[發(fā)明專利]一種具有電弧檢測功能的漏電保護(hù)裝置及用電設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410130412.7
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN104979797B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫書波
• 申請（專利權(quán)）人: 海爾集團(tuán)公司;青島海爾科技有限公司
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32;G01R31/02;G01R31/12
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司37101
• 代理人: 邵新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于故障檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于對交流供電線路的漏電故障和電弧故障進(jìn)行檢測并實(shí)施保護(hù)的電路設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

目前，我國電網(wǎng)情況復(fù)雜，存在安全隱患較多，家用的電器插座接線不正確、接地不良、電線質(zhì)量低劣等問題都會導(dǎo)致接入到家電設(shè)備中的交流供電出現(xiàn)異常，進(jìn)而影響到家電設(shè)備的用電安全，不僅給家電設(shè)備的正常運(yùn)行帶來致命威脅，甚至?xí)＜暗接脩舻娜松戆踩瑢?dǎo)致人身觸電事故的發(fā)生。

家電設(shè)備在接通交流電網(wǎng)，通電使用的過程中，最常見的供電故障主要有兩種：一種是電弧故障；另一種是漏電故障。電弧故障的產(chǎn)生原因通常都是由于家電設(shè)備長期使用線路老化或者電源線意外破損導(dǎo)致的，電弧故障極易引發(fā)火災(zāi)事故，因此危害較大。漏電故障的產(chǎn)生原因比較復(fù)雜，因素較多，例如:

（1）當(dāng)用戶家中無地線時(shí)，該家電設(shè)備自身漏電導(dǎo)致設(shè)備外殼或者電器插座的地線帶電；

（2）當(dāng)用戶家中有地線，但系統(tǒng)地線接地不良時(shí)，由于用戶家中的其他用電設(shè)備漏電導(dǎo)致該家電設(shè)備的外殼或者地線帶電；

（3）當(dāng)用戶小區(qū)系統(tǒng)地線接地不良時(shí)，由于其他用戶家中的地線帶電，導(dǎo)致本用戶家中的家電設(shè)備的外殼或者地線帶電；

（4）用戶家中電器插座的火線L和地線G反接，導(dǎo)致家電設(shè)備的外殼或者地線帶電，等等。

現(xiàn)有的漏電保護(hù)裝置，如漏電開關(guān)、斷路保護(hù)器、空氣開關(guān)等產(chǎn)品，其功能都比較單一，只能解決用電設(shè)備的L-N漏電保護(hù)問題，不能對各種漏電因素導(dǎo)致的漏電故障實(shí)現(xiàn)全面的檢測和保護(hù)。并且，由于地區(qū)環(huán)境等差異，家電設(shè)備自身的保護(hù)功能是有限的，因此現(xiàn)有漏電保護(hù)裝置對用電設(shè)備的漏電狀況和用電環(huán)境出現(xiàn)的其他故障（例如電弧故障等）不能實(shí)現(xiàn)全面的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有漏電保護(hù)裝置功能單一的問題，提出了一種具有電弧檢測功能的漏電保護(hù)裝置，可以為家電設(shè)備用電環(huán)境中出現(xiàn)的電弧故障和漏電故障實(shí)施全面的檢測和及時(shí)的保護(hù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種具有電弧檢測功能的漏電保護(hù)裝置，應(yīng)用在具有火線、零線、地線的交流供電線路中，設(shè)置有：

電源電路，連接交流輸入電源的火線與零線，將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換成低壓直流電源輸出；

控制器，連接電源電路，在接收到電源電路輸出的低壓直流電源后啟動運(yùn)行，生成開關(guān)控制信號輸出；

開關(guān)電路，受控于所述的控制器，在接收到控制器輸出的開關(guān)控制信號后，將連接在交流輸入電源與交流負(fù)載之間的火線、零線和地線連通；

漏電檢測電路，將交流輸入電源的火線、零線、地線均穿過電流互感器，作為電流互感器的初級繞組；電流互感器的次級繞組在所述初級繞組的電流矢量和不為零時(shí)輸出感應(yīng)信號至控制器，所述控制器在檢測到感應(yīng)信號超過設(shè)定閾值時(shí)，判定發(fā)生漏電故障；

串聯(lián)電弧檢測電路，采集交流輸入電源的火線或者零線中的電流波形，將采集到的電流波形與發(fā)生串聯(lián)電弧時(shí)所對應(yīng)的電流波形進(jìn)行對比，以判斷串聯(lián)電弧故障；

并聯(lián)電弧檢測電路，采集交流輸入電源的火線與零線之間的電壓波形，將采樣到的電壓波形與發(fā)生并聯(lián)電弧時(shí)所對應(yīng)的電壓波形進(jìn)行對比，以判斷并聯(lián)電弧故障；

所述控制器在檢測到漏電故障、串聯(lián)電弧故障或者并聯(lián)電弧故障時(shí)，控制開關(guān)電路切斷交流輸入電源與交流負(fù)載之間的交流供電線路，實(shí)施故障保護(hù)。

進(jìn)一步的，在所述漏電檢測電路中，交流輸入電源的火線、零線、地線以相同的方向、相同的匝數(shù)穿過電流互感器，形成電流互感器的初級繞組。

為了盡量降低用電設(shè)備因L-N對地線漏電導(dǎo)致用電設(shè)備誤停機(jī)的概率，本發(fā)明優(yōu)選設(shè)定當(dāng)所述電流互感器的初級繞組的電流矢量和大于10mA時(shí)，通過電流互感器的次級繞組輸出的感應(yīng)信號大于設(shè)定閾值，此時(shí)判定為漏電故障，可以在保證用戶人身安全的同時(shí)，降低用電設(shè)備誤斷電的概率，保證用電設(shè)備能夠正常使用。

優(yōu)選的，所述匝數(shù)優(yōu)選設(shè)置為1匝，以減小漏電保護(hù)裝置的體積。

優(yōu)選的，在所述串聯(lián)電弧檢測電路中，在交流輸入電源的火線或者零線中串聯(lián)電阻，采集電阻兩端的電壓值，傳輸至控制器；所述控制器結(jié)合所述電阻的阻值換算形成電流波形，與發(fā)生串聯(lián)電弧時(shí)所對應(yīng)的電流波形進(jìn)行對比，若相符，則判定為串聯(lián)電弧故障。

優(yōu)選的，在所述并聯(lián)電弧檢測電路中，在交流輸入電源的火線和零線之間跨接分壓電路，采集分壓電路的分壓節(jié)點(diǎn)處的電壓值，傳輸至控制器以形成所述的電壓波形，與發(fā)生并聯(lián)電弧時(shí)所對應(yīng)的電壓波形進(jìn)行對比，若相符，則判定為并聯(lián)電弧故障。