CN101106044A - 可检测断路器工作状态的分励脱扣器 - Google Patents

Abstract

一种可检测断路器工作状态的分励脱扣器，包括外壳1、在所述外壳1内设置有由线圈21、衔铁22等构成的电磁铁2、控制电路3、电流互感器4等。开关工作状态指示电路包括电阻R1和集成电路IC1，当开关K断开后，桥堆D1－D4也无电压输出，集成电路IC1的1、2脚无电流通过，集成电路IC1的3、4脚断开。所述控制电路3的开关控制电路包括集成电路IC2、电阻R2、可控硅Q1、桥堆D1－D4及电磁铁，当集成电路IC2的1、2脚接收到外部信号时，集成电路IC2的3、4脚导通，可控硅Q1进而导通，使电磁铁TQ动作，带动联动机构使开关K断开；本发明具有可检测断路器工作状态的功能和脱扣线圈不会因频繁动作而烧毁，并可受一个外部信号或多个外部信号控制断路器开关和适用面广的优点。

Description

可检测断路器工作状态的分励脱扣器

说明：本文中的开关等于断路器，空气开关为断路器的一种。

技术领域

本发明涉及一种低压电器产品，具体地说是一种与断路器配装使用的分励脱扣器。

背景技术

现有的与断路器配装的分励脱扣器，如与漏电保护开关，又称空气开关相配装的分励脱扣器，一般包括外壳、在外壳内设置有由线圈和衔铁等组成的脱扣机构、互感线圈、控制电路以及接线柱等。所述互感线圈套在相线和零线上，当相线和零线上的电流发生变化，则互感线圈会产生电流，该电流输入控制电路，控制电路中的可控硅导通，线圈在零线与相线之间形成回路，线圈产生磁场而使衔铁动作，从而带动空气开关动作，从而断开电源。这种分励脱扣器配装空气开关后，在零线与相线间电流不平衡时，能及时地切断电源，可以有效地保护人们的生命及财产安全。但是，这种分励脱扣器只有当零线与相线间电流不平衡时才发挥作用。而当遇到其它情况需要及时断开空气开关时，却无法实现。如遇到火警时，目前一般都需要消防人员到达现场后才人工切断电源。再如，在电力管理过程中，如遇到有人松动电表箱的电子封，它也不能及时断开电路；总而言之，这种分励脱扣器的动作除了当零线与相线间电流不平衡时才动作，其它情况下都不动作，因此，带这种分励脱扣器的各种断路器(空气开关只是其中的一种)，其用途受到了极大地限制。此外，带这种分励脱扣器的断路器工作后，其断路器的工作状态人们无法可知，即不知是否是真正地完成了断路动作。再者，以前的分励脱扣器还存在在其线圈频繁脱扣时容易烧毁线圈的缺陷。经检索中国专利，发现中国专利文献虽然公开了部分有关分励脱扣器的专利文献，但这些脱扣器的电路大多存在电路复杂，通用性不强的缺陷，即只能针对某一或某些特定用途，如IC卡电度表使用的脱扣器等。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服上述缺点，提供一种当脱扣器工作后，继而联动断路器断开电路后，可检测断路器工作状态的分励脱扣器。

本发明的另一个发明目的是：本分励脱扣器可与任意能产生断电保护信号的装置配装使用。

本发明的再一个发明目的是：本分励脱扣器同样可以在零线与相线电流失衡时产生扣脱动作，当脱扣器连续工作时，线圈不会被烧毁。

本发明的技术方案是：设计一种可检测断路器工作状态的分励脱扣器，包括外壳、位于外壳内的电磁铁和控制电路，所述控制电路包括断路器工作状态检测电路，所述断路器工作状态检测电路包括电阻R1和集成电路IC1，当开关K断开后，桥堆D1-D4也随之无电压输出，集成电路IC1的1、2脚没有电流通过，集成电路IC1的3、4脚断开。

所述控制电路还包括断路器控制电路，所述断路器控制电路包括集成电路IC2、电阻R1、R2、可控硅Q1、桥堆D1-D4，当集成电路IC2的1、2脚接收到由外部控制设备发送来的断路保护信号时，集成电路IC2的3、4脚导通输出电压，使可控硅Q1导通，从而使电磁铁有电流通过，电磁铁通过联动机构使开关K断开。

所述控制电路还包括另一种断路器控制电路，所述断路器控制电路包括继电器或可控硅和电阻R2，继电器动触点的一端或可控硅的阴极与零线相接，继电器动触点的另一端或可控硅的阳极通电阻R2与电磁铁的线圈一端相接，电磁铁线圈的另一端接相线。

上述电阻R2为正温度系数电阻，有些行业(如彩电行业)也称消磁电阻。它保证了脱扣线圈连续动作的时候不被烧毁，提高了它的工作可靠性。

所述控制电路还包括电流失衡控制电路，所述电流失衡控制电路包括电流互感器TA、电阻R3、R4、R5，集成电路IC3、以及电容C1、C2、C3、C4、C5、稳压二极管DW、二极管D5，当零线N和相线L的电流不平衡时，电流互感器TA感应出电压信号，从集成电路IC3的1、2脚输入，集成电路IC3的7脚输出电压，使可控硅Q1导通，从而使电磁铁TQ通电，通过联动机构使开关K断开。

本发明由于采用了所述控制电路包括断路器工作状态检测电路，所述断路器工作状态检测电路包括电阻R1和集成电路IC1，当开关K断开后，桥堆D1-D4也随之无电压输出，集成电路IC1的1、2脚没有电流通过，集成电路IC1的3、4脚断开的结构，这样，当断路器断开电源后，本电路就可以检测出其工作状态，即断路器是否真正的断开了电源。

此外，本发明还是对现有微型断路器通过简单地改造，不需重新开模制造，就可实现远程或直接控制断路器的开关，在控制电路中设置有受控元器件，如继电器、可控硅或光藕合器等，与电磁铁相结合可以起到可接受外部断电保护信号控制而实现在多种场合下的应用，巧妙地拓展了现有分励脱扣器的应用领域。又，本发明具有电流失衡断电保护功能。

附图说明

图1是本发明一种实施例的机械结构示意图；

图2是图1所示实施例的一种控制电路原理结构示意图；

图3是图1所示实施例的第二种控制电路原理结构示意图；

图4是图1所示实施例的第三种控制电路原理结构示意图；

图5是图1所示实施例的第四种控制电路原理结构示意图；

图6是对图2所示电路的改良结构示意图；

图7是对图3所示电路的改良结构示意图；

图8是对图4所示电路的改良结构示意图；

图9是对图5所示电路的改良结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

请参见图1，图1为本发明一种实施例的机械结构示意图。本分励脱扣器包括外壳1、在所述外壳1内设置有由线圈21、衔铁22等构成的电磁铁2、控制电路3、电流互感器4、电源接线柱5和信号输入接线柱6。所述电流互感器4套在相线L和零线N上，并与所述控制电路3、线圈21、电源接线柱5和信号输入接线柱6电连接，信号输入接线柱6用于外部产生断电保护信号的设备相连接。

请参见图2，图2为图1所示实施例的一种控制电路3原理结构示意图。从图可知，控制电路3包括断路器控制电路，所述断路器控制电路包括集成电路(光藕合器)IC2、电阻R1、R2、可控硅Q1、桥堆D1-D4以及由线圈和衔铁等组成的电磁铁TQ(图1中电磁铁的标号为2)，当集成电路IC2的1、2脚接收到由外部控制设备发送来的断路保护信号时，集成电路IC2的3、4脚导通，可控硅Q1的控制脚从集成电路IC2的4脚获得控制电流而导通，从而使电磁铁有电流通过，电磁铁TQ通过联动机构使开关K断开，这里所述的联动机构一部分是设置在开关K上，另一部分是与衔铁相配装的拨杆，衔铁动作带动拨杆动作，拨杆动作再带动设置在开关K里的相应机构动作，这部分机构，在现有断路器里已经使用的很普遍。这是本分励脱扣器受外部断电保护信号而断电的工作原理；所述控制电路3还包括断路器工作状态检测电路，所述断路器工作状态检测电路包括电阻R1和集成电路IC1(光藕合器)，当开关K断开后，为整个控制电路3提供电源的桥堆D1-D4也随之无电压输出，集成电路IC1的1、2脚没有电流通过，集成电路IC1的3、4脚断开，这时，外部控制设备上的相应器件产生动作，如检测灯熄灭、发出声音等，由此可知开关K处于断开状态，这是本发明能检测开关K的工作状态的工作原理；本发明中在电磁铁TQ与桥堆D1-D4之间所采用的电阻R2为正温度系数电阻，其作用是当电流过大时，电阻R2的阻值变大，从而保证了电磁铁TQ的线圈在连续使用的情况下不被烧毁，进而提高了本发明的工作可靠性。

上述外部控制设备可以为任何能产生断电保护信号的设备或装置，如要将本发明应用于消防设施上，如与感烟探测器配合作用，那么只需要将感烟探测器的控制电路的信号输出端与本发明的集成电路IC2的3、4脚相接，当感烟探测器感知到有烟雾时，它在发出其它报警信号(声、光信号)的同时，也向集成电路IC2的1、2脚发出了断电保护信号，这时，本发明电路就工作，从而切断电源，为消防工作赢得了宝贵的时间，因为，传统地消防断电是在消防人员到达现场后才人工断电的；与此同时，集成电路IC1也会发出检测信号，检测开关K断电是否成功；再如将带有本发明脱扣器的空气开关使用在电量表箱上并与电子封或电子群封相连时，当有人非法动封时，电子封或电子群封就会给本脱扣器的控制电路3输入断电信号，本发明就会断开空气开关，其工作原理与上述类同，就是将本发明的中集成电路IC2的1、2与电子封或电子群封的输出端相接即可，当有人动封，电子封或电子群封发出控制信号，从而引起本发明电路工作，而切断开关K。

除了上述列举两种例子以外，实际上本发明的分励脱扣器从理论上讲是可以与任何需要断电保护的外部控制设备相配合作用的，如用于电力管理部门对漏电保护器的远程控制，它可实现在远程控制中心通过有线或无线，甚至通过因特网来控制开关K的断开，也就是只要本发明中的集成电路IC2能得到断路保护信号，本发明的分励脱扣器就可工作，从而带动空气开关断电。当然，本发明的分励脱扣器不仅仅只是可以空气开关配装使用，还可以与其它断路器配装使用。

请参见图3，图3为图1所示实施例的第二种控制电路3原理结构示意图。图3所示电路原理与图2所示电路原理相比，其大体结构相同，所不同的是控制电路3还增加了电流失衡控制电路，该电路也就传统的与漏电保护器(有些厂也称高分断小型断路器，上海飞欧电器有限公司)相配装的分励脱扣器的电流失衡控制电路，它包括电流互感器TA(图1中的标号为4，下同)、电阻R3、R4、R5，集成电路IC3、以及电容C1、C2、C3、C4、C5、稳压二极管DW、二极管D5，当零线N和相线L的电流不平衡时，电流互感器TA感应出电压信号，从集成电路IC3的1、2脚输入，集成电路IC3的7脚输出电压，使可控硅Q1导通，从而使电磁铁TQ通电，通过联动机构使开关K断开。图3中二极管D5是原电流失衡控制电路中没有的，增加二极管D5的目的，是防止集成电路IC2的4脚的电流回流到集成电路IC3的7脚。

图2和图3所示的实施例是可用外部弱电对本分励脱扣器进行控制的电路原理图。实际上本分励脱扣器也可以用可输出强电信号的外部控制设备来控制，如下面将要叙述的图4和图5的电路原理图。

请参见图4，图4为图1所示实施例的第三种控制电路3原理结构示意图。图4所示电路原理与图1所示电路原理相比，其大体结构相同，所不同的是：图1中的集成电路IC2由继电器J所代替了，当然，这里的继电器J也可以用可控硅代替。当外部控制设备中的继电器J(或可控硅)导通时，电磁铁TQ通过电阻R2在相线L与零线N之间形成回路，电磁铁TQ通电动作，继而带动联动机构使开关K断开。集成电路IC1的工作原理与图1中的工作原理相同，这里不再赘述。

请参见图5，图5为图1所示实施例的第四种控制电路3原理结构示意图。图5所示电路原理与图4所示电路原理相比，其大体结构相同，所不同是增加了图3中所示的电流失衡控制电路，该部分电路的工作原理及结构，在图3中作了详细的叙述，这里不再赘述。

请参见图6、图7，图6是对图2所示电路的改良结构示意图；图7是对图3所示电路的改良结构示意图。图6与图2、图7与图3相比较，其大体结构相同，所不同的是图6和图7所示的电路，它们适合于多个(图中画只出了4个外部设备)能产生弱电断路信号的外部设备通过一个脱扣器来控制一个断路器工作，这4个外部设备中的一个可以是感烟探测器，也可以是控制中心通过因特网发来的断电保护信号或电表箱上的电子封或电子群封发送来的断电保护信号等，都可以使断路器在第一时间断开。

请参见图8和图9，图8是对图4所示电路的改良结构示意图；图9是对图5所示电路的改良结构示意图。图8与图4、图9与图5相比较，其大体结构相同(图4与图5中的继电器J，在图8和图9设在外部设备1-4中，故未画出)，所不同的是图8和图9所示的电路，它们适合于多个(图中画只出了4个外部设备)能产生强电断路信号的外部设备通过一个脱扣器来控制一个断路器工作。使断路器在第一时间断开。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的结构而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可检测断路器工作状态的分励脱扣器，包括外壳、位于外壳内的电磁铁和控制电路，其特征在于：所述控制电路包括断路器工作状态检测电路，所述断路器工作状态检测电路包括电阻R1和集成电路IC1，当开关K断开后，桥堆D1-D4也随之无电压输出，集成电路IC1的1、2脚没有电流通过，集成电路IC1的3、4脚断开。

2.根据权利要求1所述的可检测断路器工作状态的分励脱扣器，其特征在于：所述控制电路还包括断路器控制电路，所述断路器控制电路包括集成电路IC2、电阻R1、R2、可控硅Q1、桥堆D1-D4，当集成电路IC2的1、2脚接收到由外部控制设备发送来的断路保护信号时，集成电路IC2的3、4脚导通，使可控硅Q1导通，从而使电磁铁TQ有电流通过，电磁铁TQ通过联动机构使开关K断开。

3.根据权利要求2所述的可检测断路器工作状态的分励脱扣器，其特征在于：所述电阻R2为正温度系数电阻。

4.根据权利要求1所述的可检测断路器工作状态的分励脱扣器，其特征在于：所述控制电路还包括断路器控制电路，所述断路器控制电路包括继电器J或可控硅和电阻R2，继电器J的动触点的一端或可控硅的阴极与零线相接，继电器J的动触点的另一端或可控硅的阳极通电阻R2与电磁铁TQ线圈的一端相接，电磁铁TQ线圈的另一端接相线。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的可检测断路器工作状态的分励脱扣器，其特征在于：所述控制电路还包括电流失衡控制电路，所述电流失衡控制电路包括电流互感器TA、电阻R3、R4、R5，集成电路I C 3、以及电容C1、C2、C3、C4、C5、稳压二极管DW、二极管D5，当零线N和相线L的电流不平衡时，电流互感器TA感应出电压信号，从集成电路IC3的1、2脚输入，集成电路IC3的7脚输出电压，使可控硅Q1导通，从而使电磁铁TQ通电，通过联动机构使开关K断开。

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