CN105490261A - 安全用电智能装置 - Google Patents

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Abstract

安全用电智能装置，是一个多元件电路组合装置，包括启停开关、浪涌保护器、自恢复保险丝、输入接线板、应急指示灯、安全指示灯、环形安全线圈、温控开关、降温风扇、输出接线板。本发明的有益效果是：高压、低压的交流电源经由该装置后，人和动物在接地的情况下，单独接触火线，不会造成伤亡；火线发生金属性接地时，不会产生强大电流和电火花火灾；火线触地时，不会产生漏电，从而节省电能；能在雷电等超压电涌和尖峰电涌出现时，保护电器设备，延长电器设备使用寿命。

Description

安全用电智能装置
技术领域
本发明涉及一个多元件电路组合装置，尤其是能防止人员接地情况下单独接触火线造成伤亡、防止火线金属性接地产生电火花火灾、防止火线与大地接触产生电能损耗、以及能防止超压电涌和尖峰电流损坏电器的安全用电智能装置。
背景技术
目前，公知的情况，在带电线路中，人在接地的情况下，单独接触火线，会引起组织损伤和功能障碍，重者发生心跳和呼吸骤停，造成人员伤亡；火线发生金属性接地时，会产生强大电流和电火花，容易引发火灾；火线触地时，会产生大量的电能损耗，俗称漏电；雷电以及其它瞬时过压产生的超压电涌和尖峰电涌，会破坏我们的家电和电子设备。基于电的这些负面属性，因此，电在推动工业革命前进、给人类生活带来方便的同时，也给人类带来大量的人员伤亡和经济损失。虽然现有的跳闸开关技术，能在火线触地后予以断电保护；但是即便通过这些开关的保护，人在触电的一瞬间还是会受到伤害；火线金属性接地时产生的火花已经形成，再跳闸断电已于事无补；而且现有的跳闸开关技术常会发生关键时刻不跳闸和误跳闸影响生产生活的情况；因此它并不能最大程度地保护人类的生命和财产安全。此外，虽然现在的高层建筑大都安装了避雷针，但是还有大量的建筑没有安装避雷针；而且装了避雷针并不代表万无一失，避雷针只能减低建筑物遭直击雷电危害的风险，但它保护不了建筑物内的电子、电器设备。因为强大的闪电会产生静电场的变化、磁场的变化和电磁辐射，特别是雷电进入建筑物的避雷针系统后向地下射放雷电流的瞬间，会产生强大的电磁场，从而破坏我们的家电和电子设备。此外，即便在电力变压器的低压侧安装了电源防雷器，可将大量的浪涌电流分流到大地，但它们主要是对大浪涌电流进行吸收，仅提供限制电压为中等级别的保护，电网中还会产生残余浪涌电压，仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备。还有，由于供电系统内部大量大容量设备和变频设备等的使用，也带来了日益严重的内部浪涌问题，任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围，有时即便很窄的电压冲击也会造成设备的电源或全部损坏，特别是对一些敏感的微电子设备，有时很小的浪涌冲击就可能造成致命的损坏。
发明内容
为了克服现有跳闸开关和避雷针在安全用电领域的不足，本发明提供一种安全用电智能装置，该装置在电网上使用后，能够让电变得更加安全，当人或动物在接地的情况下，单独接触火线，不会造成伤亡事故；火线发生金属性接地时，不会产生电火花火灾事故；火线与大地接触后，不会产生漏电事故；也不会产生误跳闸影响生产生活事故；直接雷电或间接雷电等因素在电网中产生超压电涌和尖峰电流时，不会对家电和电子设备造成损害；做到从根源上减少电对人类的实质危害。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：安全用电智能装置包括启停开关、浪涌保护器、自恢复保险丝、输入接线板、应急指示灯、安全指示灯、环形安全线圈、温控开关、降温风扇、输出接线板。
所述启停开关与传统电源连接，启停开关内部有应急电源接触端、电源输入端、开关触片、装置供电接触端，开关触片与电源输入端相连，启停开关模式为三选一，常态是开关触片与装置供电接触端连接的安全模式、一种是开关触片与应急电源接触端连接的应急模式、还有一种是开关触片架空的断电模式。
所述浪涌保护器，并联在启停开关与自恢复保险丝之间，对间接雷电和直接雷电影响以及其它瞬时过大的电涌进行保护。
所述自恢复保险丝，串联在装置供电接触端与环形安全线圈之间，自恢复保险丝的容量规格与环形安全线圈的容量规格匹配，自恢复保险丝具有过流过热保护、自动恢复双重功能。
所述输入接线板是一块可根据需要设有多个接线端口的接线板。
所述应急指示灯，并联在启停开关的应急电源接触端之上，当启停开关切断与环形安全线圈的连接恢复到传统供电的应急模式时，应急指示灯工作。
所述安全指示灯，并联在环形安全线圈的输出端，当环形安全线圈工作时，安全指示灯工作。
所述环形安全线圈由铁芯、初级线圈和次级线圈组成，铁芯为内空的环形铁器，初级线圈和次级线圈采用漆包线以绕圈的形式缠绕在包了软质绝缘材料的铁芯上，铁芯上设有能固定地线的接地点，浪涌保护器的接地点与环形安全线圈的接地点以及整个电网的接地线通过导线相连，次级线圈在初级线圈的外边，初级线圈有初级线圈输入始端、初级线圈输入尾端，也可以有初级线圈中部抽头端，初级线圈的各种输入线与输入接线板上的相线零线对应相连，次级线圈有次级线圈输出始端、次级线圈输出尾端，也可以有次级线圈中部抽头端，次级线圈的各种输出线与输出接线板上的相线零线对应相连，初级线圈与次级线圈没有直接连接，两者之间用软质绝缘材料阻隔，当初级线圈通上交流电时，铁芯产生交变磁场，次级线圈就产生感应电动势，初级线圈与次级线圈的匝数比等于电压比，初级线圈和次级线圈的匝数可以根据电压的需要采取增加、减少和中间抽头的方式来提供对等电压、降压和升压，因此能提供符合国际上各种常用电压要求的安全电源。
所述温控开关紧密安装在环形安全线圈上，一头通过导线与输入接线板相连，另一头通过导线与降温风风扇相连，温控开关为常开状态。
所述降温风扇和环形安全线圈均安装在安全用电智能装置的保护壳中，降温风扇的中心点对准环形安全线圈的中心点，当环形安全线圈的温度高于额定值，温控开关为闭合状态，降温风扇开始工作，当环形安全线圈的温度降到额定值以下，温控开关恢复到断开状态，降温风扇停止工作。
所述输出接线板是一块可根据需要设有多个接线端口的接线板。
本发明的有益效果是：高压、低压的交流电源经由该装置后，人和动物在接地的情况下，单独接触火线，不会造成伤亡；火线发生金属性接地时，不会产生电火花火灾；火线触地时，不会产生漏电；能在雷电等超压电涌和尖峰电流出现时，保护电器设备。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
附图标号与所示零部件名称对应为：1.启停开关，2.浪涌保护器，3.自恢复保险丝，4.输入接线板，5.应急指示灯，6.安全指示灯，7.环形安全线圈，8.温控开关，9.降温风扇，10.输出接线板，11.应急电源接触端，12.电源输入端，13.开关触片，14.装置供电接触端，15.铁芯，16.初级线圈，17.次级线圈，18.接地点，19.初级线圈输入始端，20.初级线圈输入尾端，21.初级线圈中部抽头，22.次级线圈输出始端，23.次级线圈输出尾端，24.次级线圈中部抽头。
具体实施方式
如附图所示，安全用电智能装置包括启停开关1、浪涌保护器2、自恢复保险丝3、输入接线板4、应急指示灯5、安全指示灯6、环形安全线圈7、温控开关8、降温风扇9、输出接线板10。
所述启停开关1与传统电源连接，启停开关1内部有应急电源接触端11、电源输入端12、开关触片13、装置供电接触端14，应急电源接触端11通过导线与输出接线板10按相线零线地线对应相连，开关触片13与电源输入端12相连，启停开关模式为三选一，常态是开关触片13与装置供电接触端14连接的安全模式、一种是开关触片13与应急电源接触端11连接的应急模式、还有一种是开关触片13架空的断电模式。
所述浪涌保护器2，并联在启停开关1与自恢复保险丝3之间，对间接雷电和直接雷电影响以及其它瞬时超压电涌和尖峰电流进行保护。
所述自恢复保险丝3，串联在启停开关1与环形安全线圈7之间，自恢复保险丝3的容量规格与环形安全线圈7的容量规格匹配，自恢复保险丝3具有过流过热保护、自动恢复双重功能，能在流经环形安全线圈7的电流超过额定值时断电、也能在受环形安全线圈7温度影响和自身温度超过额定值时断电，且能在流经环形安全线圈7的电流恢复到额定范围内时自动恢复供电，也能在自身温度降到额定值时自动恢复供电，从而避免环形安全线圈7不会被过流过温烧坏，同时也能避免环形安全线圈7内部以及环形安全线圈7以后电网中一旦发生短路烧坏环形安全线圈7、烧坏供电线路的情况发生。自恢复保险丝是由高科技聚合树脂及纳米导电晶粒经特殊工艺加工制成，正常情况下，纳米导电晶体随树脂基链接形成链状导电通路，保险丝正常工作；当电路发生短路或者过载时，流经保险丝的大电流使其集温升高，当达到居里温度时，其态密度迅速减小，相变增大，内部的导电链路呈雪崩态变或断裂，保险丝呈阶跃式迁到高阻态，电流被迅速夹断，从而对电路进行快速，准确的限制和保护，其微小的电流使保险丝一直处于保护状态，当断电和故障排除后，其集温降低，态密度增大，相变复原，纳米晶体还原成链状导电通路，自恢复保险丝恢复为正常状态，无需人工更换。
所述输入接线板4是一块可根据需要设有多个接线端口的接线板，板上可设有三相五线制接线端口，也可以仅设有三相四线制端口，也可以仅设有三线制端口，也可以仅设有两线制端口。
所述应急指示灯5，并联在启停开关1的应急电源接触端11之上，当启停开关1切断与环形安全线圈7的连接恢复到传统供电的应急模式时，应急指示灯5工作，告示用户此时电源为未受安全用电智能装置保护的传统电源，为降低电能损耗，应急指示灯5可选择瓦数低的规格，也可以用100千欧以上的电阻加发光二极管串联起来作为应急指示灯5使用，当处于应急模式时，通过启停开关1的关联动作，同时切断环形安全线圈7输出端与安全指示灯6以及输出接线板10之间的连接，以免电流经过输出接线板10反流到环形安全线圈7，也避免应急指示灯5工作时安全指示灯6也工作。
所述安全指示灯6，并联在环形安全线圈7的输出端，当环形安全线圈7工作时，安全指示灯6工作，为降低电能损耗，安全指示灯6可选择瓦数低的规格，也可以用100千欧以上的电阻加发光二极管串联起来作为安全指示灯6使用，当启停开关1处于常态模式时，通过启停开关1的关联动作，同时切断应急电源接触端11与输出接线板10之间的连接，以免安全模式下，应急指示灯(5)仍然亮着。
所述环形安全线圈7由铁芯15、初级线圈16和次级线圈17组成，铁芯15为内空的环形铁器，初级线圈16和次级线圈17采用漆包线以绕圈的形式缠绕在包了软质绝缘材料的铁芯15上，铁芯15上设有能固定地线的接地点18，浪涌保护器2的接地点与环形安全线圈7的接地点18以及整个电网的接地线通过导线相连，次级线圈17在初级线圈16的外边，初级线圈16有初级线圈输入始端19、初级线圈输入尾端20，也可以有初级线圈中部抽头端21，初级线圈16的各种输入线与输入接线板4上的相线零线对应相连，次级线圈17有次级线圈输出始端22、次级线圈输出尾端23，也可以有次级线圈中部抽头端24，次级线圈17的各种输出线与输出接线板10上的相线零线对应相连，初级线圈16与次级线圈17没有直接连接，两者之间用软质绝缘材料阻隔，当初级线圈16通上交流电时，铁芯15产生交变磁场，次级线圈17就产生感应电动势，初级线圈16与次级线圈17的匝数比等于电压比，初级线圈16和次级线圈17的匝数可以根据电压的需要采取增加、减少和中间抽头的方式来提供对等电压、降压和升压，因此能提供符合国际上各种常用电压要求的安全电源。
所述温控开关8紧密安装在环形安全线圈7之上，一头通过导线与输入接线板4相连，另一头通过导线与降温风扇19相连，温控开关8为常开状态。
所述降温风扇9和环形安全线圈7均安装固定在安全用电智能装置的保护壳中，降温风扇9的中心点对准环形安全线圈7的中心点，降温风扇9的电源线一条与温控开关8相连，一条与输入接线板4相连，当环形安全线圈7的温度高于额定值，温控开关8为闭合状态，降温风扇9开始工作，当环形安全线圈7的温度降到额定值以下，温控开关8恢复到断开状态，降温风扇9停止工作。
所述输出接线板10是一块可根据需要设有多个接线端口的接线板，板上可设有三相五线制接线端口，也可以仅设有三相四线制端口，也可以仅设有三线制端口，也可以仅设有两线制端口。
本发明的有益效果是：高压、低压的交流电源经由该装置后，人和动物在接地的情况下，单独接触火线，不会造成伤亡；火线发生金属性接地时，不会产生强大电流和电火花火灾；火线触地时，不会产生漏电，从而节省电能；能在雷电等超压电涌和尖峰电涌出现时，保护电器设备，延长电器设备使用寿命。

Claims (11)

1.安全用电智能装置，是一个多元件电路组合装置，包括启停开关(1)、浪涌保护器(2)、自恢复保险丝(3)、输入接线板(4)、应急指示灯(5)、安全指示灯(6)、环形安全线圈(7)、温控开关(8)、降温风扇(9)、输出接线板(10)。
2.所述启停开关(1)与传统电源连接，启停开关(1)内部有应急电源接触端(11)、电源输入端(12)、开关触片(13)、装置供电接触端(14)，应急电源接触端(11)通过导线与输出接线板(10)按相线零线地线对应相连，开关触片(13)与电源输入端(12)相连，启停开关模式为三选一，常态是开关触片(13)与装置供电接触端(14)连接的安全模式、一种是开关触片(13)与应急电源接触端(11)连接的应急模式、还有一种是开关触片(13)架空的断电模式。
3.所述浪涌保护器(2)，并联在启停开关(1)与自恢复保险丝(3)之间，对间接雷电和直接雷电影响以及其它瞬时超压电涌和尖峰电流进行保护。
4.所述自恢复保险丝(3)，串联在启停开关(1)与环形安全线圈(7)之间，自恢复保险丝(3)的容量规格与环形安全线圈(7)的容量规格匹配，自恢复保险丝(3)具有过流过热保护、自动恢复双重功能，能在流经环形安全线圈(7)的电流超过额定值时断电、也能在受环形安全线圈(7)温度影响和自身温度超过额定值时断电，且能在流经环形安全线圈(7)的电流恢复到额定范围内时自动恢复供电，也能在自身温度降到额定值时自动恢复供电，从而避免环形安全线圈(7)不会被过流过温烧坏，同时也能避免环形安全线圈(7)内部以及环形安全线圈(7)以后电网中一旦发生短路烧坏环形安全线圈(7)、烧坏供电线路的情况发生。
5.所述输入接线板(4)是一块可根据需要设有多个接线端口的接线板，板上可设有三相五线制接线端口，也可以仅设有三相四线制端口，也可以仅设有三线制端口，也可以仅设有两线制端口。
6.所述应急指示灯(5)，并联在启停开关(1)的应急电源接触端(11)之上，当启停开关(1)切断与环形安全线圈(7)的连接恢复到传统供电的应急模式时，应急指示灯(5)工作，告示用户此时电源为未受安全用电智能装置保护的传统电源，为降低电能损耗，应急指示灯(5)可选择瓦数低的规格，也可以用100千欧以上的电阻加发光二极管串联起来作为应急指示灯(5)使用，当处于应急模式时，通过启停开关(1)的关联动作，同时切断环形安全线圈(7)输出端与安全指示灯(6)以及输出接线板(10)之间的连接，以免电流经过输出接线板(10)反流到环形安全线圈(7)，也避免应急指示灯(5)工作时安全指示灯(6)也工作。
7.所述安全指示灯(6)，并联在环形安全线圈(7)的输出端，当环形安全线圈(7)工作时，安全指示灯(6)工作，为降低电能损耗，安全指示灯(6)可选择瓦数低的规格，也可以用100千欧以上的电阻加发光二极管串联起来作为安全指示灯(6)使用，当启停开关(1)处于常态模式时，通过启停开关(1)的关联动作，同时切断应急电源接触端(11)与输出接线板(10)之间的连接，以免安全模式下，应急指示灯(5)仍然亮着。
8.所述环形安全线圈(7)由铁芯(15)、初级线圈(16)和次级线圈(17)组成，铁芯(15)为内空的环形铁器，初级线圈(16)和次级线圈(17)采用漆包线以绕圈的形式缠绕在包了软质绝缘材料的铁芯(15)上，铁芯(15)上设有能固定地线的接地点(18)，浪涌保护器(2)的接地点与环形安全线圈(7)的接地点(18)以及整个电网的接地线通过导线相连，次级线圈(17)在初级线圈(16)的外边，初级线圈(16)有初级线圈输入始端(19)、初级线圈输入尾端(20)，也可以有初级线圈中部抽头端(21)，初级线圈(16)的各种输入线与输入接线板(4)上的相线零线对应相连，次级线圈(17)有次级线圈输出始端(22)、次级线圈输出尾端(23)，也可以有次级线圈中部抽头端(24)，次级线圈(17)的各种输出线与输出接线板(10)上的相线零线对应相连，初级线圈(16)与次级线圈(17)没有直接连接，两者之间用软质绝缘材料阻隔，当初级线圈(16)通上交流电时，铁芯(15)产生交变磁场，次级线圈(17)就产生感应电动势，初级线圈(16)与次级线圈(17)的匝数比等于电压比，初级线圈(16)和次级线圈(17)的匝数可以根据电压的需要采取增加、减少和中间抽头的方式来提供对等电压、降压和升压，因此能提供符合国际上各种常用电压要求的安全电源。
9.所述温控开关(8)紧密安装在环形安全线圈(7)之上，一头通过导线与输入接线板(4)相连，另一头通过导线与降温风扇(19)相连，温控开关(8)为常开状态。
10.所述降温风扇(9)和环形安全线圈(7)均安装固定在安全用电智能装置的保护壳中，降温风扇(9)的中心点对准环形安全线圈(7)的中心点，降温风扇(9)的电源线一条与温控开关(8)相连，一条与输入接线板(4)相连，当环形安全线圈(7)的温度高于额定值，温控开关(8)为闭合状态，降温风扇(9)开始工作，当环形安全线圈(7)的温度降到额定值以下，温控开关(8)恢复到断开状态，降温风扇(9)停止工作。
11.所述输出接线板(10)是一块可根据需要设有多个接线端口的接线板，板上可设有三相五线制接线端口，也可以仅设有三相四线制端口，也可以仅设有三线制端口，也可以仅设有两线制端口。
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