[实用新型]过载短路过压漏电保护开关

说明书

本实用新型提供一种能通过大电流并带有对线路漏电检测、显示功能的保护开关，通电前能对线路用电器具的漏电量先行检测及在低电压情况下对线路的过载、短路、过压、漏电故障进行有效的保护。

目前公知的保护开关在实际应用中，存在三个不足之处：对于线路的过载、短路的保护，是利用检测元件输出的信号，附加在原漏电保护开关的动作机构上，其动能是来自于市电，在实际使用中，由于存在电源内阻，在线路严重过载，但未达到短路保护动作电流时，此时电源电压由于供电导线内阻的压降，开关电压已降到不能使继电器动作，此时存在一个不能保护的区域；在公知的保护开关中，由于漏电保护的功能受零序电流互感器灵敏度的限制，串接于电源的初级线圈，必须二匝以上，而由于结构和尺寸的关系，互感器的内径只有10毫米，这样就限制了初级带绝缘多股软线的铜芯总截面积不能超过1.5平方毫米，也只能带动2千瓦以下的负载，否则严重发热、烧毁，这六十年代设计的产品显然不适用于21世纪；目前市上无检测线路的毫安级漏电的专用工具，维修工对线路漏电将近临界值的软故障，非常苦脑，无法判断是线路漏电还是开关失误而引起开关的动作，也难于判断具体的漏电地点和漏电量，特别是对电热水器等高安全性能的电器，无法知道是否存在漏电的危险，国家标准的漏电保护动作电流是15-30毫安，而10毫安的触电电流，也足于致人死亡，这个安全问题一直无法解决。

为了解决上述的问题，本实用新型是这样解决的；保护开关内开关元件和继电器上接有备用电源。市电源在对开关供电同时，也向并接的电容器充电，电容充足电形成备用电源，其电压是市电的1.4倍，当开关管导通时，电容器于1.4倍的市电压向继电器供电，其产生的磁力是市电压的二倍，使动作时间更短，在用电高峰，市电压下降到0.6倍时，开关仍能正常工作。开关因短路产生失压，电压下降为零，开关转为电容器供电，仍能切断电源；为了提高开关的容量，本实用新型把原来互感器2匝的初级改为一根穿心铜棒，由于与电源交联大浅，感应的漏电信号不及原来的5分之一，本开关是在开关元件的输入端与漏电检测的输出端之间接有电位提升电路，把信号提升到足于触发开关管为止，可使参差不齐的漏电输出电平得到调整，减少了互感器的废品。铜棒的截面积可达10平方毫米，两头压出接线耳，消除了因多股线与接线耳之间的接触电阻的热源。这样就达到了大电流的温升指标；为了解决预测线路的漏电问题，本实用新型是这样实现的：在保护开关的动、静触点之间接有电流指示器，当线路或电器产生对地漏电时，在开关断开的情况下，电流经开关输入端流入电流指示器，开关输出端、线路、漏电点、大地、供电电源，形成回路，电路设计当漏电流大于5毫安时，指示器应有指示，并可知漏电流的大小。这样就达到本实用新型的目的。

由于采用上述方案，可使保护开关在任何短路电流值下，特别是开关产生失压时，都能及时切断电源；可使原来保护开关长期工作电流从10安培增大的50安培，完全适应目前家庭用电量的需要；可对线路进行通电前或定期检查，是否存在对地漏电，并可以方便找出漏电点，完全可以杜绝电器特别是电热器具预先存在的漏电而引起人身安全事故的发生。此保护开关简单、可靠、功能多，使用方便。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图中，当保护开关K₁合上以后，电流经D₁整流后向开关管可控硅BG供电，同时向电容器C₁充电，C₁可充至电源电压的1.4倍，也是BG的工作电压，C₁的充电电路，可在动触点或静触点即开关K₁内或K₁外。如短路而引起开关瞬时失压，则由备用电源电容C₁向开关供电，C₁的放电是瞬时的脉冲放电，可作为内阻非常小的电源。电流经由BG向继电器供电切断电源。当电压下降为140伏时，由于C₁的充电，BG的工作电压仍有195伏，仍能可靠地工作，这是一般保护开关无法达到的指标；为了增大开关的容量L₁由二匝改为穿心线，而引起内阻增大输出减小，必须在L₂与BG之间增加一电位，这提升电源由电阻在电源上分压而组成，R₁、R₂、R₃组成分压电阻，R₃的压降即是提升电源，调节电阻，改变提升电位，可使输出特性离散性大的电流互感器调至统一的漏电动作电流，使产品的参数一致，这样就达到了增大开关容量的目的；为了预测线路对地的漏电，开关增加了电流指示器，电流指示器由电阻及发光二极管组成，即图中K₂、D₂、R₄、R₅、D₃元件。开关K₁未合以前，开关无电压输出，未向线路供电，此时按下K₂，则电流经K₂、D₂、R₄、R₅向线路供测试电压，假如线路存在对地漏电，则电流经漏电点进入大地，并经大地流回供电电源，再由供电源线路流入开关K₁的静触点至K₂，完成一个供电回路。漏电流为5毫安时，调整R₅的大小，使其压降，刚好点烯发光二极管D₃，漏电流增大，D₃的亮度增大，可指示出漏电流的大小，达到了检测线路的目的。