專利名稱：電壓偏差動作保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種緊急保護裝置，主要涉及到一種屬于低壓照明供電系統(tǒng)中的 電壓偏差動作保護裝置。
背景技術：
目前在低壓照明供電系統(tǒng)中，單相線路中安裝使用的自復式電壓偏差保護器(或 稱過、欠電壓保護器)，如中國專利CN1183664A、CN2497460Y等，一般采用電壓型電磁式繼 電器或磁保持繼電器作為執(zhí)行機構；但由于繼電器觸點體積小，接觸壓力較小，使得觸點承 載電流能力和短時耐受電流能力弱；在長期的帶載運行中，因線路過載、故障短路電流和各 種負載反復啟動、停止而產(chǎn)生瞬間高峰值電流，容易使保護器的觸點過早發(fā)生熔焊、粘連現(xiàn) 象，尤其距離供電變壓器負載側越近的線路中安裝的保護器，甚至發(fā)生觸點“燒斷”現(xiàn)象，從 而保護器失去保護功能和線路斷路不能供電。并且在前述情況下，自復式電壓偏差保護器 單獨與斷路器安裝，不能達到與斷路器的短路特性相協(xié)調配合的安全供電要求，產(chǎn)品體積、 成本也相對較大。同時，自復式電壓偏差保護器為保證能自動復位，在設計電路時，必需預 設足夠能量保證繼電器可靠動作和動作時控制電路的穩(wěn)定性，因而在長期運行中能耗相對 較大，電路溫升高，也會縮短其使用使命。
發(fā)明內容為了克服以上不足，本實用新型提供一種電壓偏差動作保護裝置，可以解決自復 式電壓偏差保護器在長期帶載運行后，因觸頭熔焊、粘連而失去保護功能或斷電，不能與斷 路器的短路特性相協(xié)調配合的安全供電問題，提供一種無須自動復位，能耗和溫升低，能防 止瞬態(tài)過電壓和暫態(tài)過電壓時發(fā)生誤動作，安全可靠性得到根本改進的保護器。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種電壓偏差動作保護裝置， 包括整流電路1、取樣電路2、穩(wěn)壓電路3、控制電路4防誤動電路5、包含電磁脫線圈TC的 開關電路6和斷路器，其特征在于，整體電路的電源經(jīng)一路整流電路1供給；整流電路1輸 出端同時連接取樣電路2、穩(wěn)壓電路3的各輸入端，取樣電路2的電壓取樣端連接控制電路 4的輸入端，穩(wěn)壓電路3的輸出端連接控制電路4的電源輸入端，控制電路4的輸出端連接 防誤動電路5的輸入端，防誤動電路5的輸出端連接開關電路6的觸發(fā)端；所述取樣電路2 由電阻R21的一端串聯(lián)電阻R22的一端構成，中間節(jié)點為電壓取樣端，電阻R21的另一端為 取樣電路2的輸入端，電阻R22的另一端接地；所述防誤動電路5中電阻R51的一端連接控 制電路4的輸出端，另一端連接電容C51的一端與開關電路6的觸發(fā)端，電容C51的另一端 接地；所述控制電路4包括過、欠電壓控制電路7和用于保證斷路器正常復位合間的復位控 制電路8，過、欠電壓控制電路7連接復位控制電路8 ；所述開關電路6由可控硅MCR或光耦 可控硅與電磁脫扣線圈TC組成，可控硅MCR或光耦可控硅的陽極連接整流電路1正極輸出 端，電磁脫扣線圈TC串聯(lián)在整流電路1的相線輸入端。另一種電壓偏差動作保護裝置，包括整流電路1、取樣電路2、穩(wěn)壓電路3、控制電路4、防誤動電路5和包含電磁脫線圈TC的開關電路6、斷路器，其特征在于，整體電路的電 源經(jīng)一路整流電路1供給；電磁脫扣線圈TC串聯(lián)在整流電路(1)的正極輸出端和可控硅 MCR陽極之間，取樣電路2的輸入端或穩(wěn)壓電路3的輸入端可以連接在電磁脫扣線圈TC的 任意一端，取樣電路2的電壓取樣端連接控制電路4的輸入端，穩(wěn)壓電路3的輸出端連接控 制電路4的電源輸入端，控制電路4的輸出端連接防誤動電路5的輸入端，防誤動電路5的 輸出端連接開關電路6的觸發(fā)端；所述取樣電路2由電阻R21的一端串聯(lián)電阻R22的一端 構成，中間節(jié)點為電壓取樣端，電阻R21的另一端為取樣電路2的輸入端，電阻R22的另一 端接地；所述防誤動電路5中電阻R51的一端連接控制電路4的輸出端，另一端連接電容 C51的一端與開關電路6的觸發(fā)端，電容C51的另一端接地；所述控制電路4包括過、欠電 壓控制電路7和用于保證斷路器正常復位合閘的復位控制電路8，過、欠電壓控制電路7連 接復位控制電路8 ；所述開關電路6由可控硅MCR或光耦可控硅與電磁脫扣線圈TC組成。前面所述的兩種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路3包括第一 穩(wěn)壓電路和第二穩(wěn)壓電路，第一穩(wěn)壓電路包括限流分壓電阻R31和穩(wěn)壓二極管D31，電阻 R31的一端連接穩(wěn)壓二極管D31的負極，電阻R31的另一端為穩(wěn)壓電路3的輸入端，穩(wěn)壓二 極管D31的正極接地；第二穩(wěn)壓電路包括限流分壓電阻R32和穩(wěn)壓二極管D32，電阻R32的 一端連接電阻R31與穩(wěn)壓二極管D31的中間節(jié)點，電阻R32的另一端連接穩(wěn)壓二極管D32 的負極，穩(wěn)壓二極管D32的正極接地。上述的一種電壓偏差動作保護裝置，還可在穩(wěn)壓二極管D32的任何一端與其反向 串聯(lián)一個或一個以上二極管。前面所述的兩種電壓偏差動作保護裝置，控制電路4中的復位控制電路8可以是 以下三種方式中的任一種方式第一種方式所述復位控制電路8包括電容C81、電阻R81、R82、三極管T81，電容 C81的一端連接控制電路4電源的正極，電容C81的另一端連接電阻R81與電阻R82的一 端、電阻R81的另一端連接三極管T81基極，電阻R82的另一端接地，三極管T81的集電極 連接控制電路4的輸出端、發(fā)射極接地。。第二種方式所述復位控制電路8包括電阻R81、R82、R83、電容C81、三極管T81、 T82，電阻R81的一端連接控制電路4電源正極，電阻R81另一端連接電容C81的一端，電容 C81的另一端接地，電阻R81與電容C81的中間節(jié)點連接電阻R82的一端，電阻R82的另一 端連接三極管T81的基極，三極管T81的發(fā)射極接地，三極管T81的集電極連接三極管T82 的基極和電阻R83的一端，三極管T82的發(fā)射極接地，三極管T82的集電極和電阻R83的另 一端連接控制電路4輸出端。第三種方式所述復位控制電路8由一電容C81構成，電容C81 —端連接控制電路
輸出端，另一端接地。前面所述的兩種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，可控硅MCR可由繼電器J與 三極管T61組成的電路替代，繼電器線圈串聯(lián)在三極管T61的集電極上，線圈的另一端連接 在穩(wěn)壓電路(3)的輸出端，三極管T61的發(fā)射極接地；繼電器J的常開觸點兩引出端任意替 代可控硅MCR的陽極或陰極，三極管T61的基極替代可控硅MCR的可控極。前面所述的兩種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，可控硅MCR可由光耦三極 管OC替代，光耦三極管OC的信號輸入端代替可控硅MCR的可控極、集電極代替可控硅MCR
5的陽極、發(fā)射極代替可控硅MCR的陰極。前面所述的兩種電壓偏差動作保護裝置，還安裝有手動操作的自復式開關AN，可 有以下三種連接方式第一種方式在取樣電路2的電壓取樣端與地之間連接自復式開關AN。第二種方式過、欠電壓整形電路是電壓比較器電路時，在過電壓控制比較器ICl 的基準電壓端與地之間連接自復式開關AN。第三種方式過、欠電壓整形電路是電壓比較器電路時，在欠電壓控制比較器IC2 的基準電壓端與電源正極之間連接自復式開關AN。前面所述的兩種電壓偏差動作保護裝置，所述過、欠電壓控制電路(7)也可以是 單片機電路、555電路、TTL電路或CMOS集成電路。前面所述的兩種電壓偏差動作保護裝置，所述斷路器為單極或兩極斷路器。本實用新型的有益效果是，可以解決自復式電壓偏差保護器不能與斷路器的短路 特性相協(xié)調配合的問題，在長期帶載運行后，也不會發(fā)生因觸頭熔焊、粘連而失去保護功能 或斷電的現(xiàn)象，安全可靠性得到根本改進；具有單相線路或兩相線路發(fā)生工頻過、欠電壓時 驅動斷路器脫扣跳閘保護線路的功能，有反時限動作的特性，即過電壓越高動作時間越短； 能耗低、可防止瞬態(tài)過電壓和暫態(tài)過電壓時發(fā)生動作，且電路結構簡單、成本低、體積小。
圖1是本實用新型的電路方框圖。圖2、圖3、圖4、圖5、圖6是本實用新型的電路實施方案。1-整流電路，2-取樣電路，3-穩(wěn)壓電路，4-控制電路，5-防誤動電路，6_開關電 路，7-過、欠電壓控制電路，8-復位控制電路，TC-電磁脫扣線圈，MCR-可控硅，AN-自復式 開關。
具體實施方式

以下結合附圖說明具體實施方式
。圖2中整體電路的電源只經(jīng)由二極管Dll、D12、D13、D14組成的一路整流電路供 給，整流電路輸出端連接由電阻R21、R22、電容C21組成的取樣電路，整流電路輸出端還連 接由電阻R31、R32、穩(wěn)壓二極管D31、D32組成的穩(wěn)壓電路。其中穩(wěn)壓電路由限流分壓電阻 R31、穩(wěn)壓二極管D31組成的第一穩(wěn)壓電路與由限流分壓電阻R32、穩(wěn)壓二極管D32組成的第 二穩(wěn)壓電路組成，并在第二穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)壓二極管D32的正極端與其反向串聯(lián)兩個二極 管D33、D34，開關電路由電磁脫扣線圈TC和可控硅MCR組成，可控硅MCR的陽極連接整流 電路(1)正極輸出端，電磁脫扣線圈TC串聯(lián)在整流電路(1)的相線輸入端；控制電路中的 過、欠電壓控制電路由電壓比較器ICl、IC2、電阻R71、R72、R73、R74、R75、R76、二極管D71、 D72組成，復位控制電路由電容C81、電阻R81和三極管T81組成；防誤動電路由電阻R51和 電容C51組成；自復式開關AN連接在取樣電路的電壓取樣端與地之間。圖2中取樣電路的電壓取樣端連接控制電路電壓輸入端，穩(wěn)壓電路電源輸出端連 接控制電路電源端，控制電路輸出端經(jīng)防誤動電路的電阻R51連接開關電路6的觸發(fā)端。圖2電路的工作方式為當線路電壓為正常電壓時，電路電源只供控制電路正常 工作，整體電路處在低功耗狀態(tài)；當線路電壓偏差超出規(guī)定值時，取樣電路的取樣電壓與電 壓比較器的基準電壓進行比較，電壓比較電路輸出高電平觸發(fā)可控硅MCR導通，電磁脫扣
6線圈得一瞬時電流，從而電磁脫扣器動作，使斷路器脫扣跳閘，同時斷開了整體電路的電源 供給；當人手動操作斷路器復位時，復位控制電路用于保證電路的邏輯門發(fā)生非正?！胺?轉”時斷路器的正常合閘，其工作原理為在外電源接通瞬時，穩(wěn)壓電路電壓突變上升，經(jīng) 電容C81微分處理給三極管T81 —導通電壓，使控制電路輸出端在外電源接通時始終保持 低電平，從而保證斷路器可靠合間，即使在手動操作頻率較快時，同樣能保證斷路器可靠合 閘。在此電路中，開關電路的電磁脫扣線圈TC串聯(lián)在整流電路的相線輸入端，這樣在 可控硅被觸發(fā)導通時，電磁脫扣器不但可以驅動斷路器動作，電磁脫扣線圈還可為整體電 路起到重要的濾波作用，抑制瞬態(tài)過電壓的沖擊和高頻干擾；取樣電路中的積分電容C21 用于短暫延時控制和濾波，避免線路出現(xiàn)暫態(tài)過電壓時發(fā)生誤動作，電容C21還用于反時 限動作控制，當外電源由正常工頻電壓變化至過電壓時，Δ V越大，取樣電壓超過基準電位 相對較快，附件脫扣器動作越快，則斷路器脫扣時間就越短；穩(wěn)壓電路的第二穩(wěn)壓電路中的 穩(wěn)壓二極管D32的正極端與其反向串聯(lián)兩個二極管D33、D34，用于環(huán)境溫度變化時，對穩(wěn)壓 二極管的電壓補償，保證電源電壓的穩(wěn)定性，從而保證了動作電壓的穩(wěn)定性；防誤動電路用 于防止線路瞬態(tài)過電壓和高頻干擾產(chǎn)生誤動作；自復式開關AN用于定期試驗電路是否能 正常工作。圖3中，整流電路與開關電路的連接方式為電磁脫扣線圈TC串聯(lián)在整流電路的 正極輸出端和可控硅MCR陽極之間，取樣電路2的輸入端連接在電磁脫扣線圈TC的后端， 穩(wěn)壓電路3的輸入端也連接在電磁脫扣線圈TC的后端。復位控制電路8由電容C81、電阻 R81、R82、R83、三極管T81、T82組成，其工作原理為在手動操作斷路器復位時，電容C81充 電，三極管Τ81截止，三極管Τ82導通，使控制電路始終保持低電平，從而保證斷路器的正常 合閘。自復式開關AN連接在過電壓控制比較器ICl的基準電壓端(即基準電路電阻R73 與R74的中間節(jié)點)與地之間。圖4中復位控制電路8由電容C81構成。自復式開關AN連接在欠電壓控制比較 器IC2的基準電壓端(即基準電路電阻R71與R72的中間節(jié)點)與其電源正極之間。以上圖2、3、4中復位控制電路、自復式開關AN分別有三種不同的連接方式，可以 互相組合，均屬于本實用新型的保護范圍，此處不再一一詳述。圖5是開關電路6中的可控硅MCR由繼電器J與三極管Τ61組成的電路替代的實 施方案。繼電器線圈串聯(lián)在三極管Τ61的集電極上，線圈的另一端連接在穩(wěn)壓電路(3)的 輸出端，三極管Τ61的發(fā)射極接地；繼電器J的常開觸點兩引出端任意替代可控硅MCR的 陽極或陰極，三極管Τ61的基極替代可控硅MCR的可控極。圖6是開關電路6中的可控硅MCR由光耦三極管OC替代的實施方案。光耦三極 管OC的信號輸入端代替可控硅MCR的可控極、集電極代替可控硅MCR的陽極、發(fā)射極代替 可控硅MCR的陰極。
權利要求一種電壓偏差動作保護裝置，包括整流電路(1)、取樣電路(2)、穩(wěn)壓電路(3)、控制電路(4)、防誤動電路(5)、包含電磁脫線圈TC的開關電路(6)和斷路器，其特征在于，整體電路的電源經(jīng)一路整流電路(1)供給；整流電路(1)輸出端同時連接取樣電路(2)、穩(wěn)壓電路(3)的各輸入端，取樣電路(2)的電壓取樣端連接控制電路(4)的輸入端，穩(wěn)壓電路(3)的輸出端連接控制電路(4)的電源輸入端，控制電路(4)的輸出端連接防誤動電路(5)的輸入端，防誤動電路(5)的輸出端連接開關電路(6)的觸發(fā)端；所述取樣電路(2)由電阻R21的一端串聯(lián)電阻R22的一端構成，中間節(jié)點為電壓取樣端，電阻R21的另一端為取樣電路(2)的輸入端，電阻R22的另一端接地；所述防誤動電路(5)中電阻R51的一端連接控制電路(4)的輸出端，另一端連接電容C51的一端與開關電路(6)的觸發(fā)端，電容C51的另一端接地；所述控制電路(4)包括過、欠電壓控制電路(7)和用于保證斷路器正常復位合閘的復位控制電路(8)，過、欠電壓控制電路(7)連接復位控制電路(8)；所述開關電路(6)由可控硅MCR或光耦可控硅與電磁脫扣線圈TC組成，可控硅MCR或光耦可控硅的陽極連接整流電路(1)正極輸出端，電磁脫扣線圈TC串聯(lián)在整流電路(1)的相線輸入端。
2.一種電壓偏差動作保護裝置，包括整流電路(1)、取樣電路(2)、穩(wěn)壓電路(3)、控制 電路(4)、防誤動電路(5)和包含電磁脫線圈TC的開關電路(6)、斷路器，其特征在于，整體 電路的電源經(jīng)一路整流電路(1)供給；電磁脫扣線圈TC串聯(lián)在整流電路(1)的正極輸出端 和可控硅MCR陽極之間，取樣電路(2)的輸入端或穩(wěn)壓電路(3)的輸入端可以連接在電磁 脫扣線圈TC的任意一端，取樣電路(2)的電壓取樣端連接控制電路(4)的輸入端，穩(wěn)壓電 路⑶的輸出端連接控制電路⑷的電源輸入端，控制電路⑷的輸出端連接防誤動電路 (5)的輸入端，防誤動電路(5)的輸出端連接開關電路(6)的觸發(fā)端；所述取樣電路(2)由 電阻R21的一端串聯(lián)電阻R22的一端構成，中間節(jié)點為電壓取樣端，電阻R21的另一端為取 樣電路(2)的輸入端，電阻R22的另一端接地；所述防誤動電路(5)中電阻R51的一端連接 控制電路⑷的輸出端，另一端連接電容C51的一端與開關電路(6)的觸發(fā)端，電容C51的 另一端接地；所述控制電路(4)包括過、欠電壓控制電路(7)和用于保證斷路器正常復位合 閘的復位控制電路(8)，過、欠電壓控制電路(7)連接復位控制電路(8)；所述開關電路(6) 由可控硅MCR或光耦可控硅與電磁脫扣線圈TC組成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓電 路(3)包括第一穩(wěn)壓電路和第二穩(wěn)壓電路，第一穩(wěn)壓電路包括限流分壓電阻R31和穩(wěn)壓二 極管D31，電阻R31的一端連接穩(wěn)壓二極管D31的負極，電阻R31的另一端為穩(wěn)壓電路(3) 的輸入端，穩(wěn)壓二極管D31的正極接地；第二穩(wěn)壓電路包括限流分壓電阻R32和穩(wěn)壓二極管 D32，電阻R32的一端連接電阻R31與穩(wěn)壓二極管D31的中間節(jié)點，電阻R32的另一端連接 穩(wěn)壓二極管D32的負極，穩(wěn)壓二極管D32的正極接地。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，穩(wěn)壓二極管D32的 任何一端與其反向串聯(lián)一個或一個以上二極管。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，所述復位控 制電路⑶包括電容C81、電阻R81、R82、三極管T81，電容C81的一端連接控制電路⑷電 源的正極，電容C81的另一端連接電阻R81與電阻R82的一端、電阻R81的另一端連接三極 管T81基極，電阻R82的另一端接地，三極管T81的集電極連接控制電路(4)的輸出端、發(fā) 射極接地。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，所述復位控制 電路⑶包括電阻R81、R82、R83、電容C81、三極管T81、T82，電阻R81的一端連接控制電路 (4)電源正極，電阻R81另一端連接電容C81的一端，電容C81的另一端接地，電阻R81與電 容C81的中間節(jié)點連接電阻R82的一端，電阻R82的另一端連接三極管Τ81的基極，三極管 Τ81的發(fā)射極接地，三極管Τ81的集電極連接三極管Τ82的基極和電阻R83的一端，三極管 Τ82的發(fā)射極接地，三極管Τ82的集電極和電阻R83的另一端連接控制電路(4)輸出端。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，所述復位控制 電路(8)由一電容C81構成，電容C81—端連接控制電路輸出端，另一端接地。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的任何一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，可控硅 MCR可由繼電器J與三極管Τ61組成的電路替代，繼電器線圈的一端連接在三極管Τ61的 集電極上，線圈的另一端連接在穩(wěn)壓電路⑶的輸出端，三極管Τ61的發(fā)射極接地；繼電器 J的常開觸點兩引出端任意替代可控硅MCR的陽極或陰極，三極管Τ61的基極替代可控硅 MCR的可控極。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的任何一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，可控硅 MCR可由光耦三極管OC替代，光耦三極管OC的信號輸入端代替可控硅MCR的可控極、集電 極代替可控硅MCR的陽極、發(fā)射極代替可控硅MCR的陰極。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于在取樣電路 ⑵的電壓取樣端與地之間連接自復式開關AN。
11.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，所述過、欠電 壓控制電路(7)為電壓比較器電路，在過電壓控制比較器ICl的基準電壓端與地之間連接 自復式開關AN。
12.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于，所述過、欠電 壓控制電路(7)為電壓比較器電路，在欠電壓控制比較器IC2的基準電壓端與電源正極之 間連接自復式開關AN。
13.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于所述過、欠 電壓控制電路(7)為單片機電路、555電路、TTL電路或CMOS集成電路。
14.根據(jù)權利要求1或2所述的一種電壓偏差動作保護裝置，其特征在于所述斷路器 為單極或兩極斷路器。
專利摘要本實用新型涉及一種緊急保護裝置，主要涉及到一種屬于低壓照明供電系統(tǒng)中的電壓偏差動作保護裝置，克服自復式電壓偏差保護器在長期帶載運行后，因觸頭熔焊、粘連而失去保護功能或斷電，不能與斷路器的短路特性相協(xié)調配合安全供電的問題。本實用新型由整流電路、取樣電路、穩(wěn)壓電路、控制電路、防誤動電路和包含電磁脫扣器線圈TC的開關電路、斷路器組成，整流由一路電路供給，整流電路輸出端同時連接取樣電路、穩(wěn)壓電路的各輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端連接控制電路的電源輸入端，控制電路的輸出端連接防誤動電路的輸入端，防誤動電路的輸出端連接開關電路的觸發(fā)端，提供一種無須自動復位，能耗和溫升低，安全可靠性得到根本改進的保護器。
文檔編號H02H3/20GK201750127SQ20092016458
公開日2011年2月16日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權日2009年10月28日
發(fā)明者王志平 申請人:薛小平