專利名稱：家用智能電氣安全配電系統(tǒng)的制作方法
家用智能電氣安全配電系統(tǒng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明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系統(tǒng)。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(gè)空氣開關(guān)控制總回路，再用 多個(gè)空氣開關(guān)(或漏保)控制各個(gè)支路，不僅安裝麻煩，而且安全保護(hù)性能極低，僅對(duì)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(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有一路輸入、八 路輸出、總回路和各個(gè)支路的控制都集成為一個(gè)整體，同時(shí)，單獨(dú)對(duì)每一個(gè)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(gè)支路負(fù)載端在通電前存 在逆動(dòng)、短路、過(guò)流、過(guò)壓、漏電等電氣故障和通電運(yùn)行中出現(xiàn)短路、過(guò)流、過(guò)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(gè)支路負(fù)載的通斷互不影響，僅自動(dòng)鎖定 或斷開有故障支路的電源，而其它無(wú)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(bào)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 安全配電系統(tǒng)。為解決其技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(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(gè)支路的負(fù)載端都經(jīng)過(guò)各自的自保持?jǐn)嚯娖鞔釉谥麟?路的輸出端，每個(gè)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(bào)警電路 都是各個(gè)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(gè)支路的逆功預(yù)檢 保護(hù)電路、短路、過(guò)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(guò)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(gè)支路的自檢電路一端接至各自負(fù)載端串過(guò)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(gè)支路鎖定控制電路第一個(gè) 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(gè)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-ID9UIi2-IR7UCp IC6和IC8a連接構(gòu)成；降壓整流電路的三 個(gè)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(gè)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(gè)短路、過(guò)流預(yù)檢保護(hù)電路，而且每條支路的短路、過(guò)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(guò)流預(yù)檢保護(hù)電路，短路過(guò)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(gè)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(shí)穿過(guò)IZCT2,線卷圈IL穿繞在零序電流互感器IZCT2上，IL的 一端經(jīng)過(guò)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(jí)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(gè)過(guò)流、短路在線檢保護(hù)電路，每個(gè)過(guò)流、短路在線檢保護(hù)電路都 完全相同，如第一條支路的過(guò)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(gè)鎖定控制電路，每個(gè)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(bào)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(gè)二極管正端，五個(gè)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(gè)三極管及其 各個(gè)支路的第一個(gè)繼電器，各支路的第一繼電器的工作開始對(duì)相應(yīng)支路負(fù)載端進(jìn)行短路過(guò) 流預(yù)檢，同時(shí)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(guò)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(gè)三極管及其各個(gè)支路的第二個(gè) 繼電器，各個(gè)支路第二繼電器的工作開始對(duì)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(gè)支路的第三個(gè)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繼電器的閉合，并切斷程序電路和預(yù)檢電路的 電源。本發(fā)明有如下有益效果(1)本發(fā)明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(gè)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(shí)、單獨(dú)對(duì)各個(gè)支路進(jìn)行逆功預(yù)檢、短路預(yù)檢、過(guò)流預(yù)檢、過(guò)壓預(yù)檢、漏電預(yù)檢，在通電運(yùn)行 后，同時(shí)、單獨(dú)對(duì)各個(gè)支路過(guò)電壓、過(guò)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(wú)故障支路的正 常供電。同時(shí)，在鎖定或切斷故障支路的電源時(shí)，告知故障內(nèi)容和故障支路、聲光報(bào)警。(2)本發(fā)明通過(guò)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(gè)支路的開關(guān)、保護(hù)設(shè)備高度溶于一體，設(shè)計(jì)合理，功能強(qiáng)大，智能化程 度很高，本發(fā)明技術(shù)上最重要的是在通電前對(duì)各支路負(fù)載端同時(shí)、單獨(dú)進(jìn)行逆功預(yù)檢、短路預(yù)檢、過(guò)流預(yù)檢、過(guò)壓預(yù)檢、漏電預(yù)檢，通電運(yùn)行后對(duì)各支路負(fù)載端同時(shí)、單獨(dú)進(jìn)行過(guò)電壓、 過(guò)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(shí)，不影響其它 無(wú)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(cái)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(shí)有可能 已造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失，再進(jìn)行補(bǔ)救，為時(shí)已晚，就是近來(lái)出現(xiàn)有預(yù)檢保護(hù)功能的設(shè) 備，也只能對(duì)一個(gè)總負(fù)載回路預(yù)檢，只要一個(gè)支路負(fù)載存在故障，其它所有無(wú)故障的支路都 將不能正常供電，使用很不方便。因此，本發(fā)明較之現(xiàn)有技術(shù)、技術(shù)上有極大進(jìn)步，安全性極 大增加，加之本發(fā)明電路設(shè)計(jì)邏輯性強(qiáng)，智能化程度高，功能齊全，使用方便，性價(jià)比高，防 災(zāi)性能好，值得大力推廣應(yīng)用。
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意方框2為本發(fā)明箱體蓋板裝配3為本發(fā)明箱體底座裝配4為本發(fā)明實(shí)施電路結(jié)構(gòu)示意5為本發(fā)明實(shí)施電路結(jié)構(gòu)示意中所用集成電路的型號(hào)為IC1:L7812 IC2 :NE555 IC3 :L7805 IC4 :AT89C2051IC5 :HEF4069 IC6、IC7 :TLP521_4 IC8 JC9 :LM339具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)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(gè)支路的負(fù)載端都要經(jīng)過(guò)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(duì)應(yīng)的鎖定控制電路的控制，同時(shí)各個(gè)支路的鎖定控制電路還控制共用的 故障告知電路和報(bào)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(duì) 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(guò)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、短路、 過(guò)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(duì)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系統(tǒng)是一種通電前同時(shí)、單獨(dú)對(duì)多個(gè)支 路負(fù)載端進(jìn)行預(yù)檢，通電后同時(shí)、單獨(dú)對(duì)多個(gè)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，在線檢立即切斷發(fā)生故障支路的電源，而且不影響其它無(wú)故障支路的正常供電， 并聲光報(bào)警，告知故障內(nèi)容等多功能的家用智能配電安全保護(hù)系統(tǒng)。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(dòng)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(dòng)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(gè)報(bào)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(gè)支路的自保持繼電器16的兩組接點(diǎn)分別串接在相對(duì)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(guò)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(guò)壓預(yù)檢與過(guò)壓在線檢保護(hù)電路、過(guò)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(bào)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(guò)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、1R1(1、 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(guò)流預(yù)檢電路，其它支路和第一支路的短路、過(guò)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IDm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、&、可調(diào)電阻W2、電容Cp C2、C3和穩(wěn)壓管DW1構(gòu)成過(guò) 壓預(yù)檢與過(guò)壓在線檢保護(hù)電路、Dff1的正端同時(shí)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。由單片機(jī)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)。由民、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(bào)警電路。第一支路的過(guò)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、ICltl和穩(wěn)壓二級(jí)管IDW 構(gòu)成，其它支路和第一支路的過(guò)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(jí)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(jí)輸出交流低電 壓經(jīng)ZLC1整流濾波、IC1穩(wěn)壓后，給本發(fā)明提供直流工作電源，合上第一支路電源開關(guān)IKp
第一支路進(jìn)入故障預(yù)檢狀態(tài)(如第一支路和其它支路的電源開關(guān)IK1......SK1都早已合
上，則各個(gè)支路在空氣開關(guān)K合上后，同時(shí)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(shí)間，在此期間，已合開關(guān)IK1的第一支路開始進(jìn)行過(guò)壓故障、逆功故障預(yù)檢，如第一支路負(fù) 載端無(wú)逆功故障，主電路無(wú)過(guò)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，1(；第12腳回到高電平，第13腳輸出低電平并保持一段時(shí)間，反 相器ICk輸出高電平，第二個(gè)三級(jí)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U"閉合，對(duì)第一支路負(fù)載端開始進(jìn)行短路、過(guò)流故障預(yù)檢、如第 一支路負(fù)載端無(wú)短路、過(guò)流故障，第四繼電器IJ4不會(huì)通電吸合，IC4繼續(xù)按程序工作，IC4 第13腳回到高電平，IJ1斷電釋放，完成對(duì)第一支路負(fù)載端短路過(guò)流預(yù)檢任務(wù)，IC4第14腳 輸出低電平，并保持IOms后回到高電平。IC4第15腳輸出低電平，并保持一段時(shí)間，反相 器IC5b輸出高電平，第三個(gè)三級(jí)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(duì)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(wú)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，2J,斷電釋 放，完成對(duì)第一支路負(fù)載端漏電預(yù)檢任務(wù)，1(；第16腳輸出低電平，保持IOms后回到高電 平，1(；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，IJ3第二組接點(diǎn)1 J3_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(méi)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(shí)1丄第一組常閉接點(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，本發(fā)明對(duì)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(shí)，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(shí)，電阻&兩端就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓Vn。，此電壓同時(shí)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(guò)壓故障指示燈FD1通電變亮，同時(shí)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(bào)警電路，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，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(shí)第一支路正在進(jìn)行預(yù)檢，第一支路負(fù)載端沒(méi)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)。本發(fā)明將在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(guò)電壓動(dòng)作的設(shè)定值，其它各支路和第一 支路過(guò)壓預(yù)檢與過(guò)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，如各支路電源開關(guān)
(IK1......SK1)都處于閉合狀態(tài)，單片機(jī)1(；第12腳輸出低電平并維持一段時(shí)間，在此時(shí)間
內(nèi)，各支路同時(shí)單獨(dú)對(duì)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(gè)供電回路，給集成 電路IC6的1、2腳提供了一個(gè)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(shí)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(bào)警電路，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，其常閉接點(diǎn)斷開，切斷 IJ1UJ2UJ3W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(wú)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(guò)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(shí)間后回到高 電平，第13輸出低電平并維持一段時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，各個(gè)沒(méi)有逆功、過(guò)壓故障的支路同 時(shí)對(duì)各自負(fù)載端的短路、過(guò)流故障進(jìn)行預(yù)檢，以第一支路為例，1(；第13腳輸出低電平，反相器ICre輸出高電平，第二個(gè)三極管V2導(dǎo)通，IJ1通電時(shí)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(shí)接入第一支路的短路、過(guò)流預(yù)檢電路，同 時(shí)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(guò)流預(yù)檢電路的電源，如第一 支路的負(fù)載端存在短路、過(guò)流故障，則可控硅IT6因觸發(fā)電壓過(guò)低而處于截止?fàn)顟B(tài)，電流由 IVcc3-IT7-IR11-IW3-IJh-火「零hJH-地，IW3上端的電壓就是IT6的觸發(fā)電壓，IT6因觸發(fā) 電壓過(guò)低不能導(dǎo)通，可控硅IT5導(dǎo)通，短路、過(guò)流故障指示燈FD5通電發(fā)亮，同時(shí)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(bào)警電路，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，其常閉接點(diǎn)斷開，切斷IJ1UJ2UJ3W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(wú)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(guò)流動(dòng)作 的設(shè)定值，其它各支路和第一支路短路、過(guò)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(shí)間后回到高電平完成 了短路過(guò)流預(yù)檢任務(wù)，第15腳輸出低電平，并維持一段時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，各個(gè)沒(méi)有過(guò)壓故 障、逆功故障、短路、過(guò)流故障的支路同時(shí)對(duì)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(gè)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(jí)輸出的低壓交流電流由B次級(jí)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(jí)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(shí)，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(shí) 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(bào)警電路、發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，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(wú)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(duì)地漏電動(dòng)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(guò)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(guò)電流或短路故 障時(shí)，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(guò)流、短路故障指示燈FD3通電發(fā)亮，同時(shí)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(bào)警電路 發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，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(duì)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(guò)電流動(dòng)作的設(shè)定值。其它支路和第一支路過(guò)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(shí)，流經(jīng)串 過(guò)零序電流互感器IZCT2的兩根導(dǎo)線的電流就會(huì)不平衡，IZCT2次級(jí)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，且 兩根導(dǎo)線流過(guò)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(dòng)作值時(shí)，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(shí)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(bào)警電路接通，發(fā)出聲光報(bào) 警信號(hào)，U4第二組接點(diǎn)1J4_2轉(zhuǎn)換，其常開接點(diǎn)閉合，電容IC5對(duì)自保持繼電器IJ5放電，IJ5 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(dòng)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
1.家用智能電氣安全配電系統(tǒng)，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(gè)支路的負(fù)載端都經(jīng)過(guò)各自的自保持繼電器串接在主電路的輸出 端，每個(gè)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(bào)警電路都是各個(gè) 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(gè)支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電 路、短路、過(guò)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(guò)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(gè)支 路的自檢電路一端接至各自負(fù)載端串過(guò)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系統(tǒng)，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1D4-1D9、1R2-1R7、1C1、IC6和IC8A連接構(gòu)成；降壓整流電 路的三個(gè)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(gè)輸出端連接至IC6、IC6的輸出連接至IC8A、ICai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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電系統(tǒng)，其特征是所述每條支路的 短路、過(guò)流預(yù)檢保護(hù)電路都完全相同，如第一條支路的短路、過(guò)流預(yù)檢保護(hù)電路由IJp Rn、 1R9、1R1q、lRn、1R12、1W3、V2UC5c, IT6, IT7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(guò)流預(yù)檢保護(hù)電路，短路過(guò)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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電系統(tǒng)，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)檢和漏電在線檢保護(hù)電 路由零序電流互感 1ZCT2、V3、1L、IJ2, IC6, IC7, IC8, R12、1R13、1W” W” 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(shí)穿過(guò)IZCT2,線卷圈IL穿繞在零序電流互感器IZCT2 上，IL的一端經(jīng)過(guò)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(jí)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家智能電氣安全配電系統(tǒng)，其特征是所述每條支的過(guò)流、短 路在線檢保護(hù)電路都完全相同，如第一條支路的過(guò)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用智能電氣安全配電系統(tǒng)，其特征是所述每條支路都有 一個(gè)鎖定控制電路，每個(gè)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(bào)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IDltl-ID21、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(gè)二極管正端，五個(gè)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(gè)三極管及其各個(gè)支路的第一個(gè)繼電器，各 支路的第一繼電器的工作開始對(duì)相應(yīng)支路負(fù)載端進(jìn)行短路過(guò)流預(yù)檢，同時(shí)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(guò)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(gè)三極管及其各個(gè)支路的第二個(gè)繼電器，各個(gè)支路第二繼電器 的工作開始對(duì)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(gè)支路的第三個(gè)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。
全文摘要
家用智能電氣安全配電系統(tǒng)，有一路輸入、八支路輸出，每個(gè)支路的負(fù)載端都經(jīng)過(guò)各自的自保持繼電器串接在主電路輸出端，每個(gè)支路的自保持繼電器的通/斷均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(bào)警電路都是各個(gè)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(gè)支路的逆功預(yù)檢保護(hù)電路、短路過(guò)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(guò)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。本配電系統(tǒng)智能化程度高、功能齊全、使用方便。
文檔編號(hào)H02H3/32GK102064515SQ200910044758
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:淳俅