断路器制造技术

一种断路器包括剩余电流分析比较电路和执行机构，包括电子式检测电路、电磁式剩余电流检测电路和驱动电路；所述电子式检测电路包括工作电源和检测电路，检测电路包括电子式剩余电流检测电路、处理电路和比较电路，电子式剩余电流检测电路采集故障信号并转化为采样输出信号，处理电路将接收到的采样输出信号放大形成预处理信号，比较电路接收预处理信号并与设定的阈值进行比较，比较电路输出故障信号并控制驱动电路使执行机构操作断路器脱扣；所述电磁式剩余电流检测电路用于电磁式剩余电流故障监测器对电路的监测，电磁式剩余电流检测电路使执行机构操作断路器脱扣。本发明专利技术断路器具有两个可以共同工作而不会互相干扰的检测电路。

【技术实现步骤摘要】
断路器
本专利技术涉及低压电器
，具体涉及一种断路器。
技术介绍
剩余电流动作断路器是重要的电器保护设备，主要用于检测剩余电流，将剩余电流值与基准值相比较，当剩余电流值超过基准值时，使主电路触头断开的机械开关电器，当人身触电或电网泄漏电流超过规定值时，剩余电流动作断路器能够在极短的时间内迅速切断故障电源，保护人身及用电设备的安全，同时可以保护线路的过载或短路故障。传统的剩余电流动作断路器，通常通过一个电流互感器来监测L/N线之间不平衡时产生的漏电电流，通常采用设置一个零序互感器来实现，零序互感器都比较大，使得产品的体积较大。特别是具有：正弦交流剩余电流、脉动直流剩余电流、平滑直流剩余电流、复合剩余电流、脉动直流剩余电流叠加平滑直流剩余电流、交流剩余电流叠加平滑直流剩余电流以及高频正弦交流剩余电流等多种剩余电流保护类型的断路器，由于线路原理复杂且线路板尺寸较大、具有差动电流故障检测器、电磁脱扣继电器以及脱扣机构等元件体积较大，由于设置为一体结构体积较大，通常做成不带过电流保护的剩余电流动作断路器或剩余电流动作保护模块，再通过与断路器配合或拼装才能形成完整的保护方式，这样的分体结构同样会导致产品的体积较大，导线回路较长而使功耗大，同时也使箱体内的空间利用率较低，导致产品的生产成本较高，不利于低压电器小型化发展的趋势。在现有产品中存在设计有两个或两个以上电流互感器的断路器，但通常这两个互感器一个为电流互感器用于主回路电流检测和计量用，另一个互感器为剩余电流互感器用于剩余电流的检测，在这些断路器中的电流互感器通常是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流以供测量和监测保护，监测L线流过的实际电流大小，剩余电流互感器用于监测L/N线之间不平衡时产生的漏电电流，通常采用设置零序互感器来实现，这种产品的体积同样非常大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高的断路器。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种断路器，包括执行机构和用于驱动执行机构的剩余电流分析比较电路，所述剩余电流分析比较电路包括电子式检测电路、电磁式剩余电流检测电路和驱动电路；所述电子式检测电路用于电子式剩余电流故障监测器对电路的监测，电子式检测电路包括工作电源和由工作电源供电的检测电路，所述检测电路包括电子式剩余电流检测电路、处理电路和比较电路，电子式剩余电流检测电路采集故障信号并转化为采样输出信号，处理电路将接收到的采样输出信号放大形成预处理信号，比较电路接收预处理信号并与设定的阈值进行比较，比较电路输出故障信号并控制驱动电路使执行机构操作断路器脱扣；所述电磁式剩余电流检测电路用于电磁式剩余电流故障监测器对电路的监测，电磁式剩余电流检测电路通过输出的信号使执行机构操作断路器脱扣。进一步，在没有电源电压的情况下，所述电磁式剩余电流故障监测器用于监测剩余电流；在产品有电源电压的情况下，电子式剩余电流故障监测器用于监测剩余电流，此时电磁式剩余电流故障监测器不工作。进一步，包括绝缘外壳，所述绝缘外壳内设置有隔板，所述隔板将断路器内的空间划分为第一安装槽和第二安装槽两部分，所述第一安装槽、第二安装槽用于安装断路器的相极或中性极，所述绝缘外壳的一侧平行设有与绝缘外壳一体成型的剩余电流分析驱动模块，所述剩余电流分析驱动模块内设有剩余电流检测线路板，剩余电流分析比较电路设置在剩余电流检测线路板上；电子式剩余电流故障监测器和电磁式剩余电流故障监测器设置在剩余电流分析驱动模块内或第二安装槽内。进一步，所述工作电源包括DC开关电源，所述DC开关电源与剩余电流分析比较电路之间连接有一个稳压电路，DC开关电源还包括整流二极管、保险电阻和滤波电路，整流二极管一端与电源L极连接，另一端与滤波电路一端连接，保险电阻一端与电源N极连接，另一端与滤波电路连接，滤波电路输出端与DC开关电源连接，在电源L极和电源N极之间并联有浪涌电阻，所述的DC开关电源包括DC/DC开关电源芯片，DC/DC开关电源芯片的输出端与稳压电路连接。进一步，电磁式剩余电流检测电路包括电容器C21、电容器C22、电阻R34、电阻R36、电阻R37、二极管D7、二极管D8、N-MOS场效应管Q4和控制器P1；所述电阻R36的一端与电源正极VCC连接，电阻R36的另一端与电阻R37的一端、N-MOS场效应管Q4的栅极G连接，N-MOS场效应管Q4的漏极D与电阻R35的一端连接，N-MOS场效应管Q4的源极S与电阻R37的另一端、电阻R35的另一端连接，电阻R35与N-MOS场效应管Q4的漏极D连接的一端与电磁式剩余电流故障监测器的电磁式互感器的一个次级绕组输出端CT1连接，电阻R35与N-MOS场效应管Q4的源极S连接的一端与电磁式剩余电流故障监测器的电磁式互感器的另一个次级绕组输出端CT2连接；二极管D7的正极、二极管D8的负极均连接于电容器C22的正极，二极管D7的负极、二极管D8的正极均连接于电容器C21的正极，电容器C22的正极与N-MOS场效应管Q4的漏极D连接，电容器C21的正极与N-MOS场效应管Q4的源极S连接并接地GND，电容器C21的负极、电容器C22的负极与执行机构连接。进一步，电子式剩余电流检测电路包括TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2、三极管Q1、三极管Q2、电容器C1、电容器C2、电容器C10、电容器C11、电阻R2、电阻R2*、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电阻R12、运算放大器U1A和运算放大器U1B；电子式剩余电流故障监测器的绕组的一端与TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2的一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极连接，TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2的另一端、电子式剩余电流故障监测器绕组的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电容器C1的正极连接，电容器C1的负极接电源负极VSS；电子式剩余电流故障监测器41的电子式互感器的另一个绕组与电阻R2*、电阻R3的一端连接，TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2的另一端与电阻R2*、电阻R3的一端连接，电阻R2*的另一端、电阻R1的一端与电容器C1的正极连接，电阻R1的另一端接地GND，电阻R3的一端与电阻R2*连接，电阻R3的另一端与运算放大器U1A的反向输入端连接，运算放大器U1A的正向输入端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地GND，运算放大器U1A的输出端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与三极管Q1的基极、三极管Q2的基极连接，三极管Q1的集电极与电源正极VCC连接，三极管Q2的集电极接电源负极VSS；运算放大器U1B的反向输入端与运算放大器U1B的输出端LD连接，运算放大器U1B的正向输入端与电阻R12、电容器C11的一端连接，电容器C11的另一端接地GND，电阻R12的另一端与电阻R11、电容器C10的一端连接，电容器C10的另一端分别与电阻R10、电阻R5、电阻R5的另一端通过电阻R4接地GND，电阻R10的另一端通过电阻R11接地GND，电容器C2的两端并联到电阻R6两端。...

【技术保护点】
1.一种断路器，包括执行机构和用于驱动执行机构的剩余电流分析比较电路，其特征在于：所述剩余电流分析比较电路包括电子式检测电路、电磁式剩余电流检测电路和驱动电路；所述电子式检测电路用于电子式剩余电流故障监测器(41)对电路的监测，电子式检测电路包括工作电源和由工作电源供电的检测电路，所述检测电路包括电子式剩余电流检测电路、处理电路和比较电路，电子式剩余电流检测电路采集故障信号并转化为采样输出信号，处理电路将接收到的采样输出信号放大形成预处理信号，比较电路接收预处理信号并与设定的阈值进行比较，比较电路输出故障信号并控制驱动电路使执行机构操作断路器脱扣；所述电磁式剩余电流检测电路用于电磁式剩余电流故障监测器(42)对电路的监测，电磁式剩余电流检测电路通过输出的信号使执行机构操作断路器脱扣。/n

【技术特征摘要】
1.一种断路器，包括执行机构和用于驱动执行机构的剩余电流分析比较电路，其特征在于：所述剩余电流分析比较电路包括电子式检测电路、电磁式剩余电流检测电路和驱动电路；所述电子式检测电路用于电子式剩余电流故障监测器(41)对电路的监测，电子式检测电路包括工作电源和由工作电源供电的检测电路，所述检测电路包括电子式剩余电流检测电路、处理电路和比较电路，电子式剩余电流检测电路采集故障信号并转化为采样输出信号，处理电路将接收到的采样输出信号放大形成预处理信号，比较电路接收预处理信号并与设定的阈值进行比较，比较电路输出故障信号并控制驱动电路使执行机构操作断路器脱扣；所述电磁式剩余电流检测电路用于电磁式剩余电流故障监测器(42)对电路的监测，电磁式剩余电流检测电路通过输出的信号使执行机构操作断路器脱扣。


2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：在没有电源电压的情况下，所述电磁式剩余电流故障监测器(42)用于监测剩余电流；在产品有电源电压的情况下，电子式剩余电流故障监测器(41)用于监测剩余电流，此时电磁式剩余电流故障监测器(42)不工作。


3.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：包括绝缘外壳(1)，所述绝缘外壳(1)内设置有隔板，所述隔板将断路器内的空间划分为第一安装槽和第二安装槽两部分，所述第一安装槽、第二安装槽用于安装断路器的相极或中性极，所述绝缘外壳(1)的一侧平行设有与绝缘外壳(1)一体成型的剩余电流分析驱动模块(2)，所述剩余电流分析驱动模块(2)内设有剩余电流检测线路板，剩余电流分析比较电路设置在剩余电流检测线路板上；电子式剩余电流故障监测器(41)和电磁式剩余电流故障监测器(42)设置在剩余电流分析驱动模块(2)内或第二安装槽内。


4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述工作电源包括DC开关电源，所述DC开关电源与剩余电流分析比较电路之间连接有一个稳压电路，DC开关电源还包括整流二极管、保险电阻和滤波电路，整流二极管一端与电源L极连接，另一端与滤波电路一端连接，保险电阻一端与电源N极连接，另一端与滤波电路连接，滤波电路输出端与DC开关电源连接，在电源L极和电源N极之间并联有浪涌电阻，所述的DC开关电源包括DC/DC开关电源芯片，DC/DC开关电源芯片的输出端与稳压电路连接。


5.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：电磁式剩余电流检测电路包括电容器C21、电容器C22、电阻R34、电阻R36、电阻R37、二极管D7、二极管D8、N-MOS场效应管Q4和控制器P1；所述电阻R36的一端与电源正极VCC连接，电阻R36的另一端与电阻R37的一端、N-MOS场效应管Q4的栅极G连接，N-MOS场效应管Q4的漏极D与电阻R35的一端连接，N-MOS场效应管Q4的源极S与电阻R37的另一端、电阻R35的另一端连接，电阻R35与N-MOS场效应管Q4的漏极D连接的一端与电磁式剩余电流故障监测器(42)的电磁式互感器的一个次级绕组输出端CT1连接，电阻R35与N-MOS场效应管Q4的源极S连接的一端与电磁式剩余电流故障监测器(42)的电磁式互感器的另一个次级绕组输出端CT2连接；二极管D7的正极、二极管D8的负极均连接于电容器C22的正极，二极管D7的负极、二极管D8的正极均连接于电容器C21的正极，电容器C22的正极与N-MOS场效应管Q4的漏极D连接，电容器C21的正极与N-MOS场效应管Q4的源极S连接并接地GND，电容器C21的负极、电容器C22的负极与执行机构连接。


6.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：电子式剩余电流检测电路包括TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2、三极管Q1、三极管Q2、电容器C1、电容器C2、电容器C10、电容器C11、电阻R2、电阻R2*、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电阻R12、运算放大器U1A和运算放大器U1B；电子式剩余电流故障监测器(41)的绕组的一端与TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2的一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极连接，TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2的另一端、电子式剩余电流故障监测器(41)绕组的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电容器C1的正极连接，电容器C1的负极接电源负极VSS；电子式剩余电流故障监测器41的电子式互感器的另一个绕组与电阻R2*、电阻R3的一端连接，TVS抗浪涌冲击保护吸收管VR2的另一端与电阻R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长青，雷广，顾翔翼，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33