CN105098698B - 一种电压型接地保护器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电压型接地保护器，包括输入电路、整流电路、储能电路、触发电路、执行电路；输入电路：其包含两个输入端，一个接被保护的电器的外露可导电部分，另一个是接地探头；整流电路：所述整流电路包括桥式整流器或全波整流器；储能电路：由整流电路得到的直流电压输入到储能电容从而储存电能；触发电路：触发电路是由TVS(或稳压)管的负极和可控硅正极连接或和储能电容正极连接,TVS(或稳压)管的正极和可控硅触发极连接,可控硅负极和储能电容负极相连接；执行电路：执行电路包括脱扣线圈或报警器，所述脱扣线圈由电磁铁和自动开关构成，电磁铁收到储能电容的放电电流，电磁铁动作从而推动自动开关跳闸，或储能电容对报警器放电，放出报警音响。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压电气设备的安全保护电器，特别是一种电压型接地保护器。
背景技术
低压电气设备的防触电保护，目前是采用接地保护方式来实现，这是传统的办法。以常用的TT接地保护系统为例，它对接地电阻、安全电压、保护跳闸电流三者之间的要求是：
R≤U/I (1)
式中：R是被保护电气设备金属外壳的接地电阻，一般选为4-10欧；
I是被保护电气设备的跳闸电流；
U是选定的安全电压，一般选50V。
这样电气设备的金属外壳不会出现50V以上的危险电压，一旦出现就会使电气设备的保护开关跳闸达到安全。但在实践中很多情况下，①R＝4-10欧很难做到,合格率很低；②投入巨资使接地电阻达到合格后，但I往往又不满足(1)式要求。这种TT保护实践中效果不好，事故频发，这迫切需要解决。
现有技术中，作为公知技术公开了一种公开号为：102780203A，名称为“－种过欠压保护电路”，电压常常会存在因接线失误将380V电压施加在220V电路上或电网不稳定造成的电源过电压或欠电压，烧毁断路器下端负荷设备的情况。它的工作原理是把被监视的电压整流后通过稳压管驱动可控硅实现脱扣保护。这个专利用在本处的困难是：采样电压(即过电压值为50V或24V)比较低而且信号源内阻比较高,能够输出的功率很小,不能驱动脱扣器实现脱扣，要实现脱扣的办法是外加辅助电源,但在不少情况下是困难的,并且费用加大。
发明内容
本发明的目的就是在现有接地保护之外，提供一种电压型接地保护器，其基本原理仍为满足(1)式要求，但转变思路改为直接测量电气设备的金属外壳的电压，当达到50V时，另外设置专用的电路保护器去跳闸或发出报警声响，从而达到同样效果。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电压型接地保护器，包括输入电路、整流电路、储能电路、触发电路、执行电路；
输入电路：其包含两个输入端，一个接被保护的电器的外露可导电部分，另一个是接地探头；
整流电路：所述整流电路包括桥式整流器或全波整流器，是由输入电路引入的信号经桥式整流器或全波整流器变换成直流；
储能电路：由整流电路得到的直流电压输入到储能电容从而储存电能；
触发电路，触发电路是由TVS(或稳压)管的负极和可控硅正极连接或和储能电容正极连接,TVS(或稳压)管的正极和可控硅触发极连接,可控硅负极和储能电容负极相连接,当储能电容上电压逐渐上升达到预定值,可控硅被触发，储能电容对执行电路放电；
执行电路：执行电路包括脱扣线圈或报警器，所述脱扣线圈由电磁铁和自动开关构成，电磁铁收到储能电容的放电电流，电磁铁动作从而推动自动开关跳闸，或储能电容对报警器放电，放出报警音响。
对于本发明的一种优化，所述输入电路包括第一限流电阻，所述执行电路为由电磁铁和自动开关组成脱扣线圈，所述触发电路包括可控硅、稳压管，所述整流电路为桥式整流器，桥式整流器包括第一引脚(a)、第二引脚(b)、第三引脚(c)、第四引脚(d)，被保护用电设备的导电壳体与第一引脚(a)串接有第一限流电阻，接地探头与第三引脚(c)相连，第二引脚(b)与脱扣线圈的M1端相连，脱扣线圈的M2端与可控硅的阳极A3端相连，可控硅的阴极K1端与第四引脚(d)相连，第二引脚(b)与第四引脚(d)之间并接有储能电容，可控硅的控制极G2端与稳压管的正极端相连，稳压管的负极端与第二引脚(b)或脱扣线圈的M2端相连；所述用于储存能量的储能电容选用额定电容为470μF～1200μF，额定电压为35V～50V。
对于本发明的一种优化，第一限流电阻的阻值为470Ω～1000Ω，其用于防止受到220V及以上电压导通后把后端电子电路烧坏而起限流作用。
对于本发明的一种优化，可控硅的控制极G2端通过第二限流电阻与稳压管的正极端相连，第二限流电阻的阻值为0～5.1KΩ。
对于本发明的一种优化，TVS(或稳压)管、可控硅封装为一体成为两端子或三端子的触发管。
对于本发明的一种优化，TVS(或稳压)管、可控硅、整流桥封装在同一个管体内构成的触发器。
对于本发明的一种优化，所述电压型接地保护器为具有拼装式的外壳和拼装式断路器组成的整体，执行电路的电磁铁推动伸出壳外的联动杆动作，使断路器脱扣跳闸。
对于本发明的一种优化，所述电压型接地保护器与小型断路器为一体结构。
本发明与背景技术相比，具有弥补目前路灯灯杆接地系统差的问题，对于接地系统要求不高，而且不需要外部电源，只要输入信号有一定电压存在，一旦灯杆漏电，此时储能电容电压达到稳压管导通电压范围值后，稳压管导通，瞬间触发可控硅，使脱扣线圈动作，从而接地保护器动作使电源主回路开关断开，保障安全。
附图说明
图1是电压型接地保护器的原理框图之一。
图2是电压型接地保护器的原理框图之二。
图3是执行电路设置成报警器的电压型接地保护器的原理框图。
图4是可控硅、稳压二极管、桥式整流桥即成为一体的示意图。
具体实施方式
实施例1：参照图1～4。一种电压型接地保护器，包括输入电路、整流电路、储能电路、触发电路、执行电路；
输入电路：其包含两个输入端，一个接被保护的电器的外露可导电部分，另一个是接地探头8，可导电部份和接地探头之间纵向或横向有L的距离,一般选50cm或更大；
整流电路：所述整流电路包括桥式整流器或全波整流器，是由输入电路引入的信号经桥式整流器或全波整流器变换成直流；由输入电路采集到的信号电压串联一个电阻R1后进入整流器。所述整流器是桥式整流器或全波整流器,它输出一个直流电压。串联电阻R1起限流作用，防止意外电压袭来造成后续电路损坏。
储能电路：由整流电路得到的直流电压输入到储能电容从而储存电能。
触发电路，触发电路是由TVS(或稳压)管的负极和可控硅正极连接或和储能电容正极连接,TVS(或稳压)管的正极和可控硅触发极连接,可控硅负极和储能电容负极相连接,当储能电容上电压逐渐上升达到预定值,可控硅被触发，储能电容对执行电路放电；即当有电压来临时，储能电容上的电压是逐渐上升，电压达到预定值时,触发电路被触发，使储能电容对执行电路放电。
执行电路：执行电路包括脱扣线圈或报警器，所述脱扣线圈由电磁铁和自动开关构成，电磁铁收到储能电容的放电电流，电磁铁动作从而推动自动开关跳闸，或储能电容对报警器放电，放出报警音响。
其中，TVS(或稳压)管、可控硅封装为一体成为两端子或三端子的触发管；或者由TVS(或稳压)管、可控硅、整流桥封装在同一个管体内构成的触发器。
所述电压型接地保护器为具有拼装式的外壳和拼装式断路器组成的整体，执行电路的电磁铁推动伸出壳外的联动杆动作，使断路器脱扣跳闸。
所述电压型接地保护器与小型断路器为一体结构。
实施例2：参照图1～4。所述输入电路包括第一限流电阻1，所述执行电路为由电磁铁和自动开关组成脱扣线圈5，所述触发电路包括可控硅6、稳压管4，所述整流电路为桥式整流器2，桥式整流器2包括第一引脚a、第二引脚b、第三引脚c、第四引脚d，用电设备的导电壳体与第一引脚a串接有第一限流电阻1，接地探头与第三引脚c连接，第二引脚b与脱扣线圈5的M1端相连，脱扣线圈5的M2端与可控硅6的阳极A3端相连，可控硅6的阴极K1端与第四引脚d相连，第二引脚b与第四引脚d之间并接有储能电容3，可控硅6的控制极G2端与稳压管4的正极端相连，稳压管4的负极端与第二引脚b或脱扣线圈5的M2端相连。可控硅6的控制极G2端通过第二限流电阻9与稳压管4的阳极A3端相连。所述用于储存能量的储能电容选用额定电容为470μF～1200μF，额定电压为35V～50V。第一限流电阻1的阻值为470Ω-1000Ω，其用于防止受到220V及以上电压导通后把后端电子电路烧坏而起限流作用。
其中，可控硅6的控制极G2端通过第二限流电阻9与稳压管4的正极端相连，第二限流电阻9的阻值为0～5.1KΩ。
其工作原理为：用电设备的导电壳体为路灯灯杆，接地探头与第三引脚c相连。当导电壳体与接地端的两端之间有电压时，经过整流桥2整流为直流电压并给储能电容充电；当储能电容3电压达到稳压管4导通电压范围值后，稳压管4导通，瞬间触发可控硅6，使脱扣线圈5动作，从而断开电源；也可以使可控硅去推动音响器发出报警音响。
实施例3：参照图1～4。下面以路灯杆作为一个实际例子：路灯杆内为保护灯具的安全，它必须有过流和短路保护的开关，现在这种开关选用廉价通用的拼装式小型断路器，这种开关本身有一个小窗囗从外部进入一个联动杆，轻轻拨动就能实现跳闸。接地保护器也装在相近似的拼装式外壳内，两者组成完美的拼装结合。接地保护器内部安装采样电路、整流电路、储能电路、触发电路和执行电路，当灯杆出现24v以上危险电压时，信号被采样、整流、储能，达到规定值时，储能电容被触发对执行电磁铁放电，电磁铁带动联动杆使拼装的小型断路器跳闸。
需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电压型接地保护器，其特征在于包括输入电路、整流电路、储能电路、触发电路、执行电路；
输入电路：其包含两个输入端，一个接被保护的电器的外露可导电部分，另一个是接地探头；
整流电路：所述整流电路包括桥式整流器或全波整流器，是由输入电路引入的信号经桥式整流器或全波整流器变换成直流；
储能电路：由整流电路得到的直流电压输入到储能电容从而储存电能；
触发电路：触发电路是由TVS管的负极和可控硅正极连接或和储能电容正极连接,TVS管的正极和可控硅触发极连接, 可控硅负极和储能电容负极相连接,当储能电容上电压逐渐上升达到预定值, 可控硅被触发，储能电容对执行电路放电；
执行电路：执行电路包括脱扣线圈或报警器，所述脱扣线圈由电磁铁和自动开关构成，电磁铁收到储能电容的放电电流，电磁铁动作从而推动自动开关跳闸，或储能电容对报警器放电，放出报警音响；
所述输入电路包括第一限流电阻，所述触发电路包括可控硅、稳压管，所述整流电路为桥式整流器，桥式整流器包括第一引脚(a)、 第二引脚(b)、第三引脚(c)、第四引脚(d)，被保护用电设备的导电壳体与第一引脚(a)串接有第一限流电阻，接地探头与第三引脚(c)相连，第二引脚(b)与脱扣线圈的M1端相连，脱扣线圈的M2端与可控硅的阳极A3端相连，可控硅的阴极K1端与第四引脚(d)相连，第二引脚(b)与第四引脚(d)之间并接有储能电容，可控硅的控制极G2端与稳压管的正极端相连，稳压管的负极端与第二引脚(b)或脱扣线圈的M2端相连；所述用于储存能量的储能电容选用额定电容为470 μF-1200μF，额定电压为35V-50V。
2.根据权利要求1所述的电压型接地保护器，其特征是：第一限流电阻的阻值为470Ω-1000Ω，其用于防止受到220V及以上电压导通后把后端电子电路烧坏而起限流作用。
3.根据权利要求1所述的电压型接地保护器，其特征是：可控硅的控制极G2端通过第二限流电阻与稳压管的正极端相连，第二限流电阻的阻值为0-5.1KΩ。
4.根据权利要求1所述的电压型接地保护器,其特征是：TVS管、可控硅封装为一体成为两端子或三端子的触发管。
5.根据权利要求1所述的电压型接地保护器，其特征是：TVS管、可控硅、整流桥封装在同一个管体内构成的触发器。
6.根据权利要求1所述的电压型接地保护器，其特征是：所述电压型接地保护器为具有拼装式的外壳和拼装式断路器组成的整体， 执行电路的电磁铁推动伸出壳外的联动杆动作，使断路器脱扣跳闸。
7.根据权利要求6所述的电压型接地保护器，其特征是：所述电压型接地保护器与小型断路器为一体结构。
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