专利名称：防电故障的保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及防电故障的保护装置，它包括-测量故障电流的测量装置；-与该测量装置连接的处理装置；-一与该处理装置和一电源线连接的促动器，以导致电触点的断开；以及-与该促动器连接，限制电压浪涌的限制装置。
已知的诸保护装置包括一使电触点断开的促动器，以便当检测到故障而中断电流。一般而言，该促动器包括一连接在一电源线与一磁芯之间的绕组，该磁芯布置在所述绕组的轴线中。一电子处理电路通过监控一绕组中的电流而控制该促动器。于是，当一控制电流在该绕组中流动时，所述的磁芯便会移动。
由于该绕组与一电源线连接，故它的抗电干扰性必须特别地好。所谓的电干扰特别是意味着瞬时的浪涌(冲击性过电压)。人们已知，为限制浪涌，可采用特殊的零部件。这些零部件大体上是压敏电阻、限幅二极管或雪崩效应二极管。然而，要使这些零部件真正有效，必须与其它诸如串联电阻或其它电流限制零部件等相联合。这些零部件的联合与在电保护装置中一般能获得的小体积不相容(装不下这么多零部件)。
此外，该保护装置的诸促动器要在相当宽的电压范围内工作。这些零部件的联合也会限制这一工作范围，并会降低该装置的性能。
所采用的浪涌限制器非常靠近采用所述促动器阻抗的电子处理电路，从而限制了它们所用零部件的尺寸。无论如何，在发生电压浪涌期间，流进该绕组的干扰电流会引起所述磁芯的移动，并会使触点断开。
于是，本发明的目的提供一种抗电干扰强和具有较小体积的防电故障保护装置。
在本发明的一装置中，上述促动器包括一连接在所述电源线与一公共输出之间的第一绕组，该公共输出与所述的电压浪涌限制装置连接；以及一连接在该公共输出与所述的处理装置之间的第二绕组。
在一个最佳实施例中，所述的第一绕组在由一绝缘屏蔽分开的二个零件中获得。
有利的是，该促动器包括一当它处于非激活位置时，大体上位于第一绕组中的可动磁芯。
作为最佳实施例，第一绕组和第二绕组具有相同匝数。
作为最佳实施例，第一绕组和第二绕组的匝数等于或小于700。
在一特定实施例中，所述的处理装置包括这样一个零部件，当通过该零部件的电流为零时，它切换到断开位置，该处理装置还包括触发装置，发生电故障后，它提供一控制信号(不储存)，以触发所述的零部件接通，所述的促动器与一交流电源线连接。
有利的是，该促动器可与电触点的上游线或下游线的一电源线连接。
作为最佳实施例，该处理单元包括在一差动故障电流上的触发装置。
在一特定实施例中，所述的处理单元包括根据电源线的电压而触发的触发装置。
作为最佳实施例，根据电源线的电压而触发的触发装置包括一借助于与所述促动器的一绕组连接的继电器而工作的机械指示器。
其它优点和特征将通过以下对仅作为非限制性的并表现在附图中的本发明的实施例的描述变得显而易见，其中
图1为一已知类型的保护装置简图；图2为本发明第一实施例的保护装置简图；图3为本发明第二实施例的保护装置简图；图4为本发明一实施例的促动器简图；图5为图4促动器的立体图；图6和图7为图4促动器的一支承的视图；图8为本发明第三实施例保护装置简图。
图1所示的已知保护装置包括在一配电系统中，用来中断电流的触点1。触点由可被一促动器3促动的一机构2进行控制。一处理单元4接收由一传感器5提供的、代表电流的一信号。在该图中，该传感器5是一测量差动电流的线圈。该促动器3包括一绕组6，它连接在一电源线7的导线与所述处理单元4的第一输出之间。该电源线的第二导线与该处理单元4的第二输出连接。于是，该处理单元4由电源线通过该促动器的绕组来供电。
当所述的传感器5检测到一差动故障电流时，该处理单元4指令该促动器3的绕组6中电流的流动，促动器移动一磁芯9。该磁芯9指令所述机构2触发，从而，断开所述的触点1。
在该图中，所述的处理单元包括一电子处理电路14，它处理由该传感器5提供的信号，并控制一连接在该处理单元的第一输出与第二输出之间的闸流晶体管16。该电路14的电源由一电源电路15来提供，该电源电路15的输出与该处理单元的输入连接。该电源电路一般包括一电压降低装置和一整流电路。由于该电源电路与所述的促动器串联连接，故由所述的电源电路吸收的电流很小，不致引起触发。
为了防止电压浪涌形式的电干扰干扰该处理单元的工作，一压敏电阻8连接在所述电源电路4的第一输出与第二输出之间。然而，根据该图，一干扰产生足以移动所述的磁芯的电流流动，并指令所述触点的断开。
根据本发明一实施例的装置中，该促动器包括两个串联连接的绕组，并包括一公共输出，或，该促动器包括一具有一中间抽头的绕组。该公共输出或中间抽头与浪涌限制装置连接。
本发明第一实施例的装置表示在图2中。在该图中，所述的促动器包括连接在电源线7的第一导体与公共输出11之间的第一绕组10以及连接在所述公共输出11与所述处理单元4的输出之间的第二绕组12。所述的压敏电阻8连接在所述的公共输出11与电源线7的第二导体之间。
在该实施例中，由于第一绕组的阻抗限制干扰电流，故所述的压敏电阻8的尺寸可作得较小。于是，对于瞬时干扰，第一绕组与压敏电阻8串联连接，第一绕组限制压敏电阻8中的电流，而压敏电阻8限制施加到所述处理单元4上的电压。仅仅在第一绕组中流动的电流不能感应出足够的电磁力来移动促动器的磁芯。当所述的处理单元允许一触发电流在两绕组中流动时，与第一绕组串联的第二绕组感应出足够的力指令促动器的磁芯移动。
根据本发明第二实施例的装置表示在图3中，在该图中，所述的处理单元具有第一输出，该第一输出将所述的闸流晶体管16与第二绕组12连接，该处理单元还包括第三输出，它将电源电路15连接到所述的压敏电阻8和连接到促动器的公共输出11。由一电容和一电阻形成的阻抗17在所述的压敏电阻8与电源电路15之间产生电压降。这一阻抗17也可集成在所述的处理单元中，或形成为电源电路的一部分。
该促动器的详图表示在图4中。在该图中，第一绕组分为由一绝缘屏蔽13分开的两部分10a和10b。这一布置，当干扰呈现为例如数千伏电压的高电压浪涌时，可防止绕组匝之间的电弧。
此外，当电干扰强烈时，第一绕组可在第二绕组中感应出电磁干扰。于是，在第二绕组中产生的电压可能会干扰所述的处理单元4。为了防止从第一绕组发生的感应进入到第二绕组，该促动器的可动磁芯应这样布置当该促动器处于非激活位置时，该磁芯大体上位于第一绕组中。
图4促动器的透视表示在图5中。在该图中，该促动器包括一支承18。一促动器的一支承18的视图表示在图6和图7中。
为了优化该促动器的制造，该第一绕组和第二绕组最好大体上具有相同匝数。较为有利的是，各绕组的匝数等于或小于700。
该促动器与一交流电源连接，较为有利的，该处理单元包括促动器的一控制部件，当通过该部件的电流为零时，它切换到断开位置，还包括触发装置，在电故障发生后，该触发装置无储存地提供一控制信号，以触发所述控制部件的接通。所述的控制部件最好为一闸流晶体管16，它使主半波通过，而一旦当半波改变符号时，则截止不通。于是，只要电故障在触发后被清除，该控制部件的接通及该促动器中电流的流动不会持续长于一个随后的周期。该无存储的触发装置例如可为集成在该处理电路14中的比较器。
该促动器可从二电触点的上游线与电源线连接，或从电触点的下游线与电源线连接，如图2和图3所示。
在表示在图8中的本发明第三实施例中，该电源线7位于与所述传感器5同一侧的触点1的下游线上。在该实施例中，所述的处理单元4包括一电压浪涌的触发装置19。该装置包括一操作一机械指示器的双稳态型继电器20。该继电器20与第二控制闸流晶体管串联连接，由继电器20和闸流晶体管21形成的总成连接在所述的处理单元的第一输出与第二输出之间，也即，并联在第一闸流晶体管16上。为了检测电压浪涌，该闸流晶体管21由包括电阻22和23的一分压器桥和门限二极管24来控制，该分压器桥连接在所述闸流晶体管21的阳极与阴极之间，所述的门限二极管24连接在所述分压器桥的公共点与该闸流晶体管的触发极之间。一与该闸流晶体管21的触发极连接的滤波器25使短期的干扰滤掉。
在该实施例中，所述的触发装置19由压敏电阻8和促动器3的绕组10和12给于保护。
在上述诸装置中，所述的处理单元包括差动电流和或电源电压浪涌的触发电路。当然，本发明可涉及其它触发或指示功能，例如，对中线断开的触发，或对外部断开指令的触发，或其它作用在该促动器上的诸功能。
根据本发明诸实施例的诸电故障保护装置体现在特殊的差动电路断路器、差动开关、或包括促动器的继电器中。
权利要求
1．一种防电故障的保护装置包括测量故障电流的测量装置(5)；与所述的测量装置连接的处理装置(4)；一与所述的处理装置(4)和电源线(7)连接的促动器(3)，以导致二触点(1)的断开；以及，与所述的促动器(3)连接，限制电压浪涌的限制装置(8)，其特征在于，所述的促动器(3)包括一连接在所述电源线(7)与一公共输出(11)之间的第一绕组(10、10a、10b)，该公共输出(11)与所述的电压浪涌限制装置(8)连接；以及，一连接在该公共输出(11)与所述的处理装置(4)之间的第二绕组(12)。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第一绕组(10)由一绝缘屏蔽(13)分开的二个零件(10a、10b)获得。
3．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的促动器包括一当该促动器处于非激活位置时大体上位于第一绕组(10、10a、10b)中的可动磁芯(9)。
4．根据权利要求1～3任一个所述的装置，其特征在于，所述的第一绕组(10)和第二绕组(12)大体上具有相同的匝数。
5．根据权利要求1～4任一个所述的装置，其特征在于，所述的第一绕组和第二绕组的匝数等于或小于700。
6．根据权利要求1～5任一个所述的装置，其特征在于，所述的处理装置(4)包括一个零部件(16)，当通过该零部件的电流为零时，它切换到所述的断开位置，还包括触发装置(14)，发生电故障后，它提供一控制信号，不储存地触发接通所述的零部件，所述的促动器与一交流电源线(7)连接。
7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的促动器(3)可与所述电触点(1)的上游线或下游线的一电源线(7)连接。
8．根据权利要求1～7任一个所述的装置，其特征在于，所述的处理单元包括一差动故障电流的触发装置(14、5、16)。
9．根据权利要求1～8任一个所述的装置，其特征在于，所述的处理单元包括根据电源线(7)的电压而触发的触发装置(19、20～25)。
10．根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的根据电源线(7)的电压而触发的装置(19)包括一由一继电器(20)控制的机械指示器，该继电器(20)与所述促动器的一绕组连接。
全文摘要
一种防电故障的保护装置包括测量故障电流的测量装置(5);与该测量装置连接的处理装置(4);与该处理装置和一电源线(7)连接以使二触点断开的促动器(3);以及,与该促动器连接、限制电压浪涌的装置。在该装置中,该促动器包括第一绕组(10)和第二绕组(12),第一绕组连接在所述的电源线与一公共输出(11)之间,该公共输出(11)与所述的电压浪涌限制装置连接,第二绕组连接在所述公共输出与所述的处理装置之间。
文档编号H02H3/33GK1301074SQ0013741
公开日2001年6月27日 申请日期2000年12月22日 优先权日1999年12月22日
发明者帕特里克·布兰克, 弗兰克·方塔纳, 伯纳德·勒博, 西蒙·田 申请人:施耐德电器工业公司