[发明专利]一种交直流敏感的故障电流保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种交直流敏感的故障电流保护装置。

背景技术

对地故障剩余电流保护装置的现有技术包括用于检测交流、脉动直流故障电流的A型或AC型接地故障断路器，但随着变频器、逆变器等用电设备的应用。对于高频故障电流及平滑故障电流的保护设备日益变得重要。

专利CN200410043294.2公开了一种交直流敏感的故障电流保护装置，该设备用于直接和交流的故障电流保护场合，其实现直流的检测方式通过一个去耦合器装置和磁芯的次级线圈相连。

专利CN1387213A公开了用于AC、DC等故障电流保护装置中的环形铁心的技术要求。该专利强调了磁性铁芯的B-H曲线的要求。

专利US4276510中直流电流检测方法利用在非磁饱和到饱和的差异点。电路设计还需要第三线圈和复杂的模拟电路，也增加了实现的难度和成本，影响检测精度。

专利CN200810003355.0中直流电流检测方法需要一个独立的正弦波发生电路及两个匝数相等的采样电流，及后续的检测电路。

专利CN200410043294.2的直流检测仍需要额外的去耦合装置来实现，整个电路较为复杂。专利CN1387213A中为实现直流电流的检测，对磁芯提出了较高的要求，增加了工艺难度。专利US4276510是让电感(磁导率)变化，通过检测磁芯的电感量在故障电流下不同的特性来检测故障电流，整个电路较为复杂。专利CN200810003355.0中直流电流检测方法需要一个独立的正弦波发生电路及两个匝数相等的采样电流，及后续的检测电路，电路较为复杂。

对于现有技术的激磁电路通常电子模块较多，结构繁杂，大大增加了电路的成本和可靠性的降低，另外受限于小型断路器的尺寸，将带来内部工艺复杂，散热不良的问题。

发明内容

本发明提供了涉及交直流敏感的故障电流保护装置，该装置不仅提供交流故障电流、脉动直流故障电流保护，还能提供包括平滑直流故障电流、高频故障电流保护。且在电源丢失下仍提供交流故障电流保护。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种交直流敏感的故障电流保护装置，包括一个电源电路、一个依赖于电网电源的第一故障电流检测装置、一个独立于电网电压的第二故障电流检测装置、一个用于驱动机构脱扣的驱动装置，第一故障电流检测装置和第二故障电流检测装置的驱动信号并联接到驱动装置的控制端，并用隔离电路进行了相互隔离。

本发明还进一步设置为，所述第一故障电流检测装置包括信号采样电路、信号提取电路、逻辑处理电路，由信号采样电路对交直流故障电流进行采集，采样后的波形经信号提取电路进行提取，输入逻辑处理电路，逻辑处理电根据提取出的信号进行判别，并产生驱动信号。

本发明还进一步设置为，所述信号采样电路包括磁芯、

环绕所述磁芯并连接到电阻R4和电阻R5的次级线圈、

由单极性电源供电的比较器A和比较器B、

提供参考电压的分压电阻R1和分压电阻R2、

及反馈电阻R3，

所述磁芯包围承载电流的导体设置，比较器B的输出脚与电阻R5连接，比较器B的正脚与电阻R3、分压电阻R1、分压电阻R2、比较器A的负脚连接，比较器B的负脚与电阻R3、电阻R4、比较器A的输出脚连接，电阻R3的一端与电阻R4、比较器A的输出脚、比较器B的负脚连接，比较器A的正脚与电阻R4、次级线圈连接，比较器A的输出脚与电阻R4连接，比较器A的负脚与分压电阻R1、分压电阻R2连接，分压电阻R1接地。

本发明还进一步设置为，所述信号提取电路包括电阻R6和电容C1，电阻R6的一端与信号采样电路8连接，电阻R6的另一端与电容C1、逻辑处理电路连接，电容C1一端接地，电容C1的另一端与电阻R6、逻辑处理电路连接。

本发明还进一步设置为，所述逻辑处理电路包括供电电路、比较电路、延时控制电路，比较电路检测到信号达到设定阈值时，经延时控制电路处理后再判断信号大小，若仍超过设定阈值时，输出驱动信号，若信号小于设定值时，驱动回路不工作；供电电路为逻辑处理电路提供可靠的基准电源。

本发明还进一步设置为，所述第二故障电流检测装置包括磁芯、环绕所述磁芯并连接到检测装置的次级线圈，检测装置与隔离电路连接。

本发明还进一步设置为，所述隔离电路由电容和二极管组成。

本发明还进一步设置为，所述比较器A和比较器B可用运算放大器和/或三极管放大电路来替代。