是需要人工进行复位，不利于远程操作。
[0005]此外，当前的剩余电流装置只能告知用户是否执行了脱扣动作，而具体多大的剩余电流引起剩余电流装置脱扣，用户无法获知。比如，当剩余电流装置脱扣时，引起剩余电流装置脱扣的剩余电流可能是I倍剩余电流设定值，也可能是10倍剩余电流设定值，而用户对实际的剩余电流值却无法获知，因此不利于用户的后续故障排查。
【发明内容】
[0006]本发明实施方式提出一种剩余电流装置，以确定剩余电流值。
[0007]—种剩余电流装置，包括:检测单元，用于检测供电线路中的剩余电流信号；采样单元，用于采集所检测到的剩余电流信号，并输出对应于所述剩余电流信号的采样信号；控制单元，用于根据来自所述采样单元的采样信号确定剩余电流值；记录单元，用于以掉电保存的方式记录所述剩余电流值。优选地，该记录单元的记录方式还能够使得所记录的剩余电流值在掉电后被显示。更为优选地，所述记录单元包括电子纸，且所述剩余电流值记录在所述电子纸上。
[0008]在本发明一个实施例中，剩余电流装置进一步包括脱扣单元，其用于当所述检测到的剩余电流大于一个预定的剩余电流阈值时发出脱扣信号。更为优选地，剩余电流装置进一步包括延迟时间调整单元，其用于调整所述脱扣单元发出所述脱扣信号的脱扣延迟时间。
[0009]在本发明一个实施例中，剩余电流装置进一步包括一双稳态电子元件，用于在掉电后指示所述剩余电流装置的脱扣状态。优选地，所述双稳态电子元件为双稳态继电器单元，其用于通过常开或常闭触点远程指示所述剩余电流装置的脱扣状态。
[0010]在本发明另一个实施例中，所述采样单元包含一或多个电阻档位，并向控制单元输出当前电阻档位消息以及剩余电流信号流经当前电阻档位下的电阻时在该电阻两端产生的电压信号；控制单元还用于根据当前电阻档位消息以及所述电压信号确定剩余电流值。优选地，所述采样单元还用于改变电阻档位以检测不同数值范围内的剩余电流。具体地，例如，所述采样单元包含多个并联电阻器，而且对于某一电阻档位，剩余电流信号流经所述多个电阻器中的一个。其中，所述检测单元为零序电流互感器。
[0011]从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，由于控制单元能够根据采样信号(可选地，还根据电阻档位消息)确定出当前的剩余电流值，并且所确定的剩余电流值还能够被记录单元以掉电仍保存的方式记录下来。由此，即使在断电保护动作之后，用户也可以查阅出现漏电时的剩余电流大小。因此，用户可以直观了解具体剩余电流值，从而方便进行相应的故障排查。
[0012]此外，优选地，记录单元所使用的记录介质可以是兼具本地显示功能的介质，例如为电子纸。由此，用户还可以直观地看到本地显示的剩余电流值和/或脱扣状态等信息，而无需附加的读出设备。电子纸可以用来显示剩余电流值的大小和脱扣状态，而且最少可保持30天左右，有利于用户长期查看状态。
[0013]另外，本发明实施方式还采用了一种组合的双稳态指示方式，即，除了采用了电子纸本地显示外，还通过双稳态电子元件远程指示脱扣状态。例如，双稳态电子元件为双稳态继电器，其通过常开、常闭触点指示相应的脱扣状态。
【附图说明】
[0014]图1为根据本发明实施方式的剩余电流装置结构图。
[0015]图2为根据本发明实施方式剩余电流装置第一实例结构图。
[0016]图3为根据本发明实施方式电子纸第一实例显示图。
[0017]图4为根据本发明实施方式电子纸第二实例显示图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
[0019]图1为根据本发明实施方式的剩余电流装置结构图。
[0020]如图1所示，该剩余电流装置I包括检测单元101、采样单元102、控制单元103和记录单元104。其中，检测单元101用于检测/感测剩余电流信号。采样单元102用于采集所述剩余电流信号，并向控制单元103输出对应于所述剩余电流信号的采样信号。比如，采样单元102可以包含一或多个电阻档位，并向控制单元103输出剩余电流信号流经当前电阻档位下的采样电阻的电压信号。只有当前档位下的采样电阻才有剩余电流流过，而且在当前档位下的采样电阻两端可以产生相应的电压信号，该电压信号发送到控制单元103。控制单元103用于根据采样单元102所发送的采样信号确定剩余电流值。控制单元103可以基于例如为电压信号的米样信号以及米样单兀102中对应于该电压信号的电阻值确定剩余电流值。记录单元104,用于以掉电后仍能保存的方式记录所述剩余电流值。比如，记录单元104具体可以为电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)等各种掉电数据不丢失媒介。
[0021]在一个实施方式中，检测单元101具体可以实施为零序电流互感器。零序电流互感器可以感应出零序剩余电流，并输出给后续的采样单元102。例如，被保护主电路(供电线路)的相线和中性线可以穿过环行铁心构成的该零序电流互感器的一次线圈NI，而均匀缠绕在环行铁心上的绕组构成该零序电流互感器的二次线圈N2。在零序电流互感器的二次线圈N2上可以感测出是否存在剩余电流信号及剩余电流的大小。
[0022]在一个实施方式中，采样单元102为电阻采样电路。采样电阻与例如零序电流互感器的二次线圈N2串联，从而采样电阻两端之间的电压大小可以反映零序电流互感器感测到的剩余电流的大小。在一个实施例中，采样单元102可以包含一或多个采样电阻，或称电阻档位。每个电阻档位对应于不同阻值的采样电阻以及相应不同的剩余电流额定值。当采样单元102切换到不同电阻档位时，剩余电流流经相应档位下的采样电阻，此时在采样电阻两端上将会产生对应于各自档位的电压值，其对应于剩余电流的大小。
[0023]具体地，采样单元102可以包含多个电阻器，电阻器与电阻档位相互对应。剩余电流信号流经与当前电阻档位相对应的电阻器。可以通过各种形式的开关元件来设置采样单元102的当前电阻档位。比如，采样单元102具体可以为相互并联的多个电阻器，而且在各个并联支路上具有相应的受控开关。通过控制相关的受控开关，可选择性地接入所期望的并联支路中的电阻器，从而实现档位切换。
[0024]以上示例性说明了采样单元102的具体结构，本领域技术人员可以意识到，这种说明仅是阐述性的，并不用于对本发明的保护范围进行限定。例如，如本领域技术人员所熟知的，电阻档位的选择也可以通过跳线来实现。
[0025]在一个实施方式中，预先设置好采样单元102的当前电阻档位。例如通过设定相关跳线使得某一档位下的采样电阻连接到采样通路中，以采样剩余电流信号。当剩余电流信号流过该当前电阻档位下的电阻时，在该当前电阻档位的电阻两端将产生相应的检测电压信号。采样单元102向控制单元103输出该检测电压信号。从而，控制单元103可以根据采样单元102的当前档位以及所述检测电压信号确定剩余电流值。
[0026]用户可以手动调整采样单元102的当前电阻档位以调整剩余电流额定值。当采样单元102的当前电阻档位被调整后，控制单元103可以通过各种机械或电子感应装置自动获知调整后的当前电阻档位，从而控制单元103依然可以根据采样单元102的当前档位消息以及采样单元102所提供的电压信号确定剩余电流值。
[0027]在一个实施方式中，可以在控制单元103中预先设定一个固定电压值，采样单元102在接收到检测单元101提供的剩余电流信号后，通过不断调整电阻档位来使得采样电阻两端的电压达到该预先设定的固定电压。采样单元102还向控制单元103提供当电阻两端电压值等于该预先设定的固定电压时的当前档位消息。控制单元103则可以根据采样单元102所提供的档位消息以及所述预先设定的固定电压确定剩余电流值。
[0028]比如，对于某一剩余电流值，可以在控制单元103中预先设定固定电压值(假设为10伏)。剩余电流值输入到采样单元102之后，采样单元102动态调整电阻档位，从而对应于电阻档位的电压输出值也在动态变化。当采样电阻两端的的电压等于该预先设定的固定电压(即10伏)时，采样单元102向控制单元103输出当前的电阻档位消息。从而，控制单元103则可以根据采样单元102所提供的档位信息以及所述预先设定的固定电压确定剩余电流值。
[0029]在一个实施方式中，该剩余电流装置所包括的记录单元104还可以兼有显示功能，例如所记录下的剩余电流值能够在记录下后被显示给用户。例如，用户可以通过一个简易读出设备从与记录单元104连接的记录