本发明专利技术公开了一种具有过电压保护和欠电压保护的漏电断路器，其零序电流互感器输出端一端连接在整流桥堆输出端负极，另一端连接第四二极管的正极，第四二极管的负极与第五电阻一端相连，第五电阻的另一端与第一半导体开关元件的控制极或栅极相连；第一导体开关元件的阳极与整流桥堆输出端正极相连，第一半导体开关元件的阴极与整流桥堆输出端负极相连；第二电容器两端分别与第一半导体开关元件的阴极或源极以及控制极或删除相连；第二二极管与第四电阻并联，且对应第二二极管的正极的并联端与第一半导体开关元件的阴极相连。本发明专利技术不仅能够在线路发生漏电时断开电源以保护人身安全，还可以在电源电压过压或欠压时断开，避免发生事故。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及漏电断路器，特别涉及一种带过压保护功能和欠电压保护功能的漏电断路器。
技术介绍
漏电断路器(或称漏电开关)是普遍采用的低压配电开关电器，用于保护人身安全。由于供电网故障、设备投切、错相、线路谐振等原因，常会导致供电线路发生工频过电压故障，工频过电压会使用电设备过负荷甚至烧毁。另一方面，由于供电系统自身负荷问题或故障，可能使得电源电压降低，当电源电压下降到额定电压的80％以下后，将导致电动机的转速明显下降，以致被迫停转，使电动机因堵转而烧毁。同时，过低的电源电压还将造成低压电器开关触点的释放，使控制电路不能正常工作，造成人身事故和机械设备的损坏。因此，如果当电源出现过电压或欠电压达到一定限度时，将电源切断，可保护电力电子设备安全及人身安全、避免发生事故，提高设备可靠性。一般的漏电断路器不具有过电压或欠电压保护功能，现有具有过电压/欠电压保护功能的漏电断路器或具有过电压/欠电压保护功能的组件一般采用运算放大器为基的电压比较电路对电压进行检测，但是这种电路存在下列不足：易受干扰，需要增加抗干扰设计；需要配置直流工作电源；电压/欠电压保护功能的组件需要增加安装空间导致产品体积比普通漏电断路器大得多；制作成本较高。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种带过电压和欠电压保护功能的漏电断路器，不仅具有漏电保护功能，而且具有过电压和欠电压保护功能，其安全性与可靠性大大高于现有技术的漏电断路器，并且本专利技术的带过电压和欠电压保护功能的漏电断路器与现有普通漏电断路器体
积相当。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种具有过电压保护和欠电压保护的漏电断路器，包括第一半导体开关元件、第二半导体开关元件、第一电压非线性元件、第二电压非线性元件、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容器、继电器、零序电流互感器和整流桥堆；所述继电器通过脱扣联动机构与断路开关连接，断路开关的输入端与电源连接，断路开关的输出端连接两条铜线，该两条铜线穿过零序电流互感器以后连接负载；继电器的线圈与整流桥堆的输入端串联，串联后两端与断路开关的输出端两个端子连接；所述零序电流互感器输出端一端连接在整流桥堆输出端负极，另一端连接第四二极管的正极，第四二极管的负极与第五电阻一端相连，第五电阻的另一端与第一半导体开关元件的控制极或栅极相连；第一导体开关元件的阳极与整流桥堆输出端正极相连，第一半导体开关元件的阴极与整流桥堆输出端负极相连；第二电容器两端分别与第一半导体开关元件的阴极或源极以及控制极或删除相连；第二二极管与第四电阻并联，且对应第二二极管的正极的并联端与第一半导体开关元件的阴极相连，对应第二二极管的负极的并联端与第四二极管的负极连接；第二电压非线性元件与第二电阻串联后一端与整流桥堆的输出端正极相连，另一端与第四二极管的负极连接；第二半导体开关元件的阴极或源极与整流桥堆输出端负极相连，第二半导体开关元件的阳极或漏极与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与整流桥堆的输出端正极相连；第三二极管的正极与第二半导体开关元件的阳极或漏极相连，第三二极管的负极与第四二极管的负极连接；第一电压非线性元件与第一电阻串联后一端与整流桥堆的输出端正极相连，另一端与第二半导体开关元件的控制极或栅极相连；第一二极管与第一电容器并联，对应第一二极管负极的并联端与第二半导体开关元件的控制极或栅极相连，对应第一二极管正极的并联端与整流桥堆的输出端负极相连。为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述漏电断路器还包括试验电阻和试验按钮；试验电阻与试验按钮串联后一端与断路开关的一个输出端直接连接，另一端的连线与断路开关的另一输出端连接。优选地，所述第一半导体开关元件和第二半导体开关元件都为单向可控硅、双向可控硅或场效应管。第一半导体开关元件优选采用单向可控硅(晶闸管)；第二半导体开关元件可以采用单向可控硅，也可以采用低压小功率场效
应管。优选地，所述第一电压非线性元件和第二电压非线性元件为压敏电阻或半导体瞬态电压抑制二极管。优选地，所述第一半导体开关元件和第二半导体开关元件都选用单向可控硅，分别为第一单向可控硅和第二单向可控硅；第一单向可控硅耐压指标大于电源电压峰值的2倍，第二单向可控硅选取耐压指标大于25V的可控硅；第三电阻阻值是第四电阻的阻值的10倍；第一二极管和第二二极管均采用2.4V稳压二极管；第一电阻和第二电阻为限流电阻，采用阻值为100K‐500K低功率电阻；第五电阻作为限流电阻，采用330欧姆电阻；第一电容器和第二电容器均采用0.1微法电容器。优选地，所述第一单向可控硅采用耐压800V可控硅。优选地，采用第一可控硅作为第一半导体开关元件，N沟道场效应管作为第二半导体开关元件；采用第一压敏电阻和第二压敏电阻分别作为第一电压非线性器件和第二电压非线性器件。优选地，所述N沟道场效应管选择触发电压参数VT为1V，耐压30V，最大导通电流1A的场效应管；所述第一压敏电阻和第二压敏电阻的压敏电压参数分别为242V和382V；第三电阻阻值是第四电阻的阻值的10倍；第一二极管和第二二极管均采用2.4V稳压二极管；第一电阻和第二电阻为限流电阻，采用阻值为100K‐500K低功率电阻；第五电阻作为限流电阻，采用330欧姆电阻；第一电容器和第二电容器均采用0.1微法电容器。优选地，所述第一半导体开关元件和第二半导体开关元件分别都选用单向可控硅，分别为第一单向可控硅和第二单向可控硅；所述第一电压非线性元件和第二电压非线性元件为第一半导体瞬态抑制二极管和第二半导体瞬态抑制二极管。优选地，所述第一半导体瞬态抑制二极管和第二半导体瞬态抑制二极管的导通电压参数分别为240V和380V。本专利技术脱扣联动机构T通过电磁式继电器K的吸合动作而工作，当继电器K通电吸合时，推动机械脱扣装置使断路开关SW断开。漏电保护触发电路包括：零序电流互感器L、整流桥堆Z、第一半导体开关元件、第四二极管D4、第五电阻器R5、第二二极管D2、第二电容器C2，继电器K及与继电器K相连的脱扣联动机构T。当与本专利技术带过电压和欠电压保护的漏电断路器相连的电路发生漏电时，穿过零序电流互感器L的总电流不
为零，零序电流互感器L的输出端回路有电流流过，该电流达到预定电流时触发第一半导体开关元件导通，从而使与之相连的继电器K得电，触发脱扣联动机构T使断路器断开。为检测漏电保护电路是否正常工作，还设置了漏电试验回路，包括试验电阻RT和试验按钮SK，当本专利技术带过电压和欠电压保护的漏电断路器正常工作时，按下试验按钮SK，试验电阻RT与电源联通，该电阻有电流流过，使得零序电流互感器L的输出端回路有电流流过，该电流触发第一半导体开关元件导通，从而使与之相连的继电器得电，触发脱扣联动机构T使断路器断开。欠电压保护触发电路包括：整流桥堆Z、第一半导体开关元件、第一电压非线性元件、第一电容器C1、第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，第二半导体开关元件，继电器K及与继电器K相连的脱扣联动机构T。当与本专利技术漏电断路器连接的电源电压低于设计的下限电压时，第一电压非线性元件不导通，第二半导体开关元件不导通，第三电阻R3、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有过电压保护和欠电压保护的漏电断路器，其特征在于，包括第一半导体开关元件、第二半导体开关元件、第一电压非线性元件、第二电压非线性元件、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容器、继电器、零序电流互感器和整流桥堆；所述继电器通过脱扣联动机构与断路开关连接，断路开关的输入端与电源连接，断路开关的输出端连接两条铜线，该两条铜线穿过零序电流互感器以后连接负载；继电器的线圈与整流桥堆的输入端串联，串联后两端与断路开关的输出端两个端子连接；所述零序电流互感器输出端一端连接在整流桥堆输出端负极，另一端连接第四二极管的正极，第四二极管的负极与第五电阻一端相连，第五电阻的另一端与第一半导体开关元件的控制极或栅极相连；第一导体开关元件的阳极与整流桥堆输出端正极相连，第一半导体开关元件的阴极与整流桥堆输出端负极相连；第二电容器两端分别与第一半导体开关元件的阴极或源极以及控制极或删除相连；第二二极管与第四电阻并联，且对应第二二极管的正极的并联端与第一半导体开关元件的阴极相连，对应第二二极管的负极的并联端与第四二极管的负极连接；第二电压非线性元件与第二电阻串联后一端与整流桥堆的输出端正极相连，另一端与第四二极管的负极连接；第二半导体开关元件的阴极或源极与整流桥堆输出端负极相连，第二半导体开关元件的阳极或漏极与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与整流桥堆的输出端正极相连；第三二极管的正极与第二半导体开关元件的阳极或漏极相连，第三二极管的负极与第四二极管的负极连接；第一电压非线性元件与第一电阻串联后一端与整流桥堆的输出端正极相连，另一端与第二半导体开关元件的控制极或栅极相连；第一二极管与第一电容器并联，对应第一二极管负极的并联端与第二半导体开关元件的控制极或栅极相连，对应第一二极管正极的并联端与整流桥堆的输出端负极相连。...
【技术特征摘要】
1.一种具有过电压保护和欠电压保护的漏电断路器，其特征在于，包括第一半导体开关元件、第二半导体开关元件、第一电压非线性元件、第二电压非线性元件、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容器、继电器、零序电流互感器和整流桥堆；所述继电器通过脱扣联动机构与断路开关连接，断路开关的输入端与电源连接，断路开关的输出端连接两条铜线，该两条铜线穿过零序电流互感器以后连接负载；继电器的线圈与整流桥堆的输入端串联，串联后两端与断路开关的输出端两个端子连接；所述零序电流互感器输出端一端连接在整流桥堆输出端负极，另一端连接第四二极管的正极，第四二极管的负极与第五电阻一端相连，第五电阻的另一端与第一半导体开关元件的控制极或栅极相连；第一导体开关元件的阳极与整流桥堆输出端正极相连，第一半导体开关元件的阴极与整流桥堆输出端负极相连；第二电容器两端分别与第一半导体开关元件的阴极或源极以及控制极或删除相连；第二二极管与第四电阻并联，且对应第二二极管的正极的并联端与第一半导体开关元件的阴极相连，对应第二二极管的负极的并联端与第四二极管的负极连接；第二电压非线性元件与第二电阻串联后一端与整流桥堆的输出端正极相连，另一端与第四二极管的负极连接；第二半导体开关元件的阴极或源极与整流桥堆输出端负极相连，第二半导体开关元件的阳极或漏极与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与整流桥堆的输出端正极相连；第三二极管的正极与第二半导体开关元件的阳极或漏极相连，第三二极管的负极与第四二极管的负极连接；第一电压非线性元件与第一电阻串联后一端与整流桥堆的输出端正极相连，另一端与第二半导体开关元件的控制极或栅极相连；第一二极管与第一电容器并联，对应第一二极管负极的并联端与第二半导体开关元件的控制极或栅极相连，对应第一二极管正极的并联端与整流桥堆的输出端负极相连。2.根据权利要求1所述的具有过电压保护和欠电压保护的漏电断路器，其特征在于，所述漏电断路器还包括试验电阻和试验按钮；试验电阻与试验按钮串联后一端与断路开关的一个输出端直接连接，另一端的连线与断路开关的另一输出端连接。3.根据权利要求1所述的具有过电压保护和欠电压保护的漏电断路器，
\t其特征在于，所述第一半导体开关元件和第二半导体开关元件都为单向可控硅、双向可控硅或场效应管。4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢振亚，王静，邓腾飞，谢畅华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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