专利名称：接地失效漏电保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接地回路失效时的漏电保护装置，特别是能够快速断开供电源及负载漏电保护装置。
背景技术：
接地失效的漏电保护装置是安装于供电源与负载之间的保护人员生命的安全装置，其功能是在负载的接地回路失效或无接地回路，同时还发生了漏电时，一旦人体接触漏电体时切断电源电路，以起到保护生命作用。已有的接地失效漏电保护装置有很多种，但基本都由一个主断路开关、一个零序电流互感器、一个漏电信号放大器、一个控制主断路开关动作的继电器和一个执行机构构成。其工作原理是，当按下重置按钮时，如果负载端正常，保护装置的主断路开关接通，零序电流互感器、漏电信号放大电路、继电器及负载均得电进入工作状态，此时，零序电流互感器中没有漏电电流通过，控制电路给继电器供电，继电器吸合主断路开关，负载正常工作。在工作过程中，一旦有漏电以及人体接触漏电体导通接地回路的情况发生，零序电流互感器给出信号，漏电信号放大电路对此信号加以放大并使继电器失电，执行机构将主断路开关断开，切断供电源。一个完善的接地失效的漏电保护装置，还需具有当负载端有漏电故障存在时，即使按下重置按钮，主断路开关不会给出闭合动作的功能。
对这类接地失效漏电保护装置的技术要求，是当漏电发生时断开速度要尽可能地快，现有很多同类形装置的执行机构，执行动作多是对主断路开关进行先解锁再断开，也就是说整个切断过程由两个机械动作完成，断开时间无疑相对较长。
为了将上述两个机械动作简化，有些装置的设计方案实现了只用一个机械动作完成断开保护，例如利用继电器的吸合力克服主断路开关的断开恢复力以达到主断路开关闭合的目的，原理是当继电器失电后，断开恢复力使主断路开关断开。但它存在断开恢复力受切断行程距离磁场强度制约的问题，也就是说，继电器要依靠电磁铁产生磁力使有一定距离之外的主断路开关动作克服断开恢复力，众所周知，某点的磁场强度随该点到磁极距离的增加而急剧降低，在主断路开关闭合动作之初，其受到的磁吸力最小，为使闭合动作能够完成，断开恢复力不可能设计得过大，否则磁吸力无法克服恢复力使主断路开关闭合，这就造成了断开动作的加速度很小，虽然断开动作是一个，但未能最大程度的减少动作时间，因此，该方案客观存在断开速度不快的缺陷。
此外，已有技术都仅对供电源一端进行断开控制，并没有对负载一端进行断开控制，这种漏电保护方式存在的缺点是在负载端有漏电故障时、而且有人正在接触漏电体的情况下，其他人一旦长时间按住重置按钮，将会使故障加重，触电的人也更加危险。
基于上述原因，本发明因此产生。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种人力协助重置的继电器式断电装置，该装置是用在接地回路失效漏电断路装置上或电弧失效断路装置上的，从而得到更短的断开时间同时还保持紧凑而简易的设计；本发明的另一目的是提供一种负载端漏电故障尚未排除时，有人误操作重置仍然安全的接地回路失效漏电保护装置；本发明还有一目的是提供一种包含简单机械动作机构的接地回路失效漏电保护装置，从而减低因机械锁扣的特性可能带来的失灵危机；本发明另外还有一目的是提供一种低成本的，同时结构简单的接地回路失效漏电断路装置。
为实现上述目的，本发明给出接地回路失效漏电保护装置的技术方案包括一个主断路开关，用于接通、切断供电源，一个零序电流互感器，受保护电路发生故障时，其用于产生漏电信号，即当负载电路中有漏电、短路、触电等现象发生时，给出一个漏电感应电流信号。一个接收漏电信号并将其放大的漏电信号放大器，将接收到的漏电感应电流信号放大到足以驱动继电器，使继电器失电，因而失去其对主断路开关的关闭约束。漏电保护装置的执行机构有如下的结构特点，一主断路开关控制弹簧，其恢复力用于取消对主断路开关的关闭约束，一负载断路开关及其控制弹簧，负载断路开关控制弹簧的恢复力用于打开负载断路开关，有一个与重置按钮固定一体的行程块，行程块有可单向约束主断路开关的约束部和可单向约束负载断路开关的约束部，行程块在两个极限位置择一地对其中一个断路开关进行关闭约束，一强力弹簧置于基础与行程块之间，该强力弹簧恢复力用于解除运动块对主断路开关的关闭约束。
图1是说明本发明执行机构的工作原理图；图2是本发明一个实施例的结构图；图3是图2的A-A剖视图；图4是图3的B-B剖视图；图5是图3的C向视图。
具体实施例方式
以下利用具体实施例结合附图对本发明作进一步详细说明，但是本发明不仅仅局限于下述具体实施例中。
参见图1，为重点说明本发明构思，对与已有技术相同的电路部分，如零序电流互感器、漏电信号放大器等简称“控制电路1”并用框图表示，供电源2通过主断路开关3与控制电路1相连，控制电路1的另一端通过负载断路开关4与负载5相连，控制电路1的输出端与继电器4的线圈65连接。继电器6的两块衔铁61、64分别与主断路开关3、负载断路开关4可连动地连接，执行机构主要有主断路开关控制弹簧62及负载断路开关控制弹簧63，它们的恢复力分别使主断路开关3和负载断路开关4趋于断开。此外，执行机构还有一个行程块7，行程块7通过一个转动铰75固定在基础上，其可绕铰75在两个极限位置作往复转动，在一个极限位置时，其一端71约束主断路开关3使之闭合，面另一端74则脱离对负载断路开关4的闭合约束；在另一个极限位置时恰相反，一端74施行对负载断路开关4的闭合约束，另一端71脱离对主断路开关3的闭合约束。在近一端71处还有重置按钮72和强力弹簧73，向重置按钮72施加向图1示下方的压力时，可克服强力弹簧73的恢复力使行程块7到达主断路开关3闭合的极限位置，松开重置按钮72，行程块7则在强力弹簧73恢复力的作用下到达使负载断路开关4闭合的另一极限位置，也就是说，行程块7可择一地在两个极限位置间运动，对其中一个开关进行闭合约束。
以下结合图1对本发明执行机构的工作原理加以说明。在未通电情况下，由于强力弹簧73的恢复力远大于负载断路开关控制弹簧63，行程块7处于使负载断路开关4闭合且脱离对主断路开关3约束的位置，此时的主断路开关3在控制弹簧62的伸张作用下处于打开状态。当人力按动重置按钮72到主断路开关3闭合时，行程块7则脱离对负载断路开关4的约束，在负载断路控制弹簧63的伸张作用下，负载断路开关处于打开状态，此时，控制电路1将向继电器6的线圈65供电，衔铁61的吸合使主断路开关3在人力撤除后仍保持闭合，当人力松开重置按钮72后，衔铁64被强力弹簧73以及衔铁电磁力在克服了控制弹簧63伸张力作用下使负载断路开关4进入闭合状态，负载5进入被供电状态。如负载端无漏电且导通接地回路现象存在，负载则保持被供电状态。当负载端有漏电并且接地回路导通现象发生时，控制电路1将迅速使继电器6线圈65失电，主断路开关3在控制弹簧62的伸张作用下立即打开，断开供电源2，可见，本发明的切断动作只有一个，且由于控制弹簧62在继电器6失电前处于最大压缩状态，即恢复力最大，切断动作的初始有着最大加速度，因而切断速度极快，因而断开时间较短。线圈65可以是一组也可以是两组各自独立的线圈，当负载端有触电或漏电等现象尚未排除而有人按下重置按钮72时，控制电路1会很快得到信号，迅速使继电器6线圈65失电，即便不松开重置按钮72，负载断路开关4也会在控制弹簧63的伸张作用下导致打开状态，有效地保护触电人或设备的安全。
参见图2，这是一个漏电保护装置产品的结构主视图，整个装置安置在一个盒体8内，盒体8的一个面板上有供电源的输入插座9和负载输出插座10(图中用虚线表示)。控制电路1的电路板固定在盒体8内，执行机构的底座固定在盒体8内。
参见图3，测试按钮11及重置按钮72穿出盒体面板8a。本例的行程块7主体是一直杆，其右部有一个凸部14，左端有另一个凸部14a，其相对于作为基础的盒体8作直线运动，测试按钮与一块相对基础不动的固定板15相连，主断路开关3和负载断路开关4可绕轴12转动，强力弹簧73、主断路开关控制弹簧62、负载断路开关控制弹簧63均套在行程块7上，其中，负载断路开关控制弹簧63置于一块相对基础不动的弹簧支承板13和负载断路开关4(衔铁64)之间，主断路开关控制弹簧62置于弹簧支承板13和主断路开关3(衔铁61)之间，强力弹簧73置于基础和行程块7之间。继电器6动作时，电磁铁芯65a在继电器得电情况下会吸引衔铁61和64，衔铁64的质量要适当做小以防止电磁吸引力大过控制弹簧63的伸张力。在衔铁61、64吸合、释放的同时，主断路开关3、负载断路开关4也绕轴12转动进行闭合、断开动作。行程块7有两个凸部14和14a分别可择一地提供给主断路开关3、负载断路开关4转向闭合约束。
参见图4，按动测试按钮11时，控制电路在固定板15上的仿真漏电状态装置被导通，继电器65失电，主断路开关3被控制弹簧62推开，达致测试效果。负载断路开关4在此过程中保护闭合状态不变。
参见图5，本图反映轴12与主断路开关3、负载断路开关4的结构形式。
工业应用性本发明可用于所有电器用品和室内外供电设施，作为在接地回路失效时且在漏电时保护人员生命的断路装置，同时还在更大程度上降低了因电路产生电弧引起火灾的危险性。与已有技术相比，对供电源的断开动作不但简化为一个，而且靠人力触动重置按钮来克服主断路开关控制弹簧的断开恢复力，因此，该控制弹簧的恢复力可选择较已有技术大得多，断开速度极快，实现电路上的物理性断开；同时，在故障未排除时有误操作也可对人或负载设备进行有效保护。本发明将给予电器使用者以及使用环境有易燃物情况下以更安全的保护。此外，整个装置还具有结构简单、可靠性高、便于加工的优点。
权利要求
1.接地失效漏电保护装置，包括一主断路开关，用于接通、断开供电源，包括有火线和中线接点、衔铁；一负载断路开关，用于接通、断开负载端供电，包括有火线和中线接点、衔铁；一电磁继电器，用于吸合主断路开关和负载断路开关；一零序电流互感器，用于产生受保护电路中的漏电信号；一漏电信号放大器，将接收到的漏电信号放大到足以驱动继电器，使继电器失电，从而失去对主断路开关的关闭控制；其特征在于还有一个结构如下的执行机构一主断路开关控制弹簧，其恢复力用于打开主断路开关；一负载断路开关及其控制弹簧，负载断路开关控制弹簧的恢复力用于打开负载断路开关；有一个与重置按钮固定一体的行程块，行程块有可单向约束主断路开关的约束部和可单向约束负载断路开关的约束部，行程块在两个极限位置择一地对其中一个断路开关进行关闭约束；一强力弹簧置于基础与行程块之间，该强力弹簧恢复力用于解除运动块对主断路开关的关闭约束。
2.根据权利要求1所述的接地失效漏电保护器，其特征在于所述负载断路开关在强力弹簧和负载断路开关控制弹簧力矢的作用下处于常闭状态。
3.根据权利要求1或2所述的接地失效漏电保护装置，其特征在于电磁铁对主断路开关及负载断路开关的吸合力大小有所不同，这一点可以利用衔铁质量的差异来实现；还可以利用继电器有两组独立的线圈，产生有差异电磁吸合力，分别用于关闭主断路开关和负载断路开关来实现。
4.根据权利要求1所述的接地失效漏电保护装置，其特征在于所述行程块靠人力相对基础推压克服强力弹簧作用力在两个极限位置间作直线运动。
全文摘要
接地回路失效漏电保护装置，包括一个主断路开关，一个负载断路开关，一个零序电流互感器和一个包含漏电信号放大器的控制电路，漏电保护装置的执行机构有如下的结构特点，一主断路开关控制弹簧，其恢复力用于取消对主断路开关的关闭约束，一负载断路开关及其控制弹簧，负载断路开关控制弹簧的恢复力用于打开负载断路开关，有一个与重置按钮固定一体的行程块，行程块有可单向约束主断路开关的约束部和可单向约束负载断路开关的约束部，行程块在两个极限位置择一地对其中一个断路开关进行关闭约束，一强力弹簧置于基础与行程块之间，该强力弹簧恢复力用于解除运动块对主断路开关的关闭约束。发生漏电以及接地回路失效时切断速度快，在故障未排除误操作的情况下可对触电者或负载设备进行可靠保护。
文档编号H02H3/00GK1768461SQ200480008406
公开日2006年5月3日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者陈苇 申请人:香港生产力促进局