CN206575138U - 一种新型三相四线制供电用漏电保护器 - Google Patents

Abstract

一种新型三相四线制供电用漏电保护器，三相四线制包括1个零线、3个火线，3个火线分别为第一火线、第二火线和第三火线，零线和火线上均设有取电点，包括漏电电流采集感应线圈、漏电流放大控制单元、蓄能三电源电路、三电源电磁铁和在三电源电磁铁的作用下工作的脱扣器，脱扣器连接于零线和火线上；漏电电流采集感应线圈采集零线和火线上的漏电流信号，并将采集到的电流信号输出到漏电流放大控制单元；漏电流放大控制单元输出信号控制三电源电磁铁的通电状态。本实用新型解决了传统漏电保护器两根L断路脱扣器无法工作的问题，同时也解决了三相四线漏电保护器不能作为单相漏电保护器使用的弊端，保证了漏电保护器安全、稳定可靠的工作。

Description

一种新型三相四线制供电用漏电保护器

技术领域

本实用新型属于漏电保护器领域，尤其涉及一种新型三相四线制供电用漏电保护器。

背景技术

漏电保护器，简称漏电开关，又叫漏电断路器，当设备出现漏电故障或出现有致命危险的人身触电时提供保护，具有过载和短路保护功能，可用来保护线路或电动机的过载和短路，亦可在正常情况下作为线路的不频繁启停之用。

但是，现有的漏电保护器存在着巨大的设计缺陷，现有的漏电保护器的控制电路电源有两种：一种是N加L模型(L是L1、L2、L3中的任意一根)，这种设计当漏电保护器进线端N断路或者L断路漏电保护器将失效，漏电保护器将起不到漏电保护作用，下端至少有两根L带电。另一种是L加L模型(L是L1、L2、L3中的任意一根)，这种设计设计当漏电保护器进线端L+L中任意一根L断路时漏电保护器也将失效，其余两个L线仍然带电。一旦发生以上情况将危及人身安全。

同时，传统的漏电保护器测试按钮内部是连接任意两根电源线，一旦其中一根连接有测试按钮的电源线断路时测试按钮将失效，所以传统漏电保护器所连接的四根线必须保证全部通路才能使用，故传统三相四线漏电保护器不能作为单相漏电保护器使用。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种结构简单、可做单相漏电且使用效果好的新型三相四线制供电用漏电保护器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：一种新型三相四线制供电用漏电保护器，三相四线制包括1个零线、3个火线，3个火线分别为第一火线、第二火线和第三火线，零线和火线上均设有取电点，包括漏电电流采集感应线圈、漏电流放大控制单元、蓄能三电源电路、三电源电磁铁和在三电源电磁铁的作用下工作的脱扣器，脱扣器连接于零线和火线上；

漏电电流采集感应线圈采集零线和火线上的漏电流信号，漏电电流采集感应线圈上设有第一输出端和第二输出端，漏电电流采集感应线圈的第一输出端和第二输出端连接漏电流放大控制单元；漏电流放大控制单元输出信号控制三电源电磁铁的通电状态；

三电源电磁铁上设置有中间抽头、三电源电磁铁负极和三电源电磁铁正极；

蓄能三电源电路上设有正电源端、负电源端和与中间抽头连接的零电源端；

蓄能三电源电路包括二极管和两个电容，两个电容分别连接于正电源端和零电源端之间以及负电源端和零电源端之间；每根火线上均连接有两个二极管，每根火线与两个二极管的连接方式均相同；第一火线上连接有第一二极管和第二二极管，第一火线的取电点连接第一二极管的负极和第二二极管的正极，第一二极管的正极连接负电源端；第二二极管的负极连接正电源端；零线的取电点连接零电源端；

漏电流放大控制单元包括第一可控硅、第二可控硅、第一放电二极管、第二放电二极管、第一隔离电容和第二隔离电容；

漏电电流采集感应线圈的第一输出端连接第一可控硅和第二可控硅的控制极，第一可控硅的阳极连接三电源电磁铁正极，第一可控硅阴极连接负电源；

第二可控硅的阴极连接三电源电磁铁负极，第二可控硅的阳极连接正电源端，第二可控硅的控制极与第一可控硅的控制极相连；

第一放电二极管和第二放电二极管的正极分别连接第一可控硅和第二可控硅的阴极；第一放电二极管和第二放电二极管的负极分别连接第一可控硅和第二可控硅的控制极；

漏电电流采集感应线圈的第二输出端连接第一隔离电容和第二隔离电容的一端，第一隔离电容和第二隔离电容的另一端分别连接第一可控硅和第二可控硅的阴极。

零电源端上依次连接有试验按钮和限流电阻，限流电阻连接正电源端或负电源端。

漏电电流采集感应线圈套设于零线和火线外，漏电电流采集感应线圈位于零线的取电点以及火线的取电点之间。

三电源电磁铁的中间抽头位于线圈的中部，中间抽头与线圈的正向端和负向端之间的电势差相等。

还包括外壳，漏电电流采集感应线圈、蓄能三电源电路、漏电流放大控制单元、三电源电磁铁和脱扣器均位于外壳内部。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：1、通过从四根输电线上同时取电，同时，三电源电磁铁设置两个电源端子和一个中间抽头，使得三电源电磁铁在至少两根线接通时可以正常工作，解决了传统漏电保护器两根L断路脱扣器无法工作的问题，保证了漏电保护器安全、稳定可靠的工作；同时，电源部分设置的两个电容，只要有两根电线通路，两个电容将充电，当系统有漏电，触发三电源电磁铁工作时两个电容将放电保证三电源电磁铁稳定可靠的工作。2、中间抽头与线圈的正向端和负向端之间的电势差相等，从而保证了中间抽头的作用效果，保证了蓄能三电源电路即使出现部分故障，只要存在电势差，三电源电磁铁都能正常工作。3、漏电电流采集感应线圈位于零线的取电点以及火线的取电点之间，从而形成正向雪崩式增益，即使有很微小的漏电流就会使得蓄能三电源电路工作；因零线的取电点以及火线的取电点分别位于漏电电流采集感应线圈两端，一旦蓄能三电源电路工作又会增加漏电电流采集感应线圈感应到的漏电流，形成雪崩式增益。4、试验按钮设置在蓄能三电源电路的零电源端和负电源端或者零电源端和正电源端之间保证了试验按钮的可靠工作，只要任意两根电源线通路试验按钮就能工作。5、通过设置外壳，对漏电保护器进行了保护，保证了漏电保护器安全可靠的工作。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

一种新型三相四线制供电用漏电保护器，其中，三相四线制包括1个零线N和3个火线L，3个火线L分别为第一火线L1、第二火线L2和第三火线L3。零线和火线上均设有取电点，其中零线上的取电点为第一取电点K1，第一火线L1上的取电点为第二取电点K2、第二火线L2上的取电点为第三取电点K3、第三火线L3上的取电点为第四取电点K4。

如图1所示，本漏电保护器包括壳体，壳体用于保护漏电保护器，同时，保证本漏电保护器使用过程中的安全，防止其中的元件直接裸露。

在壳体1的内部设置有漏电电流采集感应线圈、漏电流放大控制单元、蓄能三电源电路、试验按钮、三电源电磁铁和在三电源电磁铁的作用下工作的脱扣器TQ。

漏电电流采集感应线圈采集零线和火线上的漏电流信号，并将采集到的漏电流信号输出到漏电流放大控制单元；漏电流放大控制单元输出信号控制三电源电磁铁的通电状态。

漏电电流采集感应线圈DL用于采集线路中的漏电流，查看是否有漏电的情形，漏电电流采集感应线圈DL的输出端连接漏电流放大控制单元，其中，漏电电流采集感应线圈DL的输出端包括第一输出端和第二输出端。其中，零线和三个火线穿设于漏电电流采集感应线圈DL的中间，漏电电流采集感应线圈DL位于第一取电点K1和火线上的取电点之间。漏电电流采集感应线圈DL用于采集电压产生电流信号，当没有出现漏电现象时，三相电上的电流向量和为零，漏电电流采集感应线圈上的感应电动势为零不产生电流；当出现漏电现象时，三相电上的电流向量和不为零，漏电电流采集感应线圈DL上会有感应电动势输出驱动电流，通过采集该感应电动势便可以监控漏电情形。

因零线的取电点以及火线的取电点分别位于漏电电流采集感应线圈DL的两端，一旦蓄能三电源电路工作又会增加漏电电流采集感应线圈感应到的漏电流，形成雪崩式增益。

漏电流放大控制单元用于接收漏电电流采集感应线圈DL的输出信号，同时漏电流放大控制单元根据感应到的电流信号控制三电源电磁铁的工作。

漏电流放大控制单元包括第一可控硅Q1、第二可控硅Q2、第一放电二极管D7、第二放电二极管D8、第一隔离电容C3和第二隔离电容C4；

漏电电流采集感应线圈的第一输出端连接第一可控硅和第二可控硅的控制极，第一可控硅Q1的阳极连接三电源电磁铁正极，第一可控硅Q1的阴极连接蓄能三电源电路的负电源端DC-；

第二可控硅Q2的阴极连接三电源电磁铁负极T-，第二可控硅Q2的阳极连接蓄能三电源电路的正电源端DC+，第二可控硅Q2的控制极与第一可控硅的控制极相连；

第一放电二极管D7和第二放电二极管D8的正极分别连接第一可控硅Q1和第二可控硅Q2的阴极；第一放电二极管D7和第二放电二极管D8的负极分别连接第一可控硅Q1和第二可控硅Q2的控制极；

漏电电流采集感应线圈DL的第二输出端连接第一隔离电容C3和第二隔离电容C4的一端，第一隔离电容C3和第二隔离电容C4的另一端分别连接第一可控硅Q1和第二可控硅Q2的阴极。

三电源电磁铁上设有中间抽头、三电源电磁铁正极T+和三电源电磁铁负极T-，中间抽头位于线圈的中部，中间抽头与线圈的三电源电磁铁正极T+和三电源电磁铁负极T-之间的电势差相等，因此只要三电源电磁铁正极T+、三电源电磁铁负极T-和零电源端任意之间存在电位差，三电源电磁铁即可工作。

脱扣器TQ为市售产品，脱扣器TQ连接于零线和火线上，当三电源电磁铁上有磁力产生时，脱扣器会动作，使得零线和火线断开，进而实现漏电断路的目的。对于脱扣器的结构不再赘述。

蓄能三电源电路为漏电流放大控制单元和三电源电磁铁提供电源，蓄能三电源电路的信号输出端包括正电源端DC+、负电源端DC-和与三电源电磁铁的中间抽头连接的零电源端DC0。

其中，蓄能三电源电路包括二极管和两个电容，两个电容分别为第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2分别连接于正电源端DC+和零电源端DC0之间以及负电源端DC-和零电源端DC0之间。零线N的第一取电点K1通过零电源端DC0连接中间抽头T0。

二极管共有6个，6个二极管分别为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6。

其中第一二极管D1、第二二极管D2连接第一火线L1的第二取电点K2；第三二极管D3、第四二极管D4连接第二火线L2的第三取电点K3；第五二极管D5、第六二极管D6连接第三火线L3的第四取电点K4。

以第一二极管D1、第二二极管D2连接第一火线L1为例进行说明：第一火线L1上的第二取电点连接第一二极管D1的负极，第一二极管D1的正极连接正向端DC-；第一火线L1还连接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极连接负向端DC+。

为了保证作用效果，在第一二极管D1的正极和零线之间连接第一电容C1；第二二极管D2的负极和零线之间连接第二电容C2。工作时，只要有零线N、第一火线L1、第二火线L2、第三火线L3中的任意两条处于通路状态，第一电容C1和第二电容C2将充电，当系统有漏电状况时，就会触发漏电放大控制单元工作，第一电容C1和第二电容C2将放电保证三电源电磁铁稳定可靠的工作。

第三二极管D3、第四二极管D4连接第二火线L2上的第三取电点K3以及第五二极管D5、第六二极管D6连接第三火线L3上的第四取电点K4与第一二极管D1、第二二极管D2连接第一火线L1上的第一取电点K1结构相同，在此不再赘述。

本实施例中，蓄能三电源电路分别从第一火线L1、第二火线L2、第三L3、零线N四根电源线取电，取出的电分别经过第一二极管和第二二极管输出正向电动势、零电动势和负向电动势，并且正向电动势、零电动势和负向电动势又给第一电容C1和第二电容C2充电；工作的时候，只要四根电源线中任意两根电源线不断路即可保证漏电放大控制单元和三电源电磁铁工作，进而保证脱扣器的正常工作，此设计唯一失效形式为：四根电源线中有三根断路，这种情况在现实中不可能出现，因为三根断路的话所有用电设备都无法工作，且试验按钮也失效，用电人员会及时发现问题。

为了保证工作的可靠性，蓄能三电源的零电源端DC0上依次连接有试验按钮S1和限流电阻R1，试验按钮S1连接限流电阻R1的第一端，限流电阻R2的第二端连接正电源端DC+，或者限流电阻R2的第二端连接负电源端DC-。

当按下试验按钮S1时模拟漏电状态，蓄能三电源形成回路，会从主电路里取电，由于第一取电点和后取电点分别位于漏电电流采集感应线圈两端，致使通过漏电电流采集感应线圈的电流向量和不等于零，漏电电流采集感应线圈上的感应电流信号传输到漏电流放大控制单元，电流信号驱动第一可控硅和第二可控硅导通接通，从而蓄能三电源为三电源电磁铁供电，三电源电磁铁动作使脱扣装置脱扣断电，使得第一火线L1、第二火线L2、第三火线L3和零线N断开，进而保证用电安全。

本实用新型适用于三相四线制的供电线路也能作为单相漏电保护器使用，工作时，从四根输电线上同时取电，同时，三电源电磁铁设置两个电源端子和一个中间抽头，保证了三电源电磁铁在至少两根线接通时的正常工作；本实用新型解决了传统漏电保护器两根L断路脱扣器无法工作的问题，保证了漏电保护器安全、稳定可靠的工作。

Claims (5)

1.一种新型三相四线制供电用漏电保护器，三相四线制包括1个零线、3个火线，3个火线分别为第一火线、第二火线和第三火线，零线和火线上均设有取电点，其特征在于：包括漏电电流采集感应线圈、漏电流放大控制单元、蓄能三电源电路、三电源电磁铁和在三电源电磁铁的作用下工作的脱扣器，脱扣器连接于零线和火线上；

漏电电流采集感应线圈采集零线和火线上的漏电流信号，漏电电流采集感应线圈上设有第一输出端和第二输出端，漏电电流采集感应线圈的第一输出端和第二输出端连接漏电流放大控制单元；漏电流放大控制单元输出信号控制三电源电磁铁的通电状态；

三电源电磁铁上设置有中间抽头、三电源电磁铁负极和三电源电磁铁正极；

蓄能三电源电路上设有正电源端、负电源端和与中间抽头连接的零电源端；

蓄能三电源电路包括二极管和两个电容，两个电容分别连接于正电源端和零电源端之间以及负电源端和零电源端之间；每根火线上均连接有两个二极管，每根火线与两个二极管的连接方式均相同；第一火线上连接有第一二极管和第二二极管，第一火线的取电点连接第一二极管的负极和第二二极管的正极，第一二极管的正极连接负电源端；第二二极管的负极连接正电源端；零线的取电点连接零电源端；

漏电流放大控制单元包括第一可控硅、第二可控硅、第一放电二极管、第二放电二极管、第一隔离电容和第二隔离电容；

漏电电流采集感应线圈的第一输出端连接第一和第二可控硅的控制极，第一可控硅的阳极连接三电源电磁铁正极，第一可控硅阴极连接负电源；

第二可控硅的阴极连接三电源电磁铁负极，第二可控硅的阳极连接正电源端，第二可控硅的控制极与第一可控硅的控制极相连；

第一放电二极管和第二放电二极管的正极分别连接第一可控硅和第二可控硅的阴极；第一放电二极管和第二放电二极管的负极分别连接第一可控硅和第二可控硅的控制极；

漏电电流采集感应线圈的第二输出端连接第一放电电容和第二放电电容的一端，第一放电电容和第二放电电容的另一端分别连接第一可控硅和第二可控硅的阴极。

2.如权利要求1所述的新型三相四线制供电用漏电保护器，其特征在于：零电源端上依次连接有试验按钮和限流电阻，限流电阻连接正电源端或负电源端。

3.如权利要求2所述的新型三相四线制供电用漏电保护器，其特征在于：漏电电流采集感应线圈套设于零线和火线外，漏电电流采集感应线圈位于零线的取电点以及火线的取电点之间。

4.如权利要求3所述的新型三相四线制供电用漏电保护器，其特征在于：三电源电磁铁的中间抽头位于线圈的中部，中间抽头与线圈的正向端和负向端之间的电势差相等。

5.如权利要求1至4任意一项所述的新型三相四线制供电用漏电保护器，其特征在于：还包括外壳，漏电电流采集感应线圈、蓄能三电源电路、漏电流放大控制单元、三电源电磁铁和脱扣器均位于外壳内部。