專利名稱：多功能集成自控用電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于對偏離正常電工作情況的有害變化直接起反應(yīng)的自動斷開緊急保護(hù)電路裝置技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的電子保護(hù)器，都存有明顯的缺點(diǎn)，不適應(yīng)實(shí)際情況的需要。例如“五功能電子保護(hù)器”，沒有二級自控，達(dá)不到全自動的程度，所配備的繼電器觸點(diǎn)電流小，不節(jié)能，有噪音。當(dāng)電壓升高時，吸合線圈發(fā)熱，漆包線絕緣層易老化，因繼電器是直接接在電源上，未進(jìn)行節(jié)能消音處理。過壓電路是由一支電位器(W2)和一個電阻(R8)來控制三極管BG2(觸發(fā)放大級的前級觸發(fā)放大晶體管)基極的電流。當(dāng)過壓時該管導(dǎo)通，集電極向功放管BG1的基極輸送一個放大的電流，BG1的集電極把再次放大的電流給繼電器線圈(J1)建立磁場，使該繼電器的觸點(diǎn)動作，達(dá)到斷電的目的。這種電路當(dāng)過壓時間一長時，繼電器線圈溫度升高，易損壞。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種多功能的、性能可靠、節(jié)能、消音型多功能集成自控用電保護(hù)器。
本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括電源(1)、一級整流濾波器(2)、二級整流組(3)、直流自動穩(wěn)壓(4)、觸、漏電檢測器(5)、觸發(fā)放大器(6)、一級延時定時器(7)、故障時間記憶(8)、二級延時定時器(9)AC控制器(10)、供、停電控制(11)、一級過壓檢測器(12)、二級過壓檢測器(13)欠壓檢測器(14)、電流過載檢測器(15)、電流過載放大器(16)和負(fù)載線(17)十七部分。
電源(1)，變壓器次極線圈(L2)與一級整流濾波器(2)相連，變壓器另一組次極線圈(L3)連接二級整流組(3)，變壓器初級線圈的兩端與供、停電控制器(11)并聯(lián)，分別接到火線(A)和零線(O)上，一級整流濾波器(2)的輸出端與直流自動穩(wěn)壓(4)、一級過壓檢測器(12)、及二級過壓檢測器(13)相連，二級整流組(3)的輸出端接AC控制器(10)，直流自動穩(wěn)壓(4)與二級過壓檢測器(13)、欠壓檢測器(14)、電流過載放大器(16)及觸發(fā)放大器(6)相連，觸漏電檢測器(5)與觸發(fā)放大器(6)和負(fù)載線(17)連接，負(fù)載線(17)與電流過載檢測器(15)相連，AC控制器(10)與二級整流組(3)、二級延時定時器(9)、一級過壓檢測器(12)及二級過壓檢測器(13)相連，一級延時定時器(7)與觸發(fā)放大器(6)、故障時間記憶(8)、欠壓檢測器(14)及電流過載放大器(16)連接，故障時間記憶(8)與二級延時定時器(9)相連。
所述的電源(1)的變壓器(B1)的初級線圈兩端與火線(A)和零線(O)連接，次級線圈(L2)與一級整流濾波器(2)連接，另一次級線圈(L3)與二級整流組(3)相連。
所述的一級整流濾波器(2)中的四支二極管(D1X4)，與變壓器(B1)次級線圈(L2)連接，濾波電容(C1)接到整流組輸出端。所述的二級整流組(3)，是輸入端與變壓器(B1)的次級線圈(L3)相連，輸出端二極整流管(D2X4)與繼電器(J3－2)的動觸點(diǎn)(b)連接。
所述的直流自動穩(wěn)壓(4)，是由輸入端通過繼電器(J3－1)與一級整流濾波器(2)輸出端連接，輸出端連接型號為AN7806的三端穩(wěn)壓器(IC1)，IC1輸出端連接去耦電容(C4)。
所述的觸漏電檢測器(5)，是次級線圈(L5)與觸發(fā)放大器(6)相連，互感器(B2)的初級試驗(yàn)線圈(L4)與變壓器(B1)的次級線圈(L2)相連。
所述的觸發(fā)放大器(6)，其四運(yùn)算放大器LM324N中的單運(yùn)算放大器(IC3c)的輸入端與互感器(B2)的次級線圈(L5)相連，其輸出端連接有二極管(D9)和限流電阻(R9)，電容(C5、C10、C9)和二極管(D3、D4)并聯(lián)在輸入端，限流電阻(R6)、電位器(W1)及電位器(W4)串聯(lián)在電路中。
所述的一級延時定時器(7)，單時基電路NE555N(IC4)觸發(fā)極接三極管(BG1)的集電極上，其輸出極串聯(lián)發(fā)光二極管(LED1)，其復(fù)位極連接電阻(R17)，其比較電壓極連接的電容(C14)，與其閥極連接電阻(R13)，其Q6C極連接延時電容(C12)，限流電阻(R12)連接在三極管(BG1)的集電極上。
所述的故障時間記憶(8)，與IC4輸出極相串聯(lián)的有電阻(R14)、二極管(D12)、電容(C13)，電容(C13)與電阻(R15)并聯(lián)，電阻(R15)與繼電器一組觸點(diǎn)(J1－2)連接。
所述的二級延時定時器(9)，有單時基電路NA555N(IC5)，與其觸發(fā)極連接的是三極管(BG2)，與其輸出極串聯(lián)的是發(fā)光二極管(LED2)，與其復(fù)位極連接的是復(fù)位按紐(AN)，與比較電壓極連接的是電容(C16)，與其閥極連接的是電阻(R20)，與Q6C極連接的是延時電容(C15)，限流電阻(R18)與三極管(BG2)集電極連接，電阻(R19)連在三極管(BG2)的發(fā)射極上，偏置電阻(R16)與三極管(BG2)的基極相連。
所述的AC控制器(10)，其輸入端通過繼電器(J3－2)與二級整流組(3)輸出端連接，三端穩(wěn)壓器L7812CV(IC2)輸出端通過繼電器吸合線圈(J1)與三極管(BG5)的集電極連接，三極管(BG5、BG4)組成二級放大電路，與三極管(BG5)集電極串聯(lián)的有繼電器吸合線圈(J1)、串聯(lián)的電阻(R25)、發(fā)光二極管(LED4)，與繼電器吸合線圈(J1)并聯(lián)的有二極管(D13)、電容(C17)，與三極管(BG4)集電極串聯(lián)的有電阻(R23)、發(fā)光二極管(LED3)，并與集電極限流電阻(R22)連接，三極管(BG5)基極接有偏置電阻(R21)，接在IC2輸入端的有濾波電容(C2)，其輸出端接有去耦電容(C3)。
所述的供、停電控制(11)，是由整流組(D14X4)，接在整流組輸入端的接觸器附助常閉觸點(diǎn)(J2－3)、和J2－3并聯(lián)的電容(C18)、繼電器一組觸點(diǎn)(J1－1)和接在整流組輸出端的接觸器吸合線圈(J2)及與該線圈并聯(lián)的電容(C19)構(gòu)成。
所述的一級過壓檢測器(12)，是由一級整流濾波器(2)提供的6V直流電壓的三極管(BG3、BG6、BG7)組成三級放大電路，三極管(BG7)的集電極串聯(lián)有電阻(R32)、繼電器(J3)和串聯(lián)的電容(C20、C21)，與電容(C21)并聯(lián)的有二極管(D17)，正極通過繼電器(J3－1)的觸點(diǎn)與電阻(R32)和二極管(D16)連接，正極通過繼電器(J3－1)觸點(diǎn)與電位器(W7)和二極管(D15)連接，三極管(BG7)連有偏置電阻(R29、R31)，三極管(BG6)連有偏置電阻(R28)，三極管(BG3)連有偏置電阻(R26、R27)，電阻(R26)與電位器(W7、W8)相串聯(lián)，發(fā)光二極管(LED5)與繼電器(J3－1)靜觸點(diǎn)a和限流電阻(R30)連接，繼電器(J3－2)與控制三端穩(wěn)壓器(IC2)相連。
所述的二級過壓檢測器(13)，是四運(yùn)放LM324N中的單運(yùn)放(IC3a)與接在其輸入端的電阻(R2、R4)、電位器(W5)相連，與接于輸出端的二級管(D7)和限流電阻(R18)連接。
所述的欠壓檢測器(14)，電位器(W6)和電阻(R5)串聯(lián)并與四運(yùn)放LM324N中的單運(yùn)放(IC3b)相連，單運(yùn)放(IC3b)的輸出端與二極管(D8)連接。
所述的電流過載檢測器(15)，其次級通過電位器(W2、W3)與單運(yùn)放(IC3d)輸入端連接。
所述的電流過載放大器(16)，與輸入端并聯(lián)的電容(C6、C7、C8)、并聯(lián)的二極管(D5、D6)與單運(yùn)放(IC3d)相連，電位器(W2、W3)與限流電阻(R7)相連，二極管(D10)、電阻(R10)、二極管(D11)串聯(lián)，接于單運(yùn)放(IC3d)的輸出端，電容(C11)一端接電阻(R10)，另一端接地，電容(C11)與電阻(R11)并聯(lián)。
所述的負(fù)載線(17)，是接在交流繼電器動觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)以下的火線和零線(O)上。
本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)1、功能多，具有人、畜觸電保護(hù)，用電器、導(dǎo)線漏電保護(hù)，過壓保護(hù)，過載保護(hù)，限流和自控。
2、故障排除后能自動復(fù)位、供電。
3、用途廣，不僅適應(yīng)于末級保護(hù)、中級保護(hù)，還可以用于低壓交流總配電裝置，作一級總保護(hù)。
4、抗干擾能力強(qiáng)。
5、動作電流值與不動作值相差小。
6、保護(hù)電壓范圍寬，在零至450V內(nèi)不會發(fā)生人體觸電傷亡事故。
7、所配備的交流接觸器具有消音節(jié)能效果，節(jié)電率可達(dá)86－98％。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的線路結(jié)構(gòu)和工作原理。


圖1是本實(shí)用新型的線路方框圖。圖2、圖3、圖4是本實(shí)用新型的電路原理圖。(1)為電源，(2)為一級整流濾波器，(3)為二級整流組，(4)為直流自動穩(wěn)壓，(5)為觸、漏電檢測器，(6)為觸發(fā)放大器，(7)為一級延時定時器，(8)為故障時間記憶；(9)為二級延時定時器，(10)為AC控制器，(11)為供、停電控制，(12)為一級過壓檢測器，(13)為二級過壓檢測器，(14)為欠壓檢測器，(15)為電流過載檢測器，(16)為電流過載放大器，(17)為負(fù)載線。
如圖2、圖3、圖4所示，電源(1)是初級與火線(A)零線(O)相接，一組次級與一級整流濾波器(2)連接，另一組次級與二級整流組(3)連接。
一級整流濾波器(2)由二級管(D1X4)和濾波電容(C1)組成，二級整流組(3)由二極管(D2X4)四支整流二級管組成。直流自動穩(wěn)壓(4)是由三端穩(wěn)壓器(型號AN7806)(IC1)和去耦電容(C4)組成。觸、漏電檢測器(5)由互感器(B2)和所屬線圈(L4、L5)以及穿過互感器的主回路導(dǎo)線A(也可是C相或B相)和零線組成。觸發(fā)放大器(6)由集成運(yùn)算放大器(IC3C)(型號LM324N)、電阻(R9、R6)，電位器(W1、W4)和電容(C5、C9、C10)以及二極管(D3、D4、D9)組成。一級延時定時器(7)由集成時基電路(IC4)(型號NE555N)，三極管(BG1)，電阻(R12、R13、R17)和電容(C12、C14)以及發(fā)光二極管(LED1)組成。故障時間記憶(8)由電容(C13)，電阻(R14、R15)和二極管(D12)以及繼電器觸點(diǎn)(J1－2)組成。二級延時定時器(9)由集成時基電路(IC5)(型號NE555N)，三極管(BG2)，電阻(R16、R18、R19、R20、R24)，電容(C15、C16)和發(fā)光二極管(LED2)以及復(fù)位按紐(AN2)組成，AC控制器(10)由三極管(BG4、BG5)，電阻(R21、R22、R23、R25)，三端穩(wěn)壓集成塊(IC2)(型號L7812CV)繼電器(J1)，發(fā)光二極管(LED3、LED4)和電容(C2、C3、C17)以及二極管(D13)組成，供、停電控制(11)由接觸器線圈(J2)，整流組(D14X4)，繼電器一組觸點(diǎn)(J1－1)電容(C18、C19)和接觸器的一組輔助常閉觸點(diǎn)組成，一級過壓檢測器(12)由三極管(BG3、BG6、BG7)，二極管(D15、D16、D17)，繼電器線圈(J3)及其觸點(diǎn)(J3－1、J3－2)，電位器(W7、W8)，電阻(R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32)，電容(C20、C21)和發(fā)光三極管(LED5)組成。二級過壓檢測器(13)由集成運(yùn)算放大器(IC3a)(型號LM324N)二級管(D7)，電阻(R8、R4、R2)和電位器(W5)組成。欠壓檢測器(14)由集成運(yùn)算放大器(IC3b)(型號LM324N)二極管(D8)，電阻(R3、R5)和電位器(W6)組成。電流過載檢測器(15)由互感器(B3)及其線圈(L6)組成，電流過載放大器(16)由集成運(yùn)算放大器(IC3C)(型號LM324N)，二極管(D3、D4、D9)，電位器(W1、W4)，電容(C5、C9、C10)和電阻(R6、R9)組成。
本實(shí)用新型是這樣工作的
在正常供電情況下，AC控制器(10)中的三極管(BG5)導(dǎo)通，繼電器線圈(J1)便有直流流過，流過的電流將會在線圈中建立磁場，J1－1的動觸點(diǎn)(b)在磁場力的作用下，離開原靜觸點(diǎn)(a)與另一靜觸點(diǎn)(c)接通。此時，A相電流可通過J1－1(b、c兩觸點(diǎn))，整流組(D14X4)，交流接觸器線圈(J2)，交流接觸器的一組常閉輔助觸點(diǎn)(J2－3)到零線(O)形成閉合通路。因J2是接在整流組直流端的兩點(diǎn)上，因此通過的電流是直流電流。當(dāng)電流通過時，便在線圈兩端產(chǎn)生一端為N極，另一端為S極的磁場，被磁化的靜鐵芯(外面套有吸合線圈J2)與動鐵芯相互吸引，動鐵芯動作，即由分?jǐn)嗟浇油?，此時，J2－1、J2－2(接觸器的兩組主回路常開觸點(diǎn))的動觸頭(與動鐵芯同連一軸)也隨之動作，由原來的分?jǐn)酄顟B(tài)到接通，電源向負(fù)載供電。
在J2－1、J2－2接通前的一瞬間，J2－3開始動作，由閉合到分?jǐn)?。此時，交流電流可通過降壓電容(C18)向J2供電，維持J2線圈中的最小工作電流。C17的容量是根據(jù)J2線圈最小維持工作電流選用的，所以線圈具有明顯的節(jié)能降溫效果，并且該線圈由于采用直流供電，故可避免交流噪音及降低其兩端的起動電壓，起動電流又是利用接觸器本身的輔助觸點(diǎn)(承受電流足夠大)提供，因此，動作可靠，經(jīng)久耐用，解決了接觸器只靠增加的大功率繼電器作瞬時起動的傳統(tǒng)接法。
電容(C19)用以當(dāng)J2兩端的電壓降低(瞬時谷點(diǎn)電壓)時，放電彌補(bǔ)其兩端電壓的不足。
當(dāng)被保護(hù)線路有人觸電(單相對地)或漏電時，通過互感器(B2)的電流相量和不再等于零，便產(chǎn)生一個電流差，由該電流產(chǎn)生的變動的磁場的磁通穿過互感器的次級線圈(L5)，將會在線圈中引起感生電動勢，由感生電動勢產(chǎn)生的感生電流通過電位器(W1、W4)，電阻(R6)送至集成運(yùn)算放大器(IC3C)的輸入端，輸出端將比較放大的電流送至一級延時定時器(7)中的三極管(BG1)的基極，作再次放大，被再次放大的電流由集電極送到集成時基電路(IC4)的觸發(fā)極，觸發(fā)后，輸出極將放大的延時電流通過發(fā)光管(LED1)，電阻(R24)送至AC控制器(10)中的三極管(BG4)的基極使之導(dǎo)通，當(dāng)該管導(dǎo)通時，其集電極電位迅速降低，三極管(BG5)由于基極與發(fā)射極之間的電壓降低隨之截止。繼電器線圈(J1)因此失去電流，磁場消失。其觸點(diǎn)(J1－1、J1－2)動作，J1－1中的b、c兩觸點(diǎn)由閉合到分?jǐn)?，斷開接觸器吸合線圈(J2)中的電流，其主回路觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作，由接通到分?jǐn)?，切斷主回路電源，使觸電者得以保護(hù)，使漏電電流中斷。
當(dāng)斷電器觸點(diǎn)(J1－1)動作時，另一組觸點(diǎn)(J1－2)也同時動作，J1－2中的b、a兩觸點(diǎn)由閉合到分?jǐn)啵鬟^二極管(D12)的電流給電容(C13)充電，因而三極管(BG2)基極電位很低，該管近似于截止，其集電極電流不足以觸發(fā)集成時基電路(IC5)，IC5不工作。
接觸器觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作切斷電源后到復(fù)位(即恢復(fù)吸合狀態(tài)，向負(fù)載供電)維持時間的長短，由一級延時定時器(7)中的電容(C12)容量的大小確定(本保護(hù)器規(guī)定為60秒)，當(dāng)電容(C12)充電完畢，IC4輸出電流消失，三極管(BG4)截止，三極管(BG5)導(dǎo)通(因基極電位升高)，線圈J1有電流流過，J1－1、J1－2動作。J1－2中的b、a兩觸點(diǎn)由分?jǐn)嗟介]合，給電容(C13)放電。J1－1中的b、c兩觸點(diǎn)由分?jǐn)嗟介]合，接通J2中的電流，J2－1、J2－2動作，由分?jǐn)嗟浇油?，恢?fù)向負(fù)載供電。
如果觸電者在此供電前脫離電源或漏電電流排除，保護(hù)器不再動作。
觸電者如果未脫離電源或漏電電流未排除，觸、漏電檢測器將再次檢到觸發(fā)信號，保護(hù)器除進(jìn)入二級自控外，將再次重復(fù)上次觸、漏電保護(hù)動作程序。
所謂二級自控，即IC5在IC4輸出電流未結(jié)束前開始工作，由IC5的輸出極輸出一個足夠大的長延時電流(是IC4輸出電流延時時間的36倍)控制三極管(BG4)繼續(xù)導(dǎo)通。使主回路斷電時間相應(yīng)延長，讓觸電者有充分的時間脫離電源或使漏電因素有足夠的時間在無電情況下得以解決。
進(jìn)入二級自控的工作程序當(dāng)保護(hù)器因觸、漏電動作電流未排除，再次接到觸發(fā)信號動作時，由于電容(C13)在保護(hù)器第一次動作到復(fù)位直至再次被觸發(fā)(二次動作)即集成時基電路(IC4)從輸出延時電流到結(jié)束時已完成總充電時間的三分之二，(C12、C13的充電時間比是11.5)，又由于電阻(R15)的阻值較大，J1－2在瞬時復(fù)位即其a、b兩觸點(diǎn)瞬時閉合又分離時，放電量很少，通過電阻(R16)的微小瞬時放電量可忽略不計，所以當(dāng)電容(C13)繼續(xù)充電到該電容總充電時間的三分之一時，充電完畢。此時，三極管(BG2)基極電位升高，此管導(dǎo)通，其集電極電流觸發(fā)時基電路(IC5)，使其輸出電流通過發(fā)光二極管(LED2)、電阻(R24)控制三極管(BG4)的繼續(xù)導(dǎo)通。此時IC4即便停止工作(因C12放電速度很快，工作時間仍接近60秒)三極管(BG4)也仍繼續(xù)保持導(dǎo)通，維持導(dǎo)通時間的長短，主要由電容(C15)的容量確定(本電路確定為0.8小時)。
圖2中觸、漏電檢測器(5)中的初級線圈(L4)為試驗(yàn)線圈。圖3中的觸發(fā)放大器(6)中的電阻(R6)、電阻(R9)分別為集成運(yùn)算放大器(IC3C)輸入輸出電流的限流電阻；電位器(W1、W4)用以調(diào)整(IC3c)輸入電流的大小，電容(C5、C9、C10)為IC3輸入端的濾波電容；二極管(D3、D4)用以保持IC3C輸入電流的相對穩(wěn)定，不到于使互感器副線圈產(chǎn)生的過大電流送入放大器；二極管(D9)用以嚴(yán)格控制IC3C輸出極電流方向，控制輸出電流的相對穩(wěn)定，一級延時定時器(7)中的電阻(R12)，為三極管(BG1)集電極限流電阻；電阻(R17)為時基電路(IC4)復(fù)位極的限流電阻；電容(C14)為集成時基電路的比較電壓電容；發(fā)光管(LED1)用以指示IC4的輸出電流；電阻(R13)為IC4閥極的限流電阻；電容(C12)為IC4的Q6C極的延時電容，二級延時定時器(9)中的電阻(R16、R18、R19)分別為三極管(BG2)基極、集電極、發(fā)射極限流電阻；按紐(AN2)為復(fù)位按紐；發(fā)光二極管(LED2)同LED1；電容(C16)為集成時基電路的比較電壓電容；電阻(R24)為IC5輸出電流的限流電阻；電阻(R20)為IC4閥極的限流電阻；電容(C15)為IC4的Q6C極的延時電容，故障時間記憶(8)中的電阻(R14)用以控制電容(C13)的充電時間；二極管(D12)用以阻止電容(C13)的放電電流流過電阻(R14)；電阻(R15)是電容(C13)的放電通路電阻；繼電器(J1－2用以斷、合電容(C13)的放電通路，AC控制器(10)中的電容(C17)、二極管(D13)為繼電器(J1)谷點(diǎn)電壓彌補(bǔ)電容、二極管；發(fā)光二極管(LED4)為工作指示燈；電阻(R25)為工作指示燈的限流電阻；發(fā)光二極管(LED3)為三極管(BG4)集電極電流指示燈；電阻(R21)為三極管(BG5)的基極限流電阻；電阻(R22)為三極管(BG4)集電極限流電阻；電容(C2)為IC2前濾波電容，電容(C3)為IC2去耦電容。供、停電控制(11)中的電容(C19)為J2(接觸器吸合線圈)谷點(diǎn)電壓彌補(bǔ)電容；電容(C18)為降壓電容；J2－3為接觸器一組常閉附助觸點(diǎn)；J1－1用以通斷D14X4的電流。
當(dāng)電網(wǎng)電壓下降(欠壓)時，一級整流濾波器(2)輸出端的直流電壓也隨之下降，集成運(yùn)算放大器(IC3b)同相輸入端的電位(電阻R2與R3公共接點(diǎn)電位)在一定的下降電壓范圍內(nèi)降低，IC3b反相輸入端的電位(電阻R4接集成三端穩(wěn)壓器IC1穩(wěn)壓輸出端一點(diǎn)的電位)相對上升，電流通過電阻(R4)、電位器(W5、W6)、IC3b的輸入端和電阻(R3)形成閉合通路。當(dāng)電流增大到本電路所規(guī)定值時，放大器IC3b將會在輸出端輸出一個放大了的直流電流，該電流通過二極管(D8)、電阻(R10)、二極管(D11)送至一級延時定時器(7)中的三極管(BG1)的基極，使該管導(dǎo)通，……直至使接觸器的觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作斷開主回路電源。從三極管(BG1)導(dǎo)通到(J2－1、J2－2)動作斷開電源的整個工作程序同觸發(fā)放大器(6)中的運(yùn)算放大器(IC3C)把放大的漏、觸電信號電流使一級延時定時器(7)中的三極管(BG1)導(dǎo)通到接觸器觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作斷開主回路電源的整個工作程序相同(前面已述)。當(dāng)電壓恢復(fù)正常后，保護(hù)器可自動復(fù)位供電。其工作程序同觸、漏電故障排除后保護(hù)器自動供電的程序相同(前面已述)。
當(dāng)被保護(hù)線路負(fù)載電流超過本保護(hù)器規(guī)定值時，穿過電流過載檢測器(15)中的互感器(B3)導(dǎo)線中的交變電流將會在互感器周圍建立磁場，磁通穿過線圈(L6)，將會在線圈兩端引起感生電動勢，由感生電動勢產(chǎn)生的感生電流送至運(yùn)算放大器(IC3d)的輸入端，放大器把輸入電流信號進(jìn)行比較放大，放大的電流從輸出端通過二極管(D10)、電阻(R10)、和二極管(D11)送至一級延時定時器(7)中的三極管(BG1)的基極，使之導(dǎo)通……直至使供、停電控制(11)中的接觸器吸合線圈(J2)失去電流，其觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作，斷開主回路電源，從三極管(BG1)導(dǎo)通到J2－1、J2－2動作切斷主回路電源的整個工作過程同觸發(fā)放大器(6)中的集成運(yùn)算放大器(IC3C)把放大的漏、觸電信號電流使一級定時定時器(7)中的三極管(BG1)導(dǎo)通到接觸器觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作斷開主回路電源的整個工作程序相同(前面已述)。
當(dāng)負(fù)載電流恢復(fù)到小于本保護(hù)器所規(guī)定的動作值時，保護(hù)器將自動延時復(fù)位，恢復(fù)供電。其工作原理同觸、漏電故障排除后，保護(hù)器自動供電的工作原理相同(前面已述)。
圖3中電位器(W2、W3)、電阻(R7)用以調(diào)整、確定限流過載動作值。
當(dāng)電網(wǎng)火線(A)與零線(O)間的電壓上升(過壓)時，一級整流濾波器(2)中的直流電壓也隨之升高，當(dāng)升高到本電路所規(guī)定的動作值時，由于三極管(BG3)的基極電位升高，該管導(dǎo)通，其集電極電位下降，三極管(BG6)截止(因基極電流減小)，其集電極電位升高，三極管(BG7)導(dǎo)通(因基極電流增大)，集電極電流增大，增大的電流將會在繼電器線圈(J3)中建立磁場，繼電器觸點(diǎn)(J3－1、J3－2)在磁場力的作用下動作，J3－2的動觸點(diǎn)(b)離開原靜觸點(diǎn)(G)，切斷AC控制器(10)中的直流電源，三極管(BG5)便由導(dǎo)通到截止，繼電器吸合線圈(J1)由于失去電流，磁場消失，其觸點(diǎn)動作，J1－1一組觸點(diǎn)的b、c兩觸點(diǎn)由接通到分?jǐn)?，切斷交流繼電器線圈(J2)中的電流，其觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作，由吸合到釋放，切斷主回路電源，使電器、電器設(shè)備、人身得以保護(hù)。
繼電器(J3－1)的b、c兩觸點(diǎn)由閉合到分開，切斷直流自動穩(wěn)壓(4)中的電源，使穩(wěn)壓器(IC1)及以下的電路元器件不受損壞，b、a兩觸點(diǎn)由分?jǐn)嗟介]合，接通發(fā)光管(LED5)中的電流，使之發(fā)光，以作過壓指示。
當(dāng)過壓恢復(fù)正常后，三極管(BG3)的基極電位下降，該管截止，其集電極電位升高，三極管(BG6)導(dǎo)通，其集電極電位降低，三極管(BG7)截止，繼電器線圈(J3)失去電流，磁場消失，其觸點(diǎn)(J3－2)動作，b、c兩觸點(diǎn)由分?jǐn)嗟浇油?。AC控制器(10)中的三極管(BG5)由于獲得額定電壓，由截止到導(dǎo)通。繼電器(J1)便有電流流過，其觸點(diǎn)(J1－1)動作，b、c兩觸點(diǎn)由分?jǐn)嗟介]合，接通接觸器(J2)線圈中的電流，其觸點(diǎn)J2－1、J2－2動作，由分?jǐn)嗟浇油?，恢?fù)供電。
繼電器(J3－1)中的b、c兩觸點(diǎn)由分?jǐn)嗟介]合，接通三端穩(wěn)壓器(IC1)中的電源，b、c兩觸點(diǎn)由閉合到分?jǐn)?，斷開發(fā)光管(LED5)中的電流，發(fā)光中止。
圖中，電位器(W8)用以整定過壓動作值，電位器(W7)用以調(diào)整過壓恢復(fù)自動復(fù)位值，電阻(R26、R27)為三極管(BG3)的偏置電阻，電阻(R8)為三極管(BG3)、三極管((BG6)集電極、基極公共限流電阻，電阻(R31)為三極管(BG7)的負(fù)偏置電阻，電阻(R32)為J3的最小維持電流電阻，電容(C20)為J3的起動電容，二極管(D15、D16)用以當(dāng)過壓時，阻止一級整流濾波器中的整流電流流入電容(IC1、C21)，根據(jù)其充放電原理用以彌補(bǔ)J3中的谷點(diǎn)電壓，二極管(D17)起的作用基本同電容(C21)，原理當(dāng)J3兩端電壓降低(谷點(diǎn)電壓)時，磁場隨之減弱，變動的磁場將會在J3兩端引進(jìn)感生電動勢，根據(jù)楞次定律所知，由電壓降引起的感生電動勢所產(chǎn)生的感生電流的方向與原電流方向相同。感生電流可通過二極管(D17)與J3形成閉合回路，保持J3中的電流及所引起的磁場相對穩(wěn)定，不至于出現(xiàn)噪音或振動。
二極進(jìn)壓檢測器(13)在本保護(hù)器中的作用當(dāng)一級過壓檢測器(12)萬一失效時，二極過壓檢測器(13)將立即工作。
其工作原理當(dāng)電網(wǎng)電壓升高(過壓)時，一級整流濾波器(2)輸出的直流電壓也隨之升高，增大的電流可通過電阻(R2)、集成運(yùn)算放大器(IC3a)的輸入端、電位器(W5、W6)、電阻(R5)形成閉合通路。當(dāng)電流增大到本機(jī)規(guī)定值(由W5調(diào)整)時，運(yùn)算放大器將輸入電流信號加以比較放大，從輸出端通過二極管(D7)、電阻(R8)輸至AC控制器(10)中的三極管(BG4)的基極，使之導(dǎo)通。當(dāng)三極管(BG4)導(dǎo)通時，其集電極電位降低，三極管(BG5)因基極電流減小而截止……直至接觸器觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)動作切斷主回路電源，從三極管(BG5)截止以下的工作程序同一級過壓檢測器(12)使該三極管截止到J2－1、J2－2動作切斷主回路電源的工作程序相同(前面已述)。當(dāng)電壓恢復(fù)正常后，IC3a輸出的電流終止，三極管(BG4)截止，三極管(BG5)導(dǎo)通……直至恢復(fù)供電。從BG5導(dǎo)通以下的工作程序同一級過壓檢測器恢復(fù)供電時，使三極管(BG5)導(dǎo)通至J2－1、J2－2動作向負(fù)載供電時的工作程序相同。
C10的作用1、用以濾去不需要的較小交流信號，不至于被該信號送至集成運(yùn)算放大器(IC3C)的輸入端，以免干擾放大器的正常工作。
2、用以填補(bǔ)當(dāng)交變電流處負(fù)半周時運(yùn)算放大器反相輸入端波形成的空缺，使形成的波形密度足夠的脈動式直流更趨于平滑(因運(yùn)算放大器輸入端輸入的電流最佳是無“脈動”的穩(wěn)恒直流。
權(quán)利要求1.一種多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于本實(shí)用新型包括電源(1)、一級整流濾波器(2)、二級整流組(3)、直流自動穩(wěn)壓(4)、觸漏電檢測器(5)、觸發(fā)放大器(6)、一級延時定時器(7)、故障時間記憶(8)、二級延時定時器(9)、AC控制器(10)、供停電控制(11)、一次過壓檢測器(12)、二級過壓檢測器(13)、欠壓檢測器(14)電流過載檢測器(15)、電流過載放大器(16)和負(fù)載線(17)，電源(1)變壓器的次級線圈(L2)與一級整流濾波器(2)相連，變壓的另一次級線圈(L3)與二級整流組(3)連接，變壓器的初級線圈的兩端與供停電控制(11)并聯(lián)，分別接到火線(A)和零線(0)上，一級整流濾波器(2)的輸出端與直流自動穩(wěn)壓(4)、一級過壓檢測器(12)及二級過壓檢測器(13)相連，二級整流組(3)的輸出端接AC控制器(10)、直流自動穩(wěn)壓(4)與二級過壓檢測器(13)、欠壓檢測器(14)、電流過載放大器(16)及觸發(fā)放大器(6)相連，觸漏電檢測器(5)與觸發(fā)放大器(6)和負(fù)載線(17)連接，負(fù)載線(17)與電流過載檢測器(15)相連，AC控制器(10)與二級整流組(3)、二級延時定時器(9)、一級過壓檢測器(12)及二級過壓檢測器(13)相連，一級延時定時器(7)與觸發(fā)放大器(6)、故障時間記憶(8)、欠壓檢測器(14)及電流過載放大器(16)連接，故障時間記憶(8)與二級延時定時器(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于電源(1)的變壓器(B1)的初級線圈兩端與火線(A)和零線(D)連接，次級線圈(L2)與一級整流濾波器(2)連接，另一次級線圈(L3)與二級整流組(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于一級整流濾波器(2)中的4支二極管(D1X4)與變壓器次級線圈(L2)相連，濾波電容(C1)連接到整流組輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的二級整流組(3)，其輸入端與變壓器(B1)的次級線圈(L3)相連，二極整流管(D2X4)的輸出端與繼電器(J3－2)的動觸點(diǎn)b連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的直流自動穩(wěn)壓(4)，是由輸入端通過繼電器(J3－1)與一級整流濾波器(2)輸出端連接，輸出端連接型號為AN7806的三端穩(wěn)壓器(IC1)，IC1的輸出端連接去耦電容(C4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的觸漏電檢測器(5)，次級線圈(L5)與觸發(fā)放大器(6)相連，互感器(B2)的初級試驗(yàn)線圈(L4)與變壓器(B1)的次級線圈(L2)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的觸發(fā)放大器(6)，其四運(yùn)算放大器LM324N中的單運(yùn)算放大器(IC3C)的輸入端與互感器(B2)的次級線圈(L5)相連，其輸出端連接有二極管(D9)和限流電阻(R9)，電容(C5、C10、C9)和二極管(D3、D4)并聯(lián)在輸入端，限流電阻(R6)、電位器(W1)及電流器(W4)串聯(lián)在電路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的一級延時定時器(7)其單時基電路NE555N(IC4)觸發(fā)極接三極管(BG1)集電極上，其輸出極串聯(lián)發(fā)光二極管(LED1)，其復(fù)位極連接電阻(R17)，比較電壓極連接電容(C14)，其閥極連接電阻(R13)，Q6C極連接延時電容(C12)，限流電阻(R12)連在三極管(BG1)的集電極上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的故障時間記憶(8)，與IC4輸出極相串聯(lián)的有電阻(R14)、二極管(D12)和電容(C13)，電容(C13)與電阻(R15)并聯(lián)，電阻(R15)與繼電器觸點(diǎn)(J1－2)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的二級延時定時器(9)，有單時基電路NA555N(IC5)，與其觸發(fā)極連接的是三極管(BG2)，與其輸出極串聯(lián)的是發(fā)光二極管(LED2)，與其復(fù)位極連接的是復(fù)位按紐(AN)，與其比較電壓極連接的是電容(C16)，與其閥極連接的是電阻(R20)，與Q6C極連接的是延時電容(C15)，限流電阻(R18)與三極管(BG2)集電極連接，電阻(R19)連在三極管(BG2)的發(fā)射極上，偏置電阻(R16)與三極管(BG2)基極相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征在于所述的AC控制器(10)，其輸入端通過繼電器(J3－2)與二級整流組(3)輸出端連接，三端穩(wěn)壓器L7812CV(IC2)輸出端通過繼電器吸合線圈(J1)與三極管(BG5)的集電極連接，三極管(BG5、BG4)組成二級放大電路，與三極管(BG5)集電極串聯(lián)的有繼電器吸合線圈(J1)、串聯(lián)電阻(R25)、發(fā)光二極管(LED4)，與繼電器吸合線圈(J1)并聯(lián)的有二極管(D13)、電容(C17)，與三極管(BG4)集電極串聯(lián)的有電阻(R23)、發(fā)光二極管(LED3)，并與集電極限流電阻(R22)連接，三極管(BG5)基極接有偏置電阻(R21)，接在IC2輸入端的有濾波電容(C2)，其輸出端接有去耦電容(C3)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征是所述的供停電控制(11)，是由整流組(D14X4)、接在整流組輸入端的接觸器附助常閉觸點(diǎn)(J2－3)、和J2－3并聯(lián)的電容(C18)、繼電器一組觸點(diǎn)(J1－1)和接在整流組輸出端的接觸器吸合線圈(J2)及與該線圈并聯(lián)的電容(C19)構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征是所述的一級過壓檢測器(12)，是由一級整流濾波器(2)提供6V直流電壓的三極管(BG3、BG6、BG7)組成三級放大電路，三極管(BG7)的集電極串聯(lián)有電阻(R32)、繼電器(J3)和串聯(lián)電容(C20、C21)，與電容(C21)并聯(lián)的有二極管(D17)，正極通過繼電器(J3－1)觸點(diǎn)與電阻(R32)和二極管(D16)連接，正極通過繼電器(J3－1)觸點(diǎn)與電位器(W7)和二極管(D15)連接，三極管(BG7)連有偏置電阻(R29、R31)，三極管(BG6)連有偏置電阻(R28)，三極管(BG3)連有偏置電阻(R26、R27)，電阻(R26)與電位器(W7、W8)相串聯(lián)，發(fā)無二極管(LED5)與繼電器(J3－1)靜觸點(diǎn)a和限流電阻(R30)連接，繼電器(J3－2)與控制三端穩(wěn)壓器(IC2)相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征是所述的二級過壓檢測器(13)，是四運(yùn)放LM324N中的單運(yùn)放(IC3a)與接在輸入端的電阻(R2、R4)、電位器(W5)相連，與接于輸出端的二極管(D7)和限流電阻(R18)連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征是所述的欠壓檢測器(14)，其電位器(W6)和電阻(R5)串聯(lián)并與四運(yùn)放LM324N1中的單運(yùn)放(IC3b)相連，單運(yùn)放(IC3b)的輸出端與二極管(D8)相連。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征是所述電流過載檢測器(15)，其次級通過電位器(W2、W3)與單運(yùn)放(IC3d)輸入端連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征是所述的電流過載放大器(16)，與輸入端并聯(lián)的電容(C6、C7、C8)、并聯(lián)的二極管(D5、D6)與單運(yùn)放(IC3d)相連，電位器(W2、W3)與限流電阻(R7)相連，二極管(D10)、電阻(R10)二極管(D11)串聯(lián)接于單運(yùn)放(IC3d)的輸出端，電容(C11)一端接與電阻(R10)，另一端接地，電容(C11)電阻(R11)并聯(lián)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能集成自控用電保護(hù)器，其特征是所述的負(fù)載線(17)，是接在交流繼電器動觸點(diǎn)(J2－1、J2－2)以下的火線(A)和零線(O)上。
專利摘要本實(shí)用新型屬于對有害變化直接起反應(yīng)的自動斷開緊急保護(hù)電路裝置。它主要由故障時間記憶，二級延時定時器、AC控制器、供停電控制、一級過壓檢測器、二級過壓檢測器、欠壓檢測器、電流過載檢測器、電流過載放大器等部分構(gòu)成。它具有人體觸電保護(hù)，電器漏電保護(hù)，過載、欠壓、過壓保護(hù)，自控和限流的功能。故障排除后能自動復(fù)位供電。具有明顯的節(jié)能、消音效果。不僅適應(yīng)于末中級保護(hù)，還可用于總配電裝置，作一級總保護(hù)。
文檔編號H02H3/08GK2204073SQ9424334
公開日1995年7月26日 申請日期1994年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月26日
發(fā)明者張忠會, 張光磊 申請人:張忠會, 張光磊