專利名稱：一種短路保護自動開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于交流供電線路上使用的開關(guān)，具體涉及一種具有短路保護功能的自動開關(guān)。
公知并廣泛應(yīng)用于交流供電線路上的空氣自動開關(guān)，在線路上出現(xiàn)短路故障時，短路電流使熱繼電器動作或者電磁線圈吸合，空氣開關(guān)自動跳閘，從而切斷電路，實現(xiàn)短路保護。在短路故障消除后，空氣自動開關(guān)不能自動復(fù)位，必須手動操作重新合閘，不僅給操作人員帶來麻煩，而且影響用戶的及時用電。
本實用新型的目的是克服上述已有技術(shù)的缺點，提供一種在供電線路出現(xiàn)短路故障時能夠自動延時試送電的自動開關(guān)。
本實用新型技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的在自動開關(guān)殼體上部設(shè)置相線引入端N、零線引入端L、下部設(shè)置相線引出端N1和零線引出端L1，自動開關(guān)殼體內(nèi)裝有直流穩(wěn)壓電源和電子線路，其特點是在相線引入端N和相線引出端N1之間依次串接零序互感器B1的初級線圈、供電電阻R1和繼電器J1的常閉觸頭J1k-1；零序互感器B1次級線圈一端接地，另一端與整流二極管D1正向連接，經(jīng)隔離電阻R2通向并聯(lián)的兩個可調(diào)電阻W1、W2，然后分別通向集成電路IC1即雙時基集成電路NE556的6腳、2腳，在整流二極管D1和隔離電阻R2之間連接著電解電容C1的正極，負極接地；在供電電阻R1和繼電器J1的常閉觸頭J1k-1之間的引出線上，整流二極管D2正向連接，經(jīng)隔離電阻R3通向并聯(lián)的兩個可調(diào)電阻W3、W4，然后分別通向雙時基集成電路NE556的8腳、12腳，在整流二極管D2和隔離電阻R3之間連接著電解電容C5的正極，負極接地，在隔離電阻R3和可調(diào)電阻W3、W4之間連接著電解電容C4的正極，負極接地，交流回路電容C8一端接零線，另一端接地；雙時基集成電路NE556的4腳、14腳、10腳接直流電源的正極，7腳接地，3腳、11腳分別連接電解電容C2、C3的正極，負極接地，5腳、9腳分別與輸出二極管D3、D4正向連接，并聯(lián)后通過隔離電阻R4通向集成電路IC2即十進制記數(shù)譯碼器CD4017的14腳；十進制計數(shù)譯碼器CD4017的16腳接直流電源的正極，13腳接地，在輸出端的10個腳當中，依照出現(xiàn)高電平的先后分別正向連接數(shù)只輸出二極管，然后并聯(lián)組成或門，經(jīng)隔離電阻R5通向三極管BG1的基極，BG1的發(fā)射極接三極管BG2的基極，BG2發(fā)射極接地，BG1、BG2的集電極并聯(lián)后通向繼電器J1,J1的另一端接直流電源正極，J1的兩端反向并聯(lián)阻尼二極管D9。另外，在十進制記數(shù)譯碼器CD4017輸出端其中一個腳上，正向連接輸出二極管D8，經(jīng)隔離電阻R6通向三極管BG3的基極，BG3的發(fā)射極接三極管BG4的基極，BG4的發(fā)射極接地，BG3、BG4的集電極并聯(lián)后通向繼電器J2,J2的另一端接直流電源正極，J2兩端反向并聯(lián)阻尼二極管D10，在BG3、BG4集電極和J2之間的引出線上串接著J2的常開觸頭J2k-1和手動開關(guān)K,K的另一端接地，在三極管BG1、BG2的集電極和繼電器J1之間的引出線上，連接繼電器J2的常開觸頭J2k-2后接地。
本實用新型采用雙時基集成電路，對短路取樣信號和供電取樣信號進行脈沖整形延時處理，由十進制記數(shù)譯碼器、二極管或門、三極管復(fù)合放大器、繼電器等組成的記數(shù)譯碼執(zhí)行電路實現(xiàn)連續(xù)自動試送電，直至短路故障消除，也可實現(xiàn)數(shù)次自動試送電后切斷供電線路。
以下結(jié)合附圖及實施例詳述本實用新型。


圖1是本實用新型線路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型外部連接示意圖。
在相線引入端N至相線引出端N1之間依次串接著零序互感器B1的初級(5匝)、供電電阻R1(0.05歐姆)和繼電器J1的常閉觸頭J1k-1，從而建立起短路取樣點、供電取樣點和短路保護線路切斷點。直流穩(wěn)壓電源的變壓器B2的初級接交流220伏，B2的次級輸出經(jīng)二極管D11～D14組成的橋式全波整流，反向接地，正向接集成電路IC3即三端穩(wěn)壓器AN7812，經(jīng)電解電容C6(470微法)、C7(1微法)兩次濾波后輸出，為自動開關(guān)提供直流12伏工作電源。零序互感器B1的次級(50匝)一端接地，另一端與整流二極管D1(IN4001)正向連接，經(jīng)隔離電阻R2(1千歐姆)通向并聯(lián)的兩個可調(diào)電阻W1、W2(22千歐姆)后分別輸出到集成電路IC1即雙時基集成電路NE556的6腳、2腳，在D1和R2之間連接著電解電容C1(0.2微法)的正極，負極接地，從而構(gòu)成短路取樣電路，為NE556提供電壓信號。在供電電阻R1和繼電器常閉觸頭J1k-1之間的引出線上，整流二極管D2(IN4007)正向連接，經(jīng)隔離電阻R3(20千歐姆)通向并聯(lián)的兩個可調(diào)電阻W3、W4(470千歐姆)后分別通向雙時基集成電路NE556的8腳、12腳，D2和R3之間連接電解電容C5(10微法)的正極，負極接地，在R3和W3、W4之間連接電解電容C4(1微法)的正極，負極接地，形成兀形濾波，電容C8(47微法)一端接零線，另一端接地，建立交流回路，從而構(gòu)成供電取樣電路，為NE556提供電壓信號。雙時基集成電路NE556的4腳、14腳、10腳接直流電源正極，7腳接地，3腳、11腳分別連接電解電容C2(10微法)、C3(10微法)的正極后接地，5腳、9腳分別與輸出二極管D3、D4(IN4018)正向連接，并聯(lián)后經(jīng)隔離電阻R4(2千歐姆)通向集成電路IC2即十進制記數(shù)譯碼器CD4017的14腳，從而構(gòu)成脈沖整形延時電路。十進制記數(shù)譯碼器CD4017的16腳接直流電源正極，13腳接地，在輸出端的10個腳即3、2、4、7、10、1、5、6、9、11當中，依照先后次序，分別正向連接數(shù)只輸出二極管，并聯(lián)后組成或門，最少可連接一只輸出二極管，最多可連接10只輸出二極管，最好不超過9只，圖中所示的3腳、4腳、10腳分別與D5至D7(IN4018)正向連接后并聯(lián)，經(jīng)隔離電阻R5(10千歐姆)通向三極管(9014)復(fù)合放大器中BG1的基極，BG1發(fā)射極與BG2基極相連，BG2發(fā)射極接地，BG1和BG2的集電極并聯(lián)后與繼電器J1(JRX13F)一端相連，其另一端接直流電源正極，同時接有繼電器J1的常開觸頭J1k-2，然后接并聯(lián)的電鈴DL和信號燈XD后接地，在J1的兩端反向并聯(lián)阻尼二極管D9(IN4001)，從而在記數(shù)譯碼執(zhí)行電路中實現(xiàn)連續(xù)試送電功能。另外在CD4017輸出端的一個腳上，圖中為5腳正向連接輸出二極管D9(IN4018)，經(jīng)隔離電阻R6(10千歐姆)通向三極管(9014)復(fù)合放大器中BG3的基極，BG3的發(fā)射極接BG4的基極，BG4發(fā)射極接地，BG3、BG4的集電極并聯(lián)后接繼電器J2的一端，J2的另一端接直流電源正極，在J1的兩端反向并聯(lián)著阻尼二極管D10(IN4001)，在BG3、BG4集電極和J2之間的引出線上，串接J2的常開觸頭J2k-1和手動開關(guān)K后接地，J2的常開觸頭J2k-2一端連接在J1和BG1、BG2集電極之間，另一端接地，從而在記數(shù)譯碼執(zhí)行電路中實現(xiàn)試送電閉鎖功能。自動開關(guān)外接220伏交流電源，分別與相線引入端N和零線引入端L連接，通過相線引出端N1和零線引出端L1向負載供電。上述實施例額定工作電流為3～5安培。
工作過程如下當負載端供電線路出現(xiàn)短路故障時，零序互感器B1次級產(chǎn)生感應(yīng)電壓，短路取樣電路將斷續(xù)直流電壓輸出到雙時基集成電路NE556的6腳、2腳，通過脈沖整形延時，一串高電平經(jīng)D3、D4送入十進制計數(shù)譯碼器CD4017，并開始計數(shù)譯碼，依次由3腳、4腳、10腳輸出高電平，經(jīng)D5、D6、D7組成的或門，然后經(jīng)R5，高電平使BG1、BG2飽和導(dǎo)通，繼電器J1動作，其常閉觸頭J1k-1打開，切斷供電線路，同時常開觸頭J1k-2閉合，燈亮鈴響。當供電線路斷開后，短路電流消失，雙時基集成電路、十進制記數(shù)譯碼器及三極管BG1均為低電平，繼電器J1失電，其常閉觸頭復(fù)位，對供電線路實施試送電，試送電時間≤1秒，間隔時間長于試送電時間，如20秒，其長短由電容C2、C3來調(diào)整，若短路故障未消除，則高電平信號從CD4017的3腳、4腳、10腳、5腳依次輸出，實施連續(xù)試送電，直到短路故障消除，線路恢復(fù)送電。當高電平經(jīng)5腳、D8、R6到達BG3基極時，三極管BG3、BG4飽和導(dǎo)通，繼電器J2動作，這時有兩種工作狀態(tài)1、手動開關(guān)K斷開，繼電器J2的常開觸頭J2k-2閉合，繼電器J1動作，自動開關(guān)處于循環(huán)試送電狀態(tài)，直至短路故障消除。
2、手動開關(guān)K接通，繼電器J2的常開觸頭J2k-1閉合，使J2自保持，常開觸頭J2k-2長期閉合導(dǎo)至繼電器J1長期工作，自動開關(guān)閉鎖，使供電線路一直斷開，并長時間發(fā)出聲、光提示信號。
自動開關(guān)設(shè)置的供電取樣電路為輔助回路，在供電線路正常狀態(tài)時，短路取樣電路不工作，處于待命狀態(tài)，供電取樣電路也調(diào)整到額定供電電流狀態(tài)，這時雙時基集成電路的5腳、9腳輸出電平持平。采用雙路取樣可提高電路可靠性，防止誤動作。
本實用新型線路設(shè)計合理，工作性能可靠，可以設(shè)計多種規(guī)格的產(chǎn)品，加工制造方便，有較高的推廣使用價值。
權(quán)利要求1.一種短路保護自動開關(guān)，自動開關(guān)殼體上部設(shè)置相線引入端N和零線引入端L，下部設(shè)置相線引出端N1和零線引出端L1，自動開關(guān)殼體內(nèi)裝有直流穩(wěn)壓電源和電子線路，其特征在于在相線引入端N和相線引出端N1之間依次串接零序互感器B1的初級線圈，供電電阻R1和繼電器J1的常閉觸頭J1k-1；零序互感器B1的次級線圈一端接地，另一端與整流二極管D1正向連接，經(jīng)隔離電阻R2通向并聯(lián)的兩個可調(diào)電阻W1、W2，然后分別通向雙時基集成電路NE556的6腳、2腳，在整流二極管D1和隔離電阻R2之間連接著電解電容C1的正極，負極接地；在供電電阻R1和繼電器J1的常閉觸頭J1k-1之間的引出線上，整流二極管D2正向連接，經(jīng)隔離電阻R3通向并聯(lián)的兩個可調(diào)電阻W3、W4，然后分別通向雙時基集成電路NE556的8腳、12腳，在整流二極管D2和隔離電阻R3之間連接著電解電容C5的正極，負極接地，在隔離電阻R3和可調(diào)電阻W3、W4之間連接著電解電容C4的正極，負極接地，交流回路電容C8一端接零線，另一端接地；雙時基集成電路NE556的的4腳、14腳、10腳接直流電源正極，7腳接地，3腳、11腳分別連接電解電容C2、C3的正極，負極接地，5腳、9腳分別與輸出二極管D3、D4正向連接，并聯(lián)后通過隔離電阻R4通向十進制記數(shù)譯碼器CD4017的14腳；十進制記數(shù)譯碼器CD4017的16腳接電源正極，13腳接地，在輸出端的10個腳當中，依照出現(xiàn)高電平的先后，分別正向連接數(shù)只輸出二極管，然后并聯(lián)組成或門，經(jīng)隔離電阻R5通向三極管BG1的基極，BG1的發(fā)射極接三極管BG2的基極，BG2發(fā)射極接地，BG1、BG2的集電極并聯(lián)后通向繼電器J1,J1的另一端接直流電源正極，J1的兩端反向并聯(lián)阻尼二極管D9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短路保護自動開關(guān)，其特征在于在十進制記數(shù)譯碼器CD4017輸出端連接的二極管或門電路中，輸出二極管為2至9只。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種短路保護自動開關(guān)，其特征在于在十進制記數(shù)譯碼器CD4017輸出端其中一個腳上，正向連接輸出二極管D8，經(jīng)隔離電阻R6通向三極管BG3的基極，BG3的發(fā)射極接三極管BG4的基極，BG4發(fā)射極接地，BG3、BG4的集電極并聯(lián)后通向繼電器J2,J2的另一端接直流電源正極，J2兩端反向并聯(lián)阻尼二極管D10，在BG3、BG4集電極和J2之間的引出線上串接著J2的常開觸頭J2k-1和手動開關(guān)K,K的另一端接地，在三極管BG1、BG2的集電極和繼電器J1之間的引出線上，連接繼電器J2的常開觸頭J2k-2后接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種短路保護自動開關(guān)，其特征在于繼電器J1的常開觸頭J1k-2一端接直流電源正極，另一端接并聯(lián)的電鈴DL和信號燈XD后接地。
專利摘要本實用新型公開了一種短路保護自動開關(guān),在供電線路出現(xiàn)短路故障時,短路取樣電路和供電取樣電路將電壓信號輸入雙時基集成電路NE556,經(jīng)脈沖整形延時,通向由十進制記數(shù)譯碼器CD4017、二極管或門、三極管復(fù)合放大器、繼電器等組成的記數(shù)譯碼執(zhí)行電路,實現(xiàn)連續(xù)自動試送電或數(shù)次試送電后切斷負載供電線路,解決了在短路故障消除時現(xiàn)有自動開關(guān)不能自動復(fù)位的問題,減少了操作上的麻煩,使用戶能夠及時用電。
文檔編號H01H83/20GK2349715SQ9822270
公開日1999年11月17日 申請日期1998年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月20日
發(fā)明者王德順, 孫繼棟, 李運坤 申請人:王德順