專利名稱：一種交流電源過電壓保護(hù)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明論及一種防止交流電源過電壓的保護(hù)方法及裝置。
在當(dāng)今世界中，電源的污染日趨嚴(yán)重，已成為世界面臨的第三大公害，其危害性決不亞于空氣和水源的污染。科學(xué)論證和統(tǒng)計(jì)證實(shí)電子和電器設(shè)備的故障50～90%來自電源污染。電源污染來自兩方面，即自然界的天然污染和現(xiàn)代社會(huì)電環(huán)境的污染。天然污染是指自然界雷電，天體活動(dòng)和宇宙射線對(duì)電設(shè)備的損害及干擾;電環(huán)境污染則是由于現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備和各類電器運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的浪涌電壓和高次諧波的干擾以及人為誤操作，電網(wǎng)的中性線或地線斷路、短路引起的電網(wǎng)電壓突然升高等過電壓事故，由于現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的迅猛發(fā)展和家用電器的廣泛普及，電環(huán)境的污染特別是電源的浪涌電壓和其它各種過電壓已構(gòu)成電源污染的主要因素。
為了消除電源污染，特別是防止電網(wǎng)錯(cuò)相和雷擊感應(yīng)過電壓以及其它各種過電壓對(duì)家用電器和電子設(shè)備的損壞，出現(xiàn)了各種電器保護(hù)器，比較典型的有中國(guó)專利88218421·0“插頭插座式電涌吸收器”，中國(guó)專利89212275·7“電視機(jī)延壽保安開關(guān)”日本實(shí)用新型開昭-59-63632號(hào)“電源浪涌吸收器”等。
這些裝置的保護(hù)方式都是局部或單一的，即只能對(duì)接插在該裝置之上的電器進(jìn)行單一保護(hù)，象家庭中的電視機(jī)、電冰箱等。顯然，當(dāng)需要保護(hù)的電器較多時(shí)，特別是多個(gè)房間都有電器需要保護(hù)時(shí)，這種保護(hù)方式就需接很多和很長(zhǎng)的電線，或者則需要多個(gè)這類裝置進(jìn)行單獨(dú)保護(hù)，這樣，就造成用戶使用麻煩，費(fèi)用增高、保護(hù)的可靠性降低。也有采用整體保護(hù)方案的，但一般是把保護(hù)裝置安裝在入戶配電板上，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝不便，對(duì)廣大家庭是不實(shí)用的。
適應(yīng)上述各種保護(hù)方式的保護(hù)裝置主要分有觸點(diǎn)分?jǐn)嘟Y(jié)構(gòu)和壓敏元件限幅結(jié)構(gòu)兩種形式，前者在電源出現(xiàn)過電壓時(shí)，觸頭開關(guān)自動(dòng)切斷電源，以保護(hù)接在電源上的電器，這類裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、功耗大，由于長(zhǎng)期接在電源上，自身易老化損壞。后者一般都是在其裝置回路中串接熔絲管，然后在熔絲管后并接氧化鋅壓敏電阻或氣體放電管作為過電壓保護(hù)元件，對(duì)于電源的瞬態(tài)浪涌電壓，這類壓敏元件都能有效地予以吸收，且反應(yīng)時(shí)間快，保護(hù)可靠，但對(duì)于持續(xù)較長(zhǎng)的浪涌電壓，特別是出現(xiàn)電網(wǎng)錯(cuò)相等過電壓事故，電源電壓突然持續(xù)升高，壓敏電阻和瞬變抑制二極管由于承受極大的功率而發(fā)生炸裂和擊穿，保護(hù)裝置自身損壞，不能再使用，對(duì)于壓敏電阻，由于存在殘余電壓，熔絲管熔斷速度慢，其過電壓保護(hù)可能失效。氣體放電管具有負(fù)阻特性，所能承受的瞬態(tài)功率也較大，在上述情況下，能起到較好的保護(hù)作用。而自身一般不會(huì)損壞。但由于技術(shù)和工藝上的問題，放電管的參數(shù)離散性大，放電電壓閥值易變化，且放電反應(yīng)速度快，在正常的電壓范圍或干擾情況下容易發(fā)生誤動(dòng)作。
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單、可靠且使用方便的交流電源過電壓保護(hù)方法及裝置，它采用了電源環(huán)路保護(hù)方式和雙重過電壓短路保護(hù)插塊裝置，可克服現(xiàn)有同類保護(hù)裝置的不足。
本發(fā)明的要點(diǎn)是在需要保護(hù)的電源環(huán)路中任一分支電源插座上，插有過電壓保護(hù)插塊裝置，當(dāng)電源發(fā)生污染，出現(xiàn)過電壓時(shí)，由該過電壓保護(hù)插塊中的浪涌吸收器和短路開關(guān)吸收其過電壓浪涌電流或使電源環(huán)路短路，迅速熔斷串接在電源環(huán)路中的入戶保險(xiǎn)或迅速使串接在電源環(huán)路入戶處的斷路器分?jǐn)?，從而保護(hù)了整個(gè)電源環(huán)路中所接插電器以及保護(hù)插塊自身的安全。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的方法及裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
附

圖1是本發(fā)明的方法電路原理圖。
附圖2是本發(fā)明保護(hù)裝置的一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。
在附圖1交流220伏電源環(huán)路上并接有CZn個(gè)電源輸出插座，其交流環(huán)路輸入端串接有入戶保險(xiǎn)BX。虛線框內(nèi)為過電壓保護(hù)插塊CK，其特征是該保護(hù)插塊的引出插頭L與N兩端并接有浪涌吸收器SA3和過壓短路開關(guān)DK，接地插頭端G，分別與L端和N端并接有浪涌吸收器SA1和SA2。若電源環(huán)路無接地線，則保護(hù)插塊只需L和N兩個(gè)插頭，浪涌吸收器SA1和SA2也可省去。該保護(hù)插塊原則上可插在電源環(huán)路上的任一電源插座上，但為了減少線路阻抗，更可靠地消除雷電感應(yīng)等瞬態(tài)過電壓，保護(hù)插塊應(yīng)盡可能插在離入戶保險(xiǎn)近的插座上(象附圖1中的CZ1)同時(shí)，為了使短路開關(guān)動(dòng)作時(shí)只熔斷入戶總保險(xiǎn)BX、保護(hù)插塊所插的分支電源插座CZ1回路中不再接熔斷保險(xiǎn)，而其它分支插座CZ2……CZn可接分支熔斷保險(xiǎn)BX2……BXn。插塊CK中的短路開關(guān)DK可采用附圖2所示的有觸點(diǎn)繼電器形式。當(dāng)電源產(chǎn)生污染，其瞬態(tài)浪涌電壓即由插塊中的浪涌吸收器SA3所吸收，由于浪涌電壓持續(xù)的時(shí)間很短，而電子開關(guān)DK中的繼電器J由于電容C2的延遲作用，其常開觸點(diǎn)j不會(huì)動(dòng)作，而當(dāng)電源發(fā)生較長(zhǎng)的持續(xù)過電壓時(shí)，如電網(wǎng)錯(cuò)相或遭受較大雷擊等，繼電器J即動(dòng)作，觸頭j閉合使電源短路，強(qiáng)大的短路電流迅速使環(huán)路入戶保險(xiǎn)BX熔斷，從而有效地保護(hù)了整個(gè)電源環(huán)路中所接插的電器，同時(shí)，保護(hù)插塊自身也得到了保護(hù)，用戶只需更換一根入戶保險(xiǎn)絲，又可重新投入正常工作。在需要較大額定電流時(shí)，入戶保險(xiǎn)BX可用具有短路保護(hù)的斷路器代替，由于斷路器在過載或短路時(shí)的分?jǐn)嗨俣缺缺ｋU(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間更快，這樣在過電壓時(shí)，保護(hù)插塊受的電流沖擊小，保護(hù)也更可靠，同時(shí)也免去了更換保險(xiǎn)絲的麻煩?？烧{(diào)電阻R用以調(diào)節(jié)過電壓動(dòng)作值，電容C2的選擇要適當(dāng)，太小易受干擾誤動(dòng)作，但反應(yīng)時(shí)間快、保護(hù)可靠。由于浪涌吸收器SA3的限幅作用，電子開關(guān)反應(yīng)時(shí)間慢一些，對(duì)其保護(hù)的可靠性影響并不大，因此，C2可適當(dāng)用大一些，以增強(qiáng)抗干擾能力。若電網(wǎng)干擾小，短路開關(guān)DK也可以采用可控硅，硅雙向開關(guān)、瞬變電壓抑制二極管等半導(dǎo)體無觸點(diǎn)開關(guān)，更可以采用性能穩(wěn)定的氣體放電管。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的1.可對(duì)任一交流電源環(huán)路實(shí)施整體保護(hù)，比如一個(gè)家庭中的全部用電器或一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的全部電子儀器包括電氣線路，都能得到有效的保護(hù)。
2.具備對(duì)瞬態(tài)過電壓和持續(xù)過電壓雙重保護(hù)功能，可靠性高。3.使用特別方便，用戶只需把保護(hù)插塊插入任意電源插座，即可投入正常工作，特別適合家庭應(yīng)用。4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、價(jià)格低廉。在當(dāng)今電世界中，廣泛采用本發(fā)明的保護(hù)方法及裝置可減少和消除各類電源過電壓對(duì)家庭電器和其它電子設(shè)備的損壞和干擾，具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種交流電源過電壓保護(hù)方法，其特征是在需保護(hù)的電源環(huán)路中任一分支電源插座上，接插一保護(hù)插塊裝置，當(dāng)電源發(fā)生過電壓時(shí)，由該插塊中的浪涌吸收器和過電壓短路開關(guān)吸收其浪涌電流或使電源環(huán)路短路，熔斷串接在電源環(huán)路中的入戶保險(xiǎn)絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)方法，其特征是電源環(huán)路中的入戶保險(xiǎn)也可以是斷路器。
3.一種用于權(quán)利要求1所述方法的保護(hù)插塊裝置，其特征是該插塊的引出插頭L與N兩端并接有浪涌吸收器SA3和過電壓短路開關(guān)DK，該插塊的接地插頭端G與L端和N端分別并接有浪涌吸收器SA1和SA2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)插塊，其特征是過壓短路開關(guān)DK為有觸點(diǎn)繼電器結(jié)構(gòu)降壓電容C1與整流全橋D的交流輸入端串接后和繼電器J的常開觸頭j并接，作為短路開關(guān)DK的兩引出端L、N，可調(diào)電阻R與發(fā)光二極管LED串接后和繼電器J與電容C2共同并接在全橋D的直流輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)插塊，其特征是短路開關(guān)DK也可以是半導(dǎo)體無觸點(diǎn)開關(guān)或氣體放電管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流電源過電壓保護(hù)方法及裝置，其特征是在需保護(hù)的電源回路中任一分支插座上，插有一過電壓保護(hù)插塊，在電源出現(xiàn)過電壓時(shí)，由該插塊中的浪涌吸收器和短路開關(guān)吸收其浪涌電流或使電源回路短路，熔斷串接在電源回路中的入戶熔斷器，從而對(duì)該電源回路實(shí)施了整體保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H9/04GK1076559SQ9210685
公開日1993年9月22日 申請(qǐng)日期1992年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月16日
發(fā)明者趙為政 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙市環(huán)宇新科技研究開發(fā)所