一种快速断电单相漏电开关制造技术

一种快速断电单相漏电开关，靠三端双向晶闸管以无触点方式控制输出电压的通断，由壳体、漏电触电采样电路，过电流与过电压采样电路，电容降压整流电路，晶闸管触发信号控制电路与晶闸管开关等组成，这种漏电开关的保护动作较机械式脱扣器明显加快，可在０．０２秒内快速关断，切断触电漏电线路与电器的电源。有利于减轻触电者的痛苦，减少触电伤亡事故，是现有单相漏电开关的换代产品。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于用电线路与用电器的保安装置，特别适用于220V单相线路及其用电器的漏电触电保安。在本技术以前，国内生产的单相漏电开关，全部采用机械式脱扣器，靠金属触点的开闭来控制输出电压的通断，从国外进口的漏电开关也是如此，这种漏电开关在动作时要使触电忍受5个周波的电击，因为这种开关通断时间为0.1秒，可通过50Hz交流电5个周波，加之脱扣器设计和生产质量差，材质不良等原因，某些厂家的产品切断电源的时间远不止0.1秒，有的金属触点因金属片弹力差而不能分断，致使触电者遭受电击后不能立即脱离电源，痛苦难忍，伤亡事故时有发生，所以人们希望有保护动作速度更快，更安全，保安性能更好的单相漏电开关问世。本技术的目的在于克服机械式脱扣器单相漏电开关的不足之处，提高漏电开关的动作速度，甩掉机械式脱担器，提供一种无机械式脱扣器的单相漏电开关，采用动作速度快的无触点电子开关——三端双向晶闸管，改机械式触点分为电子式无触点分断，将动作时间缩短为0.02秒(即交流电的一个周波之内)，进一步提高单相漏电开关的保安性能。本技术是这样实现的由壳体和电路组成的单相漏电开关，电路没有采用机械式脱扣器，而是采用三端双向晶闸管(即双向可控硅)，以无触点的方式控制输出电压的通断，整个电路安装于壳体内，整个电路包括漏电触电采样电路、过电流过电压采样电路、电容降压整流电路、晶闸管触发信号控制电路和晶闸管开关等几部分组成，其漏电触电采样电路由零序电流互感器TA1、电容器C4、可变电阻VR1等组成，过电流采样电路由电流互感器TA2(或线绕电阻R8)、电容器C5、可变电阻VR2等组成，电容降压整流电路由电容C1、电阻R4、二极管VD1、VD2、电容器C2等组成，晶闸管触发信号控制电路由晶体三极管V1、V2、单向晶闸管VS2、二极管VD3－VD8和晶体三极管V3等组成，晶闸管开关由三端双向晶闸管VS1组成，壳体上设有电源进出线接线桩，接线桩附近设有“相线”和“零线”标记，壳体上还设有复位开关，试验按钮开关，工作状态指示器和铭牌，整个漏电开关各组成部分之间的连接使得当无人触电及漏电电流小于漏电开关动作电流值时，漏电开关内的三端双向晶闸管VS1是导通的，漏电开关正常向负载供电，当触电或漏电电流达到或超过漏电开关动作电流值时，三端双向晶闸管VS1在0.02秒内快速关断，停止向负载供电，漏电开关输出接线桩以下部位处于安全的无电状态，故障消除后，按动复位按钮开关S1即可恢复正常供电。结合部件或线路的特点进一步说明一、三端双向晶闸管VS1必须接在漏电开关的相线导线上，其阴极直接或者通过过电流采样电阻与漏电开关相线进线接线桩相连，其阳极通过漏电开关内的相线导线在零序电流互感器铁芯上绕若干匝，然后再与相线出线接线桩相连。二、晶闸管触发信号控制电路采用电容降压整流电路供电，电容降压整流电路的两个输入端直接接在漏电开关内的相线与零线导线上，其中接有降压电容的一个输入端接在零线导线上，另一个输入端接在三端双向晶闸管的阴极与漏电开关的相线进线接线桩之间，降压电容上并接了泄放电阻R4。三、三端双向晶闸管的触发电流取自晶闸管触发信号控制电路，晶闸管触发信号控制电路的核心是单向晶闸管VS2，三端双向晶闸管VS1的触发极通过二极管VD6、VD7与单向晶闸管VS2的阳极相连，当漏电开关正常向负载供电时，单向晶闸管处于关断状态，其阳极与阴极间的电位差大，使三端双向晶闸管获得触发电流而处于导通状态，当漏电、触电、过电流或过电压达到动作值时，单向晶闸管由关断变为导通，其阳极与阴极间电位差变小，使三端双向晶闸管得不到触发电流而关断。四、单向晶闸管VS2的触发灵敏度无特殊要求，单向晶闸管VS2的工作状态通过二至三只晶体三极管间接受漏电触电采样电路的控制，即发生漏电触电时，由零序电流互感器产生的感应电流经过二至三只晶体管组成的电路进行处理，然后再触发单向晶闸管。五、单向晶闸管VS2的阳极侧或阴极侧串接了复位按钮开关S1，该开关的触点平时处于闭合状态(即常闭触点按钮开关)，当漏电开关保护动作之后需要重新向负载供电时，按动复位按钮开关，就会使单向晶闸管关断，使三端双向晶闸管导通，漏电开关恢复向负载供电。六、过电流采样电路的过电流信号由电流互感器TA2提取，也可以由采样电阻R8提取，信号输送到与V1并连的晶体三极管V3的基极，当达到保护动作标准时，V3集电极电位降低，进而使单向晶闸管VS2导通，三端双向晶闸管VS1关断，实施过电流保护。七、该单相漏电开关的壳体，可以是单独的壳体，也可以是与基它电器同装于一壳的壳体，其它电器是指电源插座、电风扇、洗衣机、电冰箱、仪器仪表及各种电控设备等。本技术达到了预期的设计目的，由于采用了三端双向晶闸管(原名双向可控硅)以无触点的工控制输出电压的通断，当漏电触电电流达到保护动作值时，三端双向晶闸管可在0.02秒内快速关断，切断触电漏电线路与用电器的电源，从而提高了单相漏电开关的保安系数。以下结合附图进一步描述。附附图说明图1是无机械式脱扣器的单相漏电开关原理框图。附图2是由电流互感器担任过电流保护采样的无机械式脱扣器的单相漏电开关电路原理图。附图3是由电阻担任过电流保护采样的无机械式脱扣器的单相漏电开关电路原理图。附图4是无机械式脱扣器单相漏电开关的外壳示意图。图中VS1三端双向晶闸管。VS2单向晶闸管。VD1、VD2、VD3、VD6、VD7、VD8、VD9整流二极管。VD4、VD5稳压二极管。VD10发光二极管。VQ、V2、V3晶体三极管。C1－C5电容器。VR1、VR2可变电阻器。TA1零序电流互感器。TA2电流互感器。R6压敏电阻。R8线绕电阻。R1－R5、R7电阻。S1常闭触点按钮开关。S2常开触点按钮开关。1、壳体，2、电源进线接线桩，3、出线(输出)接线桩，4、复位开关，5、试验按钮开关，6、工作状态指示器(发光二极管)，7、铭牌。如图1所示，本技术由壳体、漏电触电采样电路、过电流与过电压采样电路、电容降压整流电路、晶闸管触发信号控制电路与晶闸管开关等部分组成，除具有漏电、触电保护功能外，还具有过电压保护和过电流保护功能。即当发生用电线路漏电、人体触电，电网电压过高及负载电流过大等情况时，本装置内的三端双向晶闸管均可由导通状态迅速地转变为关断状态，切断向负载供电，从而有效地实施保护。附图2为本技术的电原理图。图中VS1为三端双向晶闸管，由它构成的晶闸管开关电路，取代现有的漏电开关中的机械式脱扣器，VS1必须按照图2所示方法连接，即三端双向晶闸管必须接在漏电开关内的相线连线上，其阴极必须接在靠近电源相线进线接线桩的一侧，(当采用电阻器担任过电流采样时，晶闸管阴极通过过电流采样电阻与电源相线进线接线桩一侧相连，后面将叙述过电流采样问题)，而其阳极则通过漏电开关内的相线导线在零序互感器(漏电，触电采样元件)的铁芯上绕若干匝后连在漏电开关的相线出线接线桩上。不能将晶闸管的阳极接在靠近电源进线接线桩的那一侧。漏电触电采样电路由零序电流互感器TA1、电容器C4和可变电阻VR1等组成。零序电流互感器所用的铁芯是环形的，其材质可以是硅钢片、铁金氧或非晶态材料，环形铁芯上绕线圈，初级绕组为相线与零线双线并绕1至若干匝，次级绕组为几本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由壳体和电路组成的单相漏电开关，其特征是采用三端双向晶闸管，以无触点的方式控制输出电压的通断，整个电路安装于壳体内，整个电路由漏电解电采样电路、过电流过电压采样电路、电容降压整流电路、晶闸管触发信号控制电路和晶闸管开关等几部分组成，其漏电触电采样电路由零序电流互感器ＴＡ１、电容器Ｃ４、可变电阻ＶＲ１等组成，过电流采样电路由电流互感器ＴＡ２或线绕电阻Ｒ８、电容器Ｃ５和可变电阻ＶＲ２等组成，电容降压整流电路由电容器Ｃ１、电阻Ｒ４、二极管ＶＤ１、ＶＤ２和电容器Ｃ２等组成，晶闸管触发信号控制电路由晶体三极管Ｖ１、Ｖ２、单向晶闸管ＶＳ２、二极和ＶＤ３－ＶＤ８和晶体三极管Ｖ３组成，晶闸管开关由三端双向晶闸管ＶＳ１组成，壳体上设有电源进出线接线桩，接线桩附近设有“相线”和“零线”标记，壳体上还设有复位开关，试验按钮开关，工作状态指示器和铭牌，整个开关各组成部分之间的连接使得当无人触电及漏电触电电流小于漏电开关动作电流值时，漏电开关内的三端双向晶闸管ＶＳ１是导通的，漏电开关正常向负载供电，当触电或漏电电流达到或超过漏电开关动作电流值时，三端双向晶闸管ＶＳ１在０．０２秒内快速关断，停止向负载供电，漏电开关输出接线桩以下部位处于安全的无电状态，故障消除后，按动复位按钮开关Ｓ１即可恢复正常供电。...

【技术特征摘要】
1.一种由壳体和电路组成的单相漏电开关，其特征是采用三端双向晶闸管，以无触点的方式控制输出电压的通断，整个电路安装于壳体内，整个电路由漏电触电采样电路、过电流过电压采样电路、电容降压整流电路、晶闸管触发信号控制电路和晶闸管开关等几部分组成，其漏电触电采样电路由零序电流互感器TA1、电容器C4、可变电阻VR1等组成，过电流采样电路由电流互感器TA2或线绕电阻R8、电容器C5和可变电阻VR2等组成，电容降压整流电路由电容器C1、电阻R4、二极管VD1、VD2和电容器C2等组成，晶闸管触发信号控制电路由晶体三极管V1、V2、单向晶闸管VS2、二极管VD3-VD8和晶体三极管V3组成，晶闸管开关由三端双向晶闸管VS1组成，壳体上设有电源进出线接线桩，接线桩附近设有“相线”和“零线”标记，壳体上还设有复位开关，试验按钮开关，工作状态指示器和铭牌，整个开关各组成部分之间的连接使得当无人触电及漏电触电电流小于漏电开关动作电流值时，漏电开关内的三端双向晶闸管VS1是导通的，漏电开关正常向负载供电，当触电或漏电电流达到或超过漏电开关动作电流值时，三端双向晶闸管VS1在0.02秒内快速关断，停止向负载供电，漏电开关输出接线桩以下部位处于安全的无电状态，故障消除后，按动复位按钮开关S1即可恢复正常供电。2.根据权利要求1所述的漏电开关，其特征在于所说的三端双向晶闸管VS1必须接在漏电开关的相线导线上，其阴极直接或者通过过电流采样电阻与漏电开关相线进线接线桩相连，其阳极通过漏电开关内的相线导线，在零序电流互感器铁芯上绕若干匝，然后再与相线出线接线桩相连。3.根据权利要求1所述的漏电开关，其特征在于所说的晶闸管触发信号控制电路采用电容降压整流电路供电，电容降压整流电路的两个输入端直接接在漏电开关内的相线与零线导线上，其中接有降压电容的一个输入端接在零线导线上，另一个输入端接...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金田，
申请(专利权)人：河北省衡水地区科技情报研究所，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]