[发明专利]剩余电流保护装置

权利要求书

1.一种剩余电流保护装置，其特征在于，包括：

第一检测磁芯(107)，承载在主回路导线周围；

第二检测磁芯(108)，承载在主回路导线周围；

第一故障电流检测电路(102)，第一故障电流检测电路(102)包括信号采样电路(109)、处理电路(110)和比较电路(111)，第一故障电流检测电路(102)中的信号采样电路(109)、处理电路(110)和比较电路(111)由双极性电源模块(105)驱动而工作，第一故障电流检测电路(102)与第一检测磁芯(107)耦接，信号采样电路(109)和第一检测磁芯(107)耦合组成磁调制和解调电路，第一故障电流检测电路(102)依赖电网电压，对主回路进行全电流采样，检测高频交流故障剩余电流、脉动直流剩余电流和平滑直流剩余电流，其中信号采样电路(109)输出采样波形，处理电路(110)连接到信号采样电路(109)，对采样波形进行放大和反向翻转，比较电路(111)接收处理电路(110)的输出，对处理电路(110)的输出进行判别后输出第一故障电路信号；

第二故障电流检测电路(103)，第二故障电流检测电路(103)与第二检测磁芯(108)耦接，第二故障电流检测电路(103)独立于电网电压，对主回路进行电磁式电流采样，检测工频交流剩余电流和脉动直流剩余电流，第二故障电流检测电路(103)输出第二故障电路信号；

驱动电路(104)，驱动电路(104)的输入连接到第一故障电流检测电路(102)和第二故障电流检测电路(103)，驱动电路(104)的输出连接到执行机构(106)，驱动电路(104)触发执行机构(106)动作；

双极性电源模块(105)，连接到主回路和第一故障电流检测电路(102)，所述双极性电源模块(105)采用开关电源对电网电压进行降压处理，并通过自反馈平衡电路形成正负双极性的电源输出用作第一故障电流检测电路(102)的工作电源。

2.如权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，

所述第一检测磁芯(107)是全电流检测磁芯，第一检测磁芯(107)的一次绕组由载流导体组成，次级绕组与采样电路(109)耦接；

所述采样电路(109)包括振荡辅助电路和低通滤波电路；

所述振荡辅助电路与第一检测磁芯(107)耦接构成RL多谐振荡电路，双极性电源模块(105)对RL多谐振荡电路进行激磁，使得RL多谐振荡电路对剩余电流和载波进行耦合调制；

所述低通滤波电路接收RL多谐振荡电路的输出，对剩余电流和载波进行解耦，滤除载波信号后输出剩余电流的采样波形。

3.如权利要求2所述的剩余电流保护装置，其特征在于，

所述振荡辅助电路和低通滤波电路各自包括一个放大器，所述低通滤波电路的截止频率为2kHz。

4.如权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述处理电路(110)包括放大电路和绝对值电路，对剩余电流的采样波形进行放大和反向翻转。

5.如权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述比较电路(111)包括放大器，比较电路(111)将处理电路(110)输出的信号与设定的阈值进行比较，然后输出第一故障电路信号。

6.如权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述第二故障电流检测电路(103)与第二检测磁芯(108)耦接，第二检测磁芯(108)是电磁式电流互感器，第二检测磁芯(108)的次级绕组与第二故障电流检测电路(103)耦接；

第二故障电流检测电路(103)以电磁方式直接通过第二检测磁芯(108)获取能量，第二故障电流检测电路(103)根据所获取的能量大小判别剩余电流并输出第二故障电路信号。

7.如权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述驱动电路(104)包括运算放大器、掉电误差补偿电路和二极管，运算放大器的正输入端连接到第一故障电流检测电路(102)，运算放大器的负输入端连接到掉电补偿电路，第二故障电流检测电路(103)连接到二极管的正极，二极管的负极和运算放大器的输出连接，作为驱动电路(104)的输出。

8.如权利要求1所述的剩余电流保护装置，其特征在于，所述执行机构(106)在驱动电路(104)输出信号时执行机构动作。