专利名称：一种四极低压电器开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种低压电器。确切地说是一种用电过程中起保护过负荷、过电流、零线断线事故作用与检测专用接地线是否错接的具有综合性保护功能的四极低压安全开关。
目前，对民用的低压配电系统设置的保护装置有；各种规格的DZ10系列带复式脱扣的自动空气开关或HK1系列的开启式负荷开关，这类开关只能对配电线路的过负荷、过电流(或短路)事故进行保护，在加装了防漏电保护的安全开关与在楼房内增设一条在入口处与零线做电气联结的专用接地线后，也只是在一定条件下起到了保障人身安全的作用。它们却不能对其供电线路的零线断线事故、在零线上产生的危及家用电器与人身安全的漂移电位做可靠的保护，结果，因此种事故的雪崩现象，已在全国各市、地均成片、成片烧损过家用电器，不但经济损失严重，而且对人身安全也有危害作用。另外在设置专用接地线(PE)后，因其与零线(N)有一个固定的电气联结点，故不便于检测PE线是否错接，结果有的局部线路(特别是末端)的零线(N)与专用接地线(PE)之间接错了，在施工验收时却因未接负荷而“过关”，在居民进驻接入负荷后，将因各级的防漏电保护开关动作而不能正常送电，有的施工时，后补入一根与零线在就近点相联结的假PE线，不但无用，反而易导致人身的触电事故，因而现行的民用配电线路其保护系统尚具有一定的缺欠。
本发明的目的就是提供一种不但能够保护过负荷、过电流事故，而且还具有对零线断线事故进行保护和便于检测专用接地线是否错接与切断零线上出现的危及家用电器与人身安全的漂移电位功能的四极低压电器开关。
本发明目的是这样实现的，采用增加现行开关的联动极数与功能的办法来实现。它由进线端子、动合刀闸、灭弧室、驱动机构、手动搬手、绝缘联动联杆、绝缘联动转轴、双金属片、手动搬手、磁圈、磁圈动合片、脱扣机构、弹簧、软连接导线、出线端子和壳体组成，其特征在于；将绝缘联动联杆和绝缘联动转轴加长，使其恰好能够增加一组与其它三极空气开关极结构相同的一极，使开关成为四极，电气联接线路改为零线只通过合、断环节，不再经过双金属片，而由软连接导线直接引至一新增出线端子，在此极下部设有零电位变流器，其它极每极均设置一组相同的并联电容与电阻，并将它们接成星形接线组成一零电位点，零电位变流器一次侧线圈分别接至该零电位点与供电线路的零线上，，二次侧线圈分别接新增极的双金属片的两端。新增极的动合闸与原手动搬手装于同一绝缘联动联杆上，可实行联动接通与断开负荷，也可取消并联的电容、电阻与零电位变流器，或用熔断器代替双金属片和磁圈动合片，均可实现方便地检测专用接地线是否错接的功能。
本实用新型具有如下优点1、可解决民用建筑多年来低压配电线路施工后，难以检查与验收其专用接地线是否错接与存在假专用接地线的问题。
2、可保障由于供电线路的零线断线事故所产生的零线电位偏移对人身与家用电器的危害。
3、本开关所采用的工作元件比较简单，若采用高磁感应材料、金属模电阻、电容或电感元件，不但体积较小，而其寿命较长。
4、本开关所采用的驱动元件为电磁式、电压型直通式元件，故比电子式之转换放大式元件结构简单、动作可靠、造价低廉。
5、本开关将过负荷、过电流、设备与人身安全保护合为一体，简化了配电系统之保护装置的配置，故便于施工与安装。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的描述。
图1为本实用新型四极低压电器开关结构示意图。
图2为本实用新型电路连接原理图。
；；图中1为进线端子，2为灭弧室，3为动合刀闸，4为绝缘联动联杆，5为手动搬手，6为弹簧，7为支架，8为脱扣挂钩，9为软连接导线，10为滑块，11为开口磁圈，12为磁圈动合片，13为复位弹簧，14为双金属片，15为顶卡块，16为绝缘联动转轴，17为出线端子，18为电阻，19为电容，20为零电位变流器，21为连接导线。K为开关，LJ为磁圈，RJ热元件，OT为零电位变流器，C为电容，R为电阻，虚框内的部分为新增设的元件，有一与其它极结构相同供合、断零线用的一极开关，框外为一个DZ10系列含各种额定工作电流的复式保护脱扣的自动空气开关。
本开关新增的保护功能如下由于本开关为四极联动开关，故可同时手动或自动切断相线与零线，这样既便于检测专用接地线(PE)是否错接，又可同时切除相线与零线上危及家用电器与人身安全的电压，以保障安全用电。
做为安全用电，按有关资料可查得，对民用照明、家用电器的低压配电线路，其允许的电压偏移为额定相电压(UφH)值的＋5％至－10％之间(有的资料很宽为＋10％至－15％UφH之间)。据此我们不难算出，当各相用电负荷的电压变化的极限值为1.05至0.906UφH之间时，可得UNN′≥11伏。按现行规程之规定所施工的低压配电线路，正常时UNN≥是小于11伏的，故此我们可取UNN′＝11伏时，使本开关的零电位变流器(20)二次侧产生的电流与其各种规格开关的额定电流相等时，则本开关将正常工作。仅在事故情况下，当UNN′长时间超过11伏时，将通过新增之双金属片(14)按热保护的形式延时驱动其机械自锁机机构脱扣(此时即相当于配电线路的过负荷事故)，使本开关自动跳闸而切断相线与零线，以达到保护家用电器的作用。
又根据“IEC第364－4－41号出版物安全保护篇413.1.1条规定事故情况下的防触电保护(间接接触保护)应采用自动切除电源之办法来实现……，而『通常接触电压界线』UL是允许长期维持最大予计接触电压，它等于50伏交流有效值”。之规定，可取50伏／11伏的结果，做为本开关的瞬动电流整定倍数，即取4.5倍(此值含于自动空气开关的整定范围)时，通过新增之磁圈动合片(12)动作，驱动机械自锁机构脱扣，使本开关自动跳闸而切断相线与零线，即可达到保障人身安全的作用。此外我们还得之，当UNN′＝50伏时其相负荷电压变化的极限值达250－270伏，(此时即相当于配电线路的过电流或短路事故)这对于家用电器来说已是不能延时承受的电压，此时本开关对此范围及更大变化范围的电压也将进行瞬时切断相线与零线，即本开关尚具有对家用电器的超量过电压瞬时切除的功能。
故本开关即增加了便于检测零线与专用接地线之功能、又增加了对由于供电线路的零线断线等事故，对家用电器与人身安全之危害进行保护的功能。
实施举例新增极的机械零件均与自动空气开关原极的相同，只是参照附图1装在加长的绝缘联动联杆和绝缘联动转轴上即可。只是电阻与电容及线圈匝数比需计算，计算方法如下①零电位变流器需输出功率(Sz)Sz＝IH2×Z2(伏安)IH－各型开关的额定电流(安)Z2－为二次侧总阻坑(包括热元件阻坑、二次线圈阻坑与联结导线阻坑)(欧姆)②计算线圈匝数比(n)n＝ (W1)/(W2) ＝ (V1)/(V2) 式中V1＝11(伏)V2＝IH×Z2(伏)③求一次线圈工作电流(I1)I1＝IH× (V2)/(V1) ＝IH／n(安)具体数据如下当各种开关的额定电流分别为
50安 70安 100安 140安 200安……对应取一次／二次线圈的匝数比为36 58 59 85 120 ……④可取一次侧电流为I1＝2安⑤因各相应供给的电流为1／3－1／2I1，则可取电容之供给电流为1安。
有XC＝UPH／I1／2＝220伏／1安＝220欧姆UPH正常时工作之电压则 C＝ (1×106)/(2πfXC)＝ (1×106)/(314×220) ≈15(微法)取各项电容C1＝C2＝C3＝15微法额定工作电压为300V⑥电阻为放电用取R1＝R2＝R3＝500千欧姆容量为0.1瓦按以上计算所选元件数值，参照附图1、2装好，即可满足本开关新增功能，实现发明目的。
需要注意的是1、本例是按有关资料查找各型开关的内阻值进行计算的。故此，尚应对本开关的有关元件进行实测，以确定各元件的参数值。
2、当本例中的开关额定电流为其它规格时，可按上例进行计算。
权利要求1.一种四极低压电器开关，它由进线端子、动合刀闸、灭弧室、驱动机构、绝缘联动联杆、绝缘联动转轴、双金属片、手动搬手、磁圈、磁圈动合片、脱扣机构、弹簧、软连接导线、出线端子和壳体组成，其特征在于；将绝缘联动联杆和绝缘联动转轴加长，使其恰好能够增加一组与其它三极空气开关极结构相同的一极，使开关成为四极，新增一极的软连接导线由动合刀闸直接至一新增出线端子引出，在新增极下部设有零电位变流器，在其它极的每极下部均设置一组相同的并联电容与电阻，并将它们接成星形接线，组成一零电位点，零电位变流器一次侧线圈分别接至该零电位点与供电线路的零线上；二次侧线圈分别接至新增极的双金属片的两端。
2.根据权利要求1所述的一种四极低压电器开关，其特征在于；新增极的动合刀闸与原手动搬手装于同一绝缘联动联杆上。
3.一种四极低压电器开关，它由进线端子、动合刀闸、绝缘联动联杆、熔断器(或绝缘联动转轴、双金属片、磁圈动合片)、手动搬手和出线端子组成，其特征在于；将绝缘联动联杆(和绝缘联动转轴)加长，使其恰好能够增加一组与其它空气开关极结构相同的一极，使开关成为四极。
专利摘要四极低压安全开关涉及一种多功能保护的低压电器，主要是用于保障家用电器与人身的安全。它由电线端子、动合刀闸、灭弧室、驱动机构、双金属片、手动扳手、磁圈、脱扣机构等组成，它是将绝缘联动联杆和绝缘联动转轴加长，使其恰好能增加一组与三极空气开关极机构相同的一极，使开关成为四极，还加装了一套由三组电容、电阻并联且星形接线和一零电位变流器组成的新的控制机构，可使本开关延时与瞬时切断相线与零线，从而增加了便于检测专用接地线是否错接与切除零线上出现的危及家用电器与人身安全的漂移电压的功能。
文档编号H01H83/02GK2177290SQ93229290
公开日1994年9月14日 申请日期1993年9月22日 优先权日1993年9月22日
发明者田中孝 申请人:田中孝