防火漏電電流動作報警器的製作方法
2023-09-23 03:27:05
專利名稱：防火漏電電流動作報警器的製作方法
技術領域：
屬電子電氣電源開關，用於過載、短路、漏電、失壓及零壓保護。
現有的技術是自動開關，它在大、中專有關工具機電器方面的教科書中都有原理介紹。它也有過載、短路保護，有的還有漏電保護。但它的動作原理是電磁式的，其短路保護是通過電磁線圈依據吸力的大小來使開關動作，其大小調節靠調節彈簧的拉力，從而改變鐵芯和銜鐵的氣隙大小；過載保護是靠雙金屬片受熱動作。其缺點是調節很不準確，動作反映遲緩，操作費力，不能報警、顯示。
本實用新型的目的在於提供一種新型的電源開關。它主要由互感器、零序電流互感器、接觸器、繼電器、集成晶片、三極體、數碼管、發光二極體、電阻、電容等組成。包括主電路(見圖1)；過載保護電路、報警電路、延時電路、倍載(短路)保護電路(見圖5)。漏電保護電路(見圖3)；數碼顯示電路(見圖4)；以及面板和操作元件(見圖2、3、5)。
以下結合附圖對以上所述線路進一步描述。
第一、主電路三相電源線和零線分別由U、V、W、N接線端接入，共同穿過零序電流互感器TA4。三相線經接觸器KM主觸頭每相穿過一個電流互感器、與零線分別接U′、V′、W′、N′四個接線端，且U′、V′、W′接線端分接三相負載R。
第二、過載、短路、延時保護電路(僅以U相為例)電流互感器TA1產生的電流信號，流經R1，在R1兩端產生一電壓值，該信號電壓經R2並經V1整流，再經R3、R6接A1的反相輸入端。R5的一端接A1的同相輸入端，另一端接地。C1、C2、R4分接電節點2、3、4與地之間。A1的輸出經R9、V3、接三極體VT1的基極，VT1的發射極接正電源，集電極經R10接HL1(U相過載指示燈)。R7跨接在A1同相端與節點6之間，形成電壓正反饋，R8接A1同相端，另一端經V2、B點SB1至電源正極形成一復位電路。C3接電源正端與節點45之間。
電流信號的另一路由節點4，經V4到W1，調節W1可調節過載電流的大小。W1的動觸點經R11、R12至A2反相輸入端，C4接在節點10與地之間，A2的同相輸入端經R13、R15接電源正極，另一路經R13、R14接地。A2的輸出經R16、V5至VT2的基極，VT2集電極經V6至由S2、N3、VT3、R18、Y組成的報警電路。
延時電路的信號由節點9，經R19至A3的反相輸入端。A3的輸出經R21接A4的反相輸入端，A4輸出經R24接至N1，N1、N2共同組成延時電路，調節W3可調節過載延時的時間。N2的輸出經R25接至A6，A6的輸出經R29、V9、VT4至A點。
倍載(短路)電流的信號由節點5經W2取出。調節W2可調節短路電流。W2的動觸點經R30、R31接至A5反相輸入端，R34為A5正反饋電阻。A5輸出經R35、V12、至VT5的基極，VT5的發射極接正電源，集電極兩路輸出。一路經R36、HL2接地(HL2為倍載指示燈)；另一路經V13、A點、R37至VT6的基極，VT6的發射極接地，集電極經R18接繼電器J1線圈，線圈另一端接電源正極。
第三，漏電保護電路零序電流互感器TA4的二次電流所產生的信號電流值經R41至A7的同相輸入端，A7的輸出經R45至V17、經V17整流再經R46至A8反相輸入端。R44、R51分別為A7、A8的反饋電阻。A8的輸出經R47、V18至VT7基極，VT7集電極經R48、HL3(漏電指示燈)接地。另一路經V19至圖中A點，發射極接正電源。
在正常情況下，三相電流矢量和為零。TA4的二次線圈中無電流，當電源因某種原因對地產生漏電時，TA4的二次線圈中便有漏電流產生，漏電流經電阻輸入到A7同向輸入端。A7的輸出端便輸出一個電流，V15、V16為輸入限幅。A7的輸出電流經V17整流，輸入到A8的反相端，經電位比較，在A8的輸出端產生一個負電流信號，經V18穩壓，使V7導通，則HL3亮。表示有漏電電流產生。同時經A點使V16導通，J1線圈通電，使KM失電，同時報警燈HL5閃亮，同時通過C點，使Y報警。在圖3中，SB4為漏電檢查鍵，當按下此鍵後，其電流動作過程與有漏電流產生時相同，有聲、光報警產生。當鬆開此鍵，聲、光報警維持，只有按下復位鍵SB1才能聲、光報警停止。恢復到監控狀態。S3為漏電開關，當S3閉合時，漏電保護電路不起作用。
第四、電流數字顯示電路圖4中，R1為並接在電流互感器TA1兩端的電阻。R1上的電流為TA1二次電流.M、N為R1上兩端點.其兩端的電壓經橋式全波整流，C11濾波。①、②兩點接在N5①、②兩點。N5為LED顯示專用晶片。經過模數轉換、計數、解碼、驅動接數碼管發光顯示。
第五、操作二次電路(見圖2、圖3、圖5)採用PC面板，觸摸開關。面板上有送電(SB3)、復位(SB1)、過載檢查(SB2)、漏電檢查(SB4)四個觸摸開關。有電源開關S1、報警開關S2、漏電開關S3及關指示燈和一個閃爍報警燈HL5。
圖1主電路；圖2操作二次電路；圖3漏電保護電路；圖4數碼顯示電路；圖5過載、短路、漏電保護電路。
防火漏電電流動作報警器能有效的防止電器線路和用電設備因過載、短路、漏電而引起的電器火災。當它被接入電路後便對電源進行監控。當由於某種原因引起電氣線路過載、短路、漏電時，首先聲光報警，同時進行延時，延時到後自動切斷電源。
它適用於所有企、事業單位。尤其適合於賓館、酒樓、歌舞廳等公共娛樂場所。
現以一個例子說明電流過載、短路(倍載)及延時電路的工作過程如下(仍以U相為例)若防火漏電電流動作報警器的額定電流為20A，當它接入電路後，TA1產生的二次電流信號在R1兩端產生一電壓值，經R2、V1整流後，經R3、R6至A1的反相端，若此時電流實際值小於20安，則A1反相輸入端的電壓值將小於閥值電壓，A1輸出大於零，V3工作在整流狀態，VT1不導通，HL1不亮，電路處於正常監視狀態.故此時Y也不報警，HL2也不亮。
現設A相的實際電流為IA、報警器額定電流為Ie，若Ie≤IA＜1.05Ie，則此時因A1的反相端的電壓值大於閥值電壓，A1的輸出小於零，V3工作在穩壓狀態，VT1導通，HL1(A相過載)燈亮。因此時IA的電流僅在額定電流附近，A2的輸出大於零，VT2截止，Y不報警。
當1.05Ie≤IA≤1.2Ie時，HL1仍亮，此時A2輸出小於零，V5工作在穩壓狀態，VT2導通，使Y報警。同時，此時的信號電流經R19、A3、A4至N1、N2組成的延時電路，進行延時。當延時(10～30秒)到後，A6的輸出小於零(調節W3可調節延時時間)，VT4導通至A點使VT6導通，J1線圈通電，J1動作使KM失電，KM主觸點切斷電源。同時J1常開觸點閉合，閃光報警燈HL5不斷的閃爍報警。
當IA≥2.5Ie時，調節W2(W2為倍載電流調節)使A5輸出小於零，V12工作在穩壓狀態，VT5導通，HL2過載指示燈亮。同時VT6導通，J1通電，KM失電。當IA≥2.5Ie時，電源即合即斷，使負載斷電。
權利要求1.防火漏電電流動作報警器，作為一種新型的電源開關，它主要由互感器、零序電流互感器、接觸器、繼電器、三極體、集成晶片、數碼管、發光二極體及電阻、電容等組成。其特徵在於該報警器包括由檢測元件組成的主電路；過載保護電路；報警電路；延時電路；倍載(短路)保護電路；漏電保護電路；數碼顯示電路；以及面板和操作元件。
2.根據權利要求1所述報警器的主電路，其特徵在於三相電源及零線進線經接線端XT1引入，並同時穿過零序電流互感器TA4，而後經接觸器KM主觸點，三相線分別穿過一個電流互感器TA1、TA2、TA3與零線接到XT2接線端作為輸出。
3.根據權利要求1所述報警器過載保護電路其特徵在於電阻R1並接在電流互感器TA1兩端，電阻R2與二極體V1、電阻R3、R6相串，接比較器A1反相端。電阻R5一端接比較器A1同相端，另一端接地。電阻R7跨接在比較器A1同相端與輸出端之間。其輸出端經電阻R9、穩壓管V3接三極體VT1的基極其集電極經電阻R10、信號燈HL1接地，其發射極接正電源。
4.根據權利要求1所述報警器報警電路其特徵在於電位器W1動觸點經電阻R11、R12接比較器A2反相端，電阻R13接A2同相端，A2輸出經電阻R16、穩壓管V5接三極體VT2的基極。VT2的集電極經二極體V6、開關S2至晶片N3。三極體VT3的基極接晶片N3，發射極接地，集電極經電阻R18、喇叭接正電源。
5.根據權利要求1所述報警器的延時電路其特徵在於它由電阻R19接比較器A3反相端，電阻R20跨接在A3反相端與輸出端之間，A3經電阻R21接比較器A4反相端，A4輸出經電阻R24接晶片N1，N1的輸出接晶片N2，N2經電阻R25接比較器A6反相端，電阻R28跨接在A6同相端與輸出端之間，比較器A6輸出經電阻R29、穩壓管V9接三極體VT4的基極，VT4的發射極接正電源，集電極經二極體V10至A點。
6.根據權利要求1所述報警器的倍載(短路)保護電路其特徵在於它由電位器W2的動觸點經電阻R30、R31接比較器A5反相端，電阻R34跨接在A5同相端與輸出端之間。A5的輸出經電阻R35，穩壓管V12接三極體VT5的基極，其發射極接正電源，集電極經電阻R36、信號燈HL2接地。三極體VT5的集電極另經二極體V13、電阻R37至三極體VT6的基極，其發射極接地，集電極經電阻R18、繼電器J1接正電源。
7.根據權利要求1所述報警器的漏電保護電路其特徵在於它由電阻R41接比較器A7的同相端，按鍵SB4經電阻R43和小開關S3也同接在A7同相端，A7的反相端接地，電阻R44跨接在A7反相端與輸出端之間，其輸出端經電阻R45、二極體V17、電阻R46接比較器A8的反相端，A8的輸出經電阻R47、穩壓管V18接三極體VT7的基極，VT7的發射極接正電源，集電極分二路，一路經二極體V19至A點，另一路經電阻R48、信號燈HL3接地。
8.根據權利要求1所述報警器數碼顯示電路其特徵在於取樣電路由電阻R1、橋堆V21、電容C11、電阻R66、可調電阻W組成。W上①號接N5上①號，R66下端②號接N5上③號，N5輸出接數碼管。
9.根據權利要求1所述報警器的面板操作元件其特徵在於面板採用PC面板、操作元件採用SB1、SB2、SB3、SB4四個觸摸開關、面板上還有指示燈以及HL5閃爍報警燈。
專利摘要防火漏電電流動作報警器，它主要由檢測、保護、顯示、操作電路等組成。在檢測電路中，電流互感器檢測每組電流的大小，零序電流互感器檢測三相電流矢量和。然後將各互感器二次電流信號值及零序電流互感器二次電流信號值分送相應的保護電路。保護電路由比較器、電晶體等元件組成的模擬電路。將信號電壓與閥值電壓比較。當信號電壓大於閥值電壓時，電路先聲、光報警，並延時，延時到後並切斷電源。因而該報警器在電路中具有過載、短路、漏電保護，還具有失壓及零壓保護，從而能防止和消除電路隱患。
文檔編號H02H3/02GK2548342SQ0222405
公開日2003年4月30日 申請日期2002年5月14日 優先權日2002年5月14日
發明者葉長春 申請人:葉長春