接地漏电断路器 |
|||||||
| 申请号 | CN200680019522.X | 申请日 | 2006-05-26 | 公开(公告)号 | CN101199034B | 公开(公告)日 | 2012-05-02 |
| 申请人 | 甲进株式会社; | 发明人 | 金荣浚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用作 电路 的电 开关 的接地漏电 断路器 (ELCB)，采用双重断路方法：基于零 相变 流器20所检测到的总 泄漏 电流 的总泄漏 电压 来确定是否发生泄漏，并自动地切断来自电源的供电，并基于同步检测器90所同步检测到的纯泄 漏电流 的纯泄漏电压来确定是否发生泄漏，并自动地切断来自电源的供电，因此优点在于：减少了ELCB的故障发生率，并有效地改善了ELCB的泄漏断路功能，从而极大地改进了安全性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种接地漏电断路器，具有：切换单元(10)，用于在控制单元(50)的控制之下自动地切断来自电路的供电；零相变流器(20)，用于检测电路的泄漏电流；放大器，用于放大从零相变流器(20)接收到的泄漏电流的电压；检测器(40)，用于整流并平滑从放大器(30)接收到的泄漏电流，并产生泄漏电压；控制单元(50)，用于通过将来自检测器(40)的泄漏电压与参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元(10)的操作；以及电源控制器(60)，用于控制从电路至各个元件的供电，所述接地漏电断路器包括： |
||||||
| 说明书全文 | 接地漏电断路器技术领域背景技术[0002] 众所周知，用作电路的电开关的断路器分为用于避免电击通过人体并避免由于泄漏而着火的接地漏电断路器(ELCB)和用于切断由于短路而引起的过量电流和由于负载(设备或机器)的过度使用而引起的溢出电流的无熔丝断路器(NFB)。 [0003] 在这两种断路器中，ELCB是采用检测电流并在由于负载处的泄漏而产生到地的漏电时切断电路的方法的电流操作的断路器。ELCB使用零相变流器(ZCT)作为检测器件。图1示出了ECLB的一个示例。 [0004] 参考图1，传统的ECLB包括切换单元10，用于在控制单元50的操作控制之下自动地切断来自电路的供电；零相变流器20，用于检测电路的泄漏电流；放大器，用于放大从零相变流器20接收到的泄漏电流的电压；检测器40，用于整流并平滑从放大器30接收到的泄漏电流，并产生泄漏电压；控制单元50，包括参考电压产生器52，用于产生用于确定泄漏的参考电压，和比较器51，用于通过将来自检测器40的泄漏电压与来自参考电压产生器52的参考电压相比较而确定是否发生泄漏并自动地控制切换单元10的操作；以及电源控制器60，用于控制从电路对各个组件的供电。 [0005] 下面示意地描述ELCB的操作。 [0006] 在接通切换单元10时，电流从电源流向负载。在这种情况下，在电路处于正常状态下时，在零相变流器20中产生的磁通量彼此抵消，因此不会检测到由于电磁感应而引起的泄漏电流。相反地，当电路处于异常状态下时，出现与泄漏或过载相对应的磁通量之差，因此从零相变流器20输出由于电磁感应而引起的与磁通量之差相对应的泄漏电流。 [0007] 如果电路处于异常状态下，则零相变流器20所检测到的泄漏电流由放大器30放大并被提供给检测器40。 [0008] 检测器40整流并平滑从放大器30接收到的泄漏电流，从而产生泄漏电压。从放大器30接收到的泄漏电流是交流的，而通过整流和平滑所获得的泄漏电压是泄漏电流的平均电压，是直流的。 [0009] 参考电压产生器52产生参考电压，以便确定是否发生了泄漏。参考电压是直流电压，如果需要，参考电压可变化。 [0010] 在上述状态下，比较器51将来自检测器40的泄漏电压与来自参考电压产生器52的参考电压相比较，确定是否发生了泄漏，并自动地控制切换单元10的操作。切换单元10由比较器51控制，并自动地切断来自电路的供电。 [0011] 然而，这种传统的ELCB采用一种将零相变流器20所检测到的总泄漏电流的泄漏电压与参考电压相比较并确定是否发生来自电路的泄漏的方法，因此出现了ELCB会发生故障并且安全性改进受限的问题。 [0012] 更详细地，零相变流器20所检测到的泄漏电流是其中由于泄漏电阻而引起的泄漏电流和由于构成负载的电容器而引起的泄漏电流无差别地彼此相加的泄漏电流。作为参考，电容器安装在负载的地线上以便避免例如电磁干扰(EMI)或电磁适应性(EMC)的噪声。电容器所引起的泄漏电流并不会很大地影响人体上电击的发生或由于泄漏而引起的着火。 [0013] 结果，当在不考虑由于电容器所引起的泄漏电流的情况下减小参考电压产生器的参考电压时，ELCB灵敏地反应，从而确保了安全性。然而，所存在的问题在于，即使不发生泄漏，ELCB也频繁地操作。相反地，当在充分考虑电容器所引起的泄漏电流的情况下适当增加参考电压产生器的参考电压时，减少了由于电容器的泄漏电流而引起的ELCB的故障。然而，ELCB并不灵敏地做出反应，因此出现不确保安全性的问题。 [0014] 传统上，在参考电压的确定中，在考虑由于电容器而引起的泄漏电流的情况下来确定参考电压，以便确保对于泄漏的安全性，同时避免ELCB不必要地进行操作。 [0015] 因此，在传统技术中，在避免ELCB的故障和安全性改进方面存在限制。 发明内容[0016] 技术问题 [0017] 因此，考虑到现有技术中出现的上述问题而做出本发明，并且本发明的目的是提供一种改进了安全性并且减少了故障发生的ELCB。 [0018] 技术方案 [0019] 为了实现上述目的，本发明提供一种接地漏电断路器(ELCB)，具有：切换单元，用于在控制单元的控制之下自动地切断来自电路的供电；零相变流器，用于检测电路的泄漏电流；放大器，用于放大从零相变流器接收到的泄漏电流的电压；检测器40，用于整流并平滑从放大器接收到的泄漏电流，并产生泄漏电压；控制单元，用于通过将来自检测器的泄漏电压与参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元的操作；以及电源控制器，用于控制从电路至各个元件的供电，所述接地漏电断路器包括：分压器，用于对电路的电压进行分压和检测；同步信号产生器，用于将来自分压器的检测电压转换为方波同步信号；以及同步检测器，用于与来自同步信号产生器的同步信号同步地，对从放大器接收到的泄漏电流进行同步的检测、整流和平滑，然后产生纯(net)泄漏电压；其中控制单元通过将来自检测器的泄漏电压与参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元的操作，并通过将来自同步检测器的纯泄漏电压与纯参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元的操作。 [0020] 有益效果 [0021] 根据上述本发明，采用了一种双重断路方法：基于零相变流器20所检测到的总泄漏电流的总泄漏电压来确定是否发生泄漏，并自动地切断来自电源的供电，并基于同步检测器90所同步检测到的纯泄漏电流的纯泄漏电压来确定是否发生泄漏，并自动地切断来自电源的供电，因此优点在于：减少了ELCB的故障发生率，并有效地改善了ELCB的泄漏断路功能，从而极大地改进了安全性。附图说明 [0022] 图1是示出了传统ELCB的图； [0023] 图2是示出了根据本发明第一实施例的ELCB的图； [0024] 图3是示出了图2所示的ELCB的应用的图；以及 [0025] 图4是示出了根据本发明第二实施例的ELCB的图。 [0026] 基本元件的附图标记的说明 [0027] 10：切换单元 11：切换控制器 [0028] 20：零相变流器 [0029] 30：放大器 40：检测器 [0030] 50：控制单元 51：比较器 [0031] 52：参考电压产生器 [0032] 53：辅助比较器 54：A/D转换器 [0034] 70：分压器 80：同步信号产生器 [0035] 90：同步检测器 100：输出单元 具体实施方式[0036] 参考下面的示范性附图来详细描述本发明。 [0037] 图2-4是示出了本发明的图，在图中，将相同的附图标记用于表示与示出了现有技术的图1相同的组件，并省略对这些组件的描述。 [0038] 参考图2，根据本发明的ELCB包括切换单元10，用于在控制单元50的操作控制之下自动地切断来自电路的供电；零相变流器20，用于检测电路的泄漏电流；放大器，用于放大从零相变流器20接收到的泄漏电流的电压；检测器40，用于整流并平滑从放大器30接收到的泄漏电流，并产生泄漏电压；控制单元50，用于通过将来自检测器40的泄漏电压与参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元10的操作，并通过将来自同步检测器90的纯泄漏电压与纯参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元10的操作；电源控制器60，用于控制从电路至各个元件的供电；分压器，用于分压并检测电路的电压；同步信号产生器80，用于将来自分压器70的检测电压转换为方波同步信号；以及同步检测器90，用于与来自同步信号产生器80的同步信号同步地，对从放大器接收到的泄漏电流进行同步的检测、整流和平滑，然后产生纯泄漏电压。 [0039] 在图2所示的实施例的情况下，控制单元50包括参考电压产生器52，产生用于确定泄漏的参考电压和纯参考电压；比较器51，用于通过将来自检测器40的泄漏电压与来自参考电压产生器52的参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元10的操作；以及辅助比较器53，用于通过将来自同步检测器90的纯泄漏电压与来自参考电压产生器52的纯参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元10的操作。 [0040] 下面参考图2来描述根据本发明的ELCB的操作。 [0041] 在切换单元10接通时，电流从电源流向负载。 [0042] 在这种情况下，零相变流器20所检测到的泄漏电流由放大器30放大，然后被提供给检测器40。检测器40整流并平滑从放大器30接收到的泄漏电流，然后产生泄漏电压。比较器51通过将来自检测器40的泄漏电压与来自参考电压产生器52的参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元10的操作。在这种情况下，零相变流器20所检测到的泄漏电流是其中由于泄漏电阻所引起的泄漏电流和由于构成负载的电容器所引起的泄漏电流无差别地彼此相加的泄漏电流。检测器40无任何变化地从零相变流器20获取泄漏电流，并对其进行整流和平滑，因此在考虑电容器时，将来自参考电压产生器52的参考电压设置为相对高的值。 [0043] 同时，同步检测器90与来自同步信号产生器80的同步信号同步地，对从放大器30接收到的泄漏电流进行同步的检测、整流和平滑，然后产生纯泄漏电压。辅助比较器53通过将来自同步检测器90的纯泄漏电压与来自参考电压产生器52的纯参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元10的操作。在这种情况下，电容器的电流领先电压90度，因此，在与来自同步信号产生器80的同步信号同步地对从放大器30接收到的泄漏电流进行同步的检测、整流和平滑时，产生其中去除了电容器所引起的泄漏电流的纯泄漏电压。结果，在考虑到安全性时，将来自参考电压产生器52的纯参考电压设置为相对低的值。 [0044] 根据本发明的ELCB采用双重断路方法：基于其中零相变流器20所检测到的泄漏电流和由于电容器所引起的泄漏电流彼此相加的总泄漏电流来确定是否发生泄漏，并自动地切断来自电源的供电，同时，基于其中去除了由于电容器所引起的泄漏电流的纯泄漏电流来确定是否发生泄漏，并切断来自电源的供电，从而减少了ELCB的故障发生率，并提高了安全性。 [0045] 例如，只要同步检测器90所同步检测到的纯泄漏电流的纯泄漏电压高于纯参考电压，即使零相变流器20所检测到的泄漏电流的泄漏电压低于参考电压，也断开切换单元10，并且切断来自电源的供电。 [0046] 同时，如图3所示，当额外提供由控制单元50控制并向外输出ELCB的操作状态的输出单元100时，产生的优点在于用户可容易地知道ELCB的操作状态。 [0047] 作为输出单元100，可使用例如蜂鸣器或扬声器的公知的有声信号产生器或例如发光器件(LED)或显示器的公知的可见信号产生器。在本实施例中，将由辅助比较器53控制并显示纯泄漏电压电平的LED或由辅助比较器53控制并产生警报的蜂鸣器用作输出单元100。 [0048] 图2和3示出了模拟式ELCB，而图4示出了数字式ELCB。 [0049] 在图4的ELCB中，控制单元50包括模拟/数字(A/D)转换器54，用于将来自检测器40的泄漏电压和来自同步检测器90的纯泄漏电压转换为数字信号；以及半导体器件55，用于通过将来自检测器40并通过A/D转换器54所接收的泄漏电压与预存储的参考电压相比较，来确定是否发生泄漏，并通过将来自同步检测器90并通过A/D转换器54所接收的纯泄漏电压与预存储的纯参考电压相比较来确定是否发生泄漏，并自动地控制切换单元 10的操作。 [0050] 在本实施例中，预先在半导体器件55中作为数据存储要与零相变流器20所检测到的泄漏电流的泄漏电压相比较的泄漏电压和要与同步检测器90所检测到的纯泄漏电流的纯泄漏电压相比较的纯参考电压。 [0051] 在图4所示的数字式ELCB中，额外提供输出单元100，因此用户可容易地通过输出单元100而知道ELCB的操作状态。例如，将由半导体器件55控制的例如LCD的显示器用作输出单元100，因此用户可通过输出单元100，通过文本来直接检查泄漏电流或泄漏电压的数值，或者纯泄漏电流或纯泄漏电压的数值。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈