一種電梯安全保護裝置的製作方法

2023-09-13 22:51:50 1

本發明涉及電子抗幹擾器件技術領域，特別是一種具有抑制來自系統外部電網的電磁幹擾諧波、本系統內部工作時產生的電磁幹擾諧波和抑制超強浪湧脈衝幹擾功能的電梯安全保護裝置。

背景技術：

隨著社會科技的進步和用電設備品種及數量的增多，各種用電設備工作時產生的電磁幹擾諧波對自身設備的正常運行及對電網系統內其他用電設備的工作幹擾日趨受到業界的重視。電梯，作為一種與人類生命財產的安全密切相關的用電設備，其工作的安全性和可靠性尤顯重要。為此，國家專門制定了一系列監控電梯最終產品的質量標準，其中包括「GBT24807-2009 電磁兼容 電梯、自動扶梯和自動人行道的產品系列標準 發射」和「GBT 24808-2009-T 電磁兼容 電梯、自動扶梯和自動人行道的產品系列標準 抗擾度」兩大EMC標準，業界也相應地開發出了適於現有電梯、自動扶梯和自動人行道系列產品上安裝使用、以各自獨立部件的形式分別安裝在電梯控制系統內的諧波濾波器和電抗器，對確保電梯產品的安全運行有一定效果。但是在實踐中發現：⑴由於諧波濾波器和電抗器以獨立構件的形式增加設置在電梯控制系統的電源輸入端，除存在設置欠方便外，還存在由於互連導線布線隨意性強、長度不統一和分布不規則而容易引發系統電感、分布電容的無規律變化，從而導致產生新的電磁幹擾，影響系統的濾波效果和抑制功效；⑵由於現有的電梯諧波濾波器沒有設置具有抑制自身工作時產生的電磁幹擾諧波的功能電路，工作時容易對電網系統的其他用電設備產生工作幹擾；⑶在現有電梯的電氣控制系統中一般均沒有自身設置具有應付由雷擊等引發的突發性瞬間超高壓、超強電流尖脈衝功能的浪湧保護電路，容易導致引發電梯臨時中斷運行的安全事故。所以，目前以增加輔件的形式設置的電梯保護裝置總體上存在構件分散、設置工作量大且成本高、保護功能少及工作穩定性差、存在安全隱患等不足，從實用性和經濟性角度考慮均欠理想。

技術實現要素：

本發明的目的是要克服現有電梯控制系統中安全保護裝置功能少且構件分散、存在安全隱患等不足，提供一種集多種功能構件於一體、不僅安保功能多，而且能確保系統電路分布參數穩定、工作穩定且可靠，安裝方便且設置成本低的電梯安全保護裝置。

本發明的電梯安全保護裝置主體包含有殼體、設置在殼體上的限位安裝孔、電源輸入端接口、電氣輸出負載端接口、接地端子和設置在殼體腔內的電氣保護電路，特徵在於：所述的殼體由具有電氣屏蔽功能的金屬盒體充任，所述的電氣保護電路中包含設置有浪湧保護電路、抑外諧波濾波器、抑內諧波濾波器、濾波放電電路、電抗器、諧波電流校正電路、與電源輸入端接口對應電氣相連的電源輸入相線Ri、Si和Ti、及與電氣輸出端接口對應電氣相連的電氣輸出端線Ro、So和To,其中：

所述的浪湧保護電路設置在靠近電源輸入端接口一側的電源輸入相線Ri、Si和Ti與接地端子的接地線之間，具有由高壓浪湧電壓啟動工作、保護後續內部電路免受損壞、確保設備正常運行的功能，由壓敏電阻Z1、Z2、Z3和Z4構成，其中：所述的壓敏電阻Z1、Z2、Z3由額定電壓值為320VAC、額定嵌位電壓為510VDC的壓敏電阻器充任，以星型接法設置在輸入相線Ri、Si和Ti之間，構成在Ri-Si、Si-Ti和Ti-Ri三組相線間分別串設有二個壓敏電阻、啟動工作的額定嵌位電壓為壓敏電阻Z1、Z2、Z3的510VDC的二倍，即1020VDC，具有保護相線間電路功能的線與線間浪湧保護電路，當外界電網在任一組相線間的電磁幹擾諧波信號電壓高於相線間的額定嵌位電壓1020VDC時，即啟動與該組相關的二個壓敏電阻工作，吸收高於1020VDC的部分峰值電壓，從而確保後續電路穩定工作；所述的壓敏電阻Z4由額定電壓值為1000VAC、額定嵌位電壓為1620VDC的壓敏電阻器充任，設置在星型接點與接地線FG之間，與Z1、Z2、Z3構成具有保護三相火線與地線之間電路功能的線與地間浪湧保護電路，線與地間浪湧保護電路的啟動工作電壓為壓敏電阻Z1、Z2、Z3的額定嵌位電壓510VDC加上壓敏電阻Z4的額定嵌位電壓1620VDC B之和，即2130V，當外界電網的浪湧電壓脈衝值高於2130V時Z4啟動工作，保護後續的內部電路免受損壞；

所述的抑外濾波器具有抑制來自外界電網的電磁幹擾、濾除頻率為150K-30MHZ之間諧波的功能，由C1、C2和C3三個額定容值為3.3uf、額定電壓為275VAC或高於275VAC、額定溫度為-40度～105度、耐壓為1850vdc/min的X2類型電容器以星型接法設置在靠近電源輸入端接口12一側的電源輸入相線Ri、Si和Ti之間構成，在Ri-Si、Si-Ti和Ti-Ri三組相線間分別串設有二個電容器，每組相線間的電容量為3.3x3.3÷（3.3+3.3）=1.65uf、啟動工作的額定電壓為單個電容器額定電壓的二倍，即275VAC x 2=550VAC，滿足國家標準中所述的額定電壓為440VAC的要求;

所述的抑內濾波器具有吸收和抑制來自於自身及負載設備產生、並會向外界電網傳輸的線與地之間、頻率為150K-30MHZ之間內部電磁幹擾諧波的功能，由設置在靠近電氣輸出負載端接口一側的電氣輸出端線Ro、So、To和接地線FG之間、由額定容值為3.3uf、額定電壓為275VAC或高於275VAC、額定溫度為-40度～105度、耐壓為1850vdc/min的C4、C5、C6和C7四個X2類型電容器構成的線與線濾波電路和線與地濾波電路組合而成，其中：所述的電容C4、C5和C6以星型接法設置在電氣輸出端線Ro、So和To之間、構成在Ro-So、So-To和To-Ro三組端線間分別串設有二個電容器、每一組相線間的額定容量為3.3x3.3÷（3.3+3.3）=1.65uf、耐壓為1850VDC/min x2=3700VDC/min的所述線與線濾波電路；所述的電容C7設置在星型接點與接地線FG之間，與電容C4、C5、C6分別串聯組合構成每相電路都有一組電容吸收相線與地之間的電磁幹擾諧波信號、每組相線與地間耐壓為2x1850VDC=3700VDC/min的所述線與地濾波電路；

所述的濾波放電電路由三隻1.0M的電阻R1、R2和R3以星型接法並聯設置在抑外濾波器的電容C1、C2、C3的兩端和抑內濾波器的電容C4、C5、C6的兩端供放電用，其放電時間t為R×C，每組相線之間的電阻R = R1+R2 =1.0M+1.0M=2M，電容值C= C1串C2+ C4串C5=1.65+1.65=3.3uF，所以，放電時間t=2000000 ×0.0000033=6.6秒，說明電梯控制系統在關掉電源6.6秒鐘的時間內電容兩端的電壓就會從380V快速釋放、降到0V，從而確保設備安全，不會發生電擊危險；

所述的電抗器具有利用電感阻抗吸收和抑制電磁幹擾諧波信號的功能，由兩組分別設置在相線Ri、Si和Si、Ti之間、由磁環、骨架、漆包線及絕緣片構成的線圈L1充任；

所述的諧波電流校正電路具有抑制校正諧波電流的功能，由套設在「E」形矽鋼片上的三組扼流線圈構成；

在工作時的裝配狀態下，包含有浪湧保護電路、抑外濾波器、抑內濾波器、濾波放電電路、電抗器和諧波電流校正電路的電氣保護電路集中且有規則地布設在固設於具有電氣屏蔽功能盒體內的電氣線路板上，並通過電氣輸出負載端接口和電源輸入端接口將電梯安全保護裝置設置在電網與電梯控制系統之間，起隔離電網及負載用電設備的作用，使來自外部電網系統的雷擊浪湧及其他用電設備的電磁幹擾諧波信號在浪湧保護電路和抑外濾波器的即時保護和抑制吸收作用下及時化解，不會影響後續電梯控制系統電路的正常工作，使來自自身及電梯控制系統所產生電磁幹擾諧波信號由抑內濾波器加以抑制和吸收，既確保了自身及電梯控制系統的正常穩定工作，又避免了對外界電網系統用電設備的幹擾影響。

基於上述構思的本發明電梯安全保護裝置，由於將傳統以分散構件形式無序設置在電梯控制系統中的諧波濾波器和電抗器集中且有規則地設置在了具有屏蔽保護功能的盒體內的電氣線路板上，同時還增加設置了具有抑制自身及電梯控制系統產生的內部電磁幹擾諧波信號功能的抑內濾波器和諧波電流校正電路，不僅集多種保護功能於一體，又能確保內部電氣電路參數的穩定性，從而有利於確保電梯控制系統的工作可靠性，滿足國家行業標準的要求，確保設置有本發明電梯安全保護裝置的電梯能保持在免受內外幹擾的情況下穩定地工作、安全可靠地運行。有效克服了現有電梯控制系統中所存在的保護構件分散、設置工作量大且成本高、保護功能少且工作穩定性差，不能滿足國家行業標準要求等諸多不足，有效解決了長期以來困擾電梯工作安全性方面的重大難題，是電梯安保設施的一大創新，具有很強的實用性和可貴的市場應用前景。

附圖說明

圖1是本發明實施例的基本結構示意圖；

圖2是本發明實施例中電氣結構示意圖。

圖中：

1.殼體 11.限位安裝孔 12.電源輸入端接口 13.電氣輸出負載端接口

14.接地端子 2.電氣保護電路 21.浪湧保護電路 22.抑外諧波濾波器

23.抑內諧波濾波器24.濾波放電電路25.電抗器26.諧波電流校正電路。

具體實施方式

下面結合附圖和典型實施例對本發明作進一步說明。

在圖1和圖2中，本發明的電梯安全保護裝置主體包含有殼體1、設置在殼體1上的限位安裝孔11、電源輸入端接口12、電氣輸出負載端接口13、接地端子14和設置在殼體腔內的電氣保護電路2，特徵在於：所述的殼體1由具有電氣屏蔽功能的金屬盒體充任，所述的電氣保護電路2中包含設置有浪湧保護電路21、抑外諧波濾波器22、抑內諧波濾波器23、濾波放電電路24、電抗器25、諧波電流校正電路26、與電源輸入端接口12對應電氣相連的電源輸入相線Ri、Si和Ti、及與電氣輸出端接口13對應電氣相連的電氣輸出端線Ro、So和To,其中：

所述的浪湧保護電路21設置在靠近電源輸入端接口12一側的電源輸入相線Ri、Si和Ti與接地端子14的接地線之間，具有由高壓浪湧電壓啟動工作、保護後續內部電路免受損壞、確保設備正常運行的功能，由壓敏電阻Z1、Z2、Z3和Z4構成，其中：所述的壓敏電阻Z1、Z2、Z3由額定電壓值為320VAC、額定嵌位電壓為510VDC的壓敏電阻器充任，以星型接法設置在輸入相線Ri、Si和Ti之間，構成在Ri-Si、Si-Ti和Ti-Ri三組相線間分別串設有二個壓敏電阻、啟動工作的額定嵌位電壓為壓敏電阻Z1、Z2、Z3的510VDC的二倍，即1020VDC，具有保護相線間電路功能的線與線間浪湧保護電路，當外界電網在任一組相線間的電磁幹擾諧波信號電壓高於相線間的額定嵌位電壓1020VDC時，即啟動與該組相關的二個壓敏電阻工作，吸收高於1020VDC的部分峰值電壓，從而確保後續電路穩定工作；所述的壓敏電阻Z4由額定電壓值為1000VAC、額定嵌位電壓為1620VDC的壓敏電阻器充任，設置在星型接點與接地線FG之間，與Z1、Z2、Z3構成具有保護三相火線與地線之間電路功能的線與地間浪湧保護電路，線與地間浪湧保護電路的啟動工作電壓為壓敏電阻Z1、Z2、Z3的額定嵌位電壓510VDC加上壓敏電阻Z4的額定嵌位電壓1620VDC B之和，即2130V，當外界電網的浪湧電壓脈衝值高於2130V時Z4啟動工作，保護後續的內部電路免受損壞；

所述的抑外濾波器22具有抑制來自外界電網的電磁幹擾、濾除頻率為150K-30MHZ之間諧波的功能，由C1、C2和C3三個額定容值為3.3uf、額定電壓為275VAC或高於275VAC、額定溫度為-40度～105度、耐壓為1850vdc/min的X2類型電容器以星型接法設置在靠近電源輸入端接口12一側的電源輸入相線Ri、Si和Ti之間構成，在Ri-Si、Si-Ti和Ti-Ri三組相線間分別串設有二個電容器，每組相線間的電容量為3.3x3.3÷（3.3+3.3）=1.65uf、啟動工作的額定電壓為單個電容器額定電壓的二倍，即275VAC x 2=550VAC，滿足國家標準中所述的額定電壓為440VAC的要求;

所述的抑內濾波器23具有吸收和抑制來自於自身及負載設備產生、並會向外界電網傳輸的線與地之間、頻率為150K-30MHZ之間內部電磁幹擾諧波的功能，由設置在靠近電氣輸出負載端接口13一側的電氣輸出端線Ro、So、To和接地線FG之間、由額定容值為3.3uf、額定電壓為275VAC或高於275VAC、額定溫度為-40度～105度、耐壓為1850vdc/min的C4、C5、C6和C7四個X2類型電容器構成的線與線濾波電路和線與地濾波電路組合而成，其中：所述的電容C4、C5和C6以星型接法設置在電氣輸出端線Ro、So和To之間、構成在Ro-So、So-To和To-Ro三組端線間分別串設有二個電容器、每一組相線間的額定容量為3.3x3.3÷（3.3+3.3）=1.65uf、耐壓為1850VDC/min x2=3700VDC/min的所述線與線濾波電路；所述的電容C7設置在星型接點與接地線FG之間，與電容C4、C5、C6分別串聯組合構成每相電路都有一組電容吸收相線與地之間的電磁幹擾諧波信號、每組相線與地間耐壓為2x1850VDC=3700VDC/min的所述線與地濾波電路；

所述的濾波放電電路24由三隻1.0M的電阻R1、R2和R3以星型接法並聯設置在抑外濾波器22的電容C1、C2、C3的兩端和抑內濾波器23的電容C4、C5、C6的兩端供放電用，其放電時間t為R×C，每組相線之間的電阻R = R1+R2 =1.0M+1.0M=2M，電容值C= C1串C2+ C4串C5=1.65+1.65=3.3uF，所以，放電時間t=2000000 ×0.0000033=6.6秒，說明電梯控制系統在關掉電源6.6秒鐘的時間內電容兩端的電壓就會從380V快速釋放、降到0V，從而確保設備安全，不會發生電擊危險；

所述的電抗器25具有利用電感阻抗吸收和抑制電磁幹擾諧波信號的功能，由兩組分別設置在相線Ri、Si和Si、Ti之間、由磁環、骨架、漆包線及絕緣片構成的線圈L1充任；

所述的諧波電流校正電路26具有抑制校正諧波電流的功能，由套設在「E」形矽鋼片上的三組扼流線圈構成；

在工作時的裝配狀態下，包含有浪湧保護電路21、抑外濾波器22、抑內濾波器23、濾波放電電路24、電抗器25和諧波電流校正電路26的電氣保護電路2集中且有規則地布設在固設於具有電氣屏蔽功能盒體內的電氣線路板上，並通過電氣輸出負載端接口13和電源輸入端接口12將電梯安全保護裝置設置在電網與電梯控制系統之間，起隔離電網及負載用電設備的作用，使來自外部電網系統的雷擊浪湧及其他用電設備的電磁幹擾諧波信號在浪湧保護電路21和抑外濾波器22的即時保護和抑制吸收作用下及時化解，不會影響後續電梯控制系統電路的正常工作，使來自自身及電梯控制系統所產生電磁幹擾諧波信號由抑內濾波器23加以抑制和吸收，既確保了自身及電梯控制系統的正常穩定工作，又避免了對外界電網系統用電設備的幹擾影響。