專利名稱：實(shí)用單向漏電有效保護(hù)開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型給出的是一組實(shí)用的單向漏電有效保護(hù)開(kāi)關(guān)，屬家用電器。所謂單向漏電是指僅有交流正半周或負(fù)半周的漏電，是脈動(dòng)直流電。隨著電子電器在日常生活中的普遍使用，單向性漏電的潛在因素日益增多。這就需要解決對(duì)單向漏電的檢測(cè)問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)為了提高靈敏度，采用高導(dǎo)磁，低矯頑的材料作磁芯，這樣往往磁芯矩形系數(shù)高，剩磁大，在脈動(dòng)直流漏電情況下，磁通變化率由于磁芯被單向磁化而大大減小，輸出電壓減小，造成單向漏電檢測(cè)靈敏度較低。
本實(shí)用新型針對(duì)這些問(wèn)題，采用了幾個(gè)實(shí)用有效的方法，解決了單向漏電的檢測(cè)問(wèn)題。


圖1電路由零序互感器、自鎖開(kāi)關(guān)、電磁鐵和控制電路組成。其中零序互感器M采用矩形系數(shù)較小的磁芯，并在輸出線圈兩端并聯(lián)電容C4。使之諧振在電源頻率的二倍附近。T1和T3構(gòu)成放大器、R4、T2用來(lái)穩(wěn)定工作點(diǎn)，R3上的降壓和D1構(gòu)成過(guò)電壓保護(hù)，C5R1吸收電源上的干擾，防止誤動(dòng)作。當(dāng)有漏電時(shí)，零序互感器兩初級(jí)電流不平衡、產(chǎn)生磁勢(shì)引起交變磁通，從而在輸出線組中感生電壓，經(jīng)過(guò)T1T3放大后觸發(fā)可控硅SCR，使電磁鐵DCT吸合，帶動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)，使開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，從而起到保護(hù)作用。
矩形系數(shù)小的磁芯保證了在單向磁化時(shí)仍有一定的磁感應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍，二倍電源頻率的諧振提高了單向漏電的檢測(cè)靈敏度，使單向和雙向漏電保護(hù)靈敏度相差不多。
圖2電路也由漏電傳感器、自鎖開(kāi)關(guān)K、電磁鐵和控制電路組成。其中漏電傳感器由兩個(gè)零序互感器構(gòu)成，它的磁芯應(yīng)采用矩形系數(shù)較大的材料，并且兩個(gè)零序互感器M1M2的輸出線圈反向串聯(lián)，再通過(guò)R4引入恒流偏置，使兩個(gè)磁芯有相反的偏磁，并且偏磁到飽和?？刂齐娐吩硗瑘D1相似，只是因?yàn)檫@種傳感器輸出電壓較高，不需太大放大系數(shù)。將圖1中C2改為R5了。這里C3為防干擾電容，它使得電路對(duì)較窄的電流脈沖不敏感。
當(dāng)有漏電時(shí)，無(wú)論單向或是雙向漏電流，對(duì)每一個(gè)半周來(lái)說(shuō)，兩個(gè)互補(bǔ)的互感器M1M2中總有一個(gè)磁芯里磁感應(yīng)是從負(fù)飽和值變化到正飽和值，這樣就有較大的磁通變化量。輸出電壓也較大，而另一個(gè)磁芯則進(jìn)入更深的飽和。磁通變化量較小，兩個(gè)互感器輸出電壓的代數(shù)和仍然較大。經(jīng)T1T3倒相放大后，觸發(fā)可控硅SCR，使開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)。
R4既調(diào)節(jié)偏置電流，也影響漏電檢測(cè)靈敏度。
圖3電路的保護(hù)動(dòng)作原理也同前兩種一樣，是靠可控硅驅(qū)動(dòng)電磁鐵帶動(dòng)自鎖開(kāi)關(guān)的脫扣機(jī)構(gòu)，完成保護(hù)動(dòng)作的。這里漏電傳感器采用易飽和磁芯制作?；ジ芯€圈同比較器A1A2構(gòu)成多諧振蕩器。正常時(shí)，磁芯里無(wú)附加磁勢(shì)，磁化曲線對(duì)稱。多諧振蕩器兩邊對(duì)稱，占空比相等，經(jīng)過(guò)A3A4整形后，C2C3兩端電壓都不超過(guò)1.3v不足以觸發(fā)可控硅。當(dāng)有漏電時(shí)，磁芯中附加了漏電流產(chǎn)生的磁勢(shì)，使振蕩器兩邊不對(duì)稱，占定比不相等，導(dǎo)致C2C3電壓一升一降，升高的電壓超過(guò)1.3v就可觸發(fā)可控硅，帶動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣。
圖3電路事實(shí)上是檢測(cè)引起磁化曲線不對(duì)稱的附加磁場(chǎng)，因而可以檢測(cè)直流漏電流。
圖4電路是利用磁放大器原理檢測(cè)漏電流，它也是將兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的零序互感器輸出繞組反向串聯(lián)，并且它的磁芯要用高矩形系數(shù)低矯頑的材料。D2～D5C2C3構(gòu)成對(duì)稱電源，非門電路U1U2同R6C1構(gòu)成方波發(fā)生器。正常時(shí)，流過(guò)R4的磁化電流較小，C4兩端電壓不大不足以觸發(fā)可控硅。當(dāng)有漏電時(shí)，兩磁芯有附加磁勢(shì)，必然導(dǎo)致某一互感器先飽和，電流由另一未飽和互感器定，由磁放大器原理，此時(shí)電流的增量符合等安匝原理，可反映漏電流的大小。當(dāng)C4兩端電壓增大到0.7v時(shí)，觸發(fā)可控硅帶動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)。R8C5既能吸收電源上過(guò)壓尖峰，又能保證在D6不導(dǎo)通的半周有漏電時(shí)也能可靠觸發(fā)可控硅。
圖5電路也是利用磁化曲線對(duì)稱性檢測(cè)破壞對(duì)稱性的附加磁勢(shì)，從而判斷漏電流大小的，零序互感器采用矩形系數(shù)高的磁芯，正常時(shí)磁化電流一定，當(dāng)有漏電時(shí)，兩個(gè)半周磁化電流不一樣，磁化電流的增量按等安匝原理反映了漏電的大小，R1上電壓超過(guò)0.7v時(shí)將使T1導(dǎo)通觸發(fā)可控硅。圖中U1U2構(gòu)成對(duì)稱方波振蕩器，T2T3作緩沖。
圖6電路是利用磁放大器原理的另一種方法。這里的磁放大器MM1M2同圖4相同，由U1U2構(gòu)成的方波振蕩器經(jīng)R1加在磁放大器上，單向的方波電流將磁放大器飽和偏置，形成自飽和式磁放大器。正常時(shí)，由于飽和磁放大器輸出阻抗很小，C2上電壓較小，T1截止，或非門輸出低電平，可控硅截止。有漏電信號(hào)時(shí)，附加的磁勢(shì)使M1M2中有一個(gè)磁芯退出飽和，阻抗增大，C2上電壓上升，T1導(dǎo)通，經(jīng)U3觸發(fā)可控硅帶動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)斷電保護(hù)。
從以上原理可以看出，圖3～圖6電路對(duì)直流漏電也能檢測(cè)，并且以圖6電路靈敏度最高。
權(quán)利要求1.一種由漏電傳感器、控制電路、電磁鐵和自鎖開(kāi)關(guān)組成的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是漏電傳感器M采用距形系數(shù)較小的磁芯制作，并且在輸出繞組上并聯(lián)電容使之諧振在電源的二倍頻率附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是漏電傳感器采用兩個(gè)零序互感器，互感器磁芯矩形系數(shù)較高，并且將兩互感器輸出繞組反向串聯(lián)，引入適當(dāng)偏置電流，使互補(bǔ)的兩互感器反向偏磁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是漏電傳感器采用易飽和磁芯制作，利用磁化曲線的對(duì)稱性，通過(guò)L3、L4同A1、A2構(gòu)成的多諧振蕩器占空比的變化，反映磁芯里由漏電引起的附加磁勢(shì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是漏電傳感器是一個(gè)磁放大器，它用高矩形系數(shù)低矯頑磁芯制作，兩結(jié)構(gòu)相同互感器輸出反向串聯(lián)，并且檢測(cè)它的輸出電流大小判斷漏電信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是漏電傳感器采用高矩形系數(shù)磁芯制作，利用磁化曲線對(duì)稱性，通過(guò)在方波電壓驅(qū)動(dòng)下對(duì)磁化電流的檢測(cè)，判斷漏電流引起的附加磁勢(shì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是漏電傳感器采用自飽和磁放大器，兩結(jié)構(gòu)相同互感器輸出反向串聯(lián)，它采用高矩形系數(shù)低矯頑磁芯制作，用一單向方波電流對(duì)磁放大器偏置，通過(guò)檢測(cè)輸出線圈兩端電壓，判斷漏電流大小，為適應(yīng)過(guò)渡過(guò)程，采用了延時(shí)電路。
專利摘要本實(shí)用新型給出的是一組實(shí)用單向漏電有效保護(hù)開(kāi)關(guān)，屬家用電器。它們也由漏電傳感器、控制電路、電磁鐵和自鎖開(kāi)關(guān)構(gòu)成。其特別之處是采用了幾種不同的方法達(dá)到了對(duì)單向性漏電的有效檢測(cè)和保護(hù)。其中，包括利用諧振在電源頻率二倍頻上的輸出線圈提高單向漏電靈敏度，利用預(yù)偏置互補(bǔ)互感器提高互感器單向激磁時(shí)的磁通變化量。利用易飽和磁芯的對(duì)稱磁化曲線，通過(guò)振蕩器占空比的改變檢測(cè)漏電信號(hào)。利用磁放大器原理檢測(cè)漏電信號(hào)，還有利用檢測(cè)激磁電流的大小判斷漏電信號(hào)。
文檔編號(hào)H02H3/32GK2043020SQ8821934
公開(kāi)日1989年8月16日 申請(qǐng)日期1988年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月15日
發(fā)明者劉豫東 申請(qǐng)人:劉豫東