專利名稱：一體化綜合漏電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電力系統(tǒng)，對電網(wǎng)進(jìn)行漏電保護(hù)的裝置，，屬于電力系統(tǒng)安全保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域。
目前在低壓電網(wǎng)中為了保護(hù)設(shè)備和人身安全，廣泛使用了漏電保護(hù)裝置。這些保護(hù)裝置主要分二大類1、漏電斷路器；2、漏電繼電器+交流接觸器。對于漏電斷路器主要在空氣開關(guān)的基礎(chǔ)上加漏電脫扣器實(shí)現(xiàn)對線路漏電起保護(hù)，對人身觸電無保護(hù)作用，功能較單一。當(dāng)偶爾的干擾或漏電故障導(dǎo)致跳閘，在故障排除后斷路器無法自動合閘。對于漏電繼電器具有線路保護(hù)、人身觸電保護(hù)二大功能，安全性可靠性好。當(dāng)漏電故障或觸電事故發(fā)生導(dǎo)致跳閘后，過數(shù)十秒鐘自動合閘。若故障排除則正常送電，反之則跳閘閉鎖。重合閘功能使得漏電保護(hù)裝置抗干擾性大為加強(qiáng)，可以保證線路的正常供電。但缺點(diǎn)也較為明顯，它必須與交流接觸器配套使用，這導(dǎo)致二個問題1、整體成本造價較高；2、體積龐大、接線繁瑣；3、對線路過載、短路無保護(hù)作用。
為了解決以上問題，許多人提出了漏電斷路器+電動合閘機(jī)構(gòu)的解決方案，如00262963.1四合一漏電保護(hù)器，00251874.0導(dǎo)桿式斷路器電動合閘裝置。這些專利都是在斷路器上加裝機(jī)械連桿、絲桿、撥叉等，用交流小電機(jī)經(jīng)減速后推動斷路器合閘手柄實(shí)現(xiàn)自動合閘。
這些專利雖然解決了漏電斷路器自動合閘問題，但缺點(diǎn)和弊端也是顯而易見的1、斷路器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)本來就很精密、復(fù)雜，加上電動合閘機(jī)構(gòu)后變得復(fù)雜，易磨損的機(jī)械零件太多，故障率高。2、電動合閘原理一般是將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成往復(fù)運(yùn)動來推動手柄合閘。為了保證手柄往復(fù)運(yùn)動定位正確，必然要求絲桿、滑塊等機(jī)構(gòu)加工安裝必須有較高的精度。為了保證合閘速度，必須設(shè)置減速和剎車機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)如加工、安裝精度不夠，或使用一段時間磨損后，極易發(fā)生合閘不到位、跳閘卡克等機(jī)械故障。3、在沿海地帶或地理?xiàng)l件較惡劣的地方，在大氣污染、咸濕的海風(fēng)、酸霧等的腐蝕下，合閘、跳閘機(jī)構(gòu)、減速裝置發(fā)生銹蝕的情況下，也極易發(fā)生合閘不到位、跳閘卡死等機(jī)械故障。而且這種裝置的電氣壽命很不理想，如某廠的QLL系列漏電綜合保護(hù)器由于采用這種結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在帶載操作條件下極限電氣壽命僅有1000次。
本實(shí)用新型的目的在于提出一種新穎結(jié)構(gòu)的漏電保護(hù)器，可實(shí)現(xiàn)過流、短路、漏電保護(hù)功能，同時具有重合閘功能。并且解決電動合閘漏電斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命短、故障率高的問題。
本實(shí)用新型的目的是通過以下途徑實(shí)現(xiàn)的它包括主開關(guān)(1)、電流互感器(2)、信號處理電路(3)、電磁鐵(4)、顯示部分(5)，這五部分組裝在一盒體中。其技術(shù)要點(diǎn)在于交流三相四線經(jīng)過主開關(guān)(1)后穿過電流互感器(2)，輸出給負(fù)荷。電流互感器(2)檢測的信號送入信號處理電路(3)，信號處理電路(3)判斷是否有漏電、過流等故障，輸出信號給電磁鐵(4)控制主開關(guān)合閘、跳閘。
本實(shí)用新型由于采用電磁鐵吸合、釋放來控制主開關(guān)跳閘、合閘，此獨(dú)特而新穎的結(jié)構(gòu)比斷路器電動合閘的結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械零件很少，無特殊的加工要求，動作不受大氣污染、咸濕的海風(fēng)、酸霧等的腐蝕，帶負(fù)載條件下電氣、機(jī)械壽命可達(dá)10000次以上。與電流互感器、信號處理電路一起組裝在一盒體中，使保護(hù)器可以容易的實(shí)現(xiàn)過流、短路、漏電保護(hù)功能，而且體積較小、安裝接線方便，具有很高的性/價比。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型原理及實(shí)施例作進(jìn)一步的描述

圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖圖2是本實(shí)用新型的主開關(guān)原理圖1圖3是本實(shí)用新型的主開關(guān)原理圖2圖4是本實(shí)用新型的信號處理電路實(shí)施例1原理圖圖5是本實(shí)用新型的信號處理電路實(shí)施例2原理圖圖6是本實(shí)用新型的電磁鐵節(jié)能運(yùn)行電路原理圖參考圖1本實(shí)用新型包括主開關(guān)(1)、電流互感器(2)、信號處理電路(3)、電磁鐵(4)、顯示部分(5)，這五部分組裝在一盒體中。其技術(shù)要點(diǎn)在于交流三相四線經(jīng)過主開關(guān)(1)后穿過電流互感器(2)，輸出給負(fù)荷。電流互感器(2)檢測的信號送入信號處理電路(3)，信號處理電路(3)判斷是否有漏電、過流等故障，輸出信號給電磁鐵(4)控制主開關(guān)合閘、跳閘。
參考圖2本實(shí)用新型的主開關(guān)、電流傳感器、電磁鐵結(jié)構(gòu)一種實(shí)現(xiàn)方法。靜觸頭(1)、支撐架(11)、電流傳感器(零序電流互感器(6)、負(fù)荷電流互感器(5))、吸持線圈(9)、釋放彈簧(7)被安裝在底座(10)上，托板(4)一端被安裝在支撐架(11)，托板(4)與底座(10)之間用彈簧(7)連接，托板與支撐架(11)之間安裝有彈簧(12)。托板(4)上還安裝動觸頭(2)，動觸頭(2)通過導(dǎo)線穿過負(fù)荷電流互感器(5)、零序電流互感器(6)與外接接線端子相連。托板(4)上還裝有動銜鐵(3)，吸持線圈(9)中安放有靜銜鐵(8)。其工作過程如下上電時，信號處理電路控制吸持線圈(9)，使之產(chǎn)生電磁吸力通過靜銜鐵(4)吸合動銜鐵(3)。此時動銜鐵(3)帶動托板(4)以支撐架(11)為支點(diǎn)向下運(yùn)動，靜銜鐵(4)與動銜鐵完全吸合后，動觸頭(2)與靜觸頭(1)完全接觸，主開關(guān)被接通，同時彈簧(7、12)被壓縮。負(fù)荷電流互感器(5)檢測每一相電流的信號、零序電流互感器(6)檢測零序電流的大小，它們的信號送入信號處理電路中。信號處理電路如判斷有故障，則控制吸持線圈(9)，使電磁吸力消失。此時由于彈簧(7、12)的釋放產(chǎn)生的斥力，使托板(4)以支撐架(11)為支點(diǎn)向上運(yùn)動，動觸頭(2)、靜觸頭(1)迅速分離，完成跳閘動作。
參考圖3本實(shí)用新型的主開關(guān)、電流傳感器、電磁鐵結(jié)構(gòu)也可以采用其他方法實(shí)現(xiàn)。靜觸頭(1)、靜觸頭(5)、電流傳感器(零序電流互感器(7)、負(fù)荷電流互感器(6))、吸持線圈(9)、釋放彈簧(8)被安裝在底座(11)上。托板(4)與底座(11)之間用彈簧(8)連接。托板(4)上還安裝動觸頭(2)，靜觸頭(5)通過導(dǎo)線穿過負(fù)荷電流互感器(6)、零序電流互感器(7)與外接接線端子相連。托板(4)上還裝有動銜鐵(3)，吸持線圈(9)中安放有靜銜鐵(10)。其工作過程如下上電時，信號處理電路控制吸持線圈(9)，使之產(chǎn)生電磁吸力通過靜銜鐵(10)吸合動銜鐵(3)。此時動銜鐵(3)帶動托板(4)向下運(yùn)動，靜銜鐵(10)與動銜鐵(3)完全吸合后，動觸頭(2)與靜觸頭(1)、靜觸頭(5)完全接觸，同時彈簧(8)被壓縮，完成跳閘動作。負(fù)荷電流互感器(6)檢測每一相電流的信號、零序電流互感器(7)檢測零序電流的大小，它們的信號送入信號處理電路中。信號處理電路如判斷有故障，則控制吸持線圈(9)，使電磁吸力消失。此時由于彈簧(8)的釋放產(chǎn)生的斥力，使托板(4)向上運(yùn)動，動觸頭(2)、靜觸頭(1)、靜觸頭(5)迅速分離，完成跳閘動作。
參考圖4本實(shí)用新型的信號處理電路也可以用本原理圖的電路實(shí)施。零序電流互感器(CT1)經(jīng)二極管(D2、D3)，運(yùn)放(IC1A)、電阻(R1、R2、R4)、電容(C1)濾波放大后送入運(yùn)放(IC1B)。IC1B與電阻(R5、R6)構(gòu)成比較器，當(dāng)零序電流互感器檢測的信號大于設(shè)定值時，IC1B的7腳輸出低電平。負(fù)荷電流互感器(CT2)經(jīng)二極管(D5、D6)，運(yùn)放(IC1C)、電阻(R7、R8、R9)、電容(C2)濾波放大后送入運(yùn)放(IC1D)。IC1D與電阻(R11、R12)構(gòu)成比較器，當(dāng)負(fù)荷電流互感器檢測的信號大于設(shè)定值時，IC1D的14腳輸出低電平。二極管(D4、D7)、電阻(R10)構(gòu)成與門電路，IC1B的7腳或IC1D的14腳輸出低電平時通過R3、T1控制中間繼電器(K1)來斷開電磁線圈(L1)的交流電源。指針式表頭M1用于顯示線路漏電電流。
變壓器(TR1)、二極管(D8、D9、D10、D11、D12、D13)、電阻(R13、R14)、電容(c3、c4、c5、c6)、三級管(T2、T3)構(gòu)成電源電路，為集成電路提供電源。
參考圖5本實(shí)用新型的信號處理電路可以用本原理圖的電路實(shí)施。零序電流互感器(CT1)經(jīng)二極管(D1、D2)，運(yùn)放(IC1A)、電阻(R1、R2、R3)、電容(C1)濾波放大后送入單片機(jī)(U1)的I\O口。負(fù)荷電流互感器(CT2)經(jīng)二極管(D3、D4)，運(yùn)放(IC1B)、電阻(R4、R8、R10)、電容(C4)濾波放大后送入單片機(jī)(U1)的I\O口。電阻(R5、R9)與按鍵S2構(gòu)成手動復(fù)位電路，電容(C2、C3)與晶體振蕩器(CR1)構(gòu)成振蕩電路。單片機(jī)(U1)定時采樣零序電流互感器、負(fù)荷電流互感器經(jīng)放大處理后的信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。單片機(jī)經(jīng)軟件分析處理后，輸出跳閘/合閘電平信號，電阻(R6)、三級管(T1)接收此信號釋放或吸合繼電器(K1)。繼電器(K1)動作控制電磁線圈(L1)二端的交流電源的通斷。電阻(R7)、按鍵(S1)構(gòu)成按鍵輸入電路，單片機(jī)U1的I/O口(RC7、RC4、RC5)控制數(shù)碼管(LEDS)顯示漏電電流。集成電路(IC2)為EEPROM存儲器，保存運(yùn)行數(shù)據(jù)。變壓器(TR1)、二極管(D7、D8、D9、D10、D11、D12)、電阻(R15、R16)、電容(C6、C7、C8、C9、C10、C11)、三級管(T2、T3、7805)構(gòu)成電源電路，為集成電路提供電源。
參考圖6，本實(shí)用新型的電磁鐵可以采用節(jié)能無聲運(yùn)行電路，以節(jié)約電能、降低噪聲。圖4中的電阻(R6)、三級管(T1、K1、K2)；圖5中的電阻(R3)、三級管(T1、K1、K2)用圖6的電路代替即可實(shí)現(xiàn)電磁鐵節(jié)能無聲運(yùn)行。該電路由驅(qū)動電路(三級管T1’、T2’、T3’、電阻R1’、R2’、R3’、R4’、電容C1’、二極管D1’、D2’)啟動繼電器J1、保持繼電器J1’構(gòu)成。T1’與信號處理電路相連，如信號處理電路輸出合閘信號，繼電器J1吸合，延時后釋放，然后J1’吸合。交流電壓經(jīng)J1的常開觸頭、電阻R、二極管D使電磁鐵L1吸合，而后因J1釋放該電壓消失轉(zhuǎn)入低壓保持階段。變壓器B1、整流橋B2通過J1’的常開觸頭向電磁鐵線圈提供低壓保持電壓。
權(quán)利要求1.一種結(jié)構(gòu)新穎的一體化綜合漏電保護(hù)器，它包括主開關(guān)(1)、電流互感器(2)、信號處理電路(3)、電磁鐵(4)、顯示部分(5)，這五部分組裝在一盒體中，其特征在于交流三相四線經(jīng)過主開關(guān)(1)后穿過電流互感器(2)，輸出給負(fù)荷，電流互感器(2)檢測的信號送入信號處理電路(3)，信號處理電路(3)輸出信號給電磁鐵(4)控制主開關(guān)合閘、跳閘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化綜合漏電保護(hù)器，其特征在于所述的主開關(guān)由靜觸頭(1)、動觸頭(2)、托板(4)、釋放彈簧(7、12)、支撐架(11)構(gòu)成；電磁鐵由吸持線圈(9)、動銜鐵(3)、靜銜鐵(8)構(gòu)成，托板(4)一端被安裝在支撐架(11)，托板(4)與底座(10)之間用彈簧(7)連接，托板(4)與支撐架(11)之間安裝有彈簧(12)，托板(4)上還安裝動觸頭(2)，動觸頭(2)通過導(dǎo)線穿過負(fù)荷電流互感器(5)、零序電流互感器(6)與外接接線端子相連。托板(4)上還裝有動銜鐵(3)，吸持線圈(9)中安放有靜銜鐵(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化綜合漏電保護(hù)器，其特征在于所述的主開關(guān)也可由靜觸頭(1、5)、動觸頭(2)、托板(4)、釋放彈簧(8)構(gòu)成；電磁鐵由吸持線圈(9)、動銜鐵(3)、靜銜鐵(10)構(gòu)成，托板(4)與底座(10)之間用彈簧連接，托板(4)上還安裝動觸頭(2)，靜觸頭(5)通過導(dǎo)線穿過負(fù)荷電流互感器(6)、零序電流互感器(7)與外接接線端子相連，托板(4)上還裝有動銜鐵(3)，吸持線圈(9)中安放有靜銜鐵(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化綜合漏電保護(hù)器，其特征在于所述的信號處理電路可由運(yùn)放(IC1A、IC1B)、電阻(R1、R2、R3)、電容(C1)、單片機(jī)(U1)、電容(C2、C3)，晶體振蕩器(CR1)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化綜合漏電保護(hù)器，其特征在于所述的信號處理電路可由運(yùn)放、電阻、電容構(gòu)成的漏電保護(hù)電路構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化綜合漏電保護(hù)器，其特征在于所述的顯示部分可由指針式電流表頭或數(shù)碼管表頭構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化綜合漏電保護(hù)器，其特征在于所述的電磁鐵可以采用節(jié)能無聲運(yùn)行電路控制。該電路由三級管(T1′、T2′、T3′)、電阻(R1′、R2′、R3′、R4′)、電容(C1′)、二極管(D1′、D2′)、啟動繼電器(J1)、保持繼電器(J1′)構(gòu)成，T1′與信號處理電路相連。信號處理電路輸出合閘信號，交流電壓經(jīng)J1的常開觸頭、電阻(R)、二極管(D)為電磁鐵線圈(L1)提供吸合電壓；電磁鐵吸合后，變壓器(B1)、整流橋(B2)通過J1′的常開觸頭向電磁鐵線圈(L1)提供低壓保持電壓。
專利摘要一種結(jié)構(gòu)新穎的一體化綜合漏電保護(hù)器，它包括主開關(guān)(1)、電流互感器(2)、信號處理電路(3)、電磁鐵(4)、顯示部分(5)，這五部分組裝在一盒體中。本實(shí)用新型由于采用電磁鐵吸合、釋放來控制主開關(guān)跳閘、合閘，此獨(dú)特而新穎的結(jié)構(gòu)比斷路器電動合閘的結(jié)構(gòu)簡單，動作不受大氣污染、咸濕的海風(fēng)、酸霧等的腐蝕，帶負(fù)載條件下電氣、機(jī)械壽命可達(dá)十萬次以上?？梢匀菀椎膶?shí)現(xiàn)過流、短路、漏電保護(hù)功能，而且體積較小、安裝接線方便，具有很高的性/價比。
文檔編號H01H83/00GK2574208SQ0223096
公開日2003年9月17日 申請日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者丁文軍 申請人:丁文軍