專利名稱：一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電器制造技術(shù)領(lǐng)域，確切地說它是對過電流或其他異常的電氣工況而動作的保護(hù)開關(guān)——一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)。
目前，民用380/220V的低壓三相四線(或五線)制配電線路所設(shè)置的保護(hù)開關(guān)，主要為帶復(fù)式脫扣的自動空氣開關(guān)，這種開關(guān)只能對配電線路的過負(fù)荷、過電流(即短路)實(shí)行保護(hù)，但對中性線斷線故障與人身間接觸電，即使在配電系統(tǒng)中再加入防漏電的保護(hù)開關(guān)、將用電設(shè)備接地，即接至與中性線不相連(TT接地系統(tǒng))或相連(TN接地系統(tǒng))的專用接地線(包括重復(fù)接地)，仍不能對其在中性線(N)、保護(hù)用接地線(PE)上可能產(chǎn)生危及用電設(shè)備與人身安全的異常電位作可靠的保護(hù)，因而造成成片燒損用電設(shè)備及危及人身安全的事故。有一種低壓四極電器開關(guān)，可以對中性線斷線事故進(jìn)行保護(hù)，但其結(jié)構(gòu)略為復(fù)雜，體積較大，靈敏度較低，可靠性較差。
本實(shí)用新型的目的是提供一種不但具有過負(fù)荷、過電流保護(hù)，而且具有中性線斷線故障保護(hù)與防人身間接觸電功能的一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)。它不但靈敏度高，而且動作可靠。
本實(shí)用新型的目的是通過如下方案解決的，它由進(jìn)線端子、滅弧室、絕緣聯(lián)動聯(lián)桿、絕緣聯(lián)動轉(zhuǎn)軸、分勵脫扣器、出線端子、開口磁圈、磁圈動合片、復(fù)位彈簧、雙金屬片、頂卡塊、動合刀閘、手動扳手、脫扣掛鉤和滑塊等組成，其特征在于該開關(guān)連有一跳閘控制器(7)，跳閘控制器(7)與三相出線端子(L1)、(L2)、(L3)連接，同時(shí)與N極出線端子、配電線路的PE線連結(jié)端子相連，跳閘控制器輸出端與開關(guān)內(nèi)的分勵脫扣器(5)相連。跳閘控制器(7)設(shè)有電源，及由零電位比較電路和零電位控制與計(jì)算電路構(gòu)成跳閘控制電路。所說的零電位比較電路設(shè)有發(fā)光二極管LED2(或用二極管代替發(fā)光二極管)，LED2的陽極連電容C9、穩(wěn)壓管D6、D7的陰極，D6的陽極連電位器W1，繼而連所說的N極出線端子，D7的陽極連電位器W2，繼而連配電線路的PE線連結(jié)端子(對于TN接地系統(tǒng)可取消電位器W2、穩(wěn)壓管D7與其相關(guān)的連線)，LED2的陰極連電阻R4，R4的另一端與C9的另一端和三相星形連接端N’相連，N’與三相出線端子L1、L2、L3之間分別連三組相同的電容C1、C2、C3，三組相同的電阻R1、R2、R3分別跨接于電容C1、C2、C3兩端(或用三組相同的阻抗代替三相的電容與電阻)。所說的零電位控制與計(jì)算電路設(shè)光藕集成電路塊IC1、定時(shí)集成電路塊IC2和光藕集成電路塊IC3；IC1的1腳連LED2陰極，2腳連LED2陽極，5腳連所說的直流電源，6腳連電阻R6后連電介電容C7陽極，電阻R8,R8另一端連C7陰極后接地，4腳連R6與C7的接點(diǎn)并連電阻R7；IC2的4腳與8腳的接點(diǎn)連所說的直流電源，7腳連電阻R7,2腳與6腳的接點(diǎn)連IC1的4腳，5腳連電容C8后接地，1腳接地，3腳連IC3的2腳；IC3的1腳連電阻R9后連發(fā)光二極管LED3陰極，LED3陽極連所說的直流電源，6腳連電容C10、電阻R10,R10的另一端連雙向可掛硅BCR的控制極，4腳連雙向可控硅BCR的主回路并連C10的另一端、分勵脫扣器BK的一端BK2、外接分勵脫扣按鈕AN、電阻R12,R12的另一端連電容C11、壓敏電阻R11,C11、R11的另一端并聯(lián)后連BCR主回路的另一端、相線端L3與AN的另一端(當(dāng)用戶不需分勵脫扣功能時(shí)，可取消按鈕AN與其相關(guān)的連線)，BK的另一端BK1連相線端L1(也可用單片機(jī)代替IC1～3及其所連接的元件D6、D7、R6、R7、R8、R9、C7、C3與LED3)。本開關(guān)中的跳閘控制器可以設(shè)置一殼體，可安裝于本開關(guān)內(nèi)部的空間，也可以安裝于其它電器開關(guān)殼體(或設(shè)備)內(nèi)部的空間。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于本實(shí)用新型設(shè)有包括零電位比較電路以及零電位控制與計(jì)算電路的跳閘控制器，故能在電源端中性線斷線或由于某種原因在PE線上產(chǎn)生危及人身與設(shè)備安全的電壓時(shí)，自動跳閘根據(jù)安全用電的有關(guān)資料，可查得，對民用低壓配電線路，其零電位允許的電壓偏移，UNN’為額定相電壓Ue值的+5％～-10％。我們不難算出，當(dāng)中性線斷線時(shí)，某相用電負(fù)荷的過電壓為+5％Ue，即11伏時(shí)，其他相的欠電壓的極大值為-9.4％Ue，即≈20伏；按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置的低壓配電線路，正常情況下UNN’小于5％Ue，據(jù)此我們可設(shè)定本開關(guān)跳閘控制電路的動作電壓為Up≥22伏。當(dāng)出現(xiàn)異常情況，如中性線斷線，UNN’＞22伏或出現(xiàn)異常工況，UPEN’＞22伏時(shí)，本開關(guān)的跳閘控制電路均可按反時(shí)限延時(shí)(符合人身與用電設(shè)備安全要求的時(shí)間)接通分勵脫扣器的線圈，驅(qū)動本開關(guān)內(nèi)的絕緣聯(lián)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，由此而使開關(guān)跳閘，達(dá)到保護(hù)人身及用電設(shè)備安-全的目的。本開關(guān)可以在原有四極開關(guān)基礎(chǔ)上增設(shè)跳閘控制器而成，該跳閘控制器結(jié)構(gòu)元件比較簡單因而體積較小，造價(jià)也低
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的跳閘控制器電路原理圖本實(shí)用新型是一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)，設(shè)有進(jìn)線端子1和相應(yīng)的滅弧室2，絕緣聯(lián)動聯(lián)桿3，絕緣聯(lián)動轉(zhuǎn)軸4，分勵脫扣器5，跳閘控制器7，導(dǎo)線6和8，出線端子9，開口磁圈10，磁圈動合片11，復(fù)位彈簧12，雙金屬片13，頂卡塊14，動合刀閘15，手動扳手16，彈簧17，導(dǎo)線18，脫扣掛鉤19，滑塊20，支架21和與PE線連結(jié)的端子22等部件構(gòu)成四極電器開關(guān)。本開關(guān)內(nèi)連有一跳閘控制器7，該跳閘控制器的輸入端與本四極開關(guān)的三相線出線端子9相連，經(jīng)導(dǎo)線8與N極的出線端子相連，及與配電線路的PE線連結(jié)端子相連，跳閘控制器輸出端導(dǎo)線6連于該開關(guān)內(nèi)部設(shè)置的分勵脫扣器BK。跳閘控制器7設(shè)有電源，該電源由L1、L3(或L2)二相間交流電源經(jīng)串聯(lián)電容C4、C5降壓，并經(jīng)二極管D1～D4組成的整流橋單相全波整流后輸出12伏直流電源Ucc，再由穩(wěn)壓管D5和電介電容C6進(jìn)行穩(wěn)壓與濾波，并由電阻R5和發(fā)光二極管LED1組成電壓指示回路，即四極開關(guān)合閘后，LED1亮，表示用電負(fù)荷已接有電源；L1、L3電源間接有壓敏電阻R13，跳閘控制器7并設(shè)有由零電位比較電路和零電位控制與計(jì)算電路構(gòu)成的跳閘控制電路。其中，零電位比較電路設(shè)有發(fā)光二極管LED2,LED2的陽極連電容C9、穩(wěn)壓管D6、D7的陰極，D6的陽極連電位器W1，繼而連所說的N極出線端子，D7的陽極連電位器W2，繼而連配電線路的PE線連結(jié)端子，LED2的陰極連電阻R4,R4的另一端與C9的另一端和三相星形的連接端N’相連，N’與三相出線端子L1、L2、L3之間分別連三組相同的電容C1、C2、C3，三組相同的電阻R1、R2、R3分別跨接于電容C1、C2、C3兩端(或用三組相同的阻抗代替三相的電容與電阻)。跳閘控制電路中的零電位控制與計(jì)算電路設(shè)光藕集成電路塊IC1、定時(shí)集成電路塊IC2和光藕集成電路塊IC3；IC1的1腳連LED2陰極，2腳連LED2陽極，5腳連所說的直流電源，6腳連電阻R6后連電介電容C7，電阻R8,R8另一端連C7陰極后接地，4腳連R6與C7的接點(diǎn)并連電阻R7；IC2的4腳與8腳的接點(diǎn)連所說的直流電源，7腳連電阻R7；2腳與6腳的接點(diǎn)連IC1的4腳，5腳連電容C8后接地，1腳接地，3腳連IC3的2腳；IC3的1腳連電阻R9后連發(fā)光二極管LED3陰極，LED3陽極連所說的直流電源，6腳連電容C10、電阻R10，R10的另一端連雙向可控硅BCR的控制極，4腳連雙向可控硅BCR的主回路并連分勵脫扣器BK的一端RK2、外接分勵脫扣按鈕AN、電阻R12,R12的另一端連電容C11、壓敏電阻R11,C11、R11的另一端并聯(lián)后連BCR主回路的另一端、相線端L3與AN的另一端，BK的另一端BK1連相線端L1(也可用單片機(jī)代替IC1～3及其所連接的元件D6、D7、R6、R7、R8、R9、C7、C8與LED3)本開關(guān)跳閘控制電路三相L1、L2、L3所接成的星形連接端N’即為零點(diǎn)，所連的N端、PE線與N’間的電壓即零偏電壓UNN’異常電壓UPEN’，經(jīng)過電阻R4、發(fā)光二極管LED2與穩(wěn)壓管D6、電位器W1；穩(wěn)壓管D7電位器W2組成閉合回路。根據(jù)二極管的特性，通過LED2可按UNN’、UPEN’的大小，對應(yīng)輸出按指數(shù)變化的電流至光藕IC1的輸入端1與2；穩(wěn)壓管D6、D7為倒接，可限制與確保UNN’、UPEN’≤22伏時(shí)，使LED2不輸出電壓；改變W1、W2與R4的大小，即可調(diào)UNN’(0),UPEN’(0)(使開關(guān)動作的最小偏壓值)的大小，又可調(diào)整LED2輸出信號的大小(以控制本跳閘控制器的延時(shí)動作時(shí)間)；當(dāng)UNN’、UPEN’＞22伏時(shí)，LED2亮，說明此時(shí)偏壓已超過允許值，它可使IC1輸出端有電流通過，經(jīng)IC1的轉(zhuǎn)換傳輸，其電源端5腳端即可經(jīng)輸出端4腳向電介電容C7充電，經(jīng)過一定延時(shí)后，當(dāng)C7上的充電電壓達(dá)2/3Ucc時(shí)，定時(shí)電路IC2即可翻轉(zhuǎn)動作，其輸出端3接通光藕IC3的輸入端(1與2)，則Ucc經(jīng)發(fā)光二極管LED3，電阻R9與IC3組成一個(gè)通路，LED3亮，表示本開關(guān)應(yīng)跳閘；經(jīng)IC3轉(zhuǎn)換，其輸出端4與6立即經(jīng)過電阻R10使雙向可控硅BCR的控制極得電，觸發(fā)其主回路導(dǎo)通，接通分勵脫扣器BK的交流380V線圈，使本開關(guān)的機(jī)械自鎖裝置脫扣而自動跳閘，達(dá)到保護(hù)人身與用電設(shè)備安全的目的。
關(guān)于一定UNN’,UPEN’下的延時(shí)時(shí)間，除調(diào)整W1、W2外，也可調(diào)整R6的大小(R6為IC1的反饋電路)，控制電容C7的充電速度，達(dá)到控制跳閘控制器的延時(shí)發(fā)出指令信號的目的。C8、C9、C10、C11與R11、R12、R13分別為抗干擾的電容與電阻，R1、R2、R3為放電電阻，R4、R5、R9,R10為限流電阻，R7、R8為放電電阻，當(dāng)UNN’存在的時(shí)間來達(dá)到該電壓下對應(yīng)的予定動作時(shí)間時(shí)，R7、R8放電，直至可返回常態(tài)，以確保開關(guān)能正?？煽康毓ぷ?。
本開關(guān)跳閘控制器有關(guān)元件參數(shù)與型號為交流電容C1=C2=C3=0.1μF，交流250V；C4=C5=1μF，交流250V；電介電容C6=470μF.16V,C7=100μF，16V；片容C8為0.047μF,C9=C10=0.01μF，高壓電容C11為4700P,2KV；電阻R1=R2=R3=3MΩ.1/4W,R4=510Ω.1/2W,R5=12K.1/4W,R6=180K.1/4W,R7=100K.1/4W,R8=470K.1/4W,R9=3K.1/4W,R10=R12=300Ω.1/2W,R11=R13為680V壓敏電阻；電位器W1=W2為E473.47K；集成塊光藕IC1為4N35，定時(shí)器IC2為H7555，光藕IC3為MOC3062；雙向可控硅BCR為TLC-336A；整流橋D1～D4為圓橋WO8M；穩(wěn)壓管D5為IN4742A,D6,D7為BZX55C.12V；普光型發(fā)光二極管LED1為Φ3直徑。綠色，LED2為Φ3直徑.黃色，LED3為Φ3直徑.紅色。如此選定，并適當(dāng)調(diào)整W1、W2的大小(包括D6、D7的電壓值，R6、R8、C7的大小與IC1的傳輸比)，即可保證本開關(guān)在不同的UNN’、UPEN’，下的跳閘時(shí)間，足以符合國家規(guī)定人身與設(shè)備安全的要求，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求1.一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)，它由進(jìn)線端子、滅弧室、絕緣聯(lián)動聯(lián)桿、絕緣聯(lián)動轉(zhuǎn)軸、分勵脫扣器、出線端子、開口磁圈、磁圈動合片、復(fù)位彈簧、雙金屬片、頂卡塊、動合刀閘、手動扳手、脫扣掛鉤和滑塊等組成，其特征在于該開關(guān)連有一跳閘控制器，跳閘控制器與三相出線端子連接，同時(shí)與N極出線端子、配電線路的PE線連結(jié)端子相連，跳閘控制器輸出端與開關(guān)內(nèi)的分勵脫扣器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)，其特征在于跳閘控制器設(shè)有由二相間交流電源經(jīng)降壓與整流得到的直流電源，及由零電位比較電路和零電位控制與計(jì)算電路構(gòu)成跳閘控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)，其特征在于所說的零電位比較電路設(shè)有發(fā)光二極管LED2(或用二極管代替發(fā)光二極管)，LED2的陽極連電容C9、穩(wěn)壓管D6、D7的陰極，D6的陽極連電位器W1，繼而連所說的N極出線端子，D7的陽極連電位器W2，繼而連配電線路的PE線連結(jié)端子(對于TN接地系統(tǒng)可取消電位器W2、穩(wěn)壓管D7與其相關(guān)的連線)，LED2的陰極連電阻R4,R4的另一端與C9的另一端和三相星形連接端N’相連，N’與三相出線端子L1、L2、L3之間分別連三組相同的電容C1、C2、C3，三組相同的電阻R1、R2、R3分別跨接于電容C1、C2、C3兩端(或用三組相同的阻抗代替三相的電容與電阻)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān)，其特征在于所說的零電位控制與計(jì)算電路設(shè)光藕集成電路塊IC1、定時(shí)集成電路塊IC2和光藕集成電路塊IC3；IC1的1腳連LED2陰極，2腳連LED2陽極，5腳連所說的直流電源，6腳連電阻R6后連電介電容C7陽極、電阻R8,R8另一端連C7陰極后接地，4腳連R6與C7的接點(diǎn)并連電阻R7；IC2的4腳與8腳的接點(diǎn)連所說的直流電源，7腳連電阻R7,2腳與6腳的接點(diǎn)連IC1的4腳，5腳連電容C8后接地，1腳接地，3腳連IC3的2腳；IC3的1腳連電阻R9后連發(fā)光二極管LED3陰極，LED3陽極連所說的直流電源，6腳連電容C10、電阻R10,R10的另一端連雙向可掛硅BCR的控制極，4腳連雙向可控硅BCR的主回路并連C10的另一端、分勵脫扣器BK的一端BK2、外接分勵脫扣按鈕AN、電阻R12,R12的另一端連電容C11、壓敏電阻R11,C11、R11的另一端并聯(lián)后連BCR主回路的另一端、相線端L3與AN的另一端(當(dāng)用戶不需分勵脫扣功能時(shí)，可取消按鈕AN與其相關(guān)的連線)，BK的另一端BK1連相線端L1(也可用單片機(jī)代替IC1～3及其所連接的元件D6、D7、R6、R7、R8、R9、C7、C8與LED3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的跳閘控制器，其特征在于跳閘控制器可以設(shè)置一殼體，可安裝于本開關(guān)內(nèi)部的空間，也可以安裝于其它電器開關(guān)殼體(或設(shè)備)內(nèi)部的空間。
專利摘要本實(shí)用新型是一種帶有跳閘控制器的低壓四極電器開關(guān),它具有靈敏度高和動作可靠的特點(diǎn)。它由進(jìn)出線端子、滅弧室、絕緣聯(lián)動轉(zhuǎn)軸、分勵脫扣器、動合刀閘、手動扳手等組成,該開關(guān)連有一跳閘控制器,跳閘控制器與三相出線端子連接,同時(shí)與N極出線端子、配電線路的PE線連結(jié)端子相連,跳閘控制器輸出端與開關(guān)內(nèi)的分勵脫扣器相連。跳閘控制器由零電位比較電路和零電位控制與計(jì)算電路構(gòu)成跳閘控制電路。本四極開關(guān)可用于民用供電系統(tǒng),用以保護(hù)人身與設(shè)備安全。
文檔編號H01H83/00GK2338876SQ9823798
公開日1999年9月15日 申請日期1998年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月17日
發(fā)明者田中孝, 崔玉仙, 劉巍, 鄭鐵梅 申請人:田中孝