[发明专利]高灵敏度电气开关电路

说明书

发明领域

本发明涉及电气开关和控制电路。

发明背景

常常需要通过合适的开关和控制电路对电气和电子设备进行远程操作和控制。在以相对高的电压工作的高功率设备、例如在主配电网上工作的设备的情况下，所产生的控制和开关电流会相当大，高达几百毫安培。当这种振幅的电流流过长电缆时，在电缆上会产生相当大的电压，其振幅正比于电缆的特定阻抗或电阻系数。这又导致能量损耗和工作成本增大。可以通过采用较低规格(即，更粗)的、其电阻系数相应较低的电缆来减小通过电缆的电压，但这使得控制和开关电缆变得又笨又昂贵。

本发明人的已公开PCT申请no．WO 95／31028中公开了一种用于监视电器用具接地的完整性的检测器，其中所述电器用具具有用于将电流从相应的电源的带电和中性馈电线送到电器用具的带电和中性线端，所述电源具有连接到电器用具的接地端的接地点。检测器包括差分比较器电路，用于将中性连接处的电压与在电器用具的接地端的电压进行比较，如果其间的差超过一预定阈值，则产生一个故障信号。开关设备连接到至少一个带电和中性连接，以便由与检测器可操作地相连并因而响应于所产生的故障信号的继电器断开。

在本申请人的1997年10月2日公开的WO 97／36358中，公开了这样一个检测器用于或者未接地或者其接地线受损的电器用具的特定应用。因此，根据WO 97／36358，提供了一种与具有电传导外壳的电器用具结合使用的保护设备，无论与该电器用具所连到的电源相联系的接地线的状态如何，所述保护设备避免使外壳变得“带电”，所述电器用具具有用于将电流从电源的相应的带电和中性馈电线送到电器用具的带电和中性线端，所述设备包括：

虚接地线，相对于电源的所述接地线电浮动，所述虚接地线用于电连接到电器用具的外壳，而不是电源的接地线，以及

接地阻抗测量电路，用于测量在带电或中性线端与用具的虚接地线之间的阻抗，并且，如果所述阻抗降至低于一预定阈值，产生一个故障信号。

事实上，在WO 97／36358中公开的保护电路采用WO 95／31028的差分比较器主体来比较在带电和中性和浮动接地线之间的电压，以使得在测量出的电压之间的任何差异都表明一个接地故障。与常规的接地线相比，采用浮动接地线有几个主要的优点。首先，不会有使人接触到浮动接地点而触电的危险，因为没有回路通过故障电流的实际接地。其次，通过在差分比较器电路中采用合适的电阻器，可以将登记不平衡所需的“故障”电流减少到毫微安培的一部分(即，小于10^－9安培)，以便与与常规接地故障检测器电路相联系的毫安培区分开来。当然，另一个优点是不依赖于可靠的接地。

采用浮动接地本身是已知的。因此，EP 695105公开了一种用于具有接地线33的用具的保护设备，其中接地线33可以是电器用具的金属外壳，通过电阻器R1连接到包括元件EC2、EC3、EC4和OC1的保护电路，从而，如果流过R1的漏泄电流超过一特定阈值，则这个保护电路向继电器线圈RL1提供一个触发，以便断开主开关触点SW1和SW2。因此，如果接地阻抗低于一预定阈值，则保护电路提供一个故障信号。

同样，FR 2468430公开了一种保护设备，其中，如上面EP 695105所述的，操作原理为，在接地故障的情况下，将有一个漏泄电流流过接地线，采用这个漏泄电流的振幅来提供对主电路断路器的解扣信号。在在带电或中性馈电线与GND之间的常规接地故障的情况下，所产生的流过虚接地线的接地漏泄电流影响足够的保护。

然而，在带电和中性连接之间短路的情况下，在正常情况下没有接地漏泄电流，因此在EP 695105和FR 2468430中所述电路将不提供保护。这是一个非常严重的缺陷，因为短路故障代表相当大的火险。

发明概述

本发明的一个目的是提供一个高灵敏度开关电路，用于允许通过一对携带可忽略电流的电线对一个电气设备进行远程开关，从而可以在不产生不可接受的欧姆损耗的情况下采用最小横截面积的高规格电缆。

依据本发明的一个概括方面，提供了一种用于电器用具的开关电路，所述开关电路包括：

第一和第二常开开关线端，

与第一和第二开关线端相连的高灵敏度阻抗测量电路，用于测量其间的阻抗，如果所述阻抗低于一预定阈值500MΩ，所述高灵敏度阻抗测量电路在其输出端产生一个开关信号；

用具与所述输出端相连，以便响应所述开关信号。