專利名稱：空氣斷路器的保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空氣斷路器(Air Circuit Breaker)的保護裝置，尤 其涉及當通過空氣斷路器向負載供電的狀態(tài)下發(fā)生事故時，立即啟動 脫扣線圈以切斷電源的空氣斷路器的保護裝置。
背景技術：
通常，空氣斷路器是在空氣中，觸點斷開并進行自然消弧(Arc extinguishing)的斷路器，多作為低壓交流斷路器使用。當這種空氣斷路器向負載供電過程中發(fā)生事故時，要檢測事故電 流，并根據事故電流啟動脫扣線圏，以切斷電源。為此，空氣斷路器檢測提供給負載的電流，然后將檢測出的電流 轉換為電壓，并由微控制器(Micro Control Unit)通過所轉換的電壓大 小來判斷事故發(fā)生與否。當判斷為發(fā)生事故時，上述微控制器生成脫 扣信號，脫扣線圈則^4居所生成的脫扣信號進行動作以斷開電源。即，當發(fā)生事故時，空氣斷路器不能立即斷開電源，要延遲到微 控制器判斷事故發(fā)生而生成脫扣信號后，才啟動脫扣線圈來斷開電源。發(fā)明內容本發(fā)明目的在于，提供一種空氣斷路器的保護裝置，即在通過空 氣斷路器向負載供電的狀態(tài)下發(fā)生事故時，立即啟動脫扣線圈并斷開 電源，以保護空氣斷路器以及負載不受損傷。
具有上述目的的本發(fā)明之空氣斷路器的保護裝置，由空氣斷路器;險測流向負載的電流。上述4企測優(yōu)選對R、 S、 T、 N相的所有電流進 行檢測。上述檢測的電流被轉換為電壓，經過整流器整流后，使用比較器 與預先設定的基準電源進行比較，從而確定是否脫扣空氣斷路器，如 需要脫扣空氣斷路器時，生成脫扣信號以啟動脫扣線圏。本發(fā)明之空氣斷路器的保護裝置，其特征在于，包括電壓檢測 部，其對通過空氣斷路器流向負載的電流進行檢測，并將所述電流轉 換為電壓；整流器，對上述電壓檢測部所檢測到的電壓進行整流；比定是否脫扣；脫扣線圈，根據上述比較器的決定而啟動并脫扣，以使 空氣斷路器無法向上述負載供電。本發(fā)明特征在于，上述整流器由，對電壓檢測部所檢測電壓中的 正半周電壓進行整流并向上述比較器輸出的正半周整流器，以及對電 壓檢測部所檢測電壓中的負半周電壓進行整流并向上述比較器輸出的 負半周整流器構成。本發(fā)明特征在于，上述正半周整流器以及負半周整流器分別對R、 S、 T、 N相的檢測電壓進行整流。本發(fā)明特征在于，上述比較器由分別對上述經過整流的正半周以較器和上述脫扣線圏之間還設有或門(ORgate)。本發(fā)明特征在于，在上述整流器和比較器之間還設有對上述整流 器的輸出電壓進行放大的放大器。 如上所述，本發(fā)明中，當檢測到可導致空氣斷路器或負載受損的 短路電流等大電流時，立即啟動脫扣線圏以切斷流向負載的電源。因 此可防止很大電流給空氣斷路器及負載帶來損傷。


圖1為現(xiàn)有保護裝置的電路圖； 圖2為本發(fā)明之保護裝置的電路圖。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明之理想實施例進行詳細說明。后述的詳細說明并不限定本發(fā)明的技術范圍，只供讀者便于理解 本發(fā)明的原理和概念。因此，只對必要的結構進行說明，并在附圖中 提供了供本領域技術人員選擇的幾個實施方式。圖1為現(xiàn)有保護裝置的電路圖。附圖符號100為電壓檢測部。上 述電壓^r測部100包括電流互感器(Current transformer)及洛高夫斯 基線圈(Rogowskicoil)。上述電流互感器檢測空氣斷路器提供給負載 的電流，并由洛高夫斯基線圈將電流互感器所檢測出的電流轉換為電 壓而專餘出。附圖符號110為整流器，上述整流器110具有多個二極管。上述 多個二極管對上述電壓4企測部100的輸出電壓進行整流而轉換為脈動 電壓。
附圖符號120為模擬數(shù)字轉換器(Analogue to Digital Converter )。 上述模擬數(shù)字轉換器120將上述整流器110所輸出的脈動電壓轉換為 數(shù)字信號。附圖符號130為微控制器。上述微控制器DO通過上述模擬數(shù)字 轉換器120以數(shù)字信號輸出的脈動電壓的電平來判斷是否發(fā)生事故， 當判斷為發(fā)生事故時，生成脫扣信號。附圖符號140為脫扣線圈。當上述微控制器130生成脫扣信號時， 上述脫扣線圈140啟動以切斷空氣斷路器向負載提供電源。當空氣斷路器向負載供電時，電壓檢測部IOO檢測空氣斷路器提 供給負載的電流，并將檢測到的電流轉換為電壓，輸出到整流器IIO。 上述電壓檢測部100所輸出的檢測電壓為交流電壓，其由整流器110 轉換為脈動電壓。上述脈動電壓在模擬數(shù)字轉換器被轉換成數(shù)字信號 并被輸入到微控制器130。上述微控制器130通過從上述模擬數(shù)字轉換器120以數(shù)字信號輸 入的脈動電壓的電平來判斷事故發(fā)生與否。上述微控制器130通過均 方根(RMS: Root Mean Square)運算等數(shù)學演算過程來判斷事故發(fā)生 與否。當上述判斷結果，未發(fā)生事故時，《效控制器130不生成脫扣信號， 因此脫扣線圈也不會啟動，并繼續(xù)向負載進行供電。而當上述判斷結果為發(fā)生事故時，樣i控制器130生成脫扣信號。 #4居上述生成的脫扣信號，脫扣線圈^f皮啟動^f吏空氣斷^^器脫扣。這樣， 空氣斷路器切斷供向負載的電源，從而避免因事故電流導致空氣斷路 器以及負載等受損且事故進一步擴大。
當發(fā)生事故時，這種保護裝置由微控制器判斷事故的發(fā)生并生成 脫扣信號以啟動脫扣線圏。具體為，直到微控制器對事故進行判斷并生成脫扣信號后，才啟動脫扣線圈來切斷電源。同樣，當短路引起的短路電流等可給空氣斷路器帶來損傷的很大 電流經過空氣斷路器流向負載時，從事故發(fā)生開始到啟動脫扣線圏并 切斷電源為止，滯后一定時間，在該延遲的時間內，空氣斷路器繼續(xù) 向負載供電從而導致空氣斷路器或通過空氣斷路器供電的負載損壞。因此，當發(fā)生事故時需要立即對空氣斷路器進行脫扣以切斷電源。圖2為本發(fā)明之保護裝置的電路圖。如圖所示，本發(fā)明之保護裝 置包括電壓^r測部200、整流器210、放大器220、 220-1、比較器230、 230-1、或門240以及脫扣線圈250。上述電壓檢測部200包括例如電流互感器及洛高夫斯基線圈，由 電流互感器檢測空氣斷路器提供給負載的電流，并由洛高夫斯基線圈 將電流互感器檢測的電流轉換為電壓并輸出。上述整流器210具有8個二極管D1 D8。其中，上述4個二極管 Dl D4從上述電壓^r測部200所檢測的R、 S、 T、 N相的檢測電壓中， 整流正半周的電壓，并輸出正向脈動電壓。而4個二極管D5 D8從上 述電壓檢測部200所檢測的R、 S、 T、 N相的檢測電壓中，整流負半 周的電壓，并輸出負向脈動電壓。上述放大器220、 220-1分別對上述整流器210整流的正向脈動電 壓以及負向脈動電壓進行放大。
上述比較器230、 230-1將上述放大器220、 220-1的輸出電壓和預 先設定的第一、第二基準電壓進行比較，比較結果，如放大器220、 220-1 的輸出電壓高于第一和第二基準電壓時，生成邏輯l的高電位信號。上述或門240對上述比較器230、 230-1的輸出電位進行邏輯和， 并輸出到上述脫扣線圈250。當上述或門240輸出邏輯1的高電位時，上述脫扣線圈250啟動 而切斷空氣斷^各器，爿t人而避免電流流向負載。具有上述結構的本發(fā)明之保護裝置，當通過空氣斷路器向負載供 電時，電壓檢測部200檢測向負載供電的R、 S、 T、 N相電源線上的 電流，并將所檢測到的電流轉換為電壓而向整流器210輸出檢測電壓。上述^r測電壓為交流電壓，上述整流器210通過4個二極管D1 D4 分別對^r測電壓中的正半周的電壓進行整流并轉換為正向脈動電壓， 而通過4個二極管D5 D8分別對檢測電壓中的負半周的電壓進行整流 并轉換為負向脈動電壓。上述整流器210所轉換的正向脈動電壓以及負向脈動電壓分別在 放大器220、 220-1中放大后，分別輸入到比較器230、 230-1。上述比較器230、 230-1對來自上述力t大器220、 220-1的經過放大 的正向脈動電壓以及負向脈動電壓，與預先設定的第一及第二基準電 壓分別進行比較。上述比較結果，當正向脈動電壓及負向脈動電壓低于預先設定的 第一及第二基準電壓時，比較器230、 230-1輸出邏輯0的低電位信號。
這樣，或門輸出邏輯O的低電位信號并施加到脫扣線圈250，因此 脫扣線圈250不會動作，空氣斷路器也繼續(xù)向負載供電。而當上述比較結果為，正向脈動電壓高于預先設定的第一基準電 壓時，比較器230輸出邏輯1的高電位信號，而當負向脈動電壓高于 預先設定的第二基準電壓時，由比較器230-1輸出邏輯1的高電位信號。上述比較器230或比較器230-1輸出邏輯1的高電位信號時，或門 240輸出邏輯1的高電位信號并施加到脫扣線圏250,故脫扣線圏250 啟動并切斷供向負載的電源。以上，對短路電流以上的大電流通過空氣斷路器流向負載時使空 氣斷路器脫扣的例子進行了說明。但本發(fā)明并不限定于此，可適用于 向負載供電的各種斷路器上，只要短路電流以上的大電流流向負載， 立即脫扣斷路器。如上所述，本發(fā)明中，當檢測到可導致空氣斷路器或負載受損的 短路電流等大電流時，立即啟動脫扣線圏以切斷流向負載的電源。因此可防止很大電流給空氣斷路器及負載帶來損傷。另外，本發(fā)明可與現(xiàn)有技術中的通過微控制器判斷事故電流并進 行脫扣的技術結合，可更加完整地保護空氣斷路器及負載不受損傷。以上，通過理想實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，在本發(fā)明技術 范圍之內，本領域的技術人員可對本發(fā)明進行各種變形。
權利要求
1、一種空氣斷路器的保護裝置，其特征在于，包括電壓檢測部，其對通過空氣斷路器流向負載的電流進行檢測并將所述電流轉換為電壓；整流器，對所述電壓檢測部的檢測電壓進行整流；比較器，對所述整流器的輸出電壓和預先設定的基準電壓進行比較而決定是否使空氣斷路器脫扣；脫扣線圈，根據所述比較器的決定而啟動并使空氣斷路器脫扣。
2、 如權利要求1所述空氣斷路器的保護裝置，其特征在于，所述 整流器由，對電壓檢測部所檢測到的電壓中的正半周檢測電壓進行整 流并向所述比較器輸出的正半周整流器，以及對電壓檢測部所檢測到 的電壓中的負半周檢測電壓進行整流并向所述比較器輸出的負半周整 流器構成。
3、 如權利要求2所述空氣斷路器的保護裝置，其特征在于，所述 正半周整流器以及負半周整流器分別對R、 S、 T、 N相的檢測電壓進 行整流。
4、 如權利要求1所述空氣斷路器的保護裝置，其特征在于，所述 比較器由，分別將經過所述整流器整流的正半周檢測電壓以及負半周
5、 如權利要求4所述空氣斷路器的保護裝置，其特征在于，還包 括或門，當所述兩個比較器中的任一個決定脫扣時，所述或門使所述 脫扣線圈脫扣。
6、如權利要求1所述空氣斷路器的保護裝置，其特征在于，還包 括對所述整流器的輸出電壓進行放大的放大器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣斷路器的保護裝置，當很大電流通過空氣斷路器流向負載時，立即啟動脫扣線圈切斷電源，以保護空氣斷路器和負載。其由電壓檢測部檢測通過空氣斷路器流向負載的電流并將其轉換為電壓，并由整流器對檢測電壓整流后，由比較器對其與預先設定的基準電壓進行比較，從而決定是否脫扣。比較器決定脫扣時，脫扣線圈被啟動而脫扣，從而切斷提供給負載的電源。
文檔編號H01H71/12GK101211721SQ20071030837
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權日2006年12月29日
發(fā)明者嚴載弼 申請人:Ls產電株式會社