專利名稱:電子自動保護器的制作方法
本實用新型為單相或多相用電設備電子自動保護器。
現(xiàn)有技術中的電子保安器，一般體積較大，價格較貴，有的保安器在故障未排除之前有可能繼續(xù)恢復供電，因此不可靠、不保險，并無故障指示系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術中對三相電機斷相保護有兩種型式，一種是將三個互感器分別接在三相電源上取樣，利用比較三相電源上的取樣信號的原理作為工作條件的方法；另一種是從星形接法的三相電機中心線上引出一線直接通過繼電器線圈與電源的零線相聯(lián)結，利用中性點位移產(chǎn)生的電位差使繼電器工作，從而起到保護作用。目前用于實現(xiàn)對電器設備的漏電、觸電保護方法往往用幾個電流互感器分別接在所需取樣的線上，將各電流互感器取出的信號加以比較后來實現(xiàn)對設備或人身的保護。例如對于防止觸電保護裝置，蘇聯(lián)專利NO.668038提出一種電廠人員觸電保護裝置，是利用在負載線上和中性線上的兩個電流變壓器以及分流器、積分器、元件、繼電器等組成，在有超過允許對地漏電流的情況下操作防止觸電保護器。另外涉及電器保安裝置及漏電保護器在蘇聯(lián)專利NO.668036、NO.550716、NO.543076、NO.541233、NO.843086、NO.881927、NO.904075、NO.1080222，日本專利NO.57156620和中國專利NO.85200505中都談到過。
上述的電器設備漏電、防觸電保護方法及裝置都不同程度地存在著結構復雜、不易推廣的缺點。
針對上述問題，本實用新型提出利用網(wǎng)絡回路中電流矢量和為零的原理構成電器設備漏電、防人、畜觸電保護裝置和星形聯(lián)結三相電機在匝間短路、三相電源不平衡、線圈對地短路、斷相、嚴重受潮漏電等故障情況下自動斷電保護裝置。并減化現(xiàn)有技術中電器保安器的結構，降低裝置本身的故障率，降低成本，做到小型化，提高裝置的動作靈敏度，增加可靠性。
本實用新型在于提出了網(wǎng)絡回路中電流的矢量和為零的原理，將電網(wǎng)與負載視為一個系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中串入一個在同一電磁鐵芯上有兩個或者兩個以上匝數(shù)相同的初級繞組和一個或者一個以上的多匝數(shù)次級繞組構成的互感器(3)，電源線(10)分別接在互感器(3)的初級繞組的同名端上，這些與電源線(10)聯(lián)結的初級繞組的另一端同名端與網(wǎng)眼中負載(4)相聯(lián)結，并構成回路；互感器(3)的次級繞組作為信號取樣繞組；當負載無漏電、無故障的情況下，系統(tǒng)內(nèi)電流矢量和恒為零，即流經(jīng)互感器(3)各初級繞組的電流矢量和為零，互感器(3)的次級繞組中不產(chǎn)生感應電動勢；當負載有漏電故障，系統(tǒng)內(nèi)對系統(tǒng)外有電流流出時，則流經(jīng)互感器(3)各初級繞組的電流矢量和不為零，此時在互感器(3)的次級繞組中將產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢用以控制所需控制的部件和執(zhí)行元件。
該裝置由取樣、控制、報警、電源幾部分組成。取樣部分由負載(4)、互感器(3)和二極管(11)組成；控制部分由可控硅電路(13)、繼電器(14)組成；報警部分為自激振蕩電路和指示系統(tǒng)組成；電源部分由整流二極管(26)、(27)、電源變壓器(28)和電容(12)組成，用來提供控制電路，振蕩電路的工作。該電源部分也可用干電池或儲電池代替。
以下結合附圖和實施例對其進行詳細說明。
附圖1.電子自動保護器框圖；附圖2.電子自動保護器；附圖3.三相電機多功能故障保護器；附圖4.簡易電子自動保護器；附圖5.三相電機多功能故障保護器；附圖6.互感器。
附圖1.中電源線(10)經(jīng)過執(zhí)行電路的觸頭(2)后，再經(jīng)過互感器(3)電磁鐵芯上的初級線圈與負載(4)聯(lián)結；互感器(3)的次級繞組上感應的電動勢作為取樣信號，經(jīng)控制可控硅電路(5)的開關狀態(tài)，用以控制執(zhí)行電路(6)，該執(zhí)行電路的作用是接通或切斷負載的電源線(10)；執(zhí)行電路(6)還可以包括報警(7)和指示(8)兩部分，用以作負載是否存在故障的信號；所有的可控硅電路(5)，執(zhí)行電路(6)，以及報警電路(7)，指示電路(8)都由同一輔助電源提供工作電源，該輔助電源可來源于電網(wǎng)(1)。
附圖2.——附圖4都是附圖1所示的具體實施例。以附圖2為例，它提供了一個單相電源供電的負載漏電、觸電保護器。
將負載(4)及電網(wǎng)(1)構成的回路視為一個系統(tǒng)。電源的負載線經(jīng)過互感器(3)的一個初級繞組后與負載(4)相串聯(lián)，然后再經(jīng)過互感器(3)的另一個初級繞組后回到電網(wǎng)。在該回路中，互感器(3)的兩個初級繞組是經(jīng)負載(4)后同名端反相串聯(lián)結?；ジ衅?3)的次級繞組為可產(chǎn)生所需的電壓取樣信號的多匝數(shù)線圈?；ジ衅?3)的電磁鐵芯可用高導磁材料的鐵磁芯，以使達到系統(tǒng)內(nèi)有小電流流出到系統(tǒng)外時，對初級繞組各線圈電流矢量和的變化的響應能在次級繞組上敏感地反應出來。當負載(4)無漏電和其它故障時，初級繞組各線圈中電流矢量和為零，則在次級繞組中不產(chǎn)生感應電動勢；當負載(4)有漏電或其它故障時，一部分電流被旁路掉，此時流經(jīng)初級繞組的電流矢量和不再為零，從而在次級繞組中產(chǎn)生感應電動勢，當次級繞組中的感應電動勢足夠高時，
就可以控制可控硅電路(5)啟動執(zhí)行機構。即使可控硅(13)觸發(fā)導通，繼電器(14)吸合，從而繼電器(14)的觸頭(15)改變狀態(tài)，使本裝置對負載(4)無輸出電壓，起到保護作用。
互感器(3)次級繞組的一端接控制回路的地，另一端經(jīng)二極管(11)后輸出作為開關可控硅(13)電路的觸發(fā)信號?？煽毓?13)、繼電器(14)、電阻(15)與輔助電源串聯(lián)聯(lián)結，構成控制器的主回路，繼電器為執(zhí)行元件。當互感器(3)次級繞組上產(chǎn)生感應電動勢時，該信號使可控硅(13)動作繼電器(14)吸合，通過繼電器(14)觸頭(2)的切換，改變電網(wǎng)對負載(4)的供電狀態(tài)，從而起到保護作用；電阻(15)在此起限流作用，在允許的條件下可以不用。電阻(18)和發(fā)光二極管(19)串聯(lián)后與電阻(20)、(23)、電容(21)、(24)、單結晶體管(22)和蜂鳴器(25)構成的自激振蕩電路并聯(lián)聯(lián)結，構成指示系統(tǒng)(8)和報警系統(tǒng)(7)，并聯(lián)在繼電器(14)的兩端取得工作電壓。發(fā)光二極管(16)和電阻(17)串聯(lián)后并于輔助電源的兩端作為工作指示系統(tǒng)。
事實上，利用本發(fā)明所述的方法構成的保護器，所說的互感器(3)中的初級繞組可用電源線直接穿入互感器(3)電磁鐵芯中構成，也可以事先在電磁鐵芯上繞成線圈構成；所說的可控硅電路可以由可控硅元件構成，也可以用晶體管元件構成；所說的發(fā)光二極管(16)、(18)可以用燈泡代替；所說的自激振蕩器可用其它類型的振蕩電路代替；所說的蜂鳴器可由喇叭代替。必要時振蕩器后還可加放大器來推動喇叭。
附圖3為利用本發(fā)明所述的方法構成的三相電機斷相、短路、匝間短路、搭殼、漏電和三相電源嚴重不平衡等故障綜合保護線路。它只需將其三相電機的三根電源線一起穿過互感器(3)的磁芯孔中分別形成一匝或一匝以上的線圈構成初級繞組即可。但使用該裝置保護三相電機時，要將星形接法的三相電機中心點接電機外殼，且電機外殼要良好的接地。
附圖3與附圖4一樣，為沒有自激振蕩電路的簡化電路。
附圖5也為三相電機故障綜合保護器線路。該線路的特點是三相電源線(10)經(jīng)繼電器(14)的觸頭(2)后與互感器(3)的初級繞組的同名端相聯(lián)結，互感器(3)初級繞組的另一端與電機繞組相聯(lián)結；互感器(3)的次級繞組的一端經(jīng)二極管(11)與電阻(29)并聯(lián)后接地，次級繞組的另一端經(jīng)可控硅的觸發(fā)線路后與可控硅(13)的控制極相聯(lián)結；可控硅(13)與繼電器(14)串聯(lián)后可以直接聯(lián)結在交流電網(wǎng)上，所說的指示電路(8)與報警電路(7)仍在繼電器(14)的兩端取得工作電壓；二極管(26)、(27)為可控硅觸發(fā)線路提供工作直流電壓。
附圖6(a)為方形互感器結構形式；附圖6(b)為日形互感器結構形式；附圖6(c)為園形互感器結構形式。
權利要求
1.一種用于單相和多相電器設備漏電安全保護的電子自動保護器，由互感器、可控硅電路、控制器、報警器、指示器、電源組成，其特征在于；在電網(wǎng)與負載之間串有一個在同一電磁鐵芯上有兩個或者兩個以上匝數(shù)相同的初極繞組和一個或一個以上的多匝數(shù)次級繞組構成的互感器(3)，電源線(10)分別接在互感器(3)的初級繞組的同名端上，這些與電源線(10)聯(lián)結的初級繞組的另一組同名端與負載(4)相聯(lián)結，并構成一個回路系統(tǒng)。
2.一種利用權利要求
1所說的電子自動保護器，其特征在于，所說的互感器(3)次級繞組的一端接控制回路的地，另一端經(jīng)二極管(11)后接可控硅電路(5)的觸發(fā)極；可控硅(13)、繼電器(14)、電阻(15)與輔助電源相串聯(lián)，構成控制器的主回路；電阻(19)和發(fā)光二極管(18)串聯(lián)后與電阻(20)、(23)、電容(21)、(24)、單結晶體管(22)、蜂鳴器(25)構成的自激振蕩電路并聯(lián)聯(lián)結，構成指示電路和報警電路，并聯(lián)在繼電器(14)的兩端；電阻(17)和發(fā)光二極管(16)串聯(lián)后，與輔助電源相并聯(lián)。
3.按照權利要求
2所說的電子自動保護器，其特征在于，所說的可控硅電路可用可控硅元件組成，也可用晶體三級管元件組成。
4.按照權利要求
2所說的電子自動保護器，其特征在于，所說的發(fā)光二極管(16)、(18)可用燈泡代替。
5.按照權利要求
2所說的電子自動保護器，其特征在于，所說的自激振蕩電路可以用其它類型的振蕩電路代替。
6.按照權利要求
2所說的電子自動保護器，其特征在于，所說的蜂鳴器(25)可以用喇叭代替。
7.按照權利要求
1、2所說的，用于星形聯(lián)結的三相電機的故障保護電子自動保護器，其特征在于，在電網(wǎng)與三相電機之間聯(lián)結有一個在同一電磁鐵芯上有三個或三個以上匝數(shù)相同的初級繞組和一個或一個以上的多匝數(shù)次級繞組構成的互感器(3)，電源線(10)分別經(jīng)過繼電器(14)的觸頭(2)之后接在互感器(3)的初級繞組同名端上，該初級繞組的另一組同名端與三相電機的繞組端接線相聯(lián)結。
8.按照權利要求
7所說的電子自動保護器，其特征在于，所說的觸頭可以不是繼電器(14)的觸頭(2)。
9.按照權利要求
7所說的電子自動保護器，其特征在于，所說的互感器(3)次級繞組一端經(jīng)二極管(11)與電阻(29)并聯(lián)后接地，次級繞組的另一端經(jīng)可控硅的觸發(fā)線路后接可控硅(13)的控制極；可控硅(13)與繼電器(14)串聯(lián)后接交流電網(wǎng)，所說的指示電路(8)與報警電路(7)并聯(lián)在繼電器(14)的兩端；二極管(26)、(27)串聯(lián)后一端接交流電網(wǎng)，另一端接地。
專利摘要
一種適用于單相和多相電器設備漏電報警、指示的安全保護裝置由互感器、開關電路、控制執(zhí)行電路、報警器、指示器和電源組成，通過繼電器的觸頭與電網(wǎng)聯(lián)結構成一個系統(tǒng)。該種裝置可用于各種電器設備的漏電保護，防止人、畜觸電，也可用于星形接法三相電機綜合故障的保護，且具有結構簡單、體積小、自身故障概率小，靈敏度高和使用，安裝方便易于推廣等特點。
文檔編號H02H3/14GK86200462SQ86200462
公開日1988年12月28日 申請日期1986年2月6日
發(fā)明者張方亮 申請人:張方亮導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan