專利名稱：智能型磁保持過欠電壓保護器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于低壓電器類，主要涉及到三相四線低壓供電系統(tǒng)中，由中性線故障和三相電壓不平衡等原因引起的單相線路過電壓、欠電壓的一種自動保護器。
背景技術：
國內(nèi)目前采用的最先進的保護技術，是在單相下游線路用戶入口處(配電箱)安裝過、欠電壓保護器，其技術效果為當線路發(fā)生過、欠電壓時自動切斷線路，當線路恢復正常電壓時自動接通線路，其典型代表為，中國發(fā)明專利96117305.X單相全自動電位偏差保護器和中國發(fā)明專利00129110.6智能單相全自動電位偏差保護器，均可在無人參與的條件下，即保證了用電設備的正常運行又保證了用電設備的安全?？墒?，該保護器利用電磁式繼電器作為切斷和接通線路的開關，使得保護器內(nèi)置控制電路和繼電器線圈的消耗功耗增加，這將影響保護器可靠性和壽命，同時小型大功率電磁式繼電器觸頭承載電流也不易做到超過40A以上，這將限制保護器控制功率的提高，從而限制了適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上兩個發(fā)明專利的不足，本發(fā)明研制出一種，安裝在單相用戶線路的前端，利用磁保持繼電器作為分斷線路的開關；利用單片機程序?qū)崿F(xiàn)線路電壓超過260±5V自動切斷線路，恢復至235±5V自動接通線路；具有消耗功率小于100毫瓦而控制功率大于1萬3千瓦；觸頭在分斷線路時具有少飛弧處理功能；工作電壓為0V至450V；當觸頭等發(fā)生故障時可自動報警；抗瞬態(tài)過電壓能力小于等于4.5KV以上的智能型磁保持過欠電壓保護器，從根本上克服了由電磁式繼電器帶來的缺點。
本發(fā)明所述的智能型磁保持過欠電壓保護器(圖1)，是由單相線路電壓(L、N之間電壓)經(jīng)保護電路(1)分別進入降壓整流(2)電路和取樣電路(4)，其降壓整流(2)電路的電壓經(jīng)過穩(wěn)壓電路(3)供給單片機(5)做電源，其取樣電路(4)信號供給單片機(5)輸入端，同時單片機(5)實時采集觸頭電路(7)后級電壓信號和電流傳感器(8)中的電流信號，上述信號經(jīng)單片機程序處理通過驅(qū)動線圈(6)電路，使觸頭電路(7)接通或切斷相線線路。其特征為(圖2)，利用磁保持繼電器作為分斷線路的開關；利用單片機程序?qū)崿F(xiàn)過欠電壓保護的各項功能；利用單片機程序?qū)崿F(xiàn)消耗功率小于100毫瓦和觸頭分斷線路時具有少飛弧處理功能。
上述保護電路(1)是由低頻扼流圈和TVS管組成，實現(xiàn)抗瞬態(tài)過電壓的沖擊和高頻干擾，其技術特征為，低頻扼流圈串聯(lián)在相線里，而TVS管并聯(lián)在扼流圈后級；上述降壓整流電路(2)里的降壓電容(C10)，其技術特征為，容量參數(shù)選擇在0.1uf以下，降低了平時電路能量的消耗；上述穩(wěn)壓電路(3)里濾波電容，其技術特征為，參數(shù)選擇在330uf以上，儲備電能，提供瞬時驅(qū)動磁保持繼電器線圈的能量；上述取樣電路(4)是由二極管和電阻組成，實現(xiàn)交流半波取樣，其技術特征為，由二極管串聯(lián)電阻的電路連接在相線與單片機輸入端之間；上述單片機(5)其特征為，由內(nèi)置AD轉換器和存儲器的8引腳單片機；上述驅(qū)動線圈電路(6)是由電阻、三極管、磁保持繼電器線圈組成，實現(xiàn)輸入基極電流對輸出集電極電流的控制，技術特征為，輸入三極管基極串聯(lián)電阻連接于單片機輸出端，輸出三極管集電極串聯(lián)磁保持繼電器線圈。


圖1是本發(fā)明整體技術方案硬件電路特征示意1中標號(1)、保護電路(2)、降壓整流(3)、穩(wěn)壓電路(4)、取樣電路(5)、單片機 (6)、驅(qū)動線圈(7)、觸頭開關(8)、電流傳感器圖2是本發(fā)明技術功能特征的表格圖3是本發(fā)明整體技術方案硬件電路實施例示意3中標號N為中性線；L為相線；L1為低頻扼流圈；TVS為雙極二極管；C為電容；Q為三極管；D為二極管；DZ為穩(wěn)壓二極管；R為電阻；DPJ為單片機；L2和L3為磁保持繼電器線圈；K為開關觸頭；DF為發(fā)光二極管；zgq為電流傳感器。
圖4是本發(fā)明整體技術方案的實施例主要程序流程示意圖下面結合圖3實施例進一步說明，單相線路的電源通過抗瞬態(tài)過電壓電路即L1低頻扼流圈的處理，供給TVS雙極二極管對殘留過電壓進一步吸收，使正常電壓經(jīng)過C10電容降壓和D10-D13極管整流，再經(jīng)過限流電阻R12由DZ穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，供給DPJ單片機做控制電源，同時，未經(jīng)穩(wěn)壓的電源則直接供給驅(qū)動線圈電路；三路取樣電路則分別取自于觸頭K前端和后端的電壓以及觸頭前端的一路電流zgq供給DPJ單片機，經(jīng)DPJ單片機里的程序?qū)θ沸盘柗治龊螅ㄟ^R40、R41、Q40、Q41、Q43、Q44驅(qū)動L2和L3線圈，使K觸頭切斷線路或接通線路，然后，通過R50、D50對觸頭狀態(tài)供給DPJ單片機做進一步的確認，通過DF顯示當前狀態(tài)。為了獲得在正常電壓、過電壓、欠電壓狀態(tài)下消耗功率最小，選擇降壓電路里的電容C10容量參數(shù)為0.1uf一下，為了獲得足夠的瞬時推動功率，選擇穩(wěn)壓電路里的濾波電容C12的容量參數(shù)為330uf以上進行儲備能量，為了減小體積適應建筑電器模塊化要求，選擇單片機(5)是由內(nèi)置AD轉換器和存儲器的8引腳單片機。
在上述圖3的基礎上結合圖4實施例進一步說明，首先說明的是線路在供電時，磁保持繼電器觸頭為打開狀態(tài)，該打開狀態(tài)是由前一次掉電(經(jīng)歷了欠壓過程)形成的。當保護器啟動時程序?qū)纹瑱C進行重新定義，設置與外圍硬件電路相互匹配的特性，然后，檢測當前線路電壓是否有過電壓、欠電壓、正常電壓以及觸頭狀態(tài)，并轉入相應的程序進行處理，在處理的過程中如果需要觸頭斷開或接通線路時，則在交流電流相位過零附近發(fā)生動作(斷開或接通)，使觸頭斷開或接通線路時，具有少飛弧處理功能，減少了觸頭故障，提高了可靠性，當觸頭發(fā)生故障、繼電器機械故障、繼電器線圈斷線，則通過DF閃爍報警。
智能型磁保持過欠電壓保護器的技術主要指標和特點1線路電壓超過260±5V自動切斷線路，恢復至235±5V自動接通線路。
2消耗功率小于100毫瓦，使長年連續(xù)工作不發(fā)熱。
3負載功率小于等于1萬3千瓦。
4工作電壓AC 0V-450V。
5具有抗瞬態(tài)過電壓小于等于4.5KV的沖擊能力。
6繼電器觸頭在分斷線路時，具有少飛弧處理功能。
7具有準確的3分種啟動延時間和恢復延時間。
9過、欠電壓動作時間程反時限特性。
10觸頭、繼電器線圈、繼電器機械存在故障時則報警。
以上所述，僅是本發(fā)明較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的形式上的限制，凡是在看過本發(fā)明技術方案和實施例后，只在局部技術特征進行的任何改動，使本領域技術人員一目了然的技術，可視為等同替換，均屬于本發(fā)明技術方案。
權利要求
1.一種智能型磁保持過欠電壓保護器(圖1)，是由單相線路電壓經(jīng)保護電路(1)分別進入降壓整流(2)電路和取樣電路(4)，其降壓整流(2)電路的電壓經(jīng)過穩(wěn)壓電路(3)供給單片機(5)做電源，其取樣電路(4)信號供給單片機(5)輸入端，同時單片機(5)實時采集觸頭電路(7)后級電壓信號和電流傳感器(8)中的電流信號，上述信號經(jīng)單片機程序處理通過驅(qū)動線圈(6)電路，使觸頭電路(7)接通或切斷相線線路。其特征為(圖2)，利用磁保持繼電器作為分斷線路的開關；利用單片機程序?qū)崿F(xiàn)過欠電壓保護的各項功能；利用單片機程序?qū)崿F(xiàn)消耗功率小于100毫瓦和觸頭分斷線路時具有少飛弧處理功能。
2.根據(jù)權利要求1所述的保護電路(1)是由低頻扼流圈和TVS管組成，實現(xiàn)抗瞬態(tài)過電壓的沖擊和高頻干擾，其技術特征為，低頻扼流圈串聯(lián)在相線里，而TVS管并聯(lián)在扼流圈后級。
3.根據(jù)權利要求1所述的降壓整流電路(2)里的降壓電容(C10)，其技術特征為，容量參數(shù)選擇在0.1uf以下，降低了平時電路能量的消耗。
4.根據(jù)權利要求1所述的穩(wěn)壓電路(3)里濾波電容，其技術特征為，參數(shù)選擇在330uf以上，儲備電能，提供瞬時驅(qū)動磁保持繼電器線圈的能量。
5.根據(jù)權利要求1所述的取樣電路(4)是由二極管和電阻組成，實現(xiàn)交流半波取樣，其技術特征為，由二極管串聯(lián)電阻的電路連接在相線與單片機輸入端之間。
6.根據(jù)權利要求1所述的單片機(5)其特征為，由內(nèi)置AD轉換器和存儲器的8引腳單片機。
7.根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動線圈電路(6)是由電阻、三極管、磁保持繼電器線圈組成，實現(xiàn)輸入基極電流對輸出集電極電流的控制，技術特征為，輸入三極管基極串聯(lián)電阻連接于單片機輸出端，輸出三極管集電極串聯(lián)磁保持繼電器線圈。
全文摘要
一種智能型磁保持過欠電壓保護器(圖1)，屬于低壓電器類，主要適用于三相四線低壓供電系統(tǒng)中，由中性線故障和三相電壓不平衡等原因引起的單相線路過電壓、欠電壓的一種自動保護，該保護器安裝在單相用戶線路前端，其特征為，利用磁保持繼電器作為分斷線路的開關，利用單片機程序?qū)崿F(xiàn)線路電壓超過260±5V自動切斷線路，恢復至235±5V自動接通線路。具有消耗功率小于100毫瓦而控制功率大于1萬3千瓦，觸頭在分斷線路時具有少飛弧處理功能，工作電壓為0V至450V，抗瞬態(tài)過電壓能力為4.5KV等技術特點。
文檔編號H02H3/24GK1744403SQ200410055368
公開日2006年3月8日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權日2004年9月2日
發(fā)明者張玉良, 文堅, 王杰華, 盛潔 申請人:薛小平