[实用新型]单向漏电有效保护开关

说明书

本实用新型为一种漏电保护开关，属低压电器。它主要由零序电流互感器LLH，控制电路，电磁铁和脱扣开关构成，当流过零序互感器的电流矢量和不为零时，意味着有漏电现象，在互感器的输出线圈上有信号，通过控制电路的判断，控制电磁铁和脱扣开关完成保护功能。对于单向漏电即经过整流的单极性脉动直流漏电，现有技术存在一些不足：1、对不同方向的漏电即不同的漏电极性，动作灵敏度不一样。2、对不同的漏电流波形，动作灵敏度也有较大的不同。这样，漏电保护器的动作电流这个概念，就仅指正弦交流漏电，而对其它不同的漏电波形，就不好确定了。这是因为，现有技术的检测和控制阀都针对漏电的幅度而言，当漏电电流的峰值因素变化时，自然动作灵敏度就会改变，另外，现有技术的动作阀值本身就是单向的，只受一个方向的输入信号触发，当漏电方向不同时，输入信号将较小，从而产生了两个方向灵敏度的差异，特别在为了调节灵敏度和改善温度特性而在互感器输出端并联电阻的情况下，更为明显。

为了解决这些问题，本实用新型采用先对漏电信号积分的方法，将控制阀值放在积分以后。这样动作灵敏度就反映漏电电流的平均值，在波形变化时，也能对漏电动作电流有较清楚的定义，对于两个方向上动作灵敏度一致问题，我们采用了两种方法，一种是利用谐振回路的对称性，其二是利用全波整流电路。

图1电路是采用谐振回路的方式的实施例。其中LLH的铁芯采用具有一定Q值和U_o的材料，如铍莫合金，铁氧体等，以便能使输出电感能同C1 C2构成频率在电源频率附近的谐振回路，这样，在同样漏电流情况下，输出电压将提高到Q倍，也即可提高灵敏度。同时，由于回路具有一定Q值，使得它对漏电波形和脉冲极性不敏感，而仅反映漏电电流中的基波分量，这样就同时完成了积分作用和保证没有方向性。

图1中T1  T2  T3  T4构成具有温度补偿特性的放大电路，LLH输出的漏电信号，经T2  T3放大，触发T1和SCR，再驱动电磁铁和脱扣开关，完成保护动作，正常时T1是截止的。

从电源来的交流电压，经桥式整流，R3  C5降压滤波，再经R6降压，由R8和T4构成一简易电流源，供给T3，使IR9稳定，从而稳定了工作点，当外界电压改变使IR6改变时，由于晶体管发射结动态电阻很小，IR6的电流增量将被T4傍路，从而使IR8变化不大，也就稳定了IR9，R10是过压保护电阻，当电压太高使IR6太大时，R10上的压降使T4饱和，从而不能恒流，使IR9也增加，从而T1和SCR导通，实现过压保护功能。R7  D1  C6是主放大极T3的发射结交流通路，影响增益。设R7  D1是为了加快C6上电压上升的速度。C4既可防干扰，也能在SCR导通时维持SCR控制结上电压，维持导通，保证可靠性。R11是为调整谐振回路Q值而设，通常Q值设在2到5之间，以便照顾谐振回路元件数值变化造成的影响，例如，Q＝2时，回路元件数值变化±50％，输出仅下降30％。这样，价格较低的铁氧体材料的温度特性也可以容忍，或者利用高的Q值达到较高U_o的材料的同样效果，从而降低了造价。

由于T4和T1在同一温度环境，温度系数也相差不多，因此电路工作点比较稳定。

图2电路是采用全波整流方式的实施例。采用运算放大器构成电流／电压变换器，其输入阻抗很低，从儿使磁化、温度、应力等原因引起铁芯导磁率变化对输出的影响减小，同时，它的输出电压同输入电流的绝对值成比例，经过2C5积分以后，才取阀值控制，因而它反映的是漏电流的平均值。

图中IC1  IC2是输出可到地电平的运算放大器，如LM358、LM324等，利用2R9、2R10将运放反相端偏置在一适当电平，使两运放在无输入时输出为零。当有输入时，一运放加深反偏，另一运放则进入放大区，由于输入是加在同相端和反相端之间，并且引入电压并联负反馈，因而是I／V变换器，输入阻抗很低，同时从两运放的对称联接也可看出，输出与输入的绝对值成比例。2R3、2R4决定灵敏度，2R5、2R6是为了减小共模输入而设，2D1  2D2为保护输入端而设，2R1  2C2  2D3作为供电电源，2C5除用作积分以外，同样可维持可控硅SCR导通。

由于LM358等运放的偏置电流具有内补偿，2R9、2R10设定的偏置有一定温度稳定性，因此图2电路在一定温度范围内动作电流变化较小，（仅受SCR触发灵敏度影响）。

图1图2中，K为脱扣开关，T为试验按钮，QCT为电磁铁，这两例都有可线性调节灵敏度的特点。