一種剩余電流保護裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種剩余電流保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]剩余電流保護裝置廣泛應(yīng)用于配電系統(tǒng)中以保障人身安全。目前，剩余電流保護產(chǎn)品主要包括AC型，A型和B型。其中，AC型用于交流剩余電流的檢測，主要應(yīng)用于一般的交流電路中。A型用于交流和直流脈動剩余電流的檢測，通常應(yīng)用在電子設(shè)備較多的電路中，例如:微型計算機、收銀機、電子秤等電器設(shè)備。B型用于交流和直流脈動以及直流平滑剩余電流的檢測，通常應(yīng)用在發(fā)生故障時出現(xiàn)的是平滑直流或略帶余波的平滑直流電路中，例如:變頻器、CT-設(shè)備、X-射線設(shè)備、不間斷供電設(shè)備。其中B型剩余電流保護裝置的通用性最好，它可以保護的剩余電流類型最多。
[0003]目前已有較為成熟的30mA級別的B型剩余電流保護技術(shù)，它能夠提供低至30mA的剩余電流保護。由于目前的技術(shù)難以用同一檢測電路實現(xiàn)全部類型(包括:交流和直流脈動以及直流平滑)剩余電流的檢測，因此B型剩余電流保護裝置通常設(shè)置兩個電流互感器。西門子公司的RCCB(5SM3)是一種典型的B型剩余電流保護裝置，如圖1所示，其中設(shè)置了兩個電流互感器(也可以稱為零序電流互感器)，一個電流互感器Wl用于檢測平滑直流剩余電流，另一個電流互感器W2用于檢測交流和脈動直流剩余電流。當(dāng)監(jiān)測到故障事件時，電流互感器向檢測單元傳遞信號，經(jīng)判別單元后發(fā)出觸發(fā)指令至觸發(fā)元件，觸發(fā)元件使用機械機構(gòu)斷開被測電路。由于電流互感器的磁芯尺寸受限，目前的B型剩余電流保護裝置只能做到30mA級別。然而，某些應(yīng)用場景中，例如:潮濕環(huán)境或者醫(yī)用的場景，即便是小于30mA的剩余電流也可能造成一定危害，因此市場期待更加靈敏的B型剩余電流保護，以提供更好的安全保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種能夠在尺寸受限的前提下提高靈敏度的B型剩余電流保護解決方案。
[0005]本發(fā)明的一個方案中，剩余電流保護裝置包括第一電流互感器、第二電流互感器、切換單元、第一剩余電流檢測模塊和第二剩余電流檢測模塊，所述第二剩余電流檢測模塊包括第一檢測單元和第二檢測單元；
[0006]所述切換單元用于在所述剩余電流保護裝置的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)間進行切換，并使得:在第一狀態(tài)下，使第一剩余電流互感器的線圈和第二剩余電流互感器的線圈串聯(lián)，并將串聯(lián)后形成的線圈組的兩端與所述第一剩余電流檢測模塊的兩個輸入電極連接；在第二狀態(tài)下，使所述第一電流互感器的線圈兩端與所述第一檢測單元連接，且所述第二電流互感器的線圈兩端與所述第二檢測單元連接；
[0007]所述第一剩余電流檢測模塊用于檢測交流和/或脈動直流形式的剩余電流，所述第二剩余電流檢測模塊的第一檢測單元用于檢測平滑直流形式的剩余電流，第二檢測單元用于檢測交流和/或脈動直流形式的剩余電流。
[0008]上述方案能夠在不增加剩余電流保護裝置體積的前提下，既實現(xiàn)B型剩余電流保護功能，又能提升其保護靈敏度。
[0009]本發(fā)明還基于前述方案提供了另一方案，其中，所述切換單元為開關(guān)組，所述開關(guān)組包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均為雙刀雙擲開關(guān)。
[0010]優(yōu)選，所述第一電流互感器的線圈的第一電極和第二電極分別與所述第一開關(guān)的第一刀和第二刀的固定端連接，所述第一開關(guān)的第一刀的第一觸點與所述第一剩余電流檢測模塊的第一輸入電極連接，所述第一開關(guān)的第二刀的第一觸點與所述第二開關(guān)的第一刀的第一觸點連接，所述第一開關(guān)的第一刀的第二觸點與所述第一檢測單元的第一輸入電極連接，所述第一開關(guān)的第二刀的第二觸點與所述第一檢測單元的第二輸入電極連接；所述第二電流互感器的線圈的第一電極和第二電極分別與所述第二開關(guān)的第一刀和第二刀的固定端連接，所述第二開關(guān)的第一刀的第一觸點與所述第一開關(guān)的第二刀的第一觸點連接，所述第二開關(guān)的第二刀的第一觸點與所述第一剩余電流檢測模塊的第二輸入電極連接，所述第二開關(guān)的第一刀的第二觸點與所述第二檢測單元的第一輸入電極連接，所述第二開關(guān)的第二刀的第二觸點與所述第二檢測單元的第二輸入電極連接。其中，所述第一狀態(tài)下，所述第一開關(guān)的第一刀和第二刀的活動端與各自的第一觸點接觸，所述第二開關(guān)的第一刀和第二刀的活動端也與各自的第一觸點接觸；所述第二狀態(tài)下，所述第一開關(guān)的第一刀和第二刀的活動端與各自的第二觸點接觸，所述第二開關(guān)的第一刀和第二刀的活動端也與各自的第二觸點接觸。該方案以一種簡單、實用、可靠的方式實現(xiàn)了所述切換單元。
[0011]在又一個方案中，所述第一剩余電流檢測模塊包括匹配電容、整流器、能量存儲電容、控制開關(guān)和觸發(fā)信號驅(qū)動電路，電流互感器的感應(yīng)信號(即剩余電流信號)依次通過所述匹配電容、整流器、能量存儲電容、控制開關(guān)和觸發(fā)信號驅(qū)動電路。該方案能夠在不增加尺寸的前提下，既實現(xiàn)B型剩余電流保護功能，又能將保護靈敏度提升至1mA級別，即能夠檢測到低至1mA的剩余電流(交流或脈動直流)，特別適用于潮濕環(huán)境或者醫(yī)用等對剩余電流保護要求較高的場合。它可以容納于西門子公司已有的RCCB外殼內(nèi)。
[0012]在再一個方案中，所述第一剩余電流檢測模塊無輔助供電；所述第二剩余電流檢測模塊用被測線路進行輔助供電。該方案拓寬了 B型剩余電流保護裝置的工作模式，使其不僅能夠在有輔助供電的模式下工作，也能夠在無輔助供電的模式下工作。
【附圖說明】
[0013]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0014]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的B型剩余電流保護裝置；
[0015]圖2示出了本發(fā)明一個實施例的B型剩余電流保護裝置模塊示意圖；
[0016]圖3示出了本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的B型剩余電流保護裝置模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0018]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例提供的B型剩余電流保護裝置，該B型剩余電流保護裝置包括第一電流互感器W1、第二電流互感器W2、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、無輔助供電的第一剩余電流檢測模塊和有輔助供電的第二剩余電流檢測模塊。第一剩余電流檢測模塊具有供電接口，可引入被測的Α、B、C三相線電壓以實現(xiàn)輔助供電。
[0019]第一剩余電流檢測模塊用于檢測A、B、C三相線路中的交流和/或脈動直流剩余電流，并生成觸發(fā)信號。它可以直接用成熟的A型或AC型剩余電流保護裝置中的剩余電流檢測模塊實現(xiàn)。
[0020]第二剩余電流檢測模塊包括第一檢測單元、第二檢測單元和判別電路，第一檢測單元用于檢測被測的A、B、C三相線路中的平滑直流剩余電流，它可以采用磁調(diào)制的方式實現(xiàn)。第二檢測單元用于檢測被測的A、B、C三相線路中的交流和脈動直流剩余電流，它包括濾波和放大電路。第一檢測單元和第二檢測單元的信號輸入判別電路，判別電路用于根據(jù)所接收的信號判斷當(dāng)前是否存在故障，并生成觸發(fā)信號。
[0021]第一電流互感器Wl包括鐵芯和線圈。第一開關(guān)Kl為雙刀雙擲開關(guān)，第一電流互感器Wl的線圈的第一、第二電極分別與第一開關(guān)Kl的兩個刀的固定端a、b連接，每個刀的活動端各自對應(yīng)兩個觸點，其中，第一刀的活動端對應(yīng)第一觸點c和第二觸點d，第二刀的活動端對應(yīng)第一觸點e和第二觸點f。第一開關(guān)Kl的第一刀的第一觸點c與第一剩余電流檢測模塊的第一輸入電極連接，第一開關(guān)Kl的第二刀的第一觸點e與第二開關(guān)K2的第一刀的第一觸點i連接，第一開關(guān)Kl的第一刀的第二觸點d與第一檢測單元的第一輸入電極連接，第一開關(guān)Kl的第二刀的第二觸點f與第一檢測單元的第二輸入電極連接。
[0022]第二電流互感器W2也包括鐵芯和線圈。第二開關(guān)K2為雙刀雙擲開關(guān)，第二電流互感器W2的線圈的第一、第二電極分別與第二開關(guān)K2的兩個刀的固定端g、h連接，每個刀的活動端各自對應(yīng)兩個觸點，其中，第一刀的活動端對應(yīng)第一觸點i和第二觸點j，第二刀的活動端對應(yīng)第一觸點k和第二觸點I。第二開關(guān)K2的第一刀的第一觸點i與第一開關(guān)Kl的第二刀的第一觸點e連接，第二開關(guān)的第二刀的第一觸點k與第一剩余電流檢測模塊的第二輸入電極連接，第二開關(guān)K2的第一刀的第二觸點j與第二檢測單元的第一輸入電極連接，第二開關(guān)K2的第二刀的第二觸點與第二檢測單元的第二輸入電極連接。
[0023]第一剩余電流檢測模塊和第二剩余電流檢測模塊均與觸發(fā)元件連接，觸發(fā)元件用于在接收到第一剩余電流檢測模塊和第二剩余電流檢測模塊中任意一個的觸發(fā)信號時，將被測線路斷路。
[0024]上述實施例的B型剩余電流保護裝置具有兩種工作模式:無輔助供電模式和有輔助供電模式。
[0025]在無輔助供電模式(僅使用電流互感器感應(yīng)剩余電流而生成的能量供電)下，第一開關(guān)的雙刀均與第一觸點連接，第二開關(guān)的雙刀也均與第一觸點連接，從而使第