多功能安全用電儀的製作方法

2023-04-22 16:07:56 1

專利名稱：多功能安全用電儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種安全用電保護裝置。
本實用新型具有單線接觸不觸電，漏電保護、過載保護、過壓保護、欠壓保護、短路保護，自動停送電，延時送電、穩壓和報警等功能。本實用新型與以往的漏電保護器等產品不同，現在市場上的漏電保護器主要有電壓型與電流型兩大類，其共同之處在於都由檢測電路、執行電路(或機械執行部分)來切斷供電線路，從而使觸電者脫離電源，保證了人身安全，當監測電路和執行電路發生故障時或主線路觸頭燒灼固死，就會出現事故隱患，而本實用新型採用一種獨特的設計原理，使之輸出的任意一條導線對地均沒有電壓，單線接觸沒有任何觸電麻木感覺。用電迴路發生嚴重超載或短路故障是用電過程中經常可能發生的事情，而傳統的保護方法主要是靠熔斷器或過流開關(一般為空氣開關類)的作用來進行保護的。這裡的熔斷器指各類保險絲、保險管(體)等；前者(保險絲、保險管)需要熔斷後方能切斷供電電源，一般情況下熔斷器的熔斷時間與電流成反比，這樣在短時間內熔斷必須有較大的電流，熔斷的同時將產生較大的火花和高溫；而後者(過流開關)要瞬時超過額定電流的十倍以上才能切斷供電、顯而易見，要分斷這麼大的電流，線路將產生相當大的火花與高溫，在一些特殊環境和特定環境下將容易引起火災一類事故的發生。本實用新型從克服以上保護器的不足點出發，利用短路監控電路與調壓器自身的感抗配合，檢測線路電流變化率，在短路電流初始階段，切斷供電電源，從而減小短路電流，減弱甚至消除了短路火花及溫度的升高，減少或防止因短路火花與短路溫度所造成的火災發生機率；另一方面，本實用新型的超負荷限制與短路保護功能配合、起到了延緩用電線路絕緣老化時間的作用，從而進一步減少了因線路絕緣不良而發生的漏電、短路及火災、人身觸電事故的發生。
本實用新型的目的是要更好地保證用電的安全性，適用於用電設備和線路的自動保護，能有效地控制人身觸電傷亡及火災事故的發生，使人們在一個安全的供電環境中工作和生活。
本實用新型的目的是這樣實現的
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型的系統控制原理圖。
圖2是本實用新型的線路圖。
圖3是圖2所示電路中的自動調壓、自動延時送電線路圖。
1、防漏觸電功能。
防觸電防漏電功能是同一功能電路完成的。主要原件有隔離調壓器1B、電流互感器BL1、繼電器1J、單向可控矽SCR1及其它輔助電子原件組成。防漏觸電功能，是利用1B副邊與原邊之間設有直接的電氣關係(電磁耦合)使副邊供電線路對地不構成電流迴路(變壓器及線路對地電容電流在本設計容量內可忽略不計)。即單相對地不觸電，但考慮到本系統運行中若發生單相接地(或單相接某一長大導體時，如金屬管道、大型金屬操作臺等)。便對人身產生了潛在的觸電危險(指人處在與地或與金屬管道、金屬操作臺等電位面時，觸及另外一相)，為彌補上述缺陷設置了BL1與SCR1電路配合，當某相對地漏電(或直接接地)超過一定值時，控制電路將促使主控制器停電，以保證人身與線路的安全。AN1、AN2為A、B兩相對地漏觸電功能實驗按鈕。當有人在地面上(與地等電位面)觸及A相時，電流由A相→人體→大地→BL1→D1、D2→R1→B相，在地面上觸及另一相也如此，不在贅述。由於R1、R2取值30kΩ,D1、D2半波整流實際流過人體電流應小於3.7毫安，對人體無任何危險，只起警告提示作用。當線路漏電或人觸電時(對地)漏觸電電流通過BL1產生感應電流達到一定值時觸發SCR1、1J吸合斷開主控制迴路，切斷供電。AN3為手動送電按鈕，DF2為發光二報管，R4為限流電阻，D18為續二極體，C1為防幹擾電容，AN1、AN2為實驗按鈕，R1、R2為限流電阻，D1、D2、D3、D4為整流二極體。
2、短路保護及減小短路火花功能。
短路保護及減小火花功能是由隔離調壓器1B、電流互感器BL2、繼電器2J、單矽SCR2、穩壓管ZD1及其它輔助電子原件組成。因為小型變壓器(指幾千瓦以下)都具有較大的阻抗，本設計利用變壓器的阻抗與線路短路時有較大的電流變化率這一特點，結合BL2非飽合變流器在短路電流與時間變化的坐標曲線的中下段(較小的短路電流)，即可切斷供電，從而減小了短路電流，同時也減小了短路點的火花與溫度。當線路短路或嚴重超載(額定容量4倍左右)BL2感應出電流通過整流頂開穩壓管ZD1觸發SCR2、2J吸合，斷開主控迴路。C2為防幹擾電容。
3、過載保護及自動送電與自鎖保護功能。
過載保護及自動送電與自鎖保護功能是由電流互感BL3、繼電3J、4J、5J、單矽SCR3、SCR4、SCR5、穩壓管ZD2、ZD3、ZD4、ZD5、集成塊1IC等元件組成。該功能設計思路是由BL3飽合變流器，產生感應電流並整流濾波通過延時緩衝後起動SLR3控制極。3J起控後同時給重複送電電路和限制送電次數電路工作電源並通過穩壓分別給電容充電，延時觸發SCR4、SCR5完成自動送電和自鎖保護程序。當用電器過載時BL3感應電流通過整流濾波觸發SCR3、3J吸合斷開主控迴路。C3為緩衝濾波電容。ZD4、W5、C4起緩衝延時起控作用，3J吸合後線圈兩端產生電位差，延時電容C6通過W4、2IC穩壓塊、5J1充電，待C6兩端電壓升到一定值時，ZD3導通觸發SCR4、4J吸合。4J1常閉點斷開，3J線圈斷電，主控制器恢復送電。在3J吸合時另一迴路通過3J1、2IC、W3給C5充電(W3、C5充電時間大於或等於W4、C6的三倍)。C5兩端電壓升到一定值時ZD5導通觸發SCR5導通。5J吸合，5J1常閉點斷開，自動送電電路被切斷，用電儀進入自鎖保護狀態。AN6為送電次數記憶解除按鈕。AN5為過載手動送電按鈕。
4、過壓自動停送電功能。
過壓自動停送電功能是由繼電器6J、微動開關AK1、AK3、單矽SCR6、三極體BG1、穩壓管ZD6、ZD7及其它輔助電子原件組成。當供電超過250V時，在伺服電機的帶動下調壓臂將微動開關AK3壓斷，完成過壓斷電任務。此時AK1接通自動送電控制迴路，通過反相器控制SCR6的通斷，進而完成自動送電任務，而後控制電路通過AK1退出控制系統。當外供電壓超過250V時，AK3斷、CJ斷電、AK1接通電源，通過W6、ZD7、R13、BG1組成反相器，當外電壓降到ZD7關斷時，ZD6導通觸發SCR6導通、6J吸合常開點6J1閉合，CJ吸合導通進入正常供電。C7為緩衝電容。
5、欠壓自動停送電功能。
欠壓自動停送電功能是由繼電器7J、8J、可控矽SCR7、穩壓管ZD8、ZD9、三極體BG2及其它輔助電子原件組成。當供電低於150V時調壓臂壓斷AK4由AK2接通自動送電控制迴路，通過W7、ZD8控制SCR7通斷完成自動送電，由AK2與8J配合低壓送電迴路退出控制系統。當外供電壓低於150V、AK4斷、CJ斷電。AK2接通電源、W7為電壓取樣電位器，當外供電壓高於160V時，ZD8導通觸發SCR7、7J吸合，CJ吸合正常供電。為防止外電壓頻繁波動引起7J吸斷抖動，AK2斷電後，7J由7J2自鎖供電。通過W8、C8充電延時，ZD9導通使BG2飽合導通。8J吸合、8J1斷開，7J、8J線圈斷電，完成延時斷7J過程。
6、自動穩壓及延時送電功能。
自動穩壓及延時送電功能是由繼電器9J、集成塊3IC、M伺服電機、三級管BG3、BG4、BG5、穩壓管ZD11、ZD12及其它電子原件組成。由四單元運算放大集成塊與BG3、BG4兩個三極體組成差動放大器，驅動伺服電機M，完成調壓任務；由運放塊與電容C13、R32、BG5、9J等組成延時送電電路。自動調壓與延時送電是由3IC四單元運放器完成，腳①輸出端、②反相輸入、③正相輸入和腳⑤下相輸入、⑥反相輸入、⑦輸出端、兩單元組成差動放大器，配合BG3、BG4完成控制伺服電機M的正反向轉動，調整供電電壓。腳⑧⑨⑩腳12 13 14兩單元與BG5、9J配合完成延時送電功能。
7、主控制電路接觸器CI、微動開關AK3、AK4、繼電器接點(1J1、2J1、3J2)、按鈕AN5等組成。
權利要求1．一種多功能安全用電儀，其特徵在於是由變壓器、電流互感器、防觸電防漏電短路過載信息識別處理電路、高低壓限制自動停送電電路和自動調壓自動延時送電電路組成；其中(a)、防觸電防漏電短路過載信息識別處理電路是由隔離調壓器1B、電流互感器BL1、繼電器1J、單向可控矽SCR1、續流二極體D18、防幹擾電容C1、發光二極體DF2、限流電阻R1、R2、R4、整流二極體D1、D2、D3、D4組成；發光二極體DF2與限流電阻R4串聯，再與續流二極體D18並聯，並聯的兩端分別接於繼電器1J的D端和E端，再與單向可控矽SCR1串聯，防幹擾電容C1的一端與單向可控矽SCR1的G端相接，另一端與F點相連接，電流互感器BL1的A端與G端相連接；(b)、短路保護及減小短路火花電路是由隔離調壓器1B、電流互感器BL2、繼電器2J、單向可控矽SCR2、穩壓管ZD1、續流二極體D19、防幹擾電容C2、電位器W1、電阻R5、R6，發光二極體DF3、整流二極體D5、D6、D7、D8組成，發光二極體DF3與電阻R5串聯，再與續流二極體D19並聯，並聯的兩端分別接於繼電器2J的H端和K端，再與單向可控矽SCR2串聯，穩壓管ZD1的一端與單向可控矽SCR2的L點相連接，另一端與電阻R6相連接，再連接於電位器W1的M點，電容C2的兩端分別與N點、F點相連接，電流互感器BL2的B端與N端相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種安全用電保護裝置,特別是一種多功能安全用電儀、它主要由變壓器、電流互感器、信息識別處理電路、高低壓限制自動停送電電路、自動調壓自動延時送電電路組成,在變壓器和內部電路的作用下,不僅有防漏電、觸電功能,同時對設備和線路的過流、過壓、欠壓、短路情況具有保護功能,並且具有自動停送電、延時送電、穩壓和報警功能。適用於用電設備和線路的自動保護,對保護國家和人民的生命財產,將有積極的效果。
文檔編號H02H3/00GK2309654SQ9820120
公開日1999年3月3日 申請日期1998年2月11日 優先權日1998年2月11日
發明者周錚, 李嶽山, 李春祥 申請人:周錚