漏電斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種漏電斷路器，包括內(nèi)部設有脫扣器和控制電路的殼體，控制電路包括：中央控制單元，用于檢測A相、B相和C相電源的漏電電流的漏電檢測傳感器，與中央控制單元的相連的脫扣驅(qū)動電路，以及步進電機；漏電檢測傳感器經(jīng)放大電路與中央控制單元的漏電檢測信號輸入端相連，中央控制單元的合閘控制信號輸出端經(jīng)驅(qū)動電路與步進電機的電源端相連；所述控制電路還包括與中央控制單元相連的數(shù)碼開關電路；通過控制數(shù)碼開關電路，方便了用戶根據(jù)不同的使用場合采用不同的所述突變和緩變漏電電流的閥值，實用性較強。其中，將所述第一預設值（突變漏電流值）設置為50或75mA，能在人體觸電時起到保護作用，能有效避免觸電傷亡事故。
【專利說明】
漏電斷路器
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種漏電斷路器?！颈尘凹夹g】
[0002]中國專利文獻公告號CN200941549Y公開了一種小型電動機保護裝置，互感器將電動機主回路的電流信號轉(zhuǎn)換成小信號電流，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路后送至單片機，單片機對其進行漏電米樣、二相電流米樣，并依次判斷是否漏電、缺相、短路、堵轉(zhuǎn)、二相不平衡、過載，進而通過顯示驅(qū)動電路驅(qū)動LED顯示模塊顯示，并通過輸出控制電路切斷電動機的輸入電源。中國專利文獻公開號CN1622414A公開也一種漏電斷路器。
[0003]上述現(xiàn)有技術中存在的不足之處在于:無法根據(jù)供電電路中的緩變漏電電流和突變漏電電流的情況自動跳閘與自動合閘，給使用帶來了不便。
[0004]中國專利文獻公告號CN2496166Y公開了一種具有緩變和突變二個調(diào)節(jié)裝置的漏電保護器，由多位選擇開關與至少三個電阻組成的可變(緩變與突變)基準信號電路與對應的可變(緩變與突變)比較器電路相連，分別組成緩變與突變可分別調(diào)節(jié)的裝置。該方案的不足之處在于:采用模擬電路實現(xiàn)緩變與突變漏電電流的監(jiān)測，可靠性較低，且該方案無法結(jié)合緩變與突變漏電電流的情況實現(xiàn)自動跳閘與合閘的功能。
[0005]中國專利文獻公告號CN2427915Y公開了一種單相漏電保護器，包括執(zhí)行電路、漏電信號檢測電路、過流信號檢測電路、緩變漏電信號輸出電路、突變漏電信號輸出電路、過流信號積分輸出電路、過流信號放大輸出電路、自動復位電路、一次復位閉鎖電路、測試與顯示電路等。其在漏電保護動作后能自動重合閘一次。該方案的不足之處在于:采用模擬電路實現(xiàn)緩變與突變漏電電流的監(jiān)測與合閘控制，易受干擾，可靠性較低。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能根據(jù)供電電路中的緩變漏電電流和突變漏電電流的情況實現(xiàn)自動跳閘與自動合閘功能的漏電斷路器。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明的漏電斷路器，包括:內(nèi)部設有脫扣器和控制電路的殼體，所述控制電路包括:中央控制單元，用于檢測A相、B相和C相電源的漏電電流的漏電檢測傳感器，與中央控制單元的脫扣控制信號輸出端相連的脫扣驅(qū)動電路，以及步進電機;漏電檢測傳感器經(jīng)放大電路與中央控制單元的漏電檢測信號輸入端相連，中央控制單元的合閘控制信號輸出端經(jīng)驅(qū)動電路與步進電機的電源端相連；所述控制電路還包括與中央控制單元的控制信號輸入端相連的數(shù)碼開關電路;數(shù)碼開關電路包括:第一開關、第二開關、第三開關和第四開關;數(shù)碼開關電路用于設置突變和緩變漏電電流的閥值，以控制脫扣器的動作；殼體上設有用于驅(qū)動脫扣器執(zhí)行合閘動作的電動傳導機構(gòu)，該電動傳導機構(gòu)包括步進電機、偏心輪和傳動桿，所述偏心輪設置在步進電機的輸出軸上;所述脫扣器包括從殼體上伸出的控制手柄，傳動桿的一端與偏心輪轉(zhuǎn)動連接，另一端與操作手柄絞連； 穩(wěn)流電路包括由電阻R39和R40構(gòu)成的第一串聯(lián)電路、由電阻R22和R41構(gòu)成的第二串聯(lián)電路、由電阻R37和R42構(gòu)成的第三串聯(lián)電路，A相、B相和C相電流傳感器T3、T4和T5分別與所述電阻R40、R41和R42并聯(lián)，中央控制單元I的電源檢測端為單片機ICl的第2、3和4腳，分別與上述第一、第二和第三串聯(lián)電路相連；
當僅所述第一開關閉合時，第一預設值也即突變漏電電流的閥值為50mA，第二預設值也即緩變漏電電流的閥值為300mA;
當僅所述第二開關閉合時，所述第一預設值為75mA，所述第二預設值為500mA;
當僅所述第一開關和第二開關閉合時，所述第一預設值為100mA，所述第二預設值為1000mA；
當僅所述第一開關和第三開關閉合時，所述第一預設值為50mA，所述第二預設值為400mA；
當僅所述第二開關和第三開關閉合時，所述第一預設值為75mA，所述第二預設值為1000mA；
當所述第四開關閉合時，所述第一預設值為無窮大，即關閉突變漏電電流檢測功能；
所述脫扣驅(qū)動電路包括:與中央控制單元的脫扣控制信號輸出端相連的開關電路、第三繼電器以及用于控制脫扣器執(zhí)行脫扣動作的脫扣驅(qū)動線圈；所述開關電路設于第三繼電器的電源回路中，第三繼電器的控制輸出端設于所述脫扣驅(qū)動線圈的供電回路中；
當中央控制單元的脫扣控制信號輸出端輸出高電平使所述開關電路閉合，并使第三繼電器得電時，第三繼電器控制所述脫扣驅(qū)動線圈的供電回路導通，脫扣器執(zhí)行脫扣動作；
當中央控制單元通過漏電檢測傳感器測得A相、B相或C相電源中存在突變漏電電流，且該突變漏電電流大于第一預設值時，中央控制單元經(jīng)脫扣驅(qū)動電路控制脫扣器執(zhí)行脫扣動作，以切斷電源;30秒后，中央控制單元經(jīng)驅(qū)動電路控制步進電機轉(zhuǎn)動，步進電機經(jīng)偏心輪和傳動桿帶動脫扣器的操作手柄動作，使脫扣器執(zhí)行合閘動作并使所述操作手柄處于合閘位置，同時接通電源；
當中央控制單元通過漏電檢測傳感器測得A相、B相或C相電源中存在緩變漏電電流，且該緩變漏電電流大于第二預設值時，中央控制單元I經(jīng)脫扣驅(qū)動電路控制脫扣器執(zhí)行脫扣動作，以切斷電源;5分鐘后，中央控制單元經(jīng)驅(qū)動電路控制步進電機轉(zhuǎn)動，步進電機經(jīng)偏心輪和傳動桿帶動脫扣器的操作手柄動作，并使脫扣器執(zhí)行合閘動作，以接通電源;若此時緩變漏電電流仍然大于第二預設值，中央控制單元經(jīng)脫扣驅(qū)動電路控制脫扣器執(zhí)行脫扣動作，并使所述操作手柄處于脫扣位置，同時切斷電源。
[0008]本發(fā)明具有積極的效果:(I)本發(fā)明中，控制電路還包括與中央控制單元相連的數(shù)碼開關電路;數(shù)碼開關電路用于設置所述突變和緩變漏電電流的閥值，以控制脫扣器的動作。通過控制數(shù)碼開關電路，方便了用戶根據(jù)不同的使用場合采用不同的所述突變和緩變漏電電流的閥值，實用性較強。其中，將所述第一預設值(突變漏電流值)設置為50或75mA，能在人體觸電時起到保護作用，能有效避免觸電傷亡事故。(2)本發(fā)明的變壓整流穩(wěn)壓電路中，變壓器的次級輸出端設有防雷壓敏電阻，在常態(tài)下的防雷壓敏電阻為22ΜΩ，當本發(fā)明的漏電斷路器受雷擊時，變壓器的次級輸出高頻高壓電流，防雷壓敏電阻的阻止降至10 Ω，起到短路作用，有效保護了本發(fā)明的控制電路。(3)本發(fā)明的控制電路中，中央控制單元經(jīng)開關電路控制第三繼電器的動作，從而控制脫扣驅(qū)動線圈電流的通斷，進而控制脫扣器的動作；其中，第三繼電器是由弱電控制的，而脫扣驅(qū)動線圈是由高壓電源控制的，即通過采用第三繼電器，有效隔離了弱電與強電，確保了控制電路的安全性和可靠性。【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的漏電斷路器的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的漏電斷路器的電路框圖；圖3為本發(fā)明的漏電斷路器的電路原理圖?！揪唧w實施方式】
[0010](實施例1)見圖1，本實施例的漏電斷路器，包括:內(nèi)部設有脫扣器10和控制電路的殼體2,殼體2上設有用于驅(qū)動脫扣器10執(zhí)行合閘動作的電動傳導機構(gòu)3,該電動傳導機構(gòu)3包括步進電機 31、偏心輪32和傳動桿33,所述偏心輪32設置在步進電機31的輸出軸上;所述脫扣器10包括從殼體2上伸出的控制手柄10-1，傳動桿33的一端與偏心輪32轉(zhuǎn)動連接，另一端與操作手柄 10-1絞連。
[0011]見圖2-3,所述控制電路包括:中央控制單元1(型號為PIC16F74的單片機IC1)，用于檢測A相、B相和C相電源的漏電電流的漏電檢測傳感器T2,用于提供直流電源的變壓整流穩(wěn)壓電路4,與中央控制單元1的脫扣控制信號輸出端(單片機IC1的第34腳)相連的脫扣驅(qū)動電路9,與中央控制單元1的控制信號輸入端(單片機IC1的第15、16、17、24、25和26腳)相連的數(shù)碼開關電路7,步進電機31，以及A相、B相和C相電流傳感器T3、T4和T5;漏電檢測傳感器T2經(jīng)放大電路3與中央控制單元1的漏電檢測信號輸入端(單片機IC1的第33腳)相連， 中央控制單元1的合閘控制信號輸出端(單片機IC1的第6腳)經(jīng)驅(qū)動電路6與步進電機31的電源端相連。
[0012]當中央控制單元1通過漏電檢測傳感器T2測得A相、B相或C相電源中存在突變漏電電流，且該突變漏電電流大于第一預設值時，中央控制單元1經(jīng)脫扣驅(qū)動電路9控制脫扣器 10執(zhí)行脫扣動作，以切斷電源;30秒后，中央控制單元1經(jīng)驅(qū)動電路6控制步進電機31轉(zhuǎn)動， 步進電機31經(jīng)偏心輪32和傳動桿33帶動脫扣器10的操作手柄10-1動作，使脫扣器10執(zhí)行合閘動作并使所述操作手柄10-1處于合閘位置，同時接通電源。
[0013]當中央控制單元1通過漏電檢測傳感器T2測得A相、B相或C相電源中存在緩變漏電電流，且該緩變漏電電流大于第二預設值時，中央控制單元1經(jīng)脫扣驅(qū)動電路9控制脫扣器 10執(zhí)行脫扣動作，以切斷電源;在5分鐘后，中央控制單元1經(jīng)驅(qū)動電路6控制步進電機31轉(zhuǎn)動，步進電機31經(jīng)偏心輪32和傳動桿33帶動脫扣器10的操作手柄10-1動作，并使脫扣器10 執(zhí)行合閘動作，以接通電源;若此時緩變漏電電流仍然大于第二預設值，中央控制單元1經(jīng)脫扣驅(qū)動電路9控制脫扣器10執(zhí)行脫扣動作，并使所述操作手柄10-1處于脫扣位置，同時切斷電源。
[0014]所述A相、B相和C相電流傳感器T3、T4和T5經(jīng)穩(wěn)流電路5與中央控制單元1的電源檢測端(單片機IC1的第2、3和4腳)相連；當中央控制單元1通過A相、B相和C相電流傳感器T3、 T4和T5測得其中存在過載電流、短路電流或缺相時，中央控制單元1經(jīng)脫扣驅(qū)動電路9控制脫扣器10執(zhí)行脫扣動作，以切斷電源。
[0015]所述數(shù)碼開關電路7包括:分別與單片機ICl的第26、25、24和17腳相連的第一開關K1、第二開關K2、第三開關K3和第四開關K4。
[0016]當僅所述第一開關Kl閉合(此時，單片機ICl的第26腳處低電平)時，所述第一預設值為50mA，第二預設值為300mA。
[0017]當僅所述第二開關K2閉合(此時，單片機ICl的第25腳處低電平)時，所述第一預設值為75mA，第二預設值為500mA。
[0018]當僅所述第一開關Kl和第二開關K2閉合時，所述第一預設值為100mA，第二預設值為100mAο
[0019]當僅所述第一開關Kl和第三開關K3閉合(此時，單片機ICl的第26和24腳處低電平)時，所述第一預設值為50mA，第二預設值為400mA。
[0020]當僅所述第二開關K2和第三開關K3閉合時，所述第一預設值為75mA，第二預設值為100mAο
[0021]當所述第四開關K4閉合(此時，單片機ICl的第17腳處低電平)時，所述第一預設值為無窮大，即關閉突變漏電電流檢測功能。
[0022]所述變壓整流穩(wěn)壓電路4包括:依次串聯(lián)而成的變壓器Tl、由二極管D1-D4構(gòu)成的整流電路和由電阻Rl與穩(wěn)壓管D7構(gòu)成的穩(wěn)壓電路;變壓器Tl的次級輸出端設有防雷壓敏電阻 R61。
[0023]所述脫扣驅(qū)動電路9包括:與中央控制單元I的脫扣控制信號輸出端(單片機ICl的第34腳)相連的開關電路(由三極管Q8、電阻R4和二極管DlO構(gòu)成)、第三繼電器X3以及用于控制脫扣器10執(zhí)行脫扣動作的脫扣驅(qū)動線圈L;所述開關電路設于第三繼電器X3的電源回路中，第三繼電器X3的控制輸出端設于所述脫扣驅(qū)動線圈L的供電回路中，第三繼電器X3用于控制脫扣驅(qū)動線圈L接入A相火線與零線N之間。
[0024]當中央控制單元I的脫扣控制信號輸出端輸出高電平使所述開關電路閉合，并使第三繼電器X3得電時，第三繼電器X3控制所述脫扣驅(qū)動線圈L的供電回路導通，脫扣器10執(zhí)行脫扣動作。
[0025]由數(shù)碼管LG381、三極管Q1-4等構(gòu)成的顯示單元8，中央控制單元I的顯示信號輸出端接數(shù)碼管LG381的信號輸入端。
[0026]所述穩(wěn)流電路5包括由電阻R39和R40構(gòu)成的第一串聯(lián)電路、由電阻R22和R41構(gòu)成的第二串聯(lián)電路、由電阻R37和R42構(gòu)成的第三串聯(lián)電路，A相、B相和C相電流傳感器T3、T4和丁5分別與所述電阻1?40、1?41和1?42并聯(lián)，中央控制單元1的電源檢測端為單片機1(:1的第2、3和4腳，分別與上述第一、第二和第三串聯(lián)電路相連。
[0027]所述變壓整流穩(wěn)壓電路4的整流電路的直流輸出端設有第一繼電器XI，第一繼電器Xl的輸出端設于所述第三繼電器Χ3的電源回路中，即當?shù)谝焕^電器Xl閉合時，第三繼電器Χ3也閉合，從而使脫扣器10執(zhí)行脫扣動作。因此，只要使第一繼電器Xl閉合，脫扣器10便可始終處于脫扣狀態(tài)，以防止脫扣器10反復合閘可能帶來的危害。第一繼電器Xl閉合或斷開，可由人工通過數(shù)碼開關Κ7控制。
[0028]所述放大電路3包括信號放大集成模塊PIC604及其外圍輔助電路。
[0029]供電線路正常工作時，漏電流為緩變量，若緩變的漏電流逐步增加達到漏電額定動作值I An時，漏電繼電器動作跳閘。當供電線路出現(xiàn)人畜觸電甚至斷線落地時，此時的漏電流為突變量。由于此類漏電繼電器在設計時均采用緩變與突變量分開鑒別，因此突變量選取是關鍵部分，一般均采用微分電路檢測(包括正負脈沖)，當線路在一定的緩變漏電流基礎上出現(xiàn)突變量時，微分電路工作，獲取一脈沖信號，此脈沖信號若大于突變漏電額定動作值A I An，則漏電繼電器動作跳閘。為了兼顧緩變與突變漏電靈敏度及漏電繼電器運行可靠性，一般漏電動作值I A n均遠遠大于脈沖動作值A I A n。
[0030]自動重合閘工作原理簡析由圖1工作原理圖可以看出，緩變量檢測與突變量檢測經(jīng)比較電路判別后共同控制自動重合閘執(zhí)行電路，由本機內(nèi)直流繼電器接點通斷控制交流接觸器通斷，完成自動重合閘與跳閘功能。下面對不同漏電情況時重合閘工作過程作一些討論(以正脈沖為例):(1)當線路漏電為緩變量并逐步增大超過額定漏電動作值I An時，比較器A輸出高電位，使重合閘執(zhí)行電路工作。此信號經(jīng)延時后仍然存在，漏電繼電器一次跳閘閉鎖，不具有自動重合閘功能。只有關閉漏電繼電器電源后重新啟動，才能正常投運。
[0031](2)當線路出現(xiàn)突變量漏電時分兩種情況討論:a突變量大于額定脈沖動作值A I An，但小于額定漏電動作值An，且經(jīng)過一分鐘延時后持續(xù)存在，如圖2所示。此時突變量檢測電路工作，并經(jīng)比較器B使重合閘電路工作，經(jīng)一分鐘延時后再次重合閘，但由于線路仍存在故障漏電A I A ( A I AA I A <1 A n)使得重合閘電路再次跳閘，且有若干次重合閘出現(xiàn)，若為人體觸電即容易出現(xiàn)所謂的二次打擊現(xiàn)象。若在延時一分鐘內(nèi)此故障電流消失，則重合閘電路自動合閘，供電線路恢復正常運行狀態(tài)。
[0032]b突變量漏電大于額定脈沖動作值A I A n且超過額定漏電動作值I A n，延時一分鐘后此漏電流仍然存在。在tl時刻出現(xiàn)的突變量首先由突變量電路檢測后使重合閘電路工作，交流接觸器跳閘，漏電流降為零，經(jīng)一分鐘延時后重新合閘，此時由于故障漏電依然存在，且超過I An，在t3時刻使得緩變量檢測電路工作，重合閘電路再次跳閘并且保護閉鎖，完成一次重合閘功能。
【主權項】
1.一種漏電斷路器，包括內(nèi)部設有脫扣器和控制電路的殼體，所述控制電路包括:中央 控制單元，用于檢測A相、B相和C相電源的漏電電流的漏電檢測傳感器，與中央控制單元的 脫扣控制信號輸出端相連的脫扣驅(qū)動電路，以及步進電機;漏電檢測傳感器經(jīng)放大電路與 中央控制單元的漏電檢測信號輸入端相連，中央控制單元的合閘控制信號輸出端經(jīng)驅(qū)動電 路與步進電機的電源端相連；其特征在于包括:所述控制電路還包括與中央控制單元的控制信號輸入端相連的數(shù)碼 開關電路;數(shù)碼開關電路包括:第一開關、第二開關、第三開關和第四開關;數(shù)碼開關電路用 于設置突變和緩變漏電電流的閥值，以控制脫扣器的動作；殼體上設有用于驅(qū)動脫扣器執(zhí)行合閘動作的電動傳導機構(gòu)，該電動傳導機構(gòu)包括步進 電機、偏心輪和傳動桿，所述偏心輪設置在步進電機的輸出軸上;所述脫扣器包括從殼體上 伸出的控制手柄，傳動桿的一端與偏心輪轉(zhuǎn)動連接，另一端與操作手柄絞連；穩(wěn)流電路包括由電阻R39和R40構(gòu)成的第一串聯(lián)電路、由電阻R22和R41構(gòu)成的第二串聯(lián) 電路、由電阻R37和R42構(gòu)成的第三串聯(lián)電路，A相、B相和C相電流傳感器T3、T4和T5分別與所 述電阻R40、R41和R42并聯(lián)，中央控制單元1的電源檢測端為單片機IC1的第2、3和4腳，分別 與上述第一、第二和第三串聯(lián)電路相連；當僅所述第一開關閉合時，第一預設值也即突變漏電電流的閥值為50mA，第二預設值 也即緩變漏電電流的閥值為300mA;當僅所述第二開關閉合時，所述第一預設值為75mA，所述第二預設值為500mA;當僅所述第一開關和第二開關閉合時，所述第一預設值為l〇〇mA，所述第二預設值為 1000mA；當僅所述第一開關和第三開關閉合時，所述第一預設值為50mA，所述第二預設值為 400mA；當僅所述第二開關和第三開關閉合時，所述第一預設值為75mA，所述第二預設值為 1000mA；當所述第四開關閉合時，所述第一預設值為無窮大，即關閉突變漏電電流檢測功能；所述脫扣驅(qū)動電路包括:與中央控制單元的脫扣控制信號輸出端相連的開關電路、第 三繼電器以及用于控制脫扣器執(zhí)行脫扣動作的脫扣驅(qū)動線圈；所述開關電路設于第三繼電 器的電源回路中，第三繼電器的控制輸出端設于所述脫扣驅(qū)動線圈的供電回路中；當中央控制單元的脫扣控制信號輸出端輸出高電平使所述開關電路閉合，并使第三繼 電器得電時，第三繼電器控制所述脫扣驅(qū)動線圈的供電回路導通，脫扣器執(zhí)行脫扣動作；當中央控制單元通過漏電檢測傳感器測得A相、B相或C相電源中存在突變漏電電流，且 該突變漏電電流大于第一預設值時，中央控制單元經(jīng)脫扣驅(qū)動電路控制脫扣器執(zhí)行脫扣動 作，以切斷電源;30秒后，中央控制單元經(jīng)驅(qū)動電路控制步進電機轉(zhuǎn)動，步進電機經(jīng)偏心輪 和傳動桿帶動脫扣器的操作手柄動作，使脫扣器執(zhí)行合閘動作并使所述操作手柄處于合閘 位置，同時接通電源；當中央控制單元通過漏電檢測傳感器測得A相、B相或C相電源中存在緩變漏電電流，且 該緩變漏電電流大于第二預設值時，中央控制單元1經(jīng)脫扣驅(qū)動電路控制脫扣器執(zhí)行脫扣 動作，以切斷電源;5分鐘后，中央控制單元經(jīng)驅(qū)動電路控制步進電機轉(zhuǎn)動，步進電機經(jīng)偏心 輪和傳動桿帶動脫扣器的操作手柄動作，并使脫扣器執(zhí)行合閘動作，以接通電源;若此時緩變漏電電流仍然大于第二預設值，中央控制單元經(jīng)脫扣驅(qū)動電路控制脫扣器執(zhí)行脫扣動作，并使所述操作手柄處于脫扣位置，同時切斷電源。
【文檔編號】H01H71/12GK106024544SQ201610461205
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2012年7月27日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】胡小青