NL输入规定综合漏电断路器.pdf

一种NL输入规定综合漏电断路器，当发生所列4种情形之一时：相线中线反规定输入、电器外壳异常带电而漏电电流小于15毫安、负载侧漏电、负载电流过大或短路，试验表明该装置均能在0.1秒内动作分断，切断电源。该装置由规定电路和市场现有断路器组成，规定电路内分为检测电路和激励电路，二者间通过光电耦合发生实现反拒相线中性线反规定输入，对电器外壳带电迅速反应，检测电路另一端为不触地之近地金属板，由其对地电容效应可灵敏检测反规定输入相线信号和电器外壳带电信号。断路器部分与规定电路通过断路器的零序互感器加绕初级线圈发生电信号耦合产生分断动作效果，断路器仍可保持原有的各种断路功能。

权利要求书1.  一种断路器，同时具备四种功能：1、发生相线和中线反预设规定接入时立即断路不供电；2、发生电器外壳带上危险电压而漏电电流不达到15毫安时立即断路；3、发生触电等情形引起漏电电流达到15毫安（含）以上的立即断路；4、负载侧发生电流过大或短路故障的，迅速断路。 2.  根据这四种功能特点将本断路器命名为“NL输入规定综合漏电断路器”。 3.  如附图图1所示，该发明装置分为两大部分，第一部分为相线中线违反预设规定输入及电器外壳异常带电信号检测及其激励电路，简称规定电路1。 4.  第二部分为现有市场销售的DZ15LE型漏电断路器（单相漏电断路器），在本文简称断路器2。 5.  规定电路1中又分为检测电路1.1和激励电路1.2。 6.  其特征包括:检测电路由整流二极管1N4007VD11、整流二极管1N4007VD12、碳膜电阻（1.62mΩ）R10、氖泡辉光管Ne（测电笔氖灯）和近地金属块（13.2mm×5.9mm×0.5mm）GD组成，其中VD12和R10串联，VD11的阴极和VD12的阴极互相连接，VD11阳极连接中性线输出规定端N1，VD12阳极连接R10某一脚，R10另一脚连接被保护电器外壳，氖泡辉光管Ne某一脚和近地金属块GD相连接，氖泡辉光管Ne的另一脚同时连接VD11的阴极和VD12的阴极，近地金属板GD与墙体平行安装并且与墙体距离不大于5厘米，近地金属板GD可不与墙体连通，氖泡辉光管Ne发光面紧接光敏电阻R20受光面，二者无电气连接，二者用黑色材料密切封装，做到不漏气不漏光，以防外光线和周围水汽影响。 7.  激励电路1.2由半波整流二极管1N4007VD21、半波整流二极管（1N4007）VD22、整流二极管1N4007VD23、光敏电阻R20（硫化镉（CdS ）光敏电阻￠5mm）、限流分压电阻电阻R21和R22、分压电阻R23（24KΩ）、傍路电容C2（50V、0.33μF）、单向可控硅（BT1690）T2、断路器2零序互感器加绕初级线圈L2、低频扼流电感L5组成，其中整流二极管1N4007VD23的阴极、R20、R21、R22互相串联，二极管1N4007VD23的阳极连接半波整流二极管1N4007VD21阳极，R21另一脚连接单向可控硅T2的控制极G，R23和C2并联在单向可控硅T2的控制G和阴极K之间， VD11、VD21、VD23三者的阳极共同连接中性线输入规定端N1， VD22阳极与单向可控硅T2阴极K连接，VD22阴极和断路器零序互感器初级加绕线圈L2以及低频扼流电感L5相串联，L2另一脚与相线输出规定端S1相连接。 8.   以上第7段所述元件以单向k可控硅T2为核心，组成开关回路。 9.   断路器2为厂家现有的单相断路器产品，在本装置中将其电源输入侧的左端作为相线输入规定端S，右端作为中性线输入规定端N，相应地将其负载输出侧左端作为相线输出规定端S1，右端作为中性线输出规定端N1。

说明书NL输入规定综合漏电断路器
技术领域
在电网供电中为了用户的用电安全，规定各设备开关要接在相线上，规定相线和中线输入要符合电工上的安全要求，做到只要电源开关切断，被控设备不得再带上市电电压。为了防止由于种种原因造成相线和中性线的反接引起虽电源开关已切断仍存在设备继续带电的状态而发生触电危险，故特发明本项装置，该装置只允许相线和中性线按预设的规定端接入，若反规定接入相线L和中线N本装置会则立即动作分断，从而避免由于反接带来的安全隐患。本装置同时又具备外壳带电、漏电、短路和过载分断功能。
背景技术
目前虽已有提示相线和中性线输入反接的提醒技术，但适用范围窄，使用条件过于特殊，普及性因此不强，而且现有技术不具备实际反接相线和中性线的快速断路功能，仅仅是提示而已，所以从安全可靠的目标出发，需要发明一种仅仅允许按规定接入相线和中性线的设备，若反规定入接相线和中性线该设备能立即动作分断，拒绝电能输出。
发明内容
一种断路器，同时具备四种功能：1、发生相线和中线反预设规定接入时立即断路不供电；2、发生电器外壳带上危险电压而漏电电流不达到15毫安时立即断路；3、发生触电等情形引起漏电电流达到15毫安（含）以上的立即断路；4、负载侧发生电流过大或短路故障的，迅速断路。根据这四种功能特点将本断路器命名为“NL输入规定综合漏电断路器”。如说明书附图图1所示，该发明装置分为两大部分，第一部分为相线中线违反预设规定输入及电器外壳异常带电信号检测及其激励电路，简称规定电路1。第二部分为现有市场销售的DZ15LE型漏电断路器（单相漏电断路器），在本文简称断路器2。
     规定电路1中又分为检测电路1.1和激励电路1.2。其特征包括:检测电路由整流二极管1N4007VD11、整流二极管1N4007VD12、碳膜电阻（1.62mΩ）R10、氖泡辉光管Ne（测电笔氖灯）和近地金属块（13.2mm×5.9mm×0.5mm）GD组成，其中VD12和R10串联，VD11的阴极和VD12的阴极互相连接，VD11阳极连接中性线输出规定端N1，VD12阳极连接R10某一脚，R10另一脚连接被保护电器外壳，氖泡辉光管Ne某一脚和近地金属块GD相连接，氖泡辉光管Ne的另一脚同时连接VD11的阴极和VD12的阴极，近地金属板GD与墙体平行安装并且与墙体距离不大于5厘米，近地金属板GD可不与墙体连通，氖泡辉光管Ne发光面紧接光敏电阻R20受光面，二者无电气连接，二者用黑色材料密切封装，做到不漏气不漏光，以防外光线和周围水汽影响。激励电路1.2由半波整流二极管1N4007VD21、半波整流二极管（1N4007）VD22、整流二极管1N4007VD23、光敏电阻R20（硫化镉（CdS ）光敏电阻￠5mm）、限流分压电阻电阻R21和R22、分压电阻R23（24KΩ）、傍路电容C2（50V、0.33μF）、单向可控硅（BT1690）T2、断路器2零序互感器加绕初级线圈L2、低频扼流电感L5组成，其中整流二极管1N4007VD23的阴极、R20、R21、R22互相串联，二极管1N4007VD23的阳极连接半波整流二极管1N4007VD21阳极，R21另一脚连接单向可控硅T2的控制极G，R23和C2并联在单向可控硅T2的控制G和阴极K之间，这些元件以单向k可控硅T2为核心，组成开关回路，VD11、VD21、VD23三者的阳极共同连接中性线输入规定端N1， VD22阳极与单向可控硅T2阴极K连接，VD22阴极和断路器零序互感器初级加绕线圈L2以及低频扼流电感L5相串联，L2另一脚与相线输出规定端S1相连接。
     断路器2为厂家现有的单相断路器产品，在本装置中将其电源输入侧的左端作为相线输入规定端S，右端作为中性线输入规定端N，相应地将其负载输出侧左端作为相线输出规定端S1，右端作为中性线输出规定端N1。
NL输入规定综合漏电断路器解决了220V相线和中线输入接线反接的自动快速断路的问题，解决了所有单刀开关不会因为反接相线和中线而串接在中线上的问题，从而大大提高了低压电网用电的安全性，由于其低成本和简单可靠又解决了自身普及的问题，其可以和现有单相漏电断路器结合为一体，不会增加线路安装的复杂性，其因而易于推广应用。
     如说明书附图图1所示，若低压220伏相线接入规定的S端，中性线接入规定N端，则由VD11、Ne、近地金属板GD以及大地组成的电路和中性线等电位，Ne无电流通过不发光，光敏电阻R20是20兆欧以上阻值或者无穷大阻值，致使单向可控硅（BT1690）T2控制极G和阴极个之间受压远低于启动电压，则T2阳极A与阴极K之间截止，半波整流二极管1N4007VD21、半波整流二极管（1N4007）VD22、单向可控硅（BT1690）T2、断路器2零序互感器加绕初级线圈L2、低频扼流电感L5所组成的路径无电流，断路器零序互感器二次线圈L1无输出电压，断路器不动作，断路器规定中线输出端N1和规定相线输出端S1端正常对负载侧供电。
    如附图图1所示，若低压220伏相线错误接到规定的N端，中性线错误接入规定S端，则N1端相对于VD11、Ne、近地金属板GD以大地组成的电路有220伏施加电压，相线、VD11、Ne、近地金属板GD以大地形成回路，有电流通过辉光管Ne致使其发出红光，光敏电阻R20受到照射，R20阻值迅速降到500欧以下，有足够大的电流经过R21、R22、R23，其中R21和R22起限流分压作用，R23两端电压约为0.3伏，这电压施加在单向可控硅T2的控制极G和阴极K之间，致使单向可控硅T2的阳极A和阴极K之间瞬间导通，半波整流二极管1N4007VD21、半波整流二极管（1N4007）VD22、单向可控硅（BT1690）T2、断路器2零序互感器加绕初级线圈L2、低频扼流电感L5所组成的电路有0.03A的瞬时电流通过，断路器零序互感器二次线圈L1有0.3伏感应电压输出，断路器2迅速动作切断电源输入，整个装置既不带电也不输出电压，直到矫正相线正确接到规定端S和中性线正确接到规定端N，复扣后整个装置才能输出电压为负载供电，保障负载电路上各开关均可正确串接在相线上，避免失误造成触电事故。
    如附图图1所示，如果相线和中性线已分别正确接入规定的端S和端N，整个装置可对负载正常供电，当负载侧某一电器金属性外壳异常带上危险电压而且造成的漏电电流小于15毫安的，这一危险电压将至VD11、Ne、近地金属板GD以大地，其余过程也和本说明文第五段所述相同，断路器将迅速动作分断，切断供电，保障用电安全。如果负载侧发生其它情形漏电的如有人触电等，引起漏电电流达到15毫安以上的，则断路器也迅速动作分断，切断电源，保障安全。如果负载侧电流过大或发生短路故障，断路器也将迅速动作分断。
 本发明装置有以下功能和优点：
（1）在发生相线与中性线错误入接、电器外壳异常带电分断、负载侧异常漏电三种情形之一，该装置均可在0.1秒内跳闸分断。
（2）该装置由于接入极高值电阻R22，在正常供电时装置自体电路几乎没有待机电流，即耗电功率几乎为零。
（3）该装置使用的全是分立元件，元件数量少，电路简单，对原市场售卖的断路器无破坏性改装，所以整个装置简单可靠，易于制造和安装使用，适用条件较为宽泛，有较大的推广使用价值。
 附图说明：
图1：NL输入规定综合漏电断路器电路图
附图图1中：
规定中线接入端N
规定相线接入端S
规定中线输出端N1
规定相线输出端S1
电容C1、C2、C3
检测电路1.1：
 整流二极管1N4007VD11
整流二极管1N4007VD12
碳膜电阻（1.62mΩ）R10
氖泡辉光管（测电笔氖灯）Ne
近地金属块（13.2mm×5.9mm×0.5mm）GD
  激励电路1.2:
 半波整流二极管1N4007VD21
半波整流二极管（1N4007）VD22
整流二极管1N4007VD23
硫化镉（CdS ）￠5mm光敏电阻R20
限流分压电阻电阻R21和R22
分压电阻R23（24KΩ）
傍路电容C2（50V、0.33μF）
单向可控硅（BT1690）T2
断路器2零序互感器加绕初级线圈L2
低频扼流电感L5
附图图1中各元件参数：
1、全部二极管VD均为整流二极管1N4007。
2、T1、T2均为单向可控硅BT1690。
3、L1为原厂家绕制的零序互感器的二次线圈，L2为原厂家绕制的零序互感器的加绕初级线圈（1至60匝），L3为过载（或短路）脱扣器，L4为漏电脱扣器，L5为330μH功率电感。
4、电容C1容量为104PF，电容C2和C3耐压50V，容量0.33μF。
5、R20为硫化镉（CdS ）￠5mm光敏电阻。R21、R31、R33均为670欧阻值。R23、R32、R34均为24千欧阻值，R10为1.62兆欧阻值，R22为20兆欧阻值。
6、Ne为一般电笔氖泡。
7、近地金属块GD：13.2mm×5.9mm×0.5mm，铝制、铜制均可。
具体实施方式：
把整个装置安装在墙面上，离地（地板）约1.8米至2.2米高左右，外来相线接入S端，外来中性线接入N端，S1与N1分别为负载侧的相线与中性线输出，近地金属板GD与墙体平行安装并且与墙体距离不大于5厘米，近地金属板GD不与墙体连通，墙面材料不限。可在任何高度楼层安装整个装置，R10一脚连接VD12，另一脚连接电器外壳（即连接负载侧所有插座保护孔）。若发生相线与中性线的反规定输入，或发生负载外壳常电，或发生漏电故障与电流过大等，该装置之断路器均可在0.1移内跳闸分断电源，直接到把以上几种故障排除才可复扣供电。