自動重合閘漏電保護器的製作方法
2023-06-02 01:07:41
專利名稱：自動重合閘漏電保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於漏電保護器。
通常使用的漏電保護器，當瞬時漏電引起電源跳閘後，不具有自動重新合閘的功能，必須人為重新合閘。在實際電力運行中，架空線路的故障，大都是暫時性的，如大風引起的瞬間碰線，樹枝或鳥體引起的短路放電等等，這些暫時性的線路故障通過漏電保護器的作用，使電源開關成持續性的跳閘，持續性的中斷電力供應，影響用電設備的正常運轉。
本實用新型旨在設計一種能根據漏電狀況選擇電源跳閘方式的漏電保護器對瞬時漏電，電源跳閘之後能延時自動合閘；對持續性漏電，電源跳閘及延時自動合閘之後，進入持續性跳閘；對漏電保護器投入運行之前就存在的所謂突加性漏電，本漏電保護器直接進入持續性跳閘。
其技術方案是根據不同的漏電狀況，設計相應漏電信號處理電路，來控制電源跳閘執行機構的工作。第一，對於瞬時漏電，使漏電信號依次通過漏電檢測專用電路、跳閘延時電路、邏輯判別電路、跳閘推動電路，執行機構跳閘之後，延時一定時間，再自動重合閘。第二，對於持續性漏電，使漏電信號依次通過漏電檢測專用電路、跳閘延時電路、重合閘延時電路、漏電寄存器、邏輯判別電路、跳閘推動電路，執行機構跳閘，自動合閘、延時之後，實現持續性跳閘；第三，對於突加性漏電，使漏電信號依次通過漏電檢測專用電路、漏電寄存器、邏輯判別電路、跳閘推動電路，推動跳閘執行機構，實行持續性跳閘。
本實用新型對持續性漏電或突加性漏電，能使電源總開關持續性跳閘；對瞬間漏電，在跳閘之後，延時一段時間能自動合閘，如此既能有效地起漏電保護功能，又能避免瞬間漏電造成持續性中斷電力供應的損失。
圖1是本實用新型的電路結構方框圖；圖2是本實用新型的電路連接圖；圖3是本實用新型局部電路連接圖，並作為摘要附圖；以下結合圖1、圖2對本漏電保護器作進一步說明。首先將其靜態結構說明如下圖1、2中，T1、V10－V14、C11－C13、集成塊N1構成整流濾波穩壓電源2，輸出＋12V電壓。D1、C1－C5、R3構成漏電檢測電路3，D1是漏電檢測專用集成電路M54123L，其1、2腳為漏電信號輸入端，7腳為輸出端，8為電源，3為地端。與其相接的外圍阻容元件，接法與取值按M54123L典型應用取值。見圖1及圖2，V1、V2、R8、C6構成邏輯判別電路1。1／2D2、R6、C8構成跳閘延時電路4，其中1／2D2構成上升沿單穩觸發器，D2為集成電路雙單穩態觸發器，其4腳為上升沿觸發輸入端，6腳為1／2D2的輸出端，即跳閘延時電路4的輸出端；另外1／2D2與R7、C9構成下降沿單穩觸發器，作為重合閘延時電路5，其中11腳為重合閘延時電路5的輸入端，10腳為輸出端。D3是雙D觸發器，C10、V4、R9、R10、D3構成漏電寄存器6，其中1／2D3用來寄存延時電路5輸出的漏電信號，5腳為D3的1D端，即漏電信號輸入端，3腳為C1端，即打入脈衝端，該端打入脈衝波的上升沿，將5腳輸入的漏電信號存入漏電寄存器6，D3的1腳為漏電寄存器6的輸出端，另外1／2D3構成R－S觸發器，作為漏電寄存器7，用來寄存突加漏電信號。其10腳為R2端，即置「0」端，4腳也為置「0」端，C10、R9構成置「0」端4、10的置「0」時間常數，V4為隔離二極體。8腳為S2端，即置「1」端，13腳為漏電寄存器7的輸出端。V5、V6、V7、R11構成邏輯「或」判別電路8。V9、R12、R13、K1、V8構成跳閘推動電路9，H1為跳閘指示燈。
由上述可見，本自動重合閘漏電保護器由三支電路組成第一支電路按順序由以下各部分電路構成，由集成電路M54123L類以及C1－C5、R3構成的漏電檢測電路3，由集成電路CD4098類的一個單穩態觸發器以及R6、C8構成的跳閘延時電路4，由二極體V5、V6、V7、電阻R11組成的「或」邏輯判別電路8，由R12、V9、R13、K1、V8組成的跳閘推動電路9；第二支電路按順序由以下各部分電路構成，共用上述漏電檢測電路3、跳閘延時電路4，由上述集成電路CD4098類的另一個單穩態觸發器以及R7、C9構成的重合閘延時電路，由集成電路CD4013類的一個D觸發器以及電容器C10、二極體V4、電阻R9、R10構成的漏電寄存器6，上述的「或」邏輯判別電路8以及跳閘推動電路9；第三支電路按順序由以下各部分電路構成，上述漏電檢測電路3，由上述集成電路CD4013類的另一個D觸發器構成的R－S觸發器作為漏電寄存器7，上述的「或」邏輯判別電路8以及跳閘推動電路9；組成上述三支電路的各部分功能電路內部以及電路之間的連接，按相應功能電路的常規接法。
以下說明動態過程當有漏電存在時，三相交流矢量
的矢量和不等於零，互感器T2感應出漏電信號，經漏電檢測電路D1放大後，在D1的7腳輸出一個漏電尖頂脈衝信號，其上升邊觸發D2的4腳，在D2的6腳輸出一矩形正脈衝信號，此信號的高電平期間，經邏輯判別電路8的V7以及電阻R12，推動電晶體V9，使V9導通，K1--1常閉觸點斷開，電源開關K2失電跳閘。由於V9導通，其集電極為低電平，使二極體V2導通，V1截止，D1的8腳低電位，D1恢復原始狀態，其7腳無輸出，當D2的6腳輸出的正脈衝處下降邊時，V9截止，K1－1閉合，K2自動合閘，從K2失電跳閘到自動合閘，其間隔時間即為跳閘延時時間，其延時長短由R6、C8構成的時間常數決定。此為本實用新型第一動態過程漏電－跳閘－跳閘延時－自動重合閘。
與上述過程的同時，D2的6腳輸出正脈衝的下降沿作用於1／2D2的11腳，觸發重合閘延時電路5，10腳輸出一正脈衝給D3的5腳。如此時仍有漏電信號存在，則D1的7腳輸出正脈衝給D3的3腳，正脈衝的上升沿立即把漏電信號寄存在漏電寄存器6，此時D3的1腳輸出高電平給邏輯判別電路8的二極體V5，經R12使電晶體V9導通，K1常閉觸點釋放，H1跳閘指示燈亮，K2執行跳閘。由於D3寄存了漏電信號，所以該跳閘是持續性跳閘。此為本實用新型的第二動態過程漏電－跳閘－跳閘延時－自動重合閘－重合閘延時－持續性跳閘。
如果K2自動重合閘之後，沒有漏電信號，則D1的7腳無尖頂脈衝輸出，如上述過程，V9處截止態，維持合閘狀態，如此可以避免瞬間漏電造成長久停電的損失。此為本實用新型的第三動態過程漏電－跳閘－跳閘延時－自動重合閘－維持合閘狀態。
在本漏電保護器安裝投運時，送電的瞬時就有所謂突加漏電存在時，T2感應出漏電信號，作用於D1的1、2腳，經D1放大，輸出一尖頂脈衝，作用於漏電寄存器7的1／2D3的8腳，即S2端或置「1」端，13腳輸出高電平，經邏輯判別電路8的V6、R12作用於V9，V9導通，K1常閉觸點釋放，K2執行持續性跳閘。此為本實用新型的第四動態過程突加漏電－持續性跳閘。
圖2中，R4是試跳限流電阻，即設置模擬漏電，以檢查本漏電保護器的靈敏度，AN1是試跳按鈕。
上述動態過程中，跳閘延時時間取10秒，該時間可調；重合閘延時時間取5秒，該時間也可調。
本電路中典型器件的型號，D1取漏電檢測集成電路M54123L，D2典型選取雙單穩態觸發器CD4098B，D3典型選取雙D觸發器CD4013B，V9取中功率矽管，二極體V3－V7取4148類，其它二極體取4001類。與半導體器件相配套的阻容元件以及各級電路的其它元器件，依電路功能按常規設計取值。
見圖1、2、3，本實用新型中從邏輯判別電路1到跳閘推動電路9的九部分單元電路中，漏電檢測集成電路M54123L與通用集成電路D2、D3之間有如下特定的連接M54123L的電源端8接二極體V1的負極，V1的負極通過電容器C6接地，二極體V1的正極串接電阻R8之後接電源正極，V1的正極接二極體V2的正極，V2的負極與跳閘推動電路中的輸出電晶體V9的輸出端相接；M54123L的輸出端7分別與D2(CD4098類)的4腳、D3(CD4013類)的3腳和8腳連接，D2的6腳、11腳、D3的10腳、二極體V4的負極相接，D2的10腳接D3的5腳，二極體V4的正極分別與D3的4腳以及電阻R9、電容器C10的一端相接，R9的另一端接地，C10的另一端接＋12V電源。
除上述連接特徵外，見圖2，本實用新型其它各部分功能電路內部以及電路之間的連接，按相應功能電路的常規接法。本實用新型中除前述典型器件型號外，其餘器件型號、有關元件型號及其取值按相應功能電路常規要求取值。
權利要求1.自動重合閘漏電保護器，由三支電路組成，第一支電路按順序由以下各部分電路構成，由集成電路M54123L類以及C1-C5、R3構成的漏電檢測電路3，由集成電路CD4098類的一個單穩態觸發器以及R6、C8構成的跳閘延時電路4，由二極體V5、V6、V7，電阻R11組成的「或」邏輯判別電路8，由R12、V9、R13、K1、V8組成的跳閘推動電路9；第二支電路按順序由以下各部分電路構成，共用上述漏電檢測電路3、跳閘延時電路4，由上述集成電路CD4098類的另一個單穩態觸發器以及R7、C9構成的重合閘延時電路，由集成電路CD4013類的一個D觸發器以及電容器C10、二極體V4、電阻R9、R10構成的漏電寄存器6，上述的「或」邏輯判別電路8以及跳閘推動電路9；第三支電路按順序由以下各部分電路構成，上述漏電檢測電路3，由上述集成電路CD4013類的另一個D觸發器構成的R-S觸發器作為漏電寄存器7，上述的「或」邏輯判別電路8以及跳閘推動電路9；組成上述三支電路的各部分功能電路內部以及電路之間的連接，按相應功能電路的常規接法，本實用新型的特徵在於漏電檢測專用集成電路M54123L的電源端8接二極體V1的負極，V1的負極通過電容器C6接地，二極體V1的正極串接電阻R8之後接電源正極，V1的正極接二極體V2的正極，V2的負極與跳閘推動電路中的輸出電晶體V9的輸出端相接；M54123L的輸出端7分別與D2(CD4098類)的4腳、D3(CD4013類)的3腳和8腳連接，D2的6腳、11腳、D3的10腳，二極體V4的負極相接，D2的10腳接D3的5腳，二極體V4的正極分別與D3的4腳以及電阻R9、電容器C10的一端相接，R9的另一端接地，C10的另一端接+12V電源。
專利摘要自動重合閘漏電保護器，對於瞬間漏電，電源跳閘延時之後能自動重合閘，避免持續斷電的損失；對於持續漏電或突加漏電，能持續跳閘，進行有效的保護。其電路結構由漏電檢測電路、延時電路、漏電寄存器、邏輯判別電路、跳閘推動電路等功能電路組合連接而成。
文檔編號H02H3/06GK2075391SQ9021461
公開日1991年4月17日 申請日期1990年10月10日 優先權日1990年10月10日
發明者溫憲立, 楊鳴 申請人:溫憲立, 楊鳴