專利名稱：低壓電子剩余電流斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)的功能的電子剩余電流斷路器。
具體地說，本發(fā)明涉及一種電子剩余電流斷路器，其特別適用于低壓，即操作電壓值最高達(dá)1000V的單相或多相應(yīng)用，例如兩相、三相等。
現(xiàn)有技術(shù)中已知有許多低壓剩余電流電路斷路器的例子。
電子剩余電流斷路器一般包括適用于檢測接地故障電流的存在的電流變換器。所述電流變換器一般由環(huán)形磁心構(gòu)成，其具有初級繞組，所述初級繞組包括一個或幾個由電線構(gòu)成的相導(dǎo)體，它們由環(huán)形磁心包圍著，并由次級繞組圍繞著，所述次級繞組包括繞在環(huán)形磁心上的一匝或幾匝。次級繞組和電子控制電路電連接。在存在故障電流時，電子控制電路便啟動可操作地與電路斷路器的電觸點相連的電磁釋放裝置。電磁釋放裝置使電路斷路器的電觸點分離，因此切斷和電路斷路器相關(guān)聯(lián)的電線。電子控制電路和電磁釋放裝置需要電源電壓，所述電源電壓由通常和電線的相導(dǎo)體相連的電源裝置提供。
已知按照現(xiàn)有技術(shù)的電子剩余電流斷路器還包括電子測試裝置，其允許測試斷路器的跳閘效率。電子測試裝置是按照法定的規(guī)定設(shè)置的，其通過用戶方面的激勵，可以模擬故障電流的存在，并因而切斷電力線路。
按照第一種常規(guī)方法，電子測試裝置包括測試按鈕，其可以由用戶啟動，并和一個電阻型的電子電路電連接，所述電子電路又和電路斷路器的電源裝置的兩個端子電連接。電阻型的電子電路被這樣提供，使得具有至少一個由電流變換器的環(huán)形磁心包圍著的電路分支。測試按鈕的啟動使得測試電流流過所述電路分支。所述測試電流被電流變換器檢測到，好像是通常的故障電流。因而，通過電磁釋放裝置，電子控制電路立即觸發(fā)，并切斷電力線路。
按照第二種已知類型的方法，包括在電子測試裝置中的電阻電路不和電源裝置的兩端相連，而和相導(dǎo)體相連，并和電源裝置的一端相連，具體地說，和電子整流器電路的下游相連。
按照現(xiàn)有技術(shù)的電子剩余電流斷路器具有一些缺點。
按照所述的第一種方法構(gòu)成的電子測試裝置實際上構(gòu)成對剩余電流斷路器的電源引線的約束，使得必須具有兩個預(yù)定的電源端子。在電子剩余電流斷路器的制造和安裝期間，這是相當(dāng)不利的。這個缺點在所述的第二種方法中只被部分地解決了，這是因為，在這種情況下，仍然存在由于預(yù)定的電源端子的存在而構(gòu)成的對開關(guān)的電源布線的約束。
另一個缺點來自這樣的事實，即在按照常規(guī)技術(shù)提供的測試裝置中，測試電流的強度主要取決于斷路器的電源電壓。因此，常常必須使用非線性的電子元件來限制所述測試電流，例如使用合適連接的齊納二極管。因此，如果具有相當(dāng)大的電源范圍，則使用的電子元件必須具有過大的熱尺寸。從斷路器的生產(chǎn)成本看來，這無疑是一個大的缺點。此外，大的熱耗散必然帶來嚴(yán)重的可靠性和耐用性問題。
本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種用于低壓應(yīng)用下的電子剩余電流斷路器，其具有能夠克服上述缺點的電子測試裝置。
在本發(fā)明的目標(biāo)內(nèi)，本發(fā)明的目的是提供一種電子剩余電流斷路器，其具有電子測試裝置，所述電子測試裝置的操作基本上獨立于所述電子剩余電流斷路器的電源電壓的特性。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電子剩余電流斷路器，其具有電子測試裝置，所述電子測試裝置沒有對所述電子剩余電流斷路器的電源布線的任何種類的約束。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電子剩余電流斷路器，其具有電子測試裝置，所述電子測試裝置使得能夠組合高的效率、高的操作靈活性、小的尺寸以及具有競爭性的成本。
在后面將成為更加明顯的這個目標(biāo)和這些以及其它的目的是由一種低壓電子剩余電流斷路器實現(xiàn)的，所述低壓電子剩余電流斷路器包括至少一個固定接觸部分和至少一個可動接觸部分。在剩余電流斷路器的閉合/斷開操作期間，所述可動接觸部分可以相對于所述固定接觸部分分別連接/斷開。按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器包括傳感器裝置，其適合于產(chǎn)生表示存在接地故障電流的一個或幾個電檢測信號，以及第一電子裝置，其與所述傳感器裝置電連接，并適合于在收到所述檢測信號時產(chǎn)生一個或幾個電控制信號。所述電子裝置與釋放裝置電連接，所述釋放裝置可操作地與所述可動接觸部分相連，以便在收到所述一個或幾個電控制信號之后使所述可動接觸部分和所述固定接觸部分?jǐn)嚅_。按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器還包括電子測試裝置，其與所述第一傳感器裝置電連接，所述電子測試裝置適用于模擬接地故障電流的存在，其特征在于，所述電子測試裝置包括第一有源電子電路，其與所述傳感器裝置電連接，并產(chǎn)生用于啟動所述傳感器裝置的電測試信號；以及第二有源電子電路，其適用于驅(qū)動所述第一有源電子電路。
其它的特征和優(yōu)點從下面的說明可以更加清楚地看出，在下面的說明中參照
了按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的一些實施例，其中圖1是按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是表示按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的第一優(yōu)選實施例的細(xì)節(jié)的示意圖；以及圖3是表示按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器的第二優(yōu)選實施例的細(xì)節(jié)的示意圖。
參見圖1，按照本發(fā)明的低壓電子剩余電流斷路器在總體上由標(biāo)號1表示，所述斷路器包括至少一個固定接觸部分2和一個可動接觸部分3。在斷路器1的閉合/斷開操作期間，可動接觸部分3可以相對于固定接觸部分2分別連接/斷開。斷路器1還包括傳感器裝置4，其適合于產(chǎn)生代表存在接地故障電流的一個或幾個電檢測信號5。此外，斷路器1包括第一電子裝置6，其在電氣上和傳感器裝置4相連，適合于在收到所述檢測信號5之后產(chǎn)生一個或幾個電控制信號7。第一電子裝置6和釋放裝置8電連接，釋放裝置8可操作地與可動接觸部分3相連。在收到電控制信號7時，釋放裝置8使可動接觸部分3從固定接觸部分2斷開。剩余電流斷路器1還包括電子測試裝置9，其和第一傳感器裝置4電連接。電子測試裝置9適用于模擬接地故障電流的存在。其包括和傳感器裝置4電連接的第一有源電子電路10。第一有源電子電路10產(chǎn)生適用于啟動傳感器裝置4的電測試信號11。電子測試裝置9還包括第二有源電子電路12，其適合于驅(qū)動第一有源電子電路10。
有利的是，測試信號11是交流(AC)電信號，其波形可以通過第一有源電子電路10調(diào)節(jié)。此外，參見圖2和圖3，傳感器裝置4包括電流變換器40，其最好包括磁心20和至少一個與第一電子裝置6電連接的第一次級繞組21。電流變換器40還有利地包括初級繞組22，其包括一個或幾個相導(dǎo)體，在圖1中由標(biāo)號14表示，所述相導(dǎo)體由磁心20包圍著。
電子剩余電流斷路器1還可以包括電源裝置13，其和一個或幾個相導(dǎo)體14電連接。電源裝置13向第一電子裝置6和/或釋放裝置8提供電源電壓70。
優(yōu)選地，如圖2和圖3所示，第一有源電子電路10包括至少一個第一有源元件30和電流變換器40的一個第二次級繞組31。第二次級繞組31最好和第一有源元件30串聯(lián)連接。此外，第一有源電子電路10有利地包括電流調(diào)節(jié)裝置32。所述電流調(diào)節(jié)裝置32可以包括例如電阻電路，如圖2和圖3所示，或者包括本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它的解決方案。
第一有源元件30有利地包括電子開關(guān)，例如BJT、MOSFET、JFET型晶體管或其類似物，它們以常規(guī)方式構(gòu)成，使得允許/阻止電流在第二次級繞組31內(nèi)流動。
最好是，第二有源電子電路包括至少一個第二有源元件50和與所述第二有源元件50電連接的測試按鈕51。
測試按鈕51可以由用戶啟動，從而產(chǎn)生用于第二有源元件50的控制信號53。
有利的是，例如在圖2所示的實施例中，第二有源元件50可以包括振蕩器，其可以優(yōu)選地保持在待用狀態(tài)，直到被控制信號53激勵。此外，第二有源元件50可以包括一個總是保持有效的微處理器，例如在圖3所示的實施例中。在這種情況下，所述微處理器認(rèn)為控制信號53可以作為能夠啟動預(yù)定的處理程序的輸入信號。
在任何情況下，在輸入端收到控制信號53之后，第二有源元件50在輸出端產(chǎn)生驅(qū)動信號52，其適用于調(diào)節(jié)第一有源元件30的操作。驅(qū)動信號52最好是脈沖型的，其使第一有源元件30交替地導(dǎo)通和截止。優(yōu)選地，第一有源電子電路10和/或第二有源電子電路12由被調(diào)節(jié)的電源電壓55供電。用這種方式，一個交流測試電流54在第一有源電子電路10內(nèi)流動，因此也在第二次級繞組31內(nèi)流動。測試電流54被電流變換器40檢測，其向第一電子裝置6發(fā)出表示存在故障電流的檢測信號5。用這種方式，釋放裝置8動作，并因此切斷電力線路14。測試電流54的強度有利地由電源電壓55以及電流調(diào)節(jié)裝置32確定。測試電流54的頻率和波形由第一有源元件30確定。例如，測試電流54的波形可以是方波或正弦波。在任何情況下，測試電流54的波形可以根據(jù)需要被調(diào)節(jié)，例如按照電流變換器40的電參數(shù)調(diào)節(jié)。
電源電壓55是預(yù)先確定的，并且在實際上可以從直流電壓或正弦電壓得到，或者是單相的或者是三相的，利用有或者沒有中線的二極管橋整流。具體地說，電源電壓55可由電源裝置13直接提供。在任何情況下，電源電壓55基本上獨立于由電源裝置13提供的電源電壓的值。
按照本發(fā)明的電子剩余電流斷路器1使得能夠完全實現(xiàn)上述目標(biāo)和目的。
由于具有第一有源電子電路10和第二有源電子電路12，事實上電子測試裝置9基本上獨立于電子剩余電流斷路器1的電源電壓的特性而操作。用這種方式，電子測試裝置9對電子剩余電流斷路器1的布線沒有安裝約束。因為測試電流54的波形可以按照要求通過第一有源電子電路10調(diào)節(jié)，所以電子測試裝置9具有高的效率和操作靈活性。此外，在第一有源電子電路10的部分上的波形的調(diào)節(jié)使得能夠大大減小熱損失現(xiàn)象。使用被調(diào)節(jié)的電源電壓55使得能夠大大減少由電子測試裝置9吸收的總功率。此外，第一有源電子電路10的至少一部分和第二有源電子電路12的至少一部分可被容易地集成在一個電子電路板或者一個硅電路介質(zhì)中。這使得能夠大大降低電子測試裝置9的總成本和尺寸。
這樣按照本發(fā)明設(shè)計的電子剩余電流斷路器容易作出許多改變和改型，所有這些都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所有細(xì)節(jié)都可以利用其它在技術(shù)上等效的元件代替。
權(quán)利要求
1.一種低壓電子剩余電流斷路器，包括至少一個固定接觸部分和至少一個可動接觸部分，在所述斷路器的閉合/斷開操作期間，所述可動接觸部分可以相對于所述固定接觸部分分別連接/斷開；傳感器裝置，其適合于產(chǎn)生表示存在接地故障電流的一個或幾個電檢測信號；與所述傳感器裝置電連接的第一電子裝置，用于在收到所述檢測信號時產(chǎn)生一個或幾個電控制信號，所述第一電子裝置與釋放裝置電連接，所述釋放裝置可操作地與所述可動接觸部分相連，以便在收到所述一個或幾個電控制信號之后使所述可動接觸部分和所述固定接觸部分?jǐn)嚅_；以及電子測試裝置，其與所述第一傳感器裝置電連接，并且適用于模擬接地故障電流的存在；其特征在于，所述電子測試裝置包括至少一個第一有源電子電路，其與所述傳感器裝置電連接，并產(chǎn)生用于啟動所述傳感器裝置的電測試信號；以及至少一個第二有源電子電路，其適用于驅(qū)動所述第一有源電子電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述測試信號是交流電信號。
3.如權(quán)利要求2所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述交流電信號具有可以通過所述第一有源電子電路調(diào)節(jié)的波形。
4.如前述權(quán)利要求中一項或幾項所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述傳感器裝置包括電流變換器，其包括磁心，與所述第一電子裝置電連接的至少一個第一次級繞組，以及初級繞組，其包括一個或幾個由所述磁心包圍著的相導(dǎo)體。
5.如前述權(quán)利要求中一項或幾項所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，其包括與一個或幾個相導(dǎo)體電連接的電源裝置，所述電源裝置適合于向所述第一電子裝置和/或所述釋放裝置供電。
6.如前述權(quán)利要求中一項或幾項所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路包括至少一個第一有源元件和所述電流變換器的第二次級繞組。
7.如權(quán)利要求6所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路還包括電流調(diào)節(jié)器裝置。
8.如前述權(quán)利要求中一項或幾項所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第二有源電子電路包括至少一個第二有源元件和測試按鈕，該按鈕與所述第二有源元件電連接，并可以被用戶啟動。
9.如前述權(quán)利要求中一項或幾項所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路和/或所述第二有源電子電路由調(diào)節(jié)過的電源電壓供電。
10.如權(quán)利要求5和9所述的電子剩余電流斷路器，其特征在于，所述第一有源電子電路和/或所述第二有源電子電路由所述電源裝置供電。
全文摘要
一種低壓電子剩余電流斷路器，包括a)至少一個固定接觸部分和至少一個可動接觸部分，在所述剩余電流斷路器的閉合/斷開操作期間，所述可動接觸部分可以相對于所述固定接觸部分分別連接/斷開；b)傳感器裝置，其適合于產(chǎn)生表示存在接地故障電流的一個或幾個電檢測信號；c)與所述傳感器裝置電連接的第一電子裝置，用于在收到所述檢測信號時產(chǎn)生一個或幾個電控制信號，所述電子裝置與釋放裝置電連接，所述釋放裝置可操作地與所述可動接觸部分相連，以便在收到所述一個或幾個電控制信號之后使所述可動接觸部分和所述固定接觸部分?jǐn)嚅_；以及d)電子測試裝置，其與所述第一傳感器裝置電連接，適用于模擬接地故障電流的存在，其特征在于，所述電子測試裝置包括a’)至少一個第一有源電子電路，其與所述傳感器裝置電連接，并產(chǎn)生用于啟動所述傳感器裝置的電測試信號；以及b’)至少一個第二有源電子電路，其適用于驅(qū)動所述第一有源電子電路。
文檔編號H02H1/00GK1484881SQ01821546
公開日2004年3月24日 申請日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者S·布蘭多尼西奧, S 布蘭多尼西奧 申請人:Abb服務(wù)有限公司