一種剩余電流裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電氣技術領域，特別是涉及一種剩余電流裝置。
【背景技術】
[0002]剩余電流(Residual Current),又稱為過剩電流,殘余電流或漏電流，是指低壓配電線路中各相(含中性線)電流矢量和不為零的電流。剩余電流具有極大的危害性。在電氣火災事故中由于過剩電流所導致事故約占電氣火災事故的1/2，可見過剩電流的嚴重性與普遍性。
[0003]剩余電流裝置(Residual Current Device, RCD)是在正常工作條件下接通、負載和斷開電流，而當電路的剩余電流超出正常范圍時，引起動作而斷開主電路的一種保護器。剩余電流裝置實質上是一種漏電流保護裝置，其作用包括:用于防止由漏電引起的單相電擊事故；用于防止由漏電引起的火災和設備燒毀事故；用于檢測和切斷各種一相接地故障；過載、過壓、欠壓和缺相保護，等等。剩余電流裝置可以是檢測剩余電流和接通及斷開主電路電流的各種元件的組合體。
[0004]B型剩余電流裝置需要對平滑直流、工頻交流以及高頻交流等波型的剩余電流敏感。B型剩余電流裝置一般包含有對工頻交流剩余電流敏感的處理電路以及對平滑直流剩余電流敏感的處理電路。在公開號為CN202093967U、名稱為“電流互感器組件和斷路器”及公開號為CN202796414U、名稱為“一種電流互感器端子排”等文獻中，有分別利用這兩種處理電路來嘗試檢測高頻率交流剩余電流的技術嘗試。然而，這些嘗試普遍存在電路設計復雜，功耗大等各種問題。
【發明內容】
[0005]本發明實施方式提出一種剩余電流裝置，以提高交流波型剩余電流的檢測頻率。
[0006]根據本發明一個實施例，剩余電流裝置包括:第一零序電流互感器，用于以無源方式檢測載流導體的剩余電流信號；連接到所述第一零序電流互感器的第一處理電路，用于從所述第一零序電流互感器獲取所述剩余電流信號，并且采用有源方式處理所述剩余電流信號，其中所述第一處理電路與電源連接；第二零序電流互感器，用于以有源方式檢測所述載流導體的剩余電流信號；連接到所述第二零序電流互感器的第二處理電路，用于從所述第二零序電流互感器獲取剩余電流信號，并且采用有源方式處理所述剩余電流信號，其中所述第二處理電路與電源連接。
[0007]優選地，連接到所述第一零序電流互感器的第三處理電路，用于從所述第一零序電流互感器獲取剩余電流信號，并且利用所述剩余電流信號獲取能量。
[0008]更為優選地，在第三處理電路與第一零序電流互感器之間具有開關元件。所述開關元件，用于將所述第三處理電路與所述第一零序電流互感器相連接或斷開。特別是在剩余電流裝置無電源供電時使得第三處理電路與所述第一零序電流互感器相連接，而在剩余電流裝置有電源供電時，使得使得第三處理電路與所述第一零序電流互感器之間的連接斷開。
[0009]在一個實施例中，剩余電流裝置進一步包括:脫扣判斷單元，用于當第二處理電路的輸出信號與第一處理電路的輸出信號中至少一個大于預先設定的門限值時，向脫扣觸發器發送脫扣指令；脫扣觸發器，用于根據脫扣指令觸發脫扣動作。
[0010]在另一個實施例中，脫扣觸發器與第三處理電路連接，用于當第三處理電路的輸出信號大于預先設定的門限值時觸發脫扣動作。優選地，所述第一處理電路包括精密整流電路，用于對所述剩余電流信號進行精密整流。可選地，所述第一處理電路還包括放大器，用于對精密整流后的剩余電流信號進行放大。可選地，所述第一處理電路還包括濾波器，用于對放大器輸出的剩余電流信號進行濾波。
[0011]優選地，所述電源與所述載流導體相連接，用于從所述載流導體獲取能量。
[0012]優選地，所述剩余電流裝置為B型電磁式剩余電流裝置或B +型電磁式剩余電流
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[0013]從上述技術方案可以看出，在本發明實施方式中，由于第一零序電流互感器以無源方式檢測出剩余電流信號(比如感應而來)，且輸出到具有有源工作特性的第一處理電路，可以在很寬的頻率范圍內良好響應，因此針對交流波型剩余電流的最聞檢測頻率可以被提升至數百千赫茲，并實現較好的頻率響應特性。
[0014]此外，在本發明實施方式中，當利用第二零序電流互感器以有源方式檢測剩余電流信號，且輸出到具有有源工作特性的第二處理電路時，可以對剩余電流信號低頻或接近直流信號加以精確處理，同時也可以對高頻率的剩余電流信號進行處理。而且，第三處理電路和第二處理電路由于不用檢測較高頻率的電流，可以保持相對簡化。
【附圖說明】
[0015]圖1為根據本發明的剩余電流裝置結構圖。
[0016]圖2為根據本發明第一實施方式的剩余電流裝置結構圖。
[0017]圖3為根據本發明第二實施方式的剩余電流裝置結構圖。
[0018]圖4為根據本發明實施方式第一處理電路的結構圖。
[0019]圖5為根據本發明實施方式第二處理電路的結構圖。
[0020]圖6為根據本發明實施方式第三處理電路的結構圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以闡述性說明本發明，并不用于限定本發明的保護范圍。
[0022]圖1為根據本發明的剩余電流裝置結構圖。如圖1所示，該剩余電流裝置包括第一零序電流互感器101和第一處理電路102，其中第一處理電路102連接到第一零序電流互感器101。在第一零序電流互感器101的鐵心中可以穿過一或多根用于承載電流的載流導體(圖中沒有示出)，例如供電線路中的相線和中性線。第一零序電流互感器101適于以無源方式檢測載流導體的剩余電流信號。第一處理電路102與電源105連接，用于獲取第一零序電流互感器101所感測到的剩余電流信號，并且采用有源方式處理剩余電流信號。
[0023]在圖1中，第一零序電流互感器101可以在沒有外界激勵信號的情形下(即無源情況下)，檢測到所述一或多根載流導體上出現的剩余電流信號。第一零序電流互感器101可以直接根據剩余電流感應出輸出信號，因此第一零序電流互感器101不需要任何功耗即可以產生輸出信號。采用第一零序電流互感器101的輸出信號來檢測較高頻率的交流漏電，具有功耗低、頻率響應范圍寬以及技術難度低的優點。
[0024]同時，第一零序電流互感器101感應出的輸出信號的功率有限。若希望對第一零序電流互感器101所感應出的剩余電流信號實現寬帶頻響處理，一般需要例如運算放大器的半導體器件置于后續信號處理電路之中，而半導體器件通常需要較大的功率來驅動。。
[0025]為此，在圖1所示的實施方式中，第一零序電流互感器101將檢測到的剩余電流信號發送到第一處理電路102，而且，該第一處理電路102連接到電源105。由于可以從電源105獲取能量，第一處理電路102可以通過電壓相關的方式(如采用運算放大器等半導體器件)或稱有源方式處理源自第一零序電流互感器101的輸入信號。
[0026]例如，在一個實施方式中，第一處理電路102可以包括如運算放大器等有電源供電的器件。通過采用運算放大器等有源半導體器件，源自第一零序電流互感器101的微弱剩余電流信號可以在第一處理電路102中較為容易地放大和處理，并實現較好的寬帶頻率響應特性。
[0027]更為優選地，由于第一處理電路102連接到電源105，因此第一處理電路102中可以使用各種運算放大器對輸入信號進行精密的運算。
[0028]如,第一處理電路102中可以包含精密整流電路、放大器和濾波器。其中:利用精密整流電路對源自第一零序電流互感器101的輸入信號取絕對值(或稱精密整流)。在精密整流后，可以進一步利用放大器對精密整流后信號進行放大，然后通過濾波器對精密整流后的放大信號進行濾波，最后得到近似于DC電壓的直流信號。該直流信號用來表示剩余電流有效值的近似值。該直流信號電壓越大，說明剩余電流有效值的近似值越大。可選地，也可以在精密整流后不執行放大處理，而是直接通過濾波器進行濾波。
[0029]在