CN2817167Y - 剩余电流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种剩余电流保护电路，包括电路断路器、零序电流互感器、故障探测电路、执行继电器、门闩电路、试验电路；当导线上出现接地故障或接地中性情况时，故障探测电路能检测出剩余电流并使门闩电路在第二种双稳定状态下上锁，使执行继电器维持在断电状态，断开负载和电源的连接，达到安全保护的目的。试验按钮TA既可使电路中产生一个模拟剩余电流，以检测漏电保护插头正常工作，也可以作为漏电保护插头的分断按钮。
Description
技术领域
本实用新型属于电子、电器设备的用电安全保护技术领域，特别涉及一种剩余电流安全保护装置。
背景技术
常规的电器设备典型的供电方式是采用交流电源，通过一对导线的一个插座，使得电子电器设备或者负载接收到电源。电子电器设备通过一对导线直接与电源相连，构成了一系列的危险条件，特别是相线的接地故障和接地中性情况风险更大，当相线和中性线的电流失衡时，接地故障就会发生；当中性导体在负载处接地，接地中性情况就会发生。这两种情况都有极大的危险，可能导致严重的人身伤害和其它财产损失。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种剩余电流保护电路，它能够发现接地故障或接地中性故障，避免常规的电子设备或负载因此而造成的损失。
为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案，
一种剩余电流保护电路，包括电路断路器、零序电流互感器、故障探测电路、整流电路、执行继电器电路、门闩电路、试验电路，其中，
所述零序电流互感器包括感应线圈，所述感应线圈的初级接在电源上，所述感应线圈的次级分别与故障探测电路和试验电路相连接；所述零序电流互感器感应出电源中的接地故障或接地中性故障，并在所述次级产生感应信号；
所述电路断路器包括开关，所述开关连接在电源两根相线的任意一根上，所述电路断路器与执行继电器电路相连，接受所述执行继电器电路控制，当所述开关断开时，该相线上的负载断电，当开关闭合时，该相线上的负载通电；
所述整流电路与电源相连，为行继电器电路和故障探测电路提供直流稳压电源；
执行继电器电路包括继电器，所述继电器的初级的两端分别与所述故障探测电路和门闩电路相连，用于接收门闩电路的触发信号，所述继电器的次级与所述开关相连；该执行继电器电路在通电和断电状态下均能工作，通电或断电时所述执行继电器电路分别将所述开关置于闭合和断开状态；
所述门闩电路与所述故障探测电路、执行继电器电路相连；该门闩电路在两种双稳定状态下均可工作，当所述门闩线路处于断开的双稳定状态时，执行继电器电路从断电状态转变为维持通电状态；当门闩线路处于导通的双稳定状态时，执行继电器电路从通电状态转变为维持断电状态。所述门闩电路可以采用可控硅或整流二极管电路，本实用新型中优选整流二极管电路，所述整流二极管电路的正极与执行继电器电路相连，负极接地。
所述故障探测电路包括控制电路，所述控制电路对零序电流互感器次级的感应信号进行放大比较，一旦发现接地故障或接地中性故障，输出控制信号给门闩电路，使门闩电路在导通的双稳定状态下上锁，使所述继电器维持在断电状态。
作为本实用新型的一种改进，还包括试验电路，所述试验电路包括串联的试验开关和限流电阻，所述试验电路与电源相连，所述试验开关闭合时，产生一个模拟接地故障电流，使所述电路断路器的开关断开，从而使负载断电。
作为本实用新型的又一改进，还包括复位开关，所述复位开关与执行继电器电路和门闩电路相连，所述复位开关用于恢复门闩电路断开的双稳定状态，从而恢复电路的正常供电状态。
本设计采用了单电压结构和零电流阻断单向可控硅复位电路，其结构简单而功能优越，为了实现电源变化时插头能自动闭合与断开的功能，本插头的触头转换机构采用了传统的电磁式继电器结构模式，吸持时触头接通电路，释放时触头断开电路。
该剩余电流保护电路不但能防止因电器故障引起的触电事故，而且还能防止因电器以外的电源故障所导致的触电事故，实用新型提供的剩余电流保护电路它可以探测到导线上的接地故障和接地中性情况，含有可以断开电源和负载之间至少一根导线的继电器，继电器可以通电并以最小耗电量和最小发热量维持在通电状态上，其元件数量最少，组装简单。
以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。
附图说明
图1为本实用新型实施例剩余电流保护电路原理图；
图2为本实用新型实施例剩余电流保护电路图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种剩余电流保护电路包括：电路断路器、零序电流互感器、故障探测电路、整流电路、执行继电器电路、门闩电路、复位开关RA1。其中，
所述零序电流互感器包括感应线圈LM1和LM2，所述两个感应线圈的初级接在电源上，所述感应线圈的次级分别与故障探测电路和试验电路相连接；所述零序电流互感器感应出电源中的接地故障或接地中性故障，并在所述次级产生感应信号；
所述电路断路器包括开关，所述开关连接在电源两根相线的任意一根上，所述电路断路器与执行继电器电路相连，接受所述执行继电器电路控制，当所述开关断开时，该相线上的负载断电，当开关闭合时，该相线上的负载通电；
所述整流电路与电源相连，为执行继电器电路和故障探测电路提供直流稳压电源；整流电路采用由二极管V1、V2、V3、V4构成的桥式整流电路，压敏电阻RN1串联在电源的两根相线上，电阻R1和电容C5用以来减小电路噪声。
继电器电路包括继电器FL1、晶体管V7、限流电阻R2、R4、由分压电阻R7和降噪电容C7构成的滤波电路、防止继电器动作时反向高压干扰的整流二极管V5。所述继电器的初级的两端分别与所述故障探测电路和门闩电路相连，用于接收门闩电路的触发信号，所述继电器的次级与所述开关相连；分压电阻R4与复位开关RA及三极管V7的基极相连。该继电器电路可以选择性地移动或维持上述开关在断开或闭合位置上，所述继电器在通电和断电状态下均能工作，当通电时继电器将开关设置为闭合位置，断电时继电器将开关设置为断开位置，电路探测电路可以选择性地通过上述开关向继电器供应初级电压，这时开关处于断开位置，这样继电器从断电转变为通电状态。电源线路供应次级电压到继电器，当继电器由初级电压通电后，低于初级电压的次级电压足以使继电器维持通电状态，但不足以令其从断电变为通电状态。
所述门闩电路由整流二极管V6和限流电阻R3、滤波电容C6组成，所述门闩电路与所述故障探测电路、执行继电器电路相连；整流二极管V6的正极通过电阻R3与执行继电器电路相连，负极接地，滤波电容C6一端与故障探测电路的控制芯片的输出控制信号管脚相连，另一端接地．所述门闩线路在导通和断开双稳定状态下均可工作，当处于断开的双稳定状态时，所述门闩电路让继电器从断电状态转变为维持通电状态；当门闩线路处于导通的双稳定状态时，所述门闩电路让继电器从通电状态转变为维持断电状态；
所述故障探测电路包括控制电路，该控制电路包括滤波电容C2、C4，耦合电容C3，反馈电阻R5电容C1、限流电阻R6及控制芯片，该控制芯片的管脚VCC、GND分别与整流电路输出直流电源的正、负极相连，从感应线圈LM1、LM2输出的耦合信号经滤波整流后分别进入控制芯片的输入信号管脚，控制芯片的输出信号管脚与门闩电路相连。所述控制电路对零序电流互感器次级的感应信号进行放大比较，一旦发现接地故障或接地中性故障，输出控制信号给门闩电路，使门闩电路在导通的双稳定状态下上锁，使所述继电器维持在断电状态。断开故障电路的供电。
所述试验电路包括串联的试验开关TA1、限流电阻RT1、R8和整流二极管V8、V9。所述试验电路与电源相连，所述试验开关闭合时，产生一个模拟接地故障电流，使所述电路断路器的开关断开，从而断开故障电路的供电。
所述复位开关RA1与执行继电器电路和门闩电路相连，所述复位开关用于恢复门闩电路断开的双稳定状态，从而恢复电路的正常供电。
在正常工作情况下，电路中的电流矢量和为零，零序电流互感器没有信号输出，整流二极管V6阻断，整流二极管V7导通，继电器FL1吸合，铁芯推动触头闭合，电源指示灯亮，表示电路正常通电。
当被保护电路中的接地故障电流超过预定值时，零序电流互感器检测到的信号经电子放大电路放大后触发整流二极管V6导通，使得整流二极管V7阻断，继电器FL1失电，铁芯在弹簧作用下带动触头断开，从而起到保护作用。当接地故障排除后，按下复位按钮RA1，使得整流二极管V6阻断整流二极管V7导通，电路恢复正常供电状态。试验按钮TA1既可使电路中产生一个模拟剩余电流，以检测漏电保护插头正常工作，也可以作为漏电保护插头的分断按钮。
Claims (3)
1、一种剩余电流保护电路，其特征在于包括：电路断路器、零序电流互感器、故障探测电路、执行继电器、门闩电路、试验电路，其中，
所述零序电流互感器包括两个感应线圈，其一端接在电源上，另一端分别与故障探测电路、门闩电路连接；所述零序电流互感器能感应出电源中的接地故障或接地中性故障，并在次级产生感应信号；
电路断路器包括开关，其连接在电源两根相线的任意一根上，受门闩电路控制，当开关断开时，该相线上的负载断电，当开关闭合时，该相线上的负载通电；
执行继电器包括继电器，所述继电器初级与故障探测电路相连并由其供电，同时与门闩电路相连并接收门闩电路的触发信号，所述继电器次级与开关相连；当通电时该执行继电器将所述开关置于闭合状态，断电时则置于断开状态；
所述门闩电路与故障探测电路、执行继电器相连；当门闩线路处于断开双稳定状态时，执行继电器从断电状态转变为维持通电状态；当门闩线路处于导通双稳定状态时，执行继电器从通电状态转变为维持断电状态；
故障探测电路包括整流电路及控制电路，整流电路为该电路提供直流稳压电源，控制电路能对零序电流互感器次级的感应信号进行放大比较处理，一旦发现故障，该控制电路输出控制信号使门闩电路在导通双稳定状态下上锁；
试验电路包括试验开关TA1，所述试验电路直接串联在电源的两根相线上，用于产生一个模拟接地故障电流。
2、根据权利要求1所述的剩余电流保护电路，其特征在于：还包括一个复位开关RA1，该开关与执行继电器、门闩电路相连，用于可恢复电路的正常供电状态。
3、根据权利要求1所述的剩余电流保护电路，其特征在于：所述门闩电路包括整流二极管V6，该二极管正极与执行继电器相连，负极接地。
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