專利名稱：家用智能電氣安全配電箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
家用智能電氣安全配電箱技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣終端用戶的智能安全配電系統(tǒng)，具體涉及一 種家用智能電氣安全配電箱。背景技術(shù)：
現(xiàn)有電氣終端用戶的配電設(shè)備都是用一個空氣開關(guān)控制總回路，再用 多個空氣開關(guān)(或漏保)控制各個支路，不僅安裝麻煩，而且安全保護(hù)性能極低，僅對短路、 超大電流和部分漏電起在線檢保護(hù)作用，更談不上有預(yù)檢保護(hù)功能，因此，很容易發(fā)生用電 安全事故，甚至引發(fā)電氣火災(zāi)。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述現(xiàn)有技 術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型發(fā)明提供一種具有一路 輸入、八路輸出、總回路和各個支路的控制都集成為一個整體，同時、單獨(dú)對每一個支路負(fù) 載，在通電前進(jìn)行故障預(yù)檢和通電后進(jìn)行故障在線檢，全面有效地防止各個支路負(fù)載端在 通電前存在逆功、短路、過流、過壓、漏電等電氣故障和通電運(yùn)行中出現(xiàn)短路、過流、過壓、漏 電等電氣故障而造成的用電安全事故和電氣火災(zāi)事故，各個支路負(fù)載的通斷互不影響，僅 自動鎖定或斷開有故障支路的電源，而其它無故障的支路照常通電運(yùn)行，能指示告知故障 支路和故障內(nèi)容、聲光報警、智能化和一體化程度高，安全使用方便，保護(hù)功能全面的家用 智能電氣安全配電箱。為解決其技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是主電路因空氣開關(guān)串接在中 間而分為主電路的電源端和輸出端，每個支路的負(fù)載端都經(jīng)過各自的自保持繼電器串接在 主電路的輸出端，每個支路的自保持繼電器的通/斷完全受該支路鎖定控制電路的控制， 變壓整流濾波電路、電壓預(yù)檢與電壓在線檢保護(hù)電路、程序電路、故障內(nèi)容告知電路和報警 電路都是各個支路保護(hù)的共用電路，變壓整流濾波電路輸入連接至主電路的輸出端；電壓 預(yù)檢與電壓在線檢保護(hù)電路采樣端連接至變壓整流濾波電路的輸出端，而各個支路的逆功 預(yù)檢保護(hù)電路、短路、過流預(yù)檢保護(hù)電路、漏電預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路、過流、短路在線 檢保護(hù)電路的采樣端都接在各支路負(fù)載端，這些電路的輸出端都連接至各自的鎖定控制電 路；各個支路的自檢電路一端接至各自負(fù)載端串過零序電流互感器后的火線上，另一端都 接在主電路輸出端的零線上。電壓預(yù)檢與電壓在線檢保護(hù)電路由分壓電路和穩(wěn)壓二極管連接構(gòu)成，分壓電路連 接至變壓整流濾波電路輸出端，進(jìn)行電壓取樣，另一端接在各個支路鎖定控制電路第一個 可控硅的控制極，第一可控硅串接在鎖定控制電路的第四繼電器回路中，而第四繼電器控 制預(yù)檢電路和其余繼電器工作電源的通斷。每條支路都有一個逆功預(yù)檢保護(hù)電路，而且每一條支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路都完 全相同，逆功預(yù)檢保護(hù)電路由降壓整流電路、光偶電路、電壓比較電路連接構(gòu)成，如第一條 支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路由ID4-ID9UR2-IR7UCp IC6和IC8a連接構(gòu)成；降壓整流電路的三 個輸入端分別跨接在主電輸出端零線和第一條支路負(fù)載端的火線、零線上，整流電路的兩 個輸出端連接至IC6、IC6的輸出連接至IC8A、IC8a觸發(fā)第一條支路的鎖定控制電路的第四可 控硅，而第四可控硅串接在第一條支路鎖定控制電路的第四繼電器回路中。每條支路都有一個短路、過流預(yù)檢保護(hù)電路，而且每條支路的短路、過流預(yù)檢保護(hù) 電路都完全相同。如第一條支路的短路預(yù)檢保護(hù)電路由IJpR12UIV 1R10> 1RU、1R12、1W3、V2、IC5cUT6UT7連接構(gòu)成，IJ1兩組觸頭的一端分別接在第一條支路的負(fù)載端，另一端接至短 路、過流預(yù)檢保護(hù)電路，短路過流預(yù)檢保護(hù)電路輸出端接至第一條支路鎖定控制電路第五 可控硅控制極，而第五可控硅串接在第一條支路的鎖定控制電路的第四繼電器回路中。每條支路都有一個漏電預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路，而且每條支路的漏電預(yù)檢與 漏電在線檢保護(hù)電路都完全相同，如第一條支路的漏電預(yù)檢電路和漏電在線檢保護(hù)電路由 零序電流互感 1ZCT2、1L、IJ2UC6, IC7, IC8, R12,1R13、Iff1, W1, D25, D26 和 IC5b 連接構(gòu)成，第一條 支路負(fù)載端的火線和零線同時穿過IZCT2,線卷圈IL穿繞在零序電流互感器IZCT2上，IL的 一端經(jīng)過繼電器IJ2的一組觸點(diǎn)連接在第一條支路負(fù)載端的火線上，另一端接至電源變壓 器的輸出端，零序電流互感器次級輸出經(jīng)二極管后接至第一條支路的鎖定控制電路的第二 可控硅控制極，而第二可控硅串接在第一條支路的鎖定控制電路的第四繼電器回路中。每條支路都有一個過流、短路在線檢保護(hù)電路，每個過流、短路在線檢保護(hù)電路都 完全相同，如第一條支路的過流、短路在線檢保護(hù)電路由電流互感器IZCT1、IR14, IR15, IR16, Iff2UZLUC9UC10UDff連接構(gòu)成，電流互感器IZCT1安裝在第一條支路負(fù)載端的火線上，電 流互感器次極經(jīng)整流、濾波、分壓、穩(wěn)壓二極管后，連接至第一條支路的鎖定控制電路的第 三可控硅控制極，而第三可控硅串接在第一條支路的鎖定控制電路的第四繼電器回路中。每條支路都有一個鎖定控制電路，每個鎖定控制電路都完全相同，另外還有共用 的變壓整流濾波電路，故障內(nèi)容指示電路、報警電路和程序電路配合各條支路的鎖定控制 電路工作，如第一條支路的鎖定控制電路由1D1(1-1D21、1D23、ID24,1T「1T5、1J3、IJ4和IJ5連接 構(gòu)成，第四繼電器上端經(jīng)第一常閉按鈕開關(guān)和第一電源開關(guān)連接至變壓整流濾波電路輸出 的工作電源正端，第四繼電器下端并聯(lián)五個二極管正端，五個二極管負(fù)端分別串接第一至 第五可控硅和第10至第14 二極管，可控硅陰極接至工作電源負(fù)端，第十至第十四二極管的 正端分別串接在故障內(nèi)容告知電路的第一至第五發(fā)光二極管的負(fù)端，共用的程序電路由單 片機(jī)及其外電路連接構(gòu)成，單片機(jī)第13腳輸出經(jīng)反相器連接控制第二個三極管及其各個 支路的第一個繼電器，各支路的第一繼電器的工作開始對相應(yīng)支路負(fù)載端進(jìn)行短路過流預(yù) 檢，同時單片機(jī)第13腳輸出經(jīng)反向器后還接至各支路的短路過流預(yù)檢電路第七可控硅的 控制極。單片機(jī)第15腳輸出經(jīng)反相器連接控制第三個三極管及其各個支路的第二個繼電 器，各個支路第二繼電器的工作開始對相應(yīng)支路負(fù)載端進(jìn)行漏電預(yù)檢，單片機(jī)第17腳輸出 經(jīng)反相器連接第一可控硅及其各個支路的第三個繼電器，各支路第三繼電器的通電吸合， 確保相應(yīng)支路第五繼電器即大功率自保持繼電器的閉合，并切斷程序電路和預(yù)檢電路的電 源。本實(shí)用新型有如下有益效果①本實(shí)用新型首次在電氣終端用戶配電保護(hù)設(shè)備中成功地實(shí)現(xiàn)了將各個支路的配電保護(hù)設(shè)備及其各種保護(hù)功能高度集中為一體，而且能在通 電前同時、單獨(dú)對各個支路進(jìn)行逆功預(yù)檢、短路預(yù)檢、過流預(yù)檢、過壓預(yù)檢、漏電預(yù)檢，在通 電運(yùn)行后，同時、單獨(dú)對各個支路過電壓、過電流、短路、漏電等參數(shù)進(jìn)行在線檢，預(yù)檢能鎖 定存在故障支路的電源，在線檢能立即切斷發(fā)生故障支路的電源，且不影響其它無故障支
路的正常供電。同時，在鎖定或切斷故障支路的電源時，告知故障內(nèi)容和故障支路、聲光報
m 目。②本實(shí)用新型通過單片機(jī)與其它集成電路、可控硅、三極管、二極管、繼電器、電 阻、電容的合理組合，將各個支路的開關(guān)、保護(hù)設(shè)備高度溶于一體，設(shè)計合理，智能化程度高，本實(shí)用新型技術(shù)上特別最重要的是在通電前對各支路負(fù)載同時、單獨(dú)進(jìn)行逆功預(yù)檢、短 路預(yù)檢、過流預(yù)檢、過壓預(yù)檢、漏電預(yù)檢，通電運(yùn)行后對各支路負(fù)載同時、單獨(dú)進(jìn)行過電壓、 過電流、短路、漏電等故障的在線檢，預(yù)檢能鎖定存在故障支路的電源，拒絕給故障支路送 電、在線檢能立即切斷發(fā)生故障支路的電源，鎖定或切斷故障支路電源的同時，不影響其它 無故障支路的正常供電，這就有效地防止了用電安全事故和電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，避免了 生命財產(chǎn)的損失，而現(xiàn)有技術(shù)往往是負(fù)載回路先通電后發(fā)現(xiàn)故障再斷開電源，這時有可能 已造成生命財產(chǎn)的重大損失，再進(jìn)行補(bǔ)救，為時已晚，就是近來出現(xiàn)的有預(yù)檢保護(hù)功能的設(shè) 備，也只能對一個總負(fù)載回路預(yù)檢，只要一個支路負(fù)載存在故障，其它所有無故障的支路都 將不能正常供電，使用很不方便。因此，本實(shí)用新型較之現(xiàn)有技術(shù)、技術(shù)上有極大進(jìn)步，安全 性極大增加，加之本實(shí)用新型電路設(shè)計邏輯性強(qiáng)，智能化程度高，功能齊全，使用方便，性價 比高，防災(zāi)性能好，值得大力推廣應(yīng)用。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意方框圖圖2為本實(shí)用新型箱體蓋板裝配圖圖3為本實(shí)用新型箱體底座裝配圖圖4為本實(shí)用新型實(shí)施電路結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實(shí)用新型實(shí)施電路結(jié)構(gòu)示意圖圖中所用集成電路的型號為IC1:L7812 IC2 :NE555 IC3:L7805 IC4:AT89C2051IC5 :HEF4069 IC6, IC7 :TLP521_4 IC8, IC9 :LM339具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。參見圖1 主電路因空氣開關(guān)串接在中間而分為主電路的電源端和主電路輸出 端，八個支路的負(fù)載端都要經(jīng)過相應(yīng)的自保持繼電器接在主電路的輸出端上，自保持繼電 器的通斷均受相對應(yīng)的鎖定控制電路的控制，同時各個支路的鎖定控制電路還控制共用的 故障告知電路和報警電路的工作狀態(tài)，共用的程序電路配合各支路的鎖定控制電路完成對 各支路負(fù)載端進(jìn)行預(yù)檢的任務(wù)；變壓、整流、濾波電路接至主電路輸出端，電壓預(yù)檢與電壓 在線檢電路采樣端接至變壓、整流、濾波電路，共輸出端接至各支路的鎖定控制電路、各支 路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路、短路、過濾預(yù)檢保護(hù)電路、漏電預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路、短路、 過流在線檢保護(hù)電路的采樣端都分別接至各支路的負(fù)載端，其輸出端都分別與相對應(yīng)的鎖 定控制電路相連接，各支路的自檢電路接在各支路負(fù)載端的火線與主電路輸出端的零線 上，電壓表與主電路輸出端相聯(lián)接。參見圖2、圖3 本家用智能電氣安全配電箱是一種通電前同時、單獨(dú)對多個支路 負(fù)載端進(jìn)行預(yù)檢，通電后同時、單獨(dú)對多個支路負(fù)載端進(jìn)行在線檢、預(yù)檢鎖定存在故障支路 的電源，在線檢切斷發(fā)生故障支路的電源，且不影響其它無故障支路的正常供電，并聲光報 警，告知故障內(nèi)容等多功能的家用智能配電安全保護(hù)箱。它主要由箱體、箱體上的空氣開 關(guān)、電源開關(guān)、應(yīng)急起動開關(guān)、復(fù)位按鈕、自檢按鈕、電壓表、指示燈、蜂鳴器、電流互感器、零 序電流互感器、自保持繼電器、進(jìn)出接線端子、智能電控板電聯(lián)接構(gòu)成。它的特點(diǎn)是箱體 蓋1上設(shè)有空氣開關(guān)12，各支路電源開關(guān)2，各支路應(yīng)急起動開關(guān)4，各支路復(fù)位按鈕3，各 支路自檢按鈕5，電壓表10，故障內(nèi)容指示燈9，各支路電源指示燈6，各支路故障指示燈7， 各支路負(fù)載指示燈8，一個報警指示燈11，箱體底部14內(nèi)設(shè)有電源進(jìn)出接線端子19，各支路電流互感器18，各支路零序電流互感器17，各支路自保持繼電器16，蜂鳴器15和智能電 控板13，各個支路的自保持繼電器16的兩組接點(diǎn)分別串接在相對應(yīng)支路的負(fù)載端和主電 路的輸出端的中間。智能電控板13上設(shè)有逆功預(yù)檢保護(hù)電路、短路、過流預(yù)檢保護(hù)電路、漏 電預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路、過壓預(yù)檢與過壓在線檢保護(hù)電路、過流、短路在線檢保護(hù)電 路、程序電路、變壓、整流、濾波電路、故障指示和聲光報警電路。參見圖4、圖5 本實(shí)施例的電路組成是第一支路逆功預(yù)檢保護(hù)電路由1R2_1R7、 IC1UD4-ID9, IC6, IC8a構(gòu)成，第一支路逆功預(yù)檢電路跨接在主電路輸出端零線和第一支路 負(fù)載端火線、零線之間，其它支路和第一支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路相同。第一支路的短路、 過流預(yù)檢保護(hù)電路由第一繼電器IJ1、可控硅IT6、可控硅1T7、可調(diào)電阻IW3、電阻1R9、1R1Q、 lRn、IR12、二極管ID22、電容IC4構(gòu)成，繼電器IJ1的兩組接點(diǎn)IJh，IJh分別將第一支負(fù)載端 的火線和零線接入短路過流預(yù)檢電路，其它支路和第一支路的短路、過流預(yù)檢保護(hù)電路相 同。第一支路的漏電預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路由零序電流互感器IZCT2,穿繞在IZCT2I 的線圈1L，第二繼電器IJ2、可調(diào)電阻W:、IW1、電阻 IR13、電容1C6、1C7、1C8、二極管ID25禾日ID26 構(gòu)成，第一繼電器IJ2的一組接點(diǎn)IJh將第一支路負(fù)載端的火線接至線圈IL的一端，IL的 另一端接經(jīng)可調(diào)電阻W1接在變壓器B的次極繞組上，其它各支路和第一支路的漏電預(yù)檢與 漏電在線檢保護(hù)電路相同。由電阻R1、R2、可調(diào)電阻W2、電容Cp C2、C3和穩(wěn)壓管DW1構(gòu)成過 壓預(yù)檢與過壓在線檢保護(hù)電路，Dffl的正端同時接至各支路的鎖定控制電路。第一支路的 鎖定控制電路由第四繼電器1J4、ID10-ID21UD23^ ID24、第一可控硅IT1至第五可控硅1T5、IC2, IC3構(gòu)成，其它各支路和第一支路的鎖定控制電路相同。由單片和IC4、R9、C8、C9、Cltl和晶振 CRY構(gòu)成程序電路，配合各支路的鎖定控制電路完成全部預(yù)檢任務(wù)。由R3、R4、發(fā)光二極管 FD1-FD5UFD1,SFDiUFD2^FD2構(gòu)成故障內(nèi)容告知電路。由第二集成電路IC2, R5, R6, R7, R8, C4、C5、C6、FD6、三極管V1和蜂鳴器Y構(gòu)成聲光報警電路。第一支路的過流、短路在線檢保護(hù) 電路由電流互感器IZCT1,橋式整流電路1ZL、1R14、1R15、1R16、1W2、1C9、1C1Q和穩(wěn)壓二極管IDW 構(gòu)成，其它支路和第一支路的過流、短路在線檢保護(hù)電路相同。交流電壓表V并聯(lián)在主電路 的輸出端。電源變壓器B的初級接至主電路輸出端。各支路的負(fù)載指示燈并聯(lián)在各支路的 負(fù)載端。當(dāng)合上空氣開關(guān)K后，主電路輸出端上電、變壓B通電工作，其次級輸出的交流 低電壓經(jīng)ZL、C1整流濾波、IC1穩(wěn)壓后，給本實(shí)用新型提供直流工作電源，合上第一支路 電源開關(guān)IK1、第一支路進(jìn)入故障預(yù)檢狀態(tài)(如第一支路電源開關(guān)和其它支路的電源開關(guān)
IK1......SK1都早已合上，則各個支路在空氣開關(guān)K合上后，同時進(jìn)入故障預(yù)檢狀態(tài))，由于
單片IC4采用上電復(fù)位的工作方式，IC4通電后按已設(shè)定好的程序開始工作，IC4第12腳輸 出低電平并保持一段時間，在此期間，已合開關(guān)IK1的第一支路開始進(jìn)行過壓故障、逆功故 障預(yù)檢，如第一支路負(fù)載端無逆功故障，主電路無過壓故障、第一支路鎖定控制電路中的第 四繼電器IJ4不通電吸合、IC4繼續(xù)按程序工作，IC4第12腳回到高電平，第13腳輸出低電 平并保持一段時間，反相器ICk輸出高電平，第二個三極管V2的導(dǎo)通、第一支路的第一繼電 器IJ1通電吸合，IJ1的兩組常開接點(diǎn)IJh和IJH閉合，對第一支路負(fù)載端開始進(jìn)行短路、 過流故障預(yù)檢。如第一支路負(fù)載端無短路、過流故障，第四繼電器IJ4不會通電吸合，IC4繼 續(xù)按程序工作，1(；第13腳回到高電平，IJ1斷電釋放，完成對第一支路負(fù)載端短路過流預(yù) 檢任務(wù)，1(；第14腳輸出低電平，保維持IOms后回到高電平。IC4第15腳輸出低電平，并保持一段時間，反相器IC5b輸出高電平，第三個三極管V3導(dǎo)通，第一支路的第二繼電器IJ2 通電吸合，IJ2的一組常開接點(diǎn)IJh閉合，開始對第一支路負(fù)載端進(jìn)行漏電預(yù)檢，在第一支 路負(fù)載端無漏電故障情況下，IJ4仍保持不通電狀態(tài)，IC4繼續(xù)按程序工作，IC4第15腳回到 高電平，2Λ斷電釋放，完成對第一支路負(fù)載端漏電預(yù)檢任務(wù)，IC4第16腳輸出低電平，保持 IOms后回到高電平，IC4第17腳輸出低電平，反相器IC5a輸出高電平，第一可控硅T1導(dǎo)通， 第一支路的第三繼電器IJ3通電吸合，IJ 3第二組接點(diǎn)1J3_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，電流經(jīng) ID21-IJ3_2 (常開的接點(diǎn))-1 J4_2 (常閉接點(diǎn))-IK2-IJ5-IC5-地，使控制第一支路負(fù)載端電源通 斷的自保持繼電器IJ5加上正脈沖而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，IJ5的兩組接點(diǎn)IJh和1J5_2由斷開狀態(tài)改 變?yōu)殚]合狀態(tài)，在IJ5沒有加負(fù)脈沖之前始終保持這一閉合狀態(tài)，第一支路負(fù)載端和主電路 輸出端電源接通，同時13第一組常閉接點(diǎn)IJh斷開，切斷第一支路的預(yù)檢電路和第一支路 第一、第二繼電器IJ1UJ2電源以保證在第一支路負(fù)載端通電運(yùn)行情況下，本實(shí)用新型對第 一支路負(fù)載端不進(jìn)行預(yù)檢，只進(jìn)行在線檢。其它支路和第一支路的工作原理完全相同。具體的電路工作原理如下當(dāng)主電路電源電壓變高時，變壓器B次極的輸出電壓隨之變高，經(jīng)ZL和C1整流濾 波后的電壓跟著變高，可調(diào)電阻W2兩端的電壓同樣跟著變高，當(dāng)高到穩(wěn)壓二極管DW1反向 導(dǎo)通時，電阻R2兩端就會產(chǎn)生一個電壓Vn。，此電壓同時送到各支路的鎖定控制電路，以第 一支路為例，Vno觸發(fā)第一可控硅IT1導(dǎo)通，過壓故障指示燈FD1通電變亮，同時第4繼電器 IJ4通電閉合，IJ4第一組接點(diǎn)IJt1轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，指示第一支路故障的發(fā)光二極 管IFD2通電變亮，接通聲光報警電路，發(fā)出聲光報警信號，其常閉接點(diǎn)斷開，切斷IJ1UJy IJ3的電源，IJ4第2組接點(diǎn)1J4_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，將自保持繼電器IJ5的一端和地接 通。如此時第一支路正在進(jìn)行預(yù)檢，第一支路負(fù)載端沒有接通主電路電源，則使自保持繼電 器IJ5鎖定在斷開狀態(tài)，如第一支路負(fù)載端在此之前已處于正常通電運(yùn)行狀態(tài)(IJ5處于閉 合狀態(tài))，則電容IC5給IJ5放電，IJ5因負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換狀態(tài)，IJ5的兩組接點(diǎn)IJh和1J5_2由閉 合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)。本實(shí)用新型將在IOms內(nèi)切斷第一支路負(fù)載端電源，改變可調(diào)電阻 W2的阻值或穩(wěn)壓二極管DW1的穩(wěn)壓值，就可調(diào)整主電路過電壓動作的設(shè)定值，其它各支路和 第一支路過壓預(yù)檢與過壓在線檢的工作原理完全一樣。逆功預(yù)檢保護(hù)其工作原理是主電路輸出端上電后，如各支路源開關(guān)
(IK1......SK1)都處于閉合狀態(tài)，單片和1(；第12腳輸出低電平并維持一段時間，在此時間
內(nèi)，各支路同時單獨(dú)對各自的負(fù)載端進(jìn)行逆功預(yù)檢，以第一支路為路，當(dāng)?shù)谝恢坟?fù)載端的 零線(或火線)誤接入了另一供電系統(tǒng)的火線后，與主電路零線形成一個供電回路，給集成 電路IC6的1、2腳提供了一個直流電源，IC6第16腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，電壓比較器IC8a 的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖接|發(fā)可控硅IT4導(dǎo)通，逆功故障指示燈FD4通電變亮， 同時繼電器IJ4通電吸合，IJ4第一組接點(diǎn)IJt1轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，指示第一支路故障的 發(fā)光二極管IFD2通電變亮，接通聲光報警電路，發(fā)出聲光報警信號，其常閉接點(diǎn)斷開，切斷 IJ1UJr IJ3W電源，IJ4第二組接點(diǎn)1J4_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，使IJ5被鎖定在斷開狀態(tài)， 第一支路負(fù)載端無法接通主電路的電源。其它支路和第一支路逆功預(yù)檢的工作原理完全一 樣，不再贅述。短路、過流預(yù)檢保護(hù)單片機(jī)1(；第12腳輸出低電平并維持一段時間后回到高 電平，第13輸出低電平并維持一段時間，在此時間內(nèi)，各個沒有逆功、過壓故障的支路同時對各自負(fù)載端的短路、過流故障進(jìn)行預(yù)檢，以第一支路為例，IC4第13腳輸出低電平，反 相器ICre輸出高電平，第二個三極管V2導(dǎo)通，IJ1通電時吸合，IJ1的兩組常開接點(diǎn)IJw和 IJh閉合，將第一支路負(fù)載端的火線和零線同時接入第一支路的短路、過流預(yù)檢電路，同 時ICre輸出的高電平還觸發(fā)IT7導(dǎo)通、接通第一支路的短路、過流預(yù)檢電路的電源，如第一 支路的負(fù)載端存在短路、過流故障，則可控硅IT6因觸發(fā)電壓過低而處于截止?fàn)顟B(tài)，電流由 IVcc3-IT7-IR11-IW3-IJh-火「零「IJ"-地，IW3上端的電壓就是IT6的觸發(fā)電壓，IT6因觸 發(fā)電壓過低不能導(dǎo)通，可控硅IT5導(dǎo)通，短路、過流故障指示燈FD5通電發(fā)亮，同時繼電器IJ4 通電吸合，IJ4第一組接點(diǎn)IJt1轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，指示第一支路故障的發(fā)光二極IFD2 通電發(fā)亮，接通聲光報警電路，發(fā)出聲光報警信號，其常閉接點(diǎn)斷開，切斷IJ1UJ2UJ3的電 源，IJ4第二組接點(diǎn)1J4_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，使自保持繼電器1丄被鎖定在斷開狀態(tài)，第 一支路負(fù)載端無法接通主電路電源。改變IW3的阻值，就可調(diào)整第一支路負(fù)載端短路、過流 動作的設(shè)定值，其它各支路和第一支路短路、過流預(yù)檢保護(hù)的工作原理完全一樣。漏電預(yù)檢保護(hù)單片機(jī)1(；第13腳輸出低電平維持一段時間后回到高電平完成 了短路過流預(yù)檢任務(wù)，第15腳輸出低電平，并維持一段時間，在此時間內(nèi)，各個沒有過壓故 障、逆功故障、短路、過流故障的支路同時對各自負(fù)載端的漏電故障進(jìn)行預(yù)檢，以第一支路 為例IC4第15腳輸出低電平，反相器IC5b輸出高電平，第三個三極管V3導(dǎo)通，繼電器IJ2 通電吸合，IJ2的常開觸點(diǎn)IJh閉合，將第一支路負(fù)載端的火線和穿繞在零序電流互感器 IZCT2I的線圈IL接通，變壓器B次級輸出的低壓交流電流由B次級的一端-W1-IL-IJp1-第 一支路負(fù)載端火線_接地故障電阻_大地-主電路電源端零線-K-B次級的另一端，當(dāng)?shù)谝?支路火線存在接電阻，且接地電阻較小時，零序電流互感器IZCT2次極產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)二 極管1D25、1D26、1C6、1C7、1R13* IW1觸發(fā)可控硅IT2導(dǎo)通，漏電故障指赤燈FD2通電發(fā)亮，同時 繼電器IJ4通電吸合，IJ4第一組接點(diǎn)IJt1轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，指示第一支路故障的發(fā)光 二極管IFD2通電發(fā)亮，接通聲光報警電路、發(fā)出聲光報警信號，其常閉接點(diǎn)斷開，切斷繼電 器IJ1UJ2UJ3的電源，IJ4第二組接點(diǎn)1J4_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，使自保持繼電器IJ5被 鎖定在斷開狀態(tài)，第一支路負(fù)載端無法接通主電路電源，改變IW1和W1的阻值，就可調(diào)整第 一支路負(fù)載端對地漏電動作的設(shè)定值，其它支路和第一支路的漏電預(yù)檢保護(hù)工作原理完全 相同。過流、短路在線檢保護(hù)以第一支路為例，當(dāng)?shù)谝恢坟?fù)載端出現(xiàn)過電流或短路故 障時，串接在第一支路火線上的電流互感器IZCT1生產(chǎn)的感應(yīng)電流也將增大。此電流經(jīng)IZL 橋式整流、IC9濾波、IR15和IR16UW2分壓后，穩(wěn)壓二極管IDW反向擊穿導(dǎo)通，可控硅IT3觸發(fā) 導(dǎo)通、過流、短路故障指示燈FD3通電發(fā)亮，同時繼電器IJ4通電吸合，IJ4第一組接點(diǎn)IJt1 轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，指示第一支路故障的發(fā)光二極管IFD2通電發(fā)亮，接通聲光報警電路 發(fā)出聲光報警信號，U4第二組接點(diǎn)1J4_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，電容IC5經(jīng)IK2和1J4_2的 常開接點(diǎn)對自保持繼電器IJ5放電，IJ5因加上負(fù)脈沖電壓而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，IJ5的兩組接點(diǎn)IJh 和1J5_2由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，切斷第一支路負(fù)載端電源，改變IW2的阻值或穩(wěn)壓管IDW 的穩(wěn)壓值，就可以調(diào)整第一支路負(fù)載端過電流動作的設(shè)定值。其它支路和第一支路過流、短 路在線檢保護(hù)的工作原理完全相同。漏電在線檢保護(hù)以第一支路為例，當(dāng)?shù)谝恢坟?fù)載端發(fā)生漏電故障時，流經(jīng)串 過零序電流互感器IZCT2的兩根導(dǎo)線的電流就會不平衡，IZCT2次級就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，且兩根導(dǎo)線流過的電流差值越大，IZCT2產(chǎn)生的感應(yīng)電流也就越大，當(dāng)漏電流達(dá)到設(shè)定動作值 時，IZCT2次極IZCIV1產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)二極管1D25、ID26, IC6, IC7, Iff1觸發(fā)可控硅1T2導(dǎo)通， 漏電故障指示燈FD2通電發(fā)亮，同時繼電器IJ4通電吸合，IJ4第一組接點(diǎn)lj4_i轉(zhuǎn)換，其常開 接點(diǎn)閉合，指示第一支路故障的發(fā)光二極管IFD2通電發(fā)亮，聲光報警電路接通，發(fā)出聲光報 警信號，U4第二組接點(diǎn)1J4_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，電容IC5對自保持繼電器IJ5放電，IJ5 轉(zhuǎn)換狀態(tài)IJ5的兩組接點(diǎn)lj5-i和lJ5-2由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài) ，切斷第一支路負(fù)載端電 源，改變IW1的阻值，就可調(diào)整第一支路負(fù)載端接地故障電流的動作設(shè)定值。其它支路和第 一支路在線漏電保護(hù)的工作原理完全相同。
權(quán)利要求家用智能電氣安全配電箱，其特征是主電路因空氣開關(guān)串接在中間而分為主電路的電源端和輸出端，每個支路的負(fù)載端都經(jīng)過各自的自保持繼電器串接在主電路的輸出端，每個支路的自保持繼電器的通/斷完全受該支路鎖定控制電路的控制，變壓整流濾波電路、電壓預(yù)檢與電壓在線檢保護(hù)電路、程序電路、故障內(nèi)容告知電路和報警電路都是各個支路保護(hù)的共用電路，變壓整流濾波電路輸入連接至主電路的輸出端；電壓預(yù)檢與電壓在線檢保護(hù)電路采樣端連接至變壓整流濾波電路的輸出端，而各個支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路、短路、過流預(yù)檢保護(hù)電路、漏電預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路、過流、短路在線檢保護(hù)電路的采樣端都接在各支路負(fù)載端，這些電路的輸出端都連接至各自的鎖定控制電路；各個支路的自檢電路一端接至各自負(fù)載端串過零序電流互感器后的火線上，另一端都接在主電路輸出端的零線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電箱，其特征是所述電壓預(yù)檢與電壓 在線檢保護(hù)電路由分壓電路和穩(wěn)壓二極管連接構(gòu)成，分壓電路連接至變壓整流濾波電路輸 出端，進(jìn)行電壓取樣，另一端接在各個支路鎖定控制電路第一個可控硅的控制極，第一可控 硅串接在鎖定控制電路的第四繼電器回路中，而第四繼電器控制預(yù)檢電路和其余繼電器工 作電源的通斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電箱，其特征是所述每條支路的逆功 預(yù)檢保護(hù)電路都完全相同，均由降壓整流電路、光偶電路、電壓比較電路連接構(gòu)成，如第一 條支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路由ID4-ID9UR2-IR7UCP IC6和IC8a連接構(gòu)成；降壓整流電路的 三個輸入端分別跨接在主電輸出端零線和第一條支路負(fù)載端的火線、零線上，整流電路的 兩個輸出端連接至IC6、IC6的輸出連接至IC8A、IC8a觸發(fā)第一條支路的鎖定控制電路的第四 可控硅，而第四可控硅串接在第一條支路鎖定控制電路的第四繼電器回路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電箱，其特征是所述每條支路的短 路、過流預(yù)檢保護(hù)電路都完全相同，如第一條支路的短路預(yù)檢保護(hù)電路由IJp R12、1R9、1R1(i、 lRn、lR12、lW3、^仏^！^…連接構(gòu)成，仏兩組觸頭的一端分別接在第一條支路的負(fù)載 端，另一端接至短路、過流預(yù)檢保護(hù)電路，短路過流預(yù)檢保護(hù)電路輸出端接至第一條支路鎖 定控制電路第五可控硅控制極，而第五可控硅串接在第一條支路的鎖定控制電路的第四繼 電器回路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電箱，其特征是所述每條支路的漏電 預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路都完全相同，如第一條支路的漏電預(yù)檢電路和漏電在線檢保護(hù) 電路由零序電流互感 1ZCT2、1L、IJ2UC6, IC7, IC8, R12,1R13、Iff1, W1, D25, D26 和 IC5b 連接構(gòu)成， 第一條支路負(fù)載端的火線和零線同時穿過IZCT2,線卷圈IL穿繞在零序電流互感器IZCT2 上，IL的一端經(jīng)過繼電器IJ2的一組觸點(diǎn)連接在第一條支路負(fù)載端的火線上，另一端接至電 源變壓器的輸出端，零序電流互感器次級輸出經(jīng)二極管后接至第一條支路的鎖定控制電路 的第二可控硅控制極，而第二可控硅串接在第一條支路的鎖定控制電路的第四繼電器回路 中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電箱，其特征是所述每條支的過流、短 路在線檢保護(hù)電路都完全相同，如第一條支路的過流、短路在線檢保護(hù)電路由電流互感器 IZCT1UR14^ 1R15、1R16、Iff2> 1ZL、IC9, IC10, IDff連接構(gòu)成，電流互感器IZCT1安裝在第一條支路 負(fù)載端的火線上，電流互感器次極經(jīng)整流、濾波、分壓、穩(wěn)壓二極管后，連接至第一條支路的鎖定控制電路的第三可控硅控制極，而第三可控硅串接在第一條支路的鎖定控制電路的第 四繼電器回路中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電箱，其特征是所述每條支路都有一 個鎖定控制電路，每個鎖定控制電路都完全相同，另外還有共用的變壓整流濾波電路，故障 內(nèi)容指示電路、報警電路和程序電路配合各條支路的鎖定控制電路工作，如第一條支路的 鎖定控制電路由1D1Q-1D21、1D23、ID24,1T「1T5、1J3、IJ4和IJ5連接構(gòu)成，第四繼電器上端經(jīng) 第一常閉按鈕開關(guān)和第一電源開關(guān)連接至變壓整流濾波電路輸出的工作電源正端，第四繼 電器下端并聯(lián)五個二極管正端，五個二極管負(fù)端分別串接第一至第五可控硅和第10至第 14 二極管，可控硅陰極接至工作電源負(fù)端，第十至第十四二極管的正端分別串接在故障內(nèi) 容告知電路的第一至第五發(fā)光二極管的負(fù)端，共用的程序電路由單片機(jī)及其外電路連接構(gòu) 成，單片機(jī)第13腳輸出經(jīng)反相器連接控制第二個三極管及其各個支路的第一個繼電器，各 支路的第一繼電器的工作開始對相應(yīng)支路負(fù)載端進(jìn)行短路過流預(yù)檢，同時單片機(jī)第13腳 輸出經(jīng)反向器后還接至各支路的短路過流預(yù)檢電路第七可控硅的控制極，單片機(jī)第15腳 輸出經(jīng)反相器連接控制第三個三極管及其各個支路的第二個繼電器，各個支路第二繼電器 的工作開始對相應(yīng)支路負(fù)載端進(jìn)行漏電預(yù)檢，單片機(jī)第17腳輸出經(jīng)反相器連接第一可控 硅及其各個支路的第三個繼電器，各支路第三繼電器的通電吸合，確保相應(yīng)支路第五繼電 器即大功率自保持繼電器的閉合，并切斷程序電路和預(yù)檢電路的電源。
專利摘要家用智能電氣安全配電箱，有一路輸入多支路輸出，每個支路的負(fù)載端都經(jīng)過各自的自保持繼電器串接在主電路輸出端，每個支路的自保持繼電器的通/斷受該支路鎖定控制電路控制，變壓整流濾波電路、電壓預(yù)檢與電壓在線檢保護(hù)電路、程序電路、故障內(nèi)容告知電路和報警電路都是各個支路的共用電路，變壓整流濾波電路輸入連接至主電路的輸出端；電壓預(yù)檢與電壓在線檢保護(hù)電路采樣端連至變壓整流濾波電路的輸出端，各個支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路、短路、過流預(yù)檢保護(hù)電路、漏電預(yù)檢與漏電在線檢保護(hù)電路、過流、短路在線檢保護(hù)電路的采樣端都接在各支路負(fù)載端，這些電路的輸出端都連至各自的鎖定控制電路。本配電箱智能化程度高，功能齊全使用方便，性價比高防災(zāi)性能好。
文檔編號H02H3/32GK201576891SQ200920259239
公開日2010年9月8日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者李欣澤, 淳俅 申請人:淳俅