本发明专利技术提供了一种用于剩余电流保护的装置。该装置特别包括一反时限延时模块(125)以及一附加延时模块(40)，该附加延时模块在剩余电流采样信号(Sr)大于第二预设值时，对该采样信号进行延时，且在其输出端输出第三信号(S3)，以触发执行机构。其中所述第二预设值对应于使得所述剩余电流检测器进入饱和状态的剩余电流的采样值，且在剩余电流检测器处于饱和状态时，所述第三信号(S3)达到所述触发预设值的时间小于反时限延时模块输出的第二信号(S2)达到所述第一预设值所需时间。采样这种剩余电流保护装置，可以使得在剩余电流检测器中的磁芯元件饱和时，剩余电流保护装置能够保证在安全标准规定的时间内驱动断路器的脱扣机构完成电路的断开。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种剩余电流保护装置，尤其涉及一种带有延时动作功能的剩余电流保护装置。本专利技术还提供了具有这种剩余电流保护装置的断路器。
技术介绍
剩余电流断路器用于在检测到电路中发生剩余电流时，控制执行机构(如断路器的脱扣机构)断开电路或发出警报。剩余电流断路器通常利用剩余电流保护装置的检测单元(例如零序电流互感器ZCT)来检测得到反应剩余电流(或称“漏电电流”)大小的采样信号，并将该信号输入一个控制电路中放大，并将放大后的采样信号与参考阈值对比，当放大后的采样信号等于参考阈值时，控制电路输出一个触发信号，使执行机构动作。目前上述控制电路通常集成为一个集成电路(例如IC M54123)。 在一些如采用多级漏电开关保护的情况下，当下级漏电开关出现漏电情况，将会引起上下级漏电开关同时动作，从而导致整个系统失电。为了避免这种情况出现，需要上级漏电开关具有反时限动作特性，以延长漏电开关的动作时间。中国专利申请CN101741049A公开了一种剩余电流保护装置的控制器。图I是该剩余电流保护装置(RCD)的结构图。如图所示，该RCD包括剩余电流检测器110、控制电路120、执行机构130。控制电路120具体包括一个放大电路121、一个触发电路123和一个反时限延时电路125，其中一般情况下放大电路121和触发电路123集成在一个集成电路上，例如IC M54123。剩余电流检测器110可检测到供电线路发生的剩余电流，并输出一个采样信号&至集成电路的引脚I和引脚2，即，放大电路的输入端。根据需要，采样信号&还可以经过一个限幅电路，以使得其输出信号的大小适于输入到集成电路的引脚I和引脚2。在集成电路中的放大电路121将采样信号差分放大，并通过集成电路的引脚4输出一放大脉冲信号S1至反时限延时电路125。反时限延时电路125利用电容ClO对来自引脚4的信号进行充电延时，并向集成电路的引脚5输出一个驱动信号S2,即电容ClO上的电压大小。当该驱动信号S2达到集成电路中设置的第一预设值，触发电路123通过引脚7输出一个触发信号(St)给执行机构130，以便执行脱扣动作。一般情况下，反时限延时电路的延时时间在0 40ms内可调，典型值为10ms。图2中的⑷至⑶显示了如图I所示的剩余电流检测器110 (如，零序电流互感器)中采样到的电流值随实际剩余电流的变化关系。图2中(A)显示了剩余电流存在但数值较小时，剩余电流检测器110检测到的电流波形，此时，剩余电流检测器，即零序电流互感器的磁芯工作在线性区域，且剩余电流检测器中的电流波形为正弦波。图2中的(B)显示了剩余电流较大时，剩余电流检测器中的电流波形，此时零序电流互感器的磁芯工作在线性区域，且剩余电流探测电路中的电流波形为正弦波，和图(A)相比，图⑶中剩余电流检测器中的电流的幅值增加。图2中的(C)显示了剩余电流进一步增大时，剩余电流检测器中的电流波形，此时零序电流互感器的磁芯饱和，且剩余电流检测器中的电流波形为畸变正弦波，相比与图(B)，图(C)中剩余电流检测器中的电流的有效值减小。图2中的(D)显示了剩余电流再进一步增大时，剩余电流检测器中的电流波形，此时零序电流互感器的磁芯深度饱和，且剩余电流检测器中的电流波形为畸变的类脉冲型正弦波，相比与图(C)，图⑶中剩余电流探测电路中的电流的有效值急剧减小。图3显示了集成电路引脚4输出的脉冲宽度随检测到的剩余电流大小的变化关系。如图所示，在零序电流互感器的磁芯饱和以前，随着剩余电流的增加，零序电流互感器检测到的剩余电流增加，从而放大后的信号脉冲宽度随之增加，但当零序电流互感器的磁芯饱和后，随着剩余电流的增加，零序电流互感器检测到的电流的有效值减小，从而放大后的信号脉冲宽度减小。而且，如果存在限幅电路，则会进一步加快出现剩余电流增大而引脚4输出的脉冲宽度减小的情况。图4显示了实际剩余电流大小与反时限延时电路的延时时间的变化关系。一般情况下，零序电流互感器的磁芯在非饱和状态下工作，随着剩余电流的增加，集成电路引脚4输出的放大脉冲信号宽度的增加，反时限延时电路的延时时间则因充电电流的加大而相应减小。但如果零序电流互感器的磁芯在遇到较大的剩余电流时，磁芯瞬间饱和，此时如图3所示，虽然实际剩余电流还在增加，但是引脚4输出的放大后的脉冲信号宽度变小，这进而使得反时限延时电路的延时时间相应增加，从而断路器的断开时间很可能超过安全标准的规定而带来危险。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种剩余电流保护装置，使得在剩余电流检测器中的磁芯元件饱和时，剩余电流保护装置的控制器能够保证在安全标准规定的时间内驱动断路器的脱扣机构完成电路的断开。本专利技术提供了一种用于剩余电流保护的装置。该剩余电流保护装置包括一剩余电流检测器，用于对线路中的剩余电流进行采样，得到剩余电流采样信号Sr ;一控制电路，用于在剩余电流采样信号大于第一预设值时发出一触发信号；一执行机构，响应于所述触发信号执行动作；其中，所述控制电路包括一放大模块，该放大模块对剩余电流采样信号进行放大，并输出放大后的第一信号；一触发模块用于在其输入信号大于所述第一预设值时输出所述触发信号；一反时限延时模块，用于对所述第一信号进行反时限延迟，且从其输出端输出延时后的第二信号至所述触发模块的输入端；一附加延时模块(40),其在剩余电流采样信号大于第二预设值时，对该采样信号(SJ进行延时，且在其输出端输出第三信号(S3)至所述触发模块的输入端；其中所述第二预设值对应于使得所述剩余电流检测器进入饱和状态的剩余电流的采样值，其中，在所述剩余电流检测器处于饱和状态时，所述第三信号达到所述第一预设值的时间小于所述第二信号达到所述第一预设值所需时间。采样这种剩余电流保护装置，可以使得在剩余电流检测器中的磁芯元件饱和时，剩余电流保护装置能够保证在安全标准规定的时间内驱动断路器的脱扣机构完成电路的断开。在剩余电流保护装置的另一种示意性的实施方式中，所述附加延时模块包括一启动单元和一充放电单元；所述启动单元在所述剩余电流采样信号达到所述第二预设值时启动并输出一充电信号给充放电单元；所述充放电单元，由所述充电信号充电，并输出所述第三信号。优选地，所述充放电单元为RC充放电电路。而且，其充放电时间设计成适于在持续出现剩余电流时才能够使得所述第三信号达到所述第一预设值。这种RC充放电电路的选择可以省去用于检测剩余电流是否持续的辅助电路。在剩余电流保护装置的又一种示意性的实施方式中，所述启动单元包括一个开关元件，该开关元件的开启电压对应于使得所述剩余电流检测器进入饱和状态的剩余电流的采样值。优选地，所述开关元件是一种换能元件，用于将剩余电流采样值转换为适于所述RC充放电电路的充电信号(S。)。更为优选地，所述开关元件是一光 电耦合器(N2)。此外，所述第二预设值的大小对应于额定剩余漏电流的五倍。一般情况下，光耦用于小电流情况下信号的隔离。例如光耦一般使用在工作电流为55mA的状态。但是在此处，光耦可工作在几百毫安下，例如导通电流可大约为550mA。这是光耦的一种较为特殊的使用。在之前的RCD设计中均未出现过如此设计。使用光耦作为启动单元有多种好处。例如，光电耦合器的开启电压大约为IV，该值基本上对应于一般的零序电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于进行剩余电流保护的装置，包括：一剩余电流检测器(110)，用于对线路中的剩余电流进行采样，获得剩余电流采样信号(Sr)；一控制电路(120)，用于在剩余电流采样信号(Sr)大于第一预设值时发出一触发信号(ST)；一执行机构(130)，响应于所述触发信号(ST)执行动作；其中，所述控制电路(120)包括：一放大模块(121)，该放大模块对剩余电流采样信号(Sr)进行放大，并输出放大后的第一信号(S1)；一触发模块(123)，用于在其输入信号大于所述第一预设值时输出所述触发信号(ST)；一反时限延时模块(125)，用于对所述第一信号(S1)进行反时限延迟，且从其输出端输出延时后的第二信号(S2)至所述触发模块(123)的输入端；其中所述控制器(120)还包括一个附加延时模块(40)，其在剩余电流采样信号(Sr)大于第二预设值时，对该第二采样信号(Sr)进行延时，且在其输出端输出第三信号(S3)至所述触发模块(123)的输入端；其中所述第二预设值对应于使得所述剩余电流检测器(110)进入饱和状态的剩余电流的采样值，其中，在所述剩余电流检测器(110)处于饱和状态时，所述第三信号(S3)达到所述第一预设值的时间小于所述第二信号(S2)达到所述第一预设值所需时间。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：包章尧，熊焘，陈曦，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：
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