CN200956358Y - 剩余电流动作断路器及使用该断路器的预付费电度表 - Google Patents

Abstract

一种用于配合IC卡预付费电度表对预付费电量进行监控并带有剩余电流保护功能的断路器。该断路器除包含分合操作机构、灭弧***、热脱扣***、磁脱扣***外，还包含剩余电流和剩余电量监控模块。该断路器除具有过载保护、短路保护和人身触电防护等常规剩余电流动作断路器的保护功能外，还具备当电度表预存电量使用完毕时，响应电度表的联络信号从而断开***电源的功能。

Description

剩余电流动作断路器及使用该断路器的预付费电度表

技术领域

本实用新型涉及一种剩余电流断路器，尤其是可与预付费电度表结合使用的剩余电流断路器。

背景技术

目前插卡式电度表已经开始普及使用，使用预付费电度表替代传统电度表可以极大地节约电力公司挨家挨户抄表、收费的人力。但为了确保国家电力资源的正常使用，必须加装一种设备对用户用电量进行监控，确保用户按规定付费。

但同时，根据国家相关的配电规范，需要在配电线路中安装具有人身触电防护功能的剩余电流动作保护器。

发明内容

本实用新型正是综合了以上两方面的要求，将电量监控和触电防护功能结合在一起，从而开发了用于IC卡预付费电度表的专用剩余电流动作断路器。

根据本实用新型，提出一种用于预付费电度表的剩余电流断路器，其特征在于包括：剩余电流监测器，用于监测电路中泄漏电流并输出第一触发信号；剩余电量监测器，用于监测电度表中的剩余电量并输出第二触发信号；致动器，根据所述第一触发信号与第二触发信号之一而断开电力***电源。

根据本实用新型的断路器除具有过载保护、短路保护和人身触电防护等常规剩余电流动作断路器的保护功能外，还具备当电度表预存电量使用完毕时，响应电度表的联络信号从而断开***电源的功能。

附图说明

图1是根据本实用新型的剩余电流动作断路器的示意图；

图2是根据本实用新型的剩余电流动作断路器的剩余电流与剩余电量监控电路图；

图3是根据本实用新型的剩余电流动作断路器采用的抗干扰电路图；

图4是根据本实用新型的剩余电流动作断路器采用的检测互感器的示意图；

图5是根据本实用新型的剩余电流动作断路器采用的剩余电量检测电路图；

图6是根据本实用新型的剩余电流动作断路器采用的触发开关电路图。

具体实施方式

下面结合本实用新型的一个最佳实施例来说明断路器的特征和优点。

如图1、2所示，根据本实用新型的断路器除包含常规的灭弧***、热脱扣***、磁脱扣***、过电流保护断路器模块1、分合操作机构2外，还包括剩余电流检测互感器3、剩余电流信号处理电路4、抗干扰电路5、电度表剩余电量监测电路6、信号线8以及致动器，其中所述致动器除包含触发开关电路7、电磁铁DCT外，还可以包括上述分合操作机构2。

所述过电流保护断路器模块1主要完成过载保护功能，如图1所示，在本实用新型中采用一个微型断路器模块，该模块内部的双金属片结构可以为用户提供过载保护。当用电负荷超过规定的额定值时，该微型断路器模块将根据负荷的实际大小，在相应的安全时间内切断负荷，确保配电***的正常运行。

同时该微型模块内部的磁脱扣***可以为用户提供短路保护，即当用户用电***发生短路故障时，断路器将立即分断故障电路，确保配电***的正常运行。

由于所述过电流保护断路器模块1是本领域常用模块，因此这里省略对其详尽描述。

下面详细说明本实用新型的触电防护功能和剩余电量监控功能。

如图2所示，本实用新型直接采用电力线上的AC电源为断路器供电，其中通过由四个二极管构成的整流器将所述交流电转换成直流电，以便为后续电子线路供电。同时，采用抗干扰电路5来屏蔽电力线中的干扰。

这里的抗干扰电路5可以任何已知的电路，如图2、3所示，这里示出的抗干扰电路5主要由限压元件压敏电阻Rv和电感器件电磁铁DCT组成。该电路可以在电力***中存在浪涌电压时由限压元件将电压限制在安全范围内；当电源***中存在高频干扰电流时，利用电感器件在一定程度上阻止高频干扰源传入后级电子模块，从而提高电子模块的抗干扰能力。

触电防护功能

在该断路器内部，提供了由剩余电流检测互感器3、剩余电流信号处理电路4构成的剩余电流监测模块来监测用电设备的泄漏电流。

如图2所示，互感器3的初级回路与经过抗干扰处理的交流电源直接相连。如图4所示，互感器3是利用电磁感应原理检测串过互感器内孔的电流差值，当***中存在泄漏电流时，互感器会将感应到的泄漏电流通过电磁感应效应转换成二次回路的输出信号。

当人身不小心触摸到火线或发生绝缘破损的带电外壳等带电导体时，将会有部分电流从人体中泄漏进入大地，此时互感器3将自动检测到该泄漏电流，并将检测信号输入到剩余电流信号处理电路4进行处理。该电路主要是对剩余电流检测互感器的二次输出信号进行放大、锁存并输出一个高电平触发信号给触发开关电路7的二极管D1的输入端In1(请见图6)。

当二极管D1的端口In1接收到所述触发信号时，触发电路的触发端口G变为高电位，从而使得可控硅P1导通，驱动电磁铁DCT动作，将电路切断，并触发分合操作机构分断用电设备。由此有效地实现的漏电保护，从而确保人身安全。

需要注意的是，在图4中仅仅示出了信号处理电路4的一个示例，其中主要采用IC电路来实现放大、锁存功能，并且采用由整流器输出的直流电源工作。本领域人员还可以采用其它电路结构来放大、锁存由互感器输出的二次输出信号。

电量监控功能

在该断路器中，采用电度表剩余电量监测电路6来监测电度表的剩余电量。

该电路6的基本构成如图5所示，包括三极管Q3、通过电阻R与三极管Q3的基极连接的供电信号保持端子S，另外设置了保护二极管D以及滤波电路(R7，C10)。所述端子S与接收电度表的联络信号的信号线8连接。

该电路6在正常工作时由S端子从信号线8接收电度表的保持通电信号，使得三极管Q3基极B为高电位，从而三级管处于导通状态，此时三极管集电极C和发射极E的电位基本相等，由于E端口接***地。因此该子电路的输出端Vout电位也为低电位。

而当用户购买电量使用完，预付费电度表将会通过信号线8将电度表剩余电量监测电路6的保持供电信号取消，例如使端子S上的电平反转，此时S端口电位为低电位，三极管Q3将切换到截止状态，此时电路6的输出端Vout将输出高电位，从而监测电路6将向触发开关电路7的二极管D2的输入端In2发出触发信号。该电子模块将根据实际的使用需求调整延时动作时间，向触发开关电路7输出触发信号。

当二极管D2的端口In2接收到所述触发信号时，触发开关电路7的触发端口G变为高电位，从而使得可控硅P1导通，驱动电磁铁DCT动作，将电路切断，并触发分合操作机构立即分断用电设备，从而确保用户不能超额用电。且在用户不重新购买电量前，电度表的保持供电信号将不能恢复，因此断路器始终保持断开。

电路6同样采用由整流器输出的直流电源供电。

在本实用新型中，三极管Q3以反相器形式工作，其中集电极连接到直流电源，并通过电阻R4连接到二极管D2的输入端In2，发射极接***地。当然，所述三极管的工作方式并不限于此，例如，也可以将所述三极管Q3设置成射极跟随器形式，通过射极来提供所述触发信号。

需要注意的是，以上仅是通过优选实施例对本实用新型进行说明，但它们仅是说明性的，而不是限定性的，而应以所附权利要求的保护范围为准。例如，这里的抗干扰电路并不是必须的，例如在电源比较干净的环境下，可以省略。

Claims (11)

1、一种用于预付费电度表的剩余电流断路器，其特征在于包括：

剩余电流监测器，用于检测电路中泄漏电流并输出第一触发信号；

剩余电量监测器，用于监测电度表中的剩余电量并输出第二触发信号；

致动器，根据所述第一触发信号与第二触发信号之一而断开电力***电源。

2、如权利要求1所述的断路器，其特征在于所述剩余电流监测器包括：

互感器，用于检测穿过互感器内孔的电流差值并通过二次回路输出信号；

信号处理电路，用于放大所述二次回路输出信号，以锁存与输出所述第一触发信号。

3、如权利要求2所述的断路器，其特征在于所述剩余电量监测器通过一条信号线接收所述电度表提供的供电指示信号。

4、如权利要求3所述的断路器，其特征在于所述剩余电量监测器包括：

与所述信号线连接的供电保持端子；

晶体管，其基极通过电阻与所述端子连接，并通过集电极或发射极输出所述第二触发信号。

5、如权利要求4所述的断路器，其特征在于所述致动器包括：

控制开关，用于根据所述第一或第二触发信号执行开关动作；

执行机构，在所述控制开关控制下切断所述电力线的电力供应并分断用电设备。

6、如权利要求5所述的断路器，其特征在于所述开关包括：

其正极接收所述第一触发信号的第一二极管；

其正极接收所述第二触发信号的第二二极管；

其控制端连接到所述第一与第二二极管的负极的可控硅。

7、如权利要求6所述的断路器，其特征在于所述执行机构包括电磁铁与分合操作机构。

8、如权利要求7所述的断路器，其特征在于进一步包括一个短路与过载保护模块，用于在负载过大或短路时切断负载。

9、如权利要求1-8之一所述的断路器，其特征在于进一步包括一个整流器，用于将电力***的交流电源转换成直流电源，以便为断路器中的电路供电。

10、如权利要求9所述的断路器，其特征在于进一步包括一个抗干扰电路，连接在所述电力线与整流器之间，包括压敏电阻与所述电磁铁。

11、一种包括断路器的预付费电度表，其特征在于，所述断路器，包括：

剩余电流监测器，用于监测电路中泄漏电流并输出第一触发信号；

剩余电量监测器，用于监测电度表中的剩余电量并输出第二触发信号；

致动器，根据所述第一触发信号与第二触发信号之一而断开电力***电源。

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