專利名稱：漏電斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種漏電斷路器，其檢測配電系統(tǒng)等交流電路中流 過的漏電電流，而切斷交流電路，防止漏電事故。
背景技術(shù)：
眾所周知，漏電斷路器具有下述部分等，即主電路，其與交 流電路連接；開關(guān)部，其具備使該主電路接通斷開的開關(guān)機(jī)構(gòu)；漏電 檢測電路，其檢測流過主電路的漏電電流；跳閘裝置，其在漏電檢測
電路檢測到漏電電流時，使開關(guān)部的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘而切斷主電路；以 及測試電路，其使測試電流流過漏電檢測電路而進(jìn)行漏電跳閘功能的 動作確認(rèn)。
現(xiàn)有通常的漏電斷路器構(gòu)成為從主電路的2相電路獲得漏電 檢測電路和跳閘裝置的電源，并從主電路的2相的整流前的交流電壓 獲得測試電路的電源，基于電源使測試電路中流過通過電阻而抑制為 規(guī)定值的測試電流(例如參照專利文獻(xiàn)l)。
另外，另一種現(xiàn)有的漏電斷路器構(gòu)成為從作為主電路的所有 三相電路接受漏電檢測電路和跳閘裝置的電源供給，并且將對施加在 三相電路上的三相交流電壓進(jìn)行整流而得到的直流電壓作為電源，使 測試電路中流過由電阻抑制為規(guī)定值的測試電流，利用該測試電流的 波動成分使漏電檢測電路動作，由此，即使在1相發(fā)生欠相的狀態(tài)下 也可以維持漏電保護(hù)功能，進(jìn)而可以進(jìn)行測試動作(例如，參照專利 文獻(xiàn)2)。
此外，另一種現(xiàn)有的漏電斷路器構(gòu)成為從主電路的所有三相 電路整體接受漏電檢測電路和跳閘裝置的電源供給，以與專利文獻(xiàn)2 同樣地，即使在1相發(fā)生欠相的狀態(tài)下也可以維持漏電保護(hù)功能及測 試動作，同時，在該漏電斷路器中設(shè)置低頻振蕩器，使用該振蕩器的輸出電流作為測試電流而流入測試電路，其中，該低頻振蕩器使用將 三相電路的三相交流電壓進(jìn)行全波整流后得到的直流電壓作為電源 而動作(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
專利文獻(xiàn)l:特開平5-182579號公報 專利文獻(xiàn)2:特開2007-149603號公報 專利文獻(xiàn)3:特開2006-302601號公報

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有漏電斷路器的情況下，由于即使在 三相電路中使用的情況下，也僅從三相中的2相進(jìn)行電源供給，所以 當(dāng)這2相的任意一個發(fā)生欠相時，有可能會喪失漏電保護(hù)功能。另外， 由于向下述電阻和測試開關(guān)施加主電路電壓，因此必須確保該電阻和 測試開關(guān)的絕緣耐壓，測試電路難以小型化，其中，該電阻用于將流 過測試電路的測試電流限制為規(guī)定的電流值。
另外，在專利文獻(xiàn)2的第1實施方式中記載的現(xiàn)有漏電斷路器 的情況下，測試電流中以直流成分為主，交流成分極少，因而利用該 測試電流產(chǎn)生的來自零相變流器的輸出，與利用通常的正弦波交流電 流產(chǎn)生的零相變流器的輸出相比非常小，必須使用于進(jìn)行測試動作的 測試電流為非常大的電流。另外，測試電流是三相全波整流后獲得的 電流，成為3次高次諧波電流，具有3倍于主電路頻率的基頻。其結(jié) 果存在下述問題，由于通常設(shè)置于漏電檢測電路中的用于除去高次諧 波的低通濾波器的影響，必須使測試動作所需的測試電流為更大的電 流。
此外，在專利文獻(xiàn)2的第2實施方式中記載的現(xiàn)有漏電斷路器 的情況下，測試電流的基頻與主電路電流的頻率相同，測試電流的交 流成分也變得非常大，但是整流后的電壓成為必定有1相欠相的整流 波形，為了將其用作漏電檢測電路的電源，需要進(jìn)行充分的平滑。另 夕卜，由于使用了半波整流電路，僅設(shè)置在單側(cè)電橋臂中的2個整流二 極管無法抑制逆電壓，因此存在下述問題，必須針對交流側(cè)的各相使 用浪涌吸收器等分別對過電壓進(jìn)行抑制，或者選擇耐壓性非常高的整流二極管。
另外，在專利文獻(xiàn)3記載的現(xiàn)有漏電斷路器中存在的問題是， 在主電路電流的相位與由振蕩器產(chǎn)生的測試電流的相位不同步的情 況下，檢測漏電的時間會發(fā)生偏差，或者在主電路中流過尚不至于引 起漏電跳閘程度的常時漏電電流的狀態(tài)下進(jìn)行測試動作的情況下，測 試電流和常時漏電電流的合成電流中產(chǎn)生波動(脈動)，使利用測試 電流進(jìn)行的漏電跳閘功能的動作確認(rèn)變得不穩(wěn)定。
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的是獲得一種漏電 斷路器，其能夠向漏電檢測電路和跳閘裝置供給穩(wěn)定的電源，同時， 可以實現(xiàn)穩(wěn)定的測試動作。
本發(fā)明所涉及的漏電斷路器，其特征在于，具有主電路，其 與交流電路連接；開關(guān)部，其使上述主電路接通斷開；零相變流器， 其具有二次繞組和三次繞組，該二次繞組基于上述主電路中流過的漏 電電流而生成輸出電流，該三次繞組在施加有測試電流時使上述二次 繞組中產(chǎn)生輸出電流；測試電路，其在測試操作時向上述三次繞組供 給上述測試電流；漏電檢測電路，其基于上述零相變流器的二次繞組 的輸出電流而生成輸出信號；跳閘裝置，其基于上述漏電檢測電路的 輸出信號而被驅(qū)動，使上述開關(guān)部跳閘，從而切斷上述主電路；電源 電路，其向上述漏電檢測電路和上述跳閘裝置供給電力；以及全波整 流電路，其由橋接的多個整流二極管構(gòu)成，對施加在上述主電路上的 交流電壓進(jìn)行全波整流而輸出直流電壓，上述電源電路接受從上述全 波整流電路輸出的上述直流電壓的供給，并將所生成的規(guī)定的直流控 制電壓供給到上述漏電檢測電路和上述跳閘裝置，上述測試電路通過 對構(gòu)成上述全波整流電路的上述多個整流二極管中的至少一個整流 二極管的通電電流或施加電壓進(jìn)行檢測，而生成相位與上述主電路中 流過的交流電流的相位同步的電流，將所生成的電流作為上述測試電 流供給到上述三次繞組。
在本發(fā)明中，"漏電"包含接地，"漏電電流"包含接地電流。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明所涉及的漏電斷路器，電源電路接受從全波整流電 路輸出的直流電壓的供給，并將生成的規(guī)定的直流控制電壓供給到漏 電檢測電路和跳閘裝置，測試電路通過對構(gòu)成全波整流電路的多個整 流二極管中的至少一個整流二極管的通電電流或施加電壓進(jìn)行檢測， 而生成相位與主電路中流過的交流電流的相位同步的電流，將所生成 的電流作為測試電流供給到零相變流器的三次繞組，因此，能夠獲得 穩(wěn)定的漏電檢測電路和跳閘裝置的動作，同時進(jìn)行穩(wěn)定的測試動作。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷路器的電路圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷路器的整流 二極管中流過的電流的波形的波形圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1實施方式所辨及的漏電斷路器在正常 狀態(tài)下的測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷路器在R相 欠相的狀態(tài)下測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷路器在S相 欠相的狀態(tài)下測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖6是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷路器在T相
欠相的狀態(tài)下測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖7是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的漏電斷路器的電路圖。
圖8是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的漏電斷路器的電路圖。
圖9是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的漏電斷路器的電路圖。
圖10是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的漏電斷路器在正常 狀態(tài)下的測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖11是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的漏電斷路器在R相
9欠相的狀態(tài)下測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖12是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的漏電斷路器在S相 欠相的狀態(tài)下測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖13是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的漏電斷路器在T相
欠相的狀態(tài)下測試動作中各部分的波形的波形圖。
圖14是表示本發(fā)明的第5實施方式所涉及的漏電斷路器的電路圖。
圖15是表示本發(fā)明的第6實施方式所涉及的漏電斷路器的電路圖。
具體實施例方式
第1實施方式.
圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷路器的電路 圖。圖1中，漏電斷路器l具有主電路4，其由將電源側(cè)連接端子 2和負(fù)載側(cè)連接端子3連接的R相、S相、T相各電路構(gòu)成；開關(guān)部 5，其使該主電路4接通斷開；零相變流器6，其被主電路4的所有 相的導(dǎo)體貫穿，檢測流過主電路4的漏電或接地事故電流(以下，統(tǒng) 稱為漏電電流)而從二次繞組6a輸出檢測電流；漏電檢測電路7， 其監(jiān)視該零相變流器6的二次繞組6a的檢測電流，從而判定有無漏 電或接地(以下統(tǒng)稱為漏電)；電源電路9，其向跳閘裝置8和漏電 檢測電路7供給電力，該跳閘裝置8在發(fā)生漏電時根據(jù)漏電檢測電路 7的輸出信號使開關(guān)部5的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘，從而切斷主電路4;以及 后述測試電路。漏電斷路器1通過電源側(cè)連接端子2和負(fù)載側(cè)連接端 子3而與要進(jìn)行漏電檢測的三相交流電路(未圖示)連接。
設(shè)置在漏電斷路器1中的三相全波整流電路10由6個整流二極 管D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6構(gòu)成，將主電路4的三相交流電壓進(jìn) 行整流而向電源電路9供給電力。此外，三相全波整流電路10的交 流側(cè)經(jīng)由阻抗元件11而分別與主電路4的R相、S相、T相各電路 連接，直流側(cè)連接有電壓抑制元件12。
電壓抑制元件12與2個整流二極管Dl和D4、 D2和D5、 D3和D6分別并聯(lián)連接，上述2個整流二極管分別構(gòu)成三相全波整流電 路10的各相的正極側(cè)電橋臂和負(fù)極側(cè)電橋臂，該電壓抑制元件12
相對于浪涌或沖擊等過電壓，對所有這6個整流二極管D1 D6的逆 電壓進(jìn)行抑制，此外，對包含三相全波整流電路IO在內(nèi)的漏電斷路 器1的內(nèi)部電路整體進(jìn)行保護(hù)。
電源電路9接受由三相全波整流電路IO進(jìn)行全波整流而得到的 直流電壓VD的供給，將該直流電壓VD降壓至規(guī)定的直流控制電壓 VS并從控制電源端子供給到漏電檢測電路7。
下面，說明進(jìn)行漏電測試動作的測試電路。漏電測試動作是指 通過使測試電流流過設(shè)置在零相變流器6中的三次繞組6b而進(jìn)行漏 電跳閘，該測試電流是利用由電源電路9降壓得到的直流控制電壓 VS通過測試電流驅(qū)動電路13的開關(guān)動作而產(chǎn)生的。測試電流驅(qū)動電 路13的開關(guān)動作通過AND電路14的輸出而進(jìn)行，向該AND電路 14中輸入正極側(cè)檢測器15和負(fù)極側(cè)檢測器16各自的檢測信號。測 試電流驅(qū)動電路13根據(jù)操作者對測試開關(guān)17進(jìn)行接通操作而進(jìn)行產(chǎn) 生測試電流的動作。
在這里，正極側(cè)檢測器15配置在能夠?qū)ο率稣鞫O管的導(dǎo)通 進(jìn)行檢測的正極側(cè)導(dǎo)體上，該整流二極管是構(gòu)成三相全波整流電路 10的正極側(cè)電橋臂的R相、S相這2相的整流二極管Dl、 D2。此外， 負(fù)極側(cè)檢測器16配置在能夠?qū)θ嗳ㄕ麟娐?0的負(fù)極側(cè)電橋臂 中的下述整流二極管的導(dǎo)通進(jìn)行檢測的負(fù)極側(cè)導(dǎo)體上，該整流二極管 是與對應(yīng)于整流二極管Dl和D2的R相和S相這2相中的一相對 應(yīng)的相、即S相的整流二極管D5;以及與除了對應(yīng)于整流二極管Dl、 D2的2個相之外的相對應(yīng)的相、即T相的整流二極管D6。
正極側(cè)檢測器15、負(fù)極側(cè)檢測器16、 AND電路14和測試電流 驅(qū)動電路13、測試開關(guān)17，構(gòu)成本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏 電斷路器1的測試電路。
此外，正極側(cè)檢測器15配置在能夠?qū)θ嗳ㄕ麟娐?0的 正極側(cè)電橋臂中任意2相的整流二極管的導(dǎo)通進(jìn)行檢測的正極側(cè)導(dǎo) 體上即可，此外，負(fù)極側(cè)檢測器16配置在能夠?qū)ο率稣鞫O管的
11導(dǎo)通進(jìn)行檢測的負(fù)極側(cè)導(dǎo)體上即可，該整流二極管是與由正極側(cè)檢 測器15進(jìn)行導(dǎo)通檢測的正極側(cè)電橋臂的2相中的一相對應(yīng)的負(fù)極側(cè) 電橋臂的相的整流二極管；以及與除了由正極側(cè)檢測器15進(jìn)行導(dǎo)通
檢測的正極側(cè)電橋臂的2相之外的相對應(yīng)的負(fù)極側(cè)電橋臂的相的整
流二極管，上述配置并不限于圖l所示的配置。
測試操作是通過使測試開關(guān)n接通而進(jìn)行的，僅在測試開關(guān)17
接通時，從測試電流驅(qū)動電路13向零相變流器6的三次繞組6b流入 測試電流。
對于以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷 路器1，如果要檢測漏電的交流電路中發(fā)生漏電而使主電路流過漏電 電流，則從零相變流器6的二次繞組6a輸出檢測電流，并輸入到漏 電檢測電路7。漏電檢測電路7基于所輸入的檢測電流來檢測漏電的 發(fā)生，將由電源電路9降壓得到的直流控制電壓VS供給到跳閘裝置 8而使其動作。動作的跳閘裝置8使開關(guān)部5的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘，切斷 主電路4。
下面，說明漏電斷路器1的漏電測試動作。圖2是圖1所示漏 電斷路器1的主電路4中流有三相交流電流時，三相全波整流電路 10的整流二極管中流過的電流的波形圖，(a) (f)分別表示整 流二極管D1 D6中流過的電流的波形。圖3是表示圖2所示的正常 通電狀態(tài)下的測試動作中各部分的波形的波形圖，(a)表示輸入到 正極側(cè)檢測器15中的電流，(b)表示輸入到負(fù)極側(cè)檢測器16中的 電流，(c)表示正極側(cè)檢測器15的輸出信號，(d)表示負(fù)極側(cè)檢 測器16的輸出信號，(e)表示AND電路14的輸出信號，(f)表 示從測試電流驅(qū)動電路13輸出的測試電流。
如圖3 (a)所示，向正極側(cè)檢測器15輸入整流二極管D1、 D2 的通電電流的和電流，正極側(cè)檢測器15根據(jù)設(shè)定為較低電平的檢測 閾值而輸出圖3 (c)所示的脈沖信號、即輸出信號。從該正極側(cè)檢 測器15輸出的輸出信號與整流二極管D1、 D2的導(dǎo)通定時同步地輸 出，成為與整流二極管D1、 D2的通電電流的和電流的相位同步的信 號，表示整流二極管D1、 D2處于導(dǎo)通狀態(tài)。此外，如圖3 (b)所示，向負(fù)極側(cè)檢測器16輸入整流二極管 D5、 D6的通電電流的和電流，負(fù)極側(cè)檢測器16根據(jù)設(shè)定為較低電 平的檢測閾值而輸出圖3 (d)所示的脈沖信號、即輸出信號。從該 負(fù)極側(cè)檢測器16輸出的輸出信號與整流二極管D5、 D6的導(dǎo)通定時 同步地輸出，成為與整流二極管D5、 D6的通電電流的和電流的相位 同步的信號，表示整流二極管D5、 D6處于導(dǎo)通狀態(tài)。
正極側(cè)檢測器15的輸出信號和負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信號表 示檢測到三相全波整流電路10的二極管的導(dǎo)通狀態(tài)，是與主電路4 的電流相位完全同步的信號。S卩，在將R相電流從負(fù)到正的過零點 (zero cross point)作為相位角0°的情況下，正極側(cè)檢測器15的輸 出信號與相位角60。 300°同步輸出，負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信 號與相位角0° 240°同步輸出。
對于圖3 (e)所示的AND電路14的輸出信號，是在同時輸入 有正極側(cè)檢測器15的輸出信號和負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信號時輸出 輸出信號，因此該AND電路14的輸出信號的相位角為60° 240 ° ，即信號寬度為180°的矩形波。測試電流驅(qū)動電路13基于AND 電路14的輸出信號，使由電源電路9降壓并從控制電源端子輸出的 直流控制電壓VS通斷而產(chǎn)生測試電流，因此如圖3(f)所示，能夠 得到占空比約為50%的測試電流。
由于測試電流驅(qū)動電路13使由圖1所示的電源電路9降壓獲得 的直流控制電壓VS通斷而輸出測試電流，因此能夠降低對零相變流 器6的三次繞組6b的施加電壓，此外，由于三次繞組6b的一端與信 號地側(cè)、即地線GND連接，因此能夠?qū)⑷卫@組6b和與漏電檢測 電路7連接的二次繞組6a間的電位差抑制為最小限度，特別地，在 二次繞組6a和三次繞組6b都巻繞在零相變流器6的鐵芯上進(jìn)行灌封 的情況下，可以簡化二次繞組6a和三次繞組6b的絕緣處理。
圖1所示的測試開關(guān)17構(gòu)成為對AND電路14的輸出信號輸入 到測試電流驅(qū)動電路13之前的電路進(jìn)行接通斷開，但也可以構(gòu)成為 對從電源電路9向測試電流驅(qū)動電路13進(jìn)行電源供給的電路進(jìn)行接 通斷開。無論測試開關(guān)17為哪一種結(jié)構(gòu)，測試電流驅(qū)動電路13和AND電路14都可以成為低電壓結(jié)構(gòu)，也可以使用廉價的低壓用開關(guān) 作為測試開關(guān)17。
下面，說明漏電斷路器1的漏電測試動作。圖4示出對圖1所 示的結(jié)構(gòu)在三相交流電源的R相欠相的情況下的動作進(jìn)行說明的波 形圖，(a)表示輸入到正極側(cè)檢測器15中的電流，(b)表示輸入 到負(fù)極側(cè)檢測器16中的電流，(c)表示正極側(cè)檢測器15的輸出信 號，(d)表示負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信號，(e)表示AND電路 14的輸出信號，(f)表示從測試電流驅(qū)動電路13輸出的測試電流。
在R相欠相的情況下，向漏電斷路器1的控制電源供給成為主 電路4的S — T相的單柑電壓，向正極側(cè)檢測器15輸入的電流僅是 從主電路4的S相流向三相全波整流電路10的整流二極管D2的電 流，因而成為圖4 (a)所示的半波波形。另一方面，向負(fù)極側(cè)檢測 器16輸入的電流成為下述電流，該電流是從整流二極管D5流向主 電路4的S相的電流和從整流二極管D6流向主電路4的T相的電流 之和，因而成為圖4 (b)所示的單相全波整流波形。
因而，正極側(cè)檢測器15和負(fù)極側(cè)檢測器16各自的輸出信號成 為圖4的(c)和(d)所示的波形。AND電路14的輸出信號是正極 側(cè)檢測器15和負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出的邏輯與，因此如圖4 (e) 所示，其結(jié)果成為與正極側(cè)檢測器15的輸出信號相同。因而，從基 于AND電路14的輸出信號進(jìn)行開關(guān)動作的測試電流驅(qū)動電路13獲 得的測試電流，如圖4 (f)中實線所示成為占空比約為50%的半波 波形。
此外，圖4 (f)的波形表示下述情況下的測試電流，即利用測 試電流驅(qū)動電路13使僅由電源電路9降壓而并沒有進(jìn)行平滑的直流 控制電壓VS通斷的情況，但如果使直流控制電壓VS充分平滑，則 能夠使測試電流成為占空比約為50%的矩形波。
下面，說明主電路4的S相欠相的情況下的動作。圖5示出對 圖l所示的結(jié)構(gòu)在三相電源的S相欠相的情況下的動作進(jìn)行說明的 波形圖，(a)表示輸入到正極側(cè)檢測器15中的電流，(b)表示輸 入到負(fù)極側(cè)檢測器16中的電流，(c)表示正極側(cè)檢測器15的輸出
14信號，(d)表示負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信號，(e)表示AND電 路14的輸出信號，(f)表示從測試電流驅(qū)動電路13輸出的測試電 流。
在S相欠相的情況下，向漏電斷路器1的控制電源供給成為主 電路4的R—T相的單相電壓，向正極側(cè)檢測器15輸入的電流僅是 從R相流向整流二極管D1的電流，成為圖5 (a)所示的半波波形。 另一方面，向負(fù)極側(cè)檢測器16輸入的電流僅是從整流二極管D6流 向T相的電流，因而成為圖5 (b)所示的半波波形，與輸入到正極 側(cè)檢測器15的電流相同。因而，圖5的(c)和(d)所示的正極側(cè) 檢測器15和負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信號、以及圖5(e)所示的AND 電路14的輸出信號成為完全相同的波形，由此從測試電流驅(qū)動電路 13輸出的測試電流如圖5 (f)中實線所示，成為占空比約為50%的 半波波形。
下面，說明主電路4的T相欠相的情況下的動作。圖6示出對 圖1所示的結(jié)構(gòu)在三相電源的T相欠相的情況下的動作進(jìn)行說明的 波形圖，(a)表示輸入到正極側(cè)檢測器15中的電流，(b)表示輸 入到負(fù)極側(cè)檢測器16中的電流，(c)表示正極側(cè)檢測器15的輸出 信號，(d)表示負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信號，(e)表示AND電 路14的輸出信號，(f)表示從測試電流驅(qū)動電路13輸出的測試電 流。
在T相欠相的情況下，向漏電斷路器1的控制電源供給成為主 電路4的R—S相的單相電壓，向正極側(cè)檢測器15輸入的電流成為 下述電流，該電流是從R相流向整流二極管Dl的電流和從S相流向 整流二極管D2的電流之和，因而成為圖6 (a)所示的單相全波整流 波形。另一方面，向負(fù)極側(cè)檢測器16輸入的電流僅是從整流二極管 D5流向S相的電流，因而成為圖6 (b)所示的半波波形。上述電流 與將R相欠相時正極側(cè)檢測器15和負(fù)極側(cè)檢測器16的動作調(diào)轉(zhuǎn)的 情況下的電流相同，在T相欠相的情況下，從測試電流驅(qū)動電路13 輸出的測試電流如圖6 (f)中的實線所示，同樣成為占空比約為50% 的半波波形。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第1實施方式所涉及的漏電斷路器， 不僅在主電路中三相電源的全相通電的狀態(tài)下，而且即使在一相欠相 的狀態(tài)下也可以進(jìn)行測試動作，并且測試電流始終能夠得到頻率與主 電路中所通電的電源的頻率相同的占空比約為50%的波形。
第2實施方式.
圖7是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的漏電斷路器的電路 圖。圖7中，正極側(cè)檢測器15由光耦合器18、電阻19及齊納二極 管20構(gòu)成。光耦合器18在與電阻19串聯(lián)連接的基礎(chǔ)上，與齊納二 極管20并聯(lián)連接，而且，該光耦合器18插入在整流二極管D1、 D2 的負(fù)極和三相全波整流電路10的正極側(cè)輸出端子之間，其中，上述 整流二極管Dl、 D2構(gòu)成三相全波整流電路10的R相和S相的正極 側(cè)電橋臂。此外，負(fù)極側(cè)檢測器16由光耦合器21、電阻22及齊納 二極管23構(gòu)成。光耦合器21在與電阻22串聯(lián)連接的基礎(chǔ)上，與齊 納二極管23并聯(lián)連接，而且，該光耦合器21插入在整流二極管D5、 D6的正極和三相全波整流電路10的負(fù)極側(cè)輸出端子即地線之間 GND之間，其中，上述整流二極管D5、 D6構(gòu)成三相全波整流電路 10的S相和T相的負(fù)極側(cè)電橋臂。
光耦合器18的輸出側(cè)晶體管和光耦合器21的輸出側(cè)晶體管串 聯(lián)連接，經(jīng)由電阻24和測試開關(guān)17而連接在直流控制電壓VS和晶 體管25的基極之間。晶體管25的發(fā)射極經(jīng)由零相變流器6的三次繞 組6b而與地線GND連接，而且，集電極經(jīng)由電阻26而與直流控制 電壓VS連接，在晶體管25導(dǎo)通期間，三次繞組6b中流過由電阻26 設(shè)定的規(guī)定大小的測試電流，對三次繞組6b進(jìn)行勵磁。
在這里，晶體管25、電阻26這一電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成測試電流驅(qū)動電 路13。此外，正極側(cè)檢測器15、負(fù)極側(cè)檢測器16、電阻24和測試 電流驅(qū)動電路13、測試開關(guān)17構(gòu)成第2實施方式所涉及的漏電斷路 器1的測試電路。其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實施方式的漏電斷路器 1相同。
對于以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明的第2實施方式所涉及的漏電斷路器1，如果要檢測漏電的交流電路中發(fā)生漏電而使主電路流過漏電
電流，則從零相變流器6的二次繞組6a輸出檢測電流，并輸入到漏 電檢測電路7。漏電檢測電路7基于所輸入的檢測電流來檢測漏電的 發(fā)生，將由電源電路9降壓得到的直流控制電壓VS供給到跳閘裝置 8而使其動作。動作的跳閘裝置8使開關(guān)部5的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘，切斷 主電路4。
下面，說明漏電斷路器1的漏電測試動作。在構(gòu)成三相全波整 流電路10的各整流二極管D1 D6中流過由漏電檢測電路7等消耗 的消耗電流，當(dāng)在構(gòu)成三相全波整流電路IO的R相和S相正極側(cè)電 橋臂的整流二極管Dl、 D2中流過該消耗電流的期間，即整流二極管 Dl、 D2導(dǎo)通時，正極側(cè)檢測器15的光耦合器18的輸入側(cè)LED中 流過電流，其輸出側(cè)晶體管導(dǎo)通。
另一方面，對于負(fù)極側(cè)檢測器16的光耦合器21，在構(gòu)成三相全 波整流電路10的S相和T相負(fù)極側(cè)電橋臂的整流二極管D5、 D6導(dǎo) 通時，光耦合器21的輸入側(cè)LED中產(chǎn)生電流，其輸出側(cè)晶體管導(dǎo)通。 因而，各個光耦合器18、 21的輸出晶體管的斷開、導(dǎo)通的輸出狀態(tài) 表現(xiàn)為正極側(cè)檢測器15和負(fù)極側(cè)檢測器16的輸出信號的斷開、導(dǎo)通 的輸出狀態(tài)。在這里，電阻19和電阻22用于抑制光耦合器18、 21 的輸入側(cè)LED中流過的電流，在光耦合器18、 21的輸入側(cè)LED的 容許電流相對于電路的最大消耗電流足夠大的情況下，也可以省略。
此外，齊納二極管20、 23對光耦合器18、 21的輸入側(cè)LED的 反向偏置進(jìn)行抑制從而防止擊穿損壞，同時用于使電路的消耗電流繞 過電阻19和電阻22,能夠通過在不影響光耦合器18、 21的驅(qū)動的 范圍內(nèi)將齊納電壓設(shè)定得較低、即2 3V，從而抑制電壓下降，能夠 防止整流電路的損耗。
光耦合器18、 21各自的輸出側(cè)晶體管串聯(lián)連接，該串聯(lián)電路構(gòu) 成得到各個輸出側(cè)晶體管的輸出的與輸出的AND電路。因而，如果 使測試開關(guān)17成為接通狀態(tài)，則僅在光耦合器18、 21都處于導(dǎo)通期 間時，測試電流驅(qū)動電路13的晶體管25變?yōu)閷?dǎo)通，能夠利用來自電 源電路9的直流控制電壓VS經(jīng)由電阻26、晶體管25而使零相變流器6的三次繞組6b中流過測試電流。
漏電斷路器1的漏電測試的一系列動作與在第1實施方式中所 說明的圖3至圖6所示的動作完全相同。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第2實施方式所涉及的漏電斷路器， 能夠以較少的部件，此外，僅使用小型部件就可以構(gòu)成即使在一相欠
相時也可以動作的測試電路。此外，在三次繞組6b中流過的測試電
流比較小的情況下，通過使用變換效率良好的光耦合器作為光耦合器
18、 21，可以省略開關(guān)用晶體管25，利用光耦合器18、 21的輸出晶 體管直接對直流控制電壓VS進(jìn)行通斷，在這種情況下，能夠進(jìn)一步 減少部件數(shù)量。
第3實施方式.
圖8是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的漏電斷路器的電路 圖。圖8中，構(gòu)成三相全波整流電路10的R相和S相正極側(cè)電橋臂 的整流二極管D1、 D2各自的負(fù)極，與用于對該負(fù)極電壓進(jìn)行降壓的 電阻27連接，同時，與逆流阻止用二極管28的正極連接。逆流阻止 用二極管28的負(fù)極與構(gòu)成T相正極側(cè)電橋臂的整流二極管D3的負(fù) 極連接。
另一方面，構(gòu)成全波整流電路10的S相和T相負(fù)極側(cè)電橋臂的 整流二極管D5、 D6各自的正極，與由NPN型晶體管構(gòu)成的第1晶 體管29的發(fā)射極連接，該第1晶體管29的基極經(jīng)由電阻30而同時 與構(gòu)成R相負(fù)極側(cè)電橋臂的整流二極管D4的正極以及地線GND連 接。此外，為了不向第1晶體管29的基極、發(fā)射極之間施加反向偏 置，并為了限制第1晶體管29的基極電流，而在整流二極管D5、 D6的正極連接點和地線GND之間插入齊納二極管31。第1晶體管 29的集電極與由NPN型晶體管構(gòu)成的第2晶體管32的發(fā)射極連接， 其中，該第2晶體管32的基極與電阻27的一端連接。
第1晶體管29、齊納二極管31、電阻30相當(dāng)于第l和第2實 施方式中的負(fù)極側(cè)檢測器16。此外，電阻27、第2晶體管32相當(dāng)于 第l和第2實施方式中的正極側(cè)檢測器15。此外，第2晶體管32如后述，也作為AND電路起作用。
第2晶體管32的集電極經(jīng)由電阻33而與由PNP型晶體管構(gòu)成 的第3晶體管34的基極連接，電流放大后的第3晶體管34的集電極 電流經(jīng)由電阻35和測試開關(guān)17輸入到構(gòu)成測試電流驅(qū)動電路13的 晶體管25的基極。
逆流阻止用二極管28、齊納二極管31、 36、電阻27、 30、 33、 35、第1晶體管29、第2晶體管32、第3晶體管34和測試電流驅(qū)動 電路13，構(gòu)成第3實施方式所涉及的漏電斷路器1的測試電路。此 外，其他結(jié)構(gòu)與圖7的第2實施方式的漏電斷路器相同。
對于以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明的第3實施方式所涉及的漏電斷 路器1，如果要檢測漏電的交流電路中發(fā)生漏電而使主電路中流過漏 電電流，則從零相變流器6的二次繞組6a輸出檢測電流，輸入到漏 電檢測電路7。漏電檢測電路7基于所輸入的檢測電流來檢測漏電的 發(fā)生，將由電源電路9降壓得到的直流控制電壓VS供給到跳閘裝置 8并使其動作。動作的跳閘裝置8使開關(guān)部5的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘，切斷 主電路4。
下面，說明漏電斷路器1的漏電測試動作。構(gòu)成三相全波整流 電路10的正極側(cè)電橋臂的整流二極管D1、 D2的負(fù)極電壓，由電阻 27降壓而成為第2晶體管32的基極電流。在這里，整流二極管Dl、 D2的負(fù)極的電位比地線GND的電位高時，是整流二極管D1、 D2 中的任意一個整流二極管的正極電位比地線GND的電位高的狀態(tài)， 該期間與整流二極管Dl、 D2的任意一個處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間相等。 因而，僅在整流二極管D1或整流二極管D2處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間內(nèi) 向第2晶體管32供給基極電流。
另一方面，位于負(fù)極側(cè)的第1晶體管29,其發(fā)射極與整流二極 管D5、D6連接，基極經(jīng)由電阻30而與地線GND連接，因此當(dāng)整流 二極管D5或整流二極管D6中有電流流過時，流過第1晶體管29的 集電極電流。
在這里，由于第1晶體管29的集電極與第2晶體管32的發(fā)射 極連接，因此在第2晶體管32成為導(dǎo)通狀態(tài)時，處于第1晶體管29為導(dǎo)通狀態(tài)、并且供給來自電阻27的基極電流的期間，該期間是整
流二極管Dl或整流二極管D2處于導(dǎo)通狀態(tài)、并且整流二極管D5 或整流二極管D6處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間，與第1實施方式中所說明的 AND電路14的輸出、或第2實施方式中所說明的由光耦合器18、 21的輸出側(cè)晶體管構(gòu)成的AND電路的輸出相同。
第3晶體管34用于對第2晶體管32的集電極電流進(jìn)行放大， 同時，使波形成為完整的脈沖波形，通過將該第3晶體管34的輸出、 即其集電極電流輸入到測試電流驅(qū)動電路13，能夠得到與第1和第2 實施方式相同的測試電流。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的第3實施方式所涉及的漏電斷路器， 能夠利用以小信號動作的通用晶體管或電阻，構(gòu)成即使在一相欠相時 也可以動作的測試電路，電路占用空間與第2實施方式中使用光耦合 器的情況下相同，在高溫下使用時可以實現(xiàn)比光耦合器更加穩(wěn)定的動 作。
第4實施方式.
圖9是表示本發(fā)明的第4實施方式中的漏電斷路器的電路圖， 漏電斷路器1的測試電路構(gòu)成為，從構(gòu)成三相全波整流電路10的整 流二極管中任意2相的連接在地線側(cè)的整流二極管獲得主電路4的交 流成分。
圖9中，在構(gòu)成三相全波整流電路10的整流二極管中，作為任 意一相的T相的整流二極管D6與地線相連接的位置上，插入晶體管 29的基極，發(fā)射極和電阻30的串聯(lián)連接體，與該串聯(lián)連接體并聯(lián)連 接齊納二極管31。此外，在除上述任意一相之外的另外的任意一相、 即R相的整流二極管D4與地線相連接的位置上，插入晶體管37的 基極 發(fā)射極和電阻38的串聯(lián)連接體，與該串聯(lián)連接體并聯(lián)連接齊 納二極管39。
與上述T相整流二極管D6連接的晶體管29、電阻30和齊納二 極管31的結(jié)構(gòu)和動作，與上述第3實施方式中所示的第1晶體管29、 電阻30和齊納二極管31的結(jié)構(gòu)和動作類似，但與第3實施方式的情況的不同之處在于，晶體管29的基極*發(fā)射極和電阻30的串聯(lián)連接
體、及齊納二極管31僅與T相整流二極管D6連接，S相的整流二 極管D5直接與地線GND連接，與R相整流二極管D4連接的晶體 管37、電阻38和齊納二極管39的結(jié)構(gòu)和動作，也僅是所連接的相 有所不同，結(jié)構(gòu)和動作與晶體管29、電阻30和齊納二極管31的結(jié) 構(gòu)和動作相同。
晶體管37的集電極經(jīng)由電阻40和二極管42而與晶體管25的 基極連接。同樣地，晶體管29的集電極經(jīng)由電阻41和二極管43而 與晶體管25的基極連接，晶體管25與晶體管37和晶體管29的導(dǎo)通 動作聯(lián)動而變?yōu)閷?dǎo)通，經(jīng)由電阻26而使零相變流器6的三次繞組6b 中流過測試電流。
此外，晶體管37的集電極除了與電阻40連接之外，還與電阻 44連接，晶體管37的集電極電流還經(jīng)由電阻44流過基極與電阻45 串聯(lián)連接的PNP型晶體管46和電容器47。晶體管46的發(fā)射極與電 容器47的一端和晶體管25的發(fā)射極連接，并且還經(jīng)由測試開關(guān)17 而與直流控制電壓VS連接，此外，晶體管46的集電極與電阻41和 二極管43間的連接點連接。
晶體管25、 29、 37、 46、電阻26、 30、 38、 40、 41、 44、 45、 齊納二極管31、 39、 二極管42、 43、電容器47，構(gòu)成第4實施方式 所涉及的漏電斷路器1的測試電路。其他結(jié)構(gòu)與第1至第3實施方式 的漏電斷路器相同。
此外，圖9中，晶體管29、 37、電阻30、 38和齊納二極管31、 39配置在R相和T相的負(fù)極側(cè)電橋臂上，但配置上述元件的相可以 是負(fù)極側(cè)電橋臂的任意2相，并不限于圖9所示的配置。
對于以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明的第4實施方式所涉及的漏電斷 路器1，如果要檢測漏電的交流電路中發(fā)生漏電而使主電路中流過漏 電電流，則從零相變流器6的二次繞組6a輸出檢測電流，并輸入到 漏電檢測電路7。漏電檢測電路7基于所輸入的檢測電流來檢測漏電 的發(fā)生，將由電源電路9降壓得到的直流控制電壓VS供給到跳閘裝 置8并使其動作。動作的跳閘裝置8使開關(guān)部5的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘，切斷主電路4。
下面，說明第4實施方式中的漏電斷路器1的漏電測試的動作。 圖IO是表示正常通電狀態(tài)下的測試動作中各部分的波形的波形圖，
(a)表示整流二極管D4中流過的電流，(b)表示整流二極管D6 中流過的電流，(c)表示晶體管37的集電極電流，(d)表示晶體 管29的集電極電流，(e)表示電容器47的兩端電壓，(f)表示二 極管42中流過的電流，(g)表示二極管43中流過的電流，(h)表 示晶體管25的基極電流，(i)表示成為測試電流的晶體管25的集 電極電流。
圖10 (a)示出整流二極管D4中流過的電流，在輸入三相交流 電源的情況下，構(gòu)成三相全波整流電路10的整流二極管中分別流過 導(dǎo)通角為120。的電流。同樣地，圖10 (b)示出整流二極管D6中 流過的電流，其與圖10(a)所示的整流二極管D4中流過的電流具 有120°的相位差。
圖10 (c)示出與整流二極管D4連接的晶體管37的集電極電 流。晶體管37的發(fā)射極與整流二極管D4連接，基極經(jīng)由電阻38而 與地線GND連接，因此在整流二極管D4中有電流流過時，流過晶 體管37的集電極電流。由于晶體管37借助其放大率而以微弱的基極 電流進(jìn)行導(dǎo)通動作，因此晶體管37的集電極電流如圖10 (c)所示， 成為與整流二極管D4的導(dǎo)通同步的脈沖波形。
圖10 (d)示出與整流二極管D6連接的晶體管29的集電極電 流。晶體管29的發(fā)射極與整流二極管D6連接，基極經(jīng)由電阻30而 與地線GND連接，因此在整流二極管D6中有電流流過時，流過晶 體管29的集電極電流。由于晶體管29借助其放大率而以微弱的基極 電流進(jìn)行導(dǎo)通動作，因此晶體管29的集電極電流如圖10 (d)所示， 成為與整流二極管D6的導(dǎo)通同步的脈沖波形。
晶體管29的集電極電流經(jīng)由電阻41和二極管43而成為晶體管 25的基極電流，晶體管37的集電極電流經(jīng)由電阻40和二極管42而 成為流過晶體管25的基極的電流，同時，經(jīng)由電阻44流過基極與電 阻45串聯(lián)連接的晶體管46及電容器47，在使晶體管46導(dǎo)通的同時對電容器47進(jìn)行充電。
電容器47如圖10 (e)所示，在晶體管46處于導(dǎo)通狀態(tài)、即整 流二極管D4的導(dǎo)通期間內(nèi)充電，在晶體管46處于斷開狀態(tài)、即整 流二極管D4不導(dǎo)通的期間內(nèi)放電。該電容器47的充放電時間常數(shù) 由電容器47的靜電電容和電阻44、45的電阻值而設(shè)定為規(guī)定的時間 常數(shù)，在電容器47放電的期間內(nèi)，電容器47的電荷經(jīng)由電阻45成 為晶體管46的基極電流而放電，因此只要電容器47的兩端電壓不低 于圖10 (e)中虛線所示的晶體管46的基極，發(fā)射極電壓(約0.6V)， 就可以使晶體管46維持導(dǎo)通狀態(tài)。
由于晶體管46的集電極與電阻41和二極管43間的連接點連接， 因此在晶體管46處于導(dǎo)通狀態(tài)時，二極管43成為反向偏置狀態(tài)，晶 體管29的集電極電流不會流過二極管43，而是流過晶體管46的集 電極。因此，如圖10 (f)和(g)所示，如果晶體管37變?yōu)閷?dǎo)通狀 態(tài)，則在一定期間內(nèi)以抵消來自晶體管29的信號的方式動作，由此 僅在二極管42中流過信號，二極管43中沒有信號流過。
相對于晶體管25的基極，二極管42、 43成為二極管邏輯或， 因此晶體管25的基極電流如圖10 (h)所示，變得與二極管42中流 過的電流相同。因而，通過晶體管25的開關(guān)動作而得到的測試電流 如圖IO (i)中實線所示，成為與整流二極管D4的導(dǎo)通相位同步的 占空比約為33%的波形。
下面，說明在三相交流電源中發(fā)生欠相的狀態(tài)下漏電斷路器1 的漏電測試動作。圖11示出對圖9所示的結(jié)構(gòu)在三相交流電源的R 相欠相的情況下的動作進(jìn)行說明的波形圖，(a)表示整流二極管D4 中流過的電流，(b)表示整流二極管D6中流過的電流，(c)表示 晶體管37的集電極電流，(d)表示晶體管29的集電極電流，(e) 表示電容器47的兩端電壓，(f)表示二極管42中流過的電流，(g) 表示二極管43中流過的電流，(h)表示晶體管25的基極電流，(i) 表示成為測試電流的晶體管25的集電極電流。
在R相欠相的情況下，向漏電斷路器1的控制電源供給成為主 電路4的S-T相的單相電壓，整流二極管D4中如圖11 (a)所示沒有流過電流，整流二極管D6中如圖11 (b)所示流過半波波形的電
流。因而，晶體管37的集電極如圖11 (c)所示沒有電流流過，如 圖11 (d)所示僅流過晶體管29的集電極電流。
如上所述，沒有流過晶體管37的集電極電流，因此電容器47 的兩端電壓如圖11 (e)所示不會上升，由于晶體管46也保持?jǐn)嚅_ 狀態(tài)，因此二極管43側(cè)的信號不會被抵消，如圖11 (f)和(g)所 示，晶體管29的集電極電流經(jīng)由二極管43流過晶體管25的基極。 晶體管25的基極電流如圖11 (h)所示，與二極管43中流過的電流 相同。因而，通過晶體管25的開關(guān)動作得到的測試電流如圖11 (i) 中實線所示，成為與整流二極管D6的導(dǎo)通相位相同相位的占空比約 為50%的半波波形。
此外，圖ll (i)的波形表示利用晶體管25使僅由電源電路9 降壓而并沒有平滑的直流控制電壓VS通斷的情況下的測試電流，如 果使直流控制電壓VS充分平滑，則能夠使測試電流成為占空比約為 50%的矩形波。
下面，說明主電路4的S相欠相的狀態(tài)下的漏電測試動作。圖 12示出對圖9所示的結(jié)構(gòu)在三相電源的S相欠相的情況下的動作進(jìn) 行說明的波形圖，(a)表示整流二極管D4中流過的電流，(b)表 示整流二極管D6中流過的電流，(c)表示晶體管37的集電極電流， (d)表示晶體管29的集電極電流，(e)表示電容器47的兩端電壓， (f)表示二極管42中流過的電流，(g)表示二極管43中流過的電 流，(h)表示晶體管25的基極電流，(i)表示成為測試電流的晶 體管25的集電極電流。
在S相欠相的情況下，向漏電斷路器1的控制電源供給成為主 電路4的R-T相的單相電壓，整流二極管D4、 D6中如圖12 (a)和 (b)所示，分別流過半波波形的電流。因而，晶體管37、 29的集電 極電流如圖12 (c)和(d)所示，成為相反相位的脈沖交替出現(xiàn)的 電流波形。
通過使晶體管37中流過脈沖波形的集電極電流，由此電容器47 的兩端電壓也如圖12 (e)所示，成為重復(fù)進(jìn)行充放電的波形，通過使晶體管46維持導(dǎo)通狀態(tài)，如圖12 (f)和(g)所示，二極管43 側(cè)的信號被抵消，如圖12 (h)所示僅二極管42側(cè)的信號輸入到晶 體管25的基極。因而，通過晶體管25的開關(guān)動作得到的測試電流如 圖12 (i)中實線所示，成為與整流二極管D4的導(dǎo)通相位相同相位 的占空比約為50%的半波波形。
下面，說明主電路4的T相欠相的狀態(tài)下的漏電測試動作。圖 13示出對圖9所示的結(jié)構(gòu)在三相電源的T相欠相的情況下的動作進(jìn) 行說明的波形圖，(a)表示整流二極管D4中流過的電流，(b)表 示整流二極管D6中流過的電流，(c)表示晶體管37的集電極電流， (d)表示晶體管29的集電極電流，(e)表示電容器47的兩端電壓， (f)表示二極管42中流過的電流，(g)表示二極管43中流過的電 流，(h)表示晶體管25的基極電流，(i)表示成為測試電流的晶 體管25的集電極電流。
在T相欠相的情況下，向漏電斷路器1的控制電源供給成為主 電路4的R-S相的單相電壓，如圖13 (a)和(b)所示，整流二極 管D4中流過半波波形的電流，而整流二極管D6中沒有流過半波波 形的電流。因而，如圖13 (c)和(d)所示，僅流過晶體管37的集 電極電流，沒有流過晶體管29的集電極電流。
晶體管37中流過集電極電流，因此電容器47的兩端電壓如圖 13 (e)所示重復(fù)進(jìn)行充放電，晶體管46變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，將二極管 43側(cè)的信號抵消，而二極管43側(cè)、即晶體管29中原本就沒有流過 集電極電流，因此如圖13 (f)和(g)所示，僅晶體管37的集電極 電流如圖13 (h)所示，經(jīng)由二極管42流過晶體管25的基極。因而， 通過晶體管25的開關(guān)動作得到的測試電流如圖13 (i)中的實線所 示，成為與整流二極管D4的導(dǎo)通相位相同相位的占空比約為50%的 半波波形。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第4實施方式所涉及的漏電斷路器， 由于對于構(gòu)成測試電路的全部部件，都可以抑制為小于或等于直流控 制電壓VS的低電壓，而且能夠使用小信號的部件，因此可以減小電 路占用的空間。此外，在三相交流電路中沒有欠相的正常狀態(tài)下，測試電流的
占空比減小為約33%，但即使占空比變?yōu)榧s33%，對漏電檢測電路7
的漏電檢測也基本沒有影響，相反，由于占空比的減小，相應(yīng)地可以
抑制測試電流的消耗能量，因而可以減小構(gòu)成電源電路9和測試電路
的部件的容量。
第5實施方式.
在第1實施方式至第4實施方式中示出了即使在三相交流電源 的一相欠相的情況下，也可以進(jìn)行漏電測試動作的漏電斷路器，但在 1相欠相的狀態(tài)下能夠進(jìn)行漏電測試動作的功能并不是必須的，隨著 情況的不同，作為判斷欠相事故的方法，也可以考慮進(jìn)行漏電斷路器 的測試動作。
圖14示出本發(fā)明的第5實施方式中的漏電斷路器，漏電斷路器 1的測試電路構(gòu)成為僅從三相交流電源中規(guī)定的1相、即T相獲得主 電路4的交流成分。圖14中，在構(gòu)成三相全波整流電路10的整流二 極管中，規(guī)定的一相即T相的整流二極管D6與地線相連接的位置上， 插入晶體管29的基極，發(fā)射極和電阻30的串聯(lián)連接體，與該串聯(lián)連 接體并聯(lián)連接齊納二極管31。
上述晶體管29、電阻30和齊納二極管31的結(jié)構(gòu)和動作，與第 4實施方式中示出的第1晶體管29、電阻30、齊納二極管31的結(jié)構(gòu) 和動作相同。與第4實施方式的不同點在于，沒有對整流二極管D4 的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行檢測的電路，僅對整流二極管D6的導(dǎo)通進(jìn)行檢測。
晶體管29的集電極經(jīng)由電阻33而與晶體管34的基極連接，晶 體管34與晶體管29的導(dǎo)通動作聯(lián)動而變?yōu)閷?dǎo)通，經(jīng)由電阻26使零 相變流器6的三次繞組6b中流過測試電流。齊納二極管31、電阻26、 30、 33、晶體管29、 34構(gòu)成第5實施方式所涉及的漏電斷路器1的 測試電路。其他結(jié)構(gòu)與第1至第4實施方式的漏電斷路器相同。
對于以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明的第5實施方式的漏電斷路器1， 如果要檢測漏電的交流電路中發(fā)生漏電而使主電路中流過漏電電流， 則從零相變流器6的二次繞組6a輸出檢測電流，輸入到漏電檢測電路7。漏電檢測電路7基于所輸入的檢測電流來檢測漏電的發(fā)生，將
通過電源電路9降壓得到的直流控制電壓VS供給到跳閘裝置8并使 其動作。動作的跳閘裝置8使開關(guān)部5的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘，切斷主電路 4。
在以上述方式構(gòu)成的測試電路中，僅在整流二極管D6中流過電 流的期間內(nèi)晶體管29變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管34在晶體管29導(dǎo)通時變?yōu)?導(dǎo)通。這樣，晶體管34與晶體管29的導(dǎo)通、斷開動作同步地進(jìn)行導(dǎo) 通、斷開動作，使來自電源電路9的直流控制電壓VS通斷，以產(chǎn)生 測試電流。因而，在主電路4中供給有三相交流電源的狀態(tài)下的測試 電流與上述圖10 (i)中所示的波形相同，能夠得到占空比約為33% 的測試電流。另外，在R相或S相欠相的狀態(tài)下的測試電流，能夠 得到分別與圖11 (i)和圖12 (i)相同的占空比為50%的測試電流。 此外，在T相欠相的情況下，當(dāng)然無法產(chǎn)生測試電流。
此外，在圖14中，省略與圖8所示的第3實施方式的測試電流 驅(qū)動電路13相當(dāng)?shù)牟糠?，而?gòu)成為利用晶體管34直接驅(qū)動測試電流， 這是因為與第3實施方式的情況相比，晶體管29的集電極電流能夠 設(shè)定得較大，由此能夠充分確保晶體管34的基極電流，如果能夠使 用容許集電極電流和放大率高的晶體管29，則也可以利用晶體管29 直接驅(qū)動測試電流。
另外，在圖14中，測試開關(guān)17設(shè)置在從電源電路9的輸出端 子到晶體管34的電源供給線上，但除此之外，在從晶體管29到零相 變流器6的三次繞組6b之間設(shè)置在可以使測試用信號接通斷開的部 位等，當(dāng)然也可以作為測試開關(guān)起作用。
這樣，根據(jù)圖9所示的第5實施方式的漏電斷路器，測試電路 在三相電源中連接有測試電路的特定一相欠相的情況下無法進(jìn)行測 試動作，但能夠針對測試電路的全部部件抑制為小于或等于直流控制 電壓VS，而且能夠使用小信號的部件，因此與目前通常在測試電路 中采用的從主電路的相間經(jīng)由供電用電阻獲得測試電流的方式相比， 電路占用空間減小。另外，對于需要大于或等于主電路電壓的絕緣耐 壓的測試開關(guān)，也可以使用小信號、低電壓的廉價通用開關(guān)，因此在小型化的同時可以降低成本。
另外，第4實施方式所涉及的漏電斷路器也可以應(yīng)用于單相用 漏電斷路器中，但在此情況下，在一相欠相的情況下，漏電斷路器本 身會喪失功能，因此僅從一相獲得測試信號的本第5實施方式所涉及 的漏電斷路器的方式是合理的，可以期待具有很高的效果。
第6實施方式.
圖15是表示本發(fā)明的第6實施方式中的漏電斷路器的電路圖。 在圖15中，平滑電容器48對下述控制電源進(jìn)行平滑化，并兼作輔助 用電容器，以更可靠地進(jìn)行跳閘裝置8的初始驅(qū)動，其中，該控制電 源是從來自電源電路9的直流控制電壓VS經(jīng)由二極管49而向漏電 檢測電路7供給的。另外，測試電流驅(qū)動電路13的控制電源是從二 極管49的正極側(cè)、即控制電源端子側(cè)進(jìn)行供給的。
利用以上結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生測試電流所需的電能僅由電源電路9的直 流控制電壓VS供給，平滑電容器48的電荷不會被測試電流的產(chǎn)生 所消耗，因此能夠?qū)崿F(xiàn)漏電檢測電路7和跳閘裝置8的穩(wěn)定動作。另 外，在使沒有平滑化的控制電源通斷的情況下，測試電流波形獲得將 主電路電壓進(jìn)行半波整流這樣的波形，與此相對，在使平滑化后的控 制電源通斷的情況下，測試電流波形接近矩形波。作為測試功能，無 論是哪一種波形都可以，但使沒有平滑化的控制電源通斷的方法會較 多地殘留有原來的主電路電壓的頻率成分，因此對于測試電路的電 能，優(yōu)選如本第6實施方式這樣利用平滑化之前的直流控制電壓VS 進(jìn)行供給。
此外，在圖15中，NOT電路50的一端與漏電檢測電路7的輸 出側(cè)連接，另一端與延時電路51的一端連接。延時電路51的另一端 與AND電路14的一個輸入端連接。延時電路51構(gòu)成為僅在上升沿 使輸出延遲規(guī)定的時間。單脈沖電路52構(gòu)成為，即使持續(xù)對測試開 關(guān)17進(jìn)行導(dǎo)通操作，也僅在操作的瞬間產(chǎn)生輸出，如果沒有暫時將 測試開關(guān)17置為斷開，或者沒有經(jīng)過充分的間歇時間，則不會恢復(fù) 到初始狀態(tài)。正極側(cè)檢測器15、負(fù)極側(cè)檢測器16、 AND電路14、延時電路 51、 NOT電路50、測試電流驅(qū)動電路13、單脈沖電路52和測試開 關(guān)17等，構(gòu)成第6實施方式中的漏電斷路器1的測試電路。此外， 其他結(jié)構(gòu)與第1實施方式所涉及的漏電斷路器相同。
對于以上述方式構(gòu)成的本發(fā)明的第6實施方式所涉及的漏電斷 路器1，如果要檢測漏電的交流電路中發(fā)生漏電而使主電路中流過漏 電電流，則從零相變流器6的二次繞組6a輸出檢測電流，輸入到漏 電檢測電路7。漏電檢測電路7基于所輸入的檢測電流來檢測漏電的 發(fā)生，將通過電源電路9降壓得到的直流控制電壓VS供給到跳閘裝 置8并使其動作。動作的跳閘裝置8使開關(guān)部5的開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘，切 斷主電路4。
下面，說明漏電檢測電路7檢測測試電流并利用其輸出開始驅(qū) 動跳閘裝置8后的測試電路的動作。漏電檢測電路7的輸出被發(fā)送到 跳閘裝置8，同時，經(jīng)由NOT電路50和延時電路51發(fā)送到AND電 路14的輸入。NOT電路50單純進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)，在漏電檢測電路7 沒有輸出的狀態(tài)、即普通狀態(tài)下，NOT電路50的輸出為高電平，AND 電路14變?yōu)榧せ顮顟B(tài)。反之，在因測試動作或發(fā)生了漏電事故而由 漏電檢測電路7檢測到漏電并處于輸出狀態(tài)的情況下，NOT電路50 的輸出變?yōu)榈碗娖?，無論其他的輸入狀態(tài)如何，AND電路14都變?yōu)?無輸出，因此，即使在該狀態(tài)下使測試按鈕17成為接通狀態(tài)，也不 會產(chǎn)生測試電流。
另外，延時電路51是僅在上升沿使輸出延遲規(guī)定時間的電路， 僅在NOT電路50的輸出從低電平變?yōu)楦唠娖綍r、即漏電檢測電路7 從輸出狀態(tài)恢復(fù)為普通狀態(tài)時，使定時延時后再將信號發(fā)送到AND 電路14的輸入，因此在漏電檢測電路7產(chǎn)生輸出后的規(guī)定時間內(nèi)， 測試動作的功能停止。
通常，在將漏電斷路器1的電源側(cè)和負(fù)載側(cè)反向連接的狀態(tài)(通 常被稱為電源負(fù)載的逆連接的狀態(tài))下，漏電斷路器1動作后仍然繼 續(xù)進(jìn)行控制電源的供給，因此即使漏電檢測電路7的輸出是單脈沖輸 出的電路，在測試開關(guān)7持續(xù)接通的情況下，也有可能通過重復(fù)進(jìn)行漏電檢測和跳閘而使跳閘裝置8和電源電路9燒毀，但根據(jù)第6實施 方式所涉及的漏電斷路器，通過設(shè)置延時電路51，可以使測試功能
的恢復(fù)延遲，其結(jié)果使間歇時間比跳閘裝置8的勵磁時間長，能夠防 止跳閘裝置8和電源電路9的燒毀。
延時電路51如上所述，用于防止在電源負(fù)載逆連接時測試開關(guān) 7持續(xù)接通的情況下跳閘裝置8和電源電路9的燒毀，但如果將延遲 時間設(shè)定得較長，則也有可能發(fā)生由于暫時的短時間測試操作的重復(fù) 而導(dǎo)致無法進(jìn)行測試動作這樣的故障，有時難以可靠地防止燒毀。
在這里，由于即使該測試開關(guān)7持續(xù)地進(jìn)行接通操作，單脈沖 電路52也僅在進(jìn)行接通操作的瞬間產(chǎn)生輸出，所以如果沒有暫時將 測試開關(guān)7斷開，或者沒有經(jīng)過充分的間歇時間，則不會恢復(fù)到初始 狀態(tài)，通過使測試開關(guān)7的信號通過單脈沖電路52，測試動作僅成 為剛剛對測試開關(guān)7進(jìn)行了接通操作后的這一次，即使在將測試開關(guān) 7置為接通不變的狀態(tài)下，也能夠以足夠的間隔重復(fù)進(jìn)行，可以可靠 地防止跳閘裝置8和電源電路9的燒毀。
根據(jù)上述本發(fā)明的第6實施方式所涉及的漏電斷路器，可以防 止電源負(fù)載逆連接時測試開關(guān)7持續(xù)接通的情況下跳閘裝置8和電源 電路9的燒毀，而且即使在將測試開關(guān)7置為接通不變的狀態(tài)下，也 可以可靠地防止跳閘裝置8和電源電路9的燒毀。
此外，在第1至第5實施方式中，也可以與第6實施方式的情 況同樣地，具有使電源電路的輸出平滑化的平滑電容器，并與上述平 滑電容器串聯(lián)連接二極管，以使上述測試操作時上述平滑電容器的電 荷不會作為上述測試電流而被消耗。
另外，在第1至第5實施方式中，也可以與第6實施方式的情 況同樣地，構(gòu)成為在基于漏電檢測電路的輸出而驅(qū)動跳閘裝置的期間 內(nèi)，使測試電路產(chǎn)生測試電流的功能停止，并且也可以與第6實施方 式的情況同樣地，在驅(qū)動跳閘裝置后，測試電路被停止的功能的恢復(fù) 延遲規(guī)定時間。
此外，在第1至第5實施方式中，也可以與第6實施方式的情 況同樣地，使測試電路具有單脈沖電路，其使得在測試操作時僅在規(guī)定時間內(nèi)產(chǎn)生測試電流。
權(quán)利要求
1.一種漏電斷路器，其特征在于，具有主電路，其與交流電路連接；開關(guān)部，其使上述主電路接通斷開；零相變流器，其具有二次繞組和三次繞組，該二次繞組基于上述主電路中流過的漏電電流而生成輸出電流，該三次繞組在施加有測試電流時使上述二次繞組中產(chǎn)生輸出電流；測試電路，其在測試操作時向上述三次繞組供給上述測試電流；漏電檢測電路，其基于上述零相變流器的二次繞組的輸出電流而生成輸出信號；跳閘裝置，其基于上述漏電檢測電路的輸出信號而被驅(qū)動，使上述開關(guān)部跳閘，從而切斷上述主電路；電源電路，其向上述漏電檢測電路和上述跳閘裝置供給電力；以及全波整流電路，其由橋接的多個整流二極管構(gòu)成，對施加在上述主電路上的交流電壓進(jìn)行全波整流而輸出直流電壓，上述電源電路接受從上述全波整流電路輸出的上述直流電壓的供給，并將所生成的規(guī)定的直流控制電壓供給到上述漏電檢測電路和上述跳閘裝置，上述測試電路通過對構(gòu)成上述全波整流電路的上述多個整流二極管中的至少一個整流二極管的通電電流或施加電壓進(jìn)行檢測，而生成相位與上述主電路中流過的交流電流的相位同步的電流，將所生成的電流作為上述測試電流供給到上述三次繞組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電斷路器，其特征在于，上述主電路由被施加三相交流電壓的三相電路構(gòu)成，上述全波整流電路由三相全波整流電路構(gòu)成，上述測試電路具有正極側(cè)檢測器，其對下述2個整流二極管的通電進(jìn)行檢測，這2個整流二極管是構(gòu)成上述三相全波整流電路的正極側(cè)電橋臂的多個整流二極管中分別與任意2相連接的2個整流二極管；負(fù)極側(cè)檢測器，其對下述2個整流二極管的通電進(jìn)行檢測，這2個整流二極管是構(gòu)成上述三相全波整流電路的負(fù)極側(cè)電橋臂的多個整流二極管中，分別與除了上述任意2相之外的一相、和上述任意2相中的某一相連接的2個整流二極管；以及測試電流驅(qū)動電路，其與上述正極側(cè)檢測器和上述負(fù)極側(cè)檢測器同時檢測出上述通電時、以及除此之外時同步，使上述直流控制電壓通斷，由此生成上述測試電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的漏電斷路器，其特征在于，上述正極側(cè)檢測器和上述負(fù)極側(cè)檢測器分別由光耦合器構(gòu)成，該光耦合器具有在上述整流二極管通電時導(dǎo)通狀態(tài)變化的開關(guān)元件，上述測試電流驅(qū)動電路基于驅(qū)動信號，使上述直流控制電壓通斷，上述驅(qū)動信號是經(jīng)由將上述各個光耦合器的開關(guān)元件串聯(lián)連接而成的電路輸入的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的漏電斷路器，其特征在于，上述負(fù)極側(cè)檢測器具有第1晶體管，其在下述2個整流二極管的通電電流的至少一部分作為基極電流而供給時導(dǎo)通，這2個整流二極管是構(gòu)成上述三相全波整流電路的負(fù)極側(cè)電橋臂的多個整流二極管中與任意2相連接的2個整流二極管，上述正極側(cè)檢測器具有第2晶體管，其在基于施加在下述2個整流二極管上的電壓而被供給基極電流、并且上述第1晶體管導(dǎo)通時導(dǎo)通，這2個整流二極管是構(gòu)成上述三相全波整流電路的正極側(cè)電橋臂的多個整流二極管中，與除了上述任意2相之外的一相、和上述任意2相中的某一相連接的2個整流二極管，上述測試電流驅(qū)動電路基于上述第2晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)，使上述直流控制電壓通斷，由此生成上述測試電流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的漏電斷路器，其特征在于，上述測試電路具有晶體管，它們分別在下述2個整流二極管各自的通電電流的至少一部分作為基極電流而供給時導(dǎo)通，這2個整流二極管是構(gòu)成上述全波整流電路的負(fù)極側(cè)電橋臂的多個整流二極管中與任意2相連接的2個整流二極管；以及測試電流驅(qū)動電路，其基于上述各個晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)，使上述直流控制電壓通斷，由此生成上述測試電流，同時，當(dāng)上述2個整流二極管中的某一個整流二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)時，在規(guī)定時間內(nèi)對代表另一個整流二極管的導(dǎo)通狀態(tài)的信號進(jìn)行抑制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電斷路器，其特征在于，上述測試電路具有檢測電路，其對構(gòu)成上述全波整流電路的負(fù)極側(cè)電橋臂的多個整流二極管中的某1個整流二極管的通電進(jìn)行檢測而生成輸出信號，該測試電路基于由上述檢測電路產(chǎn)生的輸出信號，使由上述電源電路產(chǎn)生的上述直流控制電壓通斷，由此生成上述測試電流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的漏電斷路器，其特征在于，上述檢測電路具有晶體管，其基極和發(fā)射極串聯(lián)插入到構(gòu)成上述全波整流電路的某一個負(fù)極側(cè)電橋臂的整流二極管和上述全波整流電路的負(fù)極側(cè)輸出端子之間，將上述整流二極管的通電電流中的至少一部分作為基極電流而被驅(qū)動，上述檢測電路將上述晶體管的集電極電流作為上述輸出信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的漏電斷路器，其特征在于，上述電源電路將由上述全波整流電路輸出的直流電壓降壓至規(guī)定電壓而獲得的直流電壓，作為上述直流控制電壓而供給到上述漏電檢測電路和上述跳閘裝置，上述測試電路使上述直流控制電壓通斷，從而生成上述測試電流。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的漏電斷路器，其特征在于，具有-平滑電容器，其使由于上述直流控制電壓的供給而流過上述漏電檢測電路和上述跳閘裝置的電流平滑化；以及二極管，其阻止在上述測試操作時上述平滑電容器的電荷作為上述測試電流而被消耗。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的漏電斷路器，其特征在于，在基于上述漏電檢測電路的輸出而對上述跳閘裝置進(jìn)行驅(qū)動的期間，停止上述測試電路的上述測試電流生成功能。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的漏電斷路器，其特征在于，在驅(qū)動上述跳間裝置后，使上述測試電路的上述被停止的測試電流生成功能的恢復(fù)延遲規(guī)定時間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的漏電斷路器，其特征在于，上述測試電路具有單脈沖電路，其使得在上述測試操作時僅在規(guī)定時間內(nèi)生成上述測試電流。
全文摘要
本發(fā)明獲得一種漏電斷路器，其能夠向漏電檢測電路和跳閘裝置供給穩(wěn)定的電源，同時，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的測試動作。該漏電斷路器中設(shè)置有全波整流電路，其由用于對主電路的交流電壓進(jìn)行整流的整流二極管橋接而成；電源電路，其將該全波整流電路的輸出進(jìn)行降壓后供給到漏電檢測電路和跳閘裝置；測試電路，其通過對全波整流電路的多個整流二極管中的至少一個整流二極管的通電電流或施加電壓進(jìn)行檢測，而生成相位與主電路中流過的交流電流的相位同步的測試電流，并供給到零相變流器的三次繞組。
文檔編號H02H3/32GK101540249SQ20081014753
公開日2009年9月23日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者佐藤和志, 塚本龍幸, 神谷慎太郎, 金山健志 申請人:三菱電機(jī)株式會社