CN116544881B - 一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统，包括：保护盒、设置于所述保护盒左右两侧外壁用于线束贯穿的穿线口、固定安装于所述保护盒内部左侧的接线板一、活动安装于所述保护盒内部右侧与左侧接线板一结构相同的接线板二；通过保护盒和支路保护盒的设置，保护盒中对主电路进行保护，可以切断主电路的电流，在保护套的底部设置支路保护盒，主要用于保护电路的支路，通过保护盒外壁的穿线口，将主电路穿入后连接在保护盒内部的接线板一和接线板二上，利用接线板一和接线板二上设置的电极片来完成左右电路的连通，在两组电极片之间设置有双面叉，双面叉分为绝缘层和导电层，通过双面叉来实现电极片之间的通电和切断。
Description
技术领域
本发明涉及电路保护技术领域，具体是一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统。
背景技术
过电压是指电网中电压超过额定值或者允许值的现象，它会对电力设备和电器设备造成严重的损坏，甚至引发火灾、爆炸等事故。因此，对过电压进行有效的检测和保护是电力系统安全运行的重要措施。
中国专利公开了一种集成电路设备上安装的紧急保护装置.（授权公告号CN115333052A），该专利技术能够在使用时，包括功能块，所述功能块纵向的插接在安装外壳的内部解决闸刀开关的刀杆与保险片之间没有联动关系，触发保护功能时里然保险片处于熔断状态，但闸刀开关却依然处于接通状态，在后续电路检修或者更护保险片时容易发生触电的安全事故，功能块能够实现自动控制活动闸块或者手动控制活动闸块使用位置的功能，同时该装置触发紧急保护功能（即电路过载使用保险片被断）时，功能块能够自动接与开关的锁止关系，从而开关杆能够带动活动闸块脱出固定闸块的内部，从而自动切断已经断开的电路，方便后续的检修和保险片的更换操作，上述的紧急保护装置在使用过程中采用的功能块，来切断电路，从而方便后续的检修和保险片的更换操作，并且自动切断电路来实现紧急保护，目前的限制过电压的紧急保护电路设备在进行实现紧急切断保护的时候，不能够对总路和支路分别进行独立切断，造成并联电路中会出现新的电路闭环，造成触电情况，当过电压后启动紧急切断来保护电路后，在已经完成检修维护等一系列操作后，不利于快速自动，复位过程不够自动化，导致电路出现延时。
发明内容
本发明的目的在于提供一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统，包括：保护盒、设置于所述保护盒左右两侧外壁用于线束贯穿的穿线口、固定安装于所述保护盒内部左侧的接线板一、活动安装于所述保护盒内部右侧与左侧接线板一结构相同的接线板二、安装于所述接线板一和接线板二内壁的闸座、连接于所述闸座内侧固定开设有用于调整间距的调节槽、设置于所述调节槽内部用于弹性连接的弹簧、设置于所述调节槽表面的接头柱、固定连接于所述接头柱远离调节槽一端的电极片、活动安装于所述保护盒内部中间的用于隔离电路连接的拨离机构、安装于所述保护盒底部的支路保护机构；
其中，所述拨离机构包括：安装于所述保护盒内底部的双面叉、一体化连接于所述双面叉底部用于角度旋转的齿轮一、安装于所述齿轮一一侧可以与齿轮一相互配合的齿轮二、连接于所述齿轮二上表面中心线上用于驱动的马达；
其中，所述支路保护机构包括：设置于所述保护盒底部用于保护线路的支路保护盒、设置于所述支路保护盒内壁用于支路穿入的转接口、连接于所述转接口表面的支路线束、设置于所述支路保护盒内部中间的软钢片、安装于所述软钢片上表面的重力柱。
作为本发明再进一步的方案：所述支路保护盒还包括：连接于所述支路线束远离转接口一端的插头、设置于所述重力柱表面的接口、连接于所述重力柱端部的导电片。
作为本发明再进一步的方案：所述转接口通过支路线束一端的插头与重力柱表面的接口相互连接，且接口与导电片之间构成电性连接。
作为本发明再进一步的方案：其特征在于，所述重力柱沿着软钢片的表面分布有若干，相邻所述重力柱端部的导电片之间相互贴合。
作为本发明再进一步的方案：还包括：设置于所述软钢片下方的磁性顶杆、对称设置于所述磁性顶杆上端左右两侧可以贴合磁性顶杆的夹片、固定连接于所述磁性顶杆下端两侧的挂耳、设置于所述磁性顶杆下端的垫板、垂直连接于所述垫板两端上表面的导引杆、设置于所述夹片外侧的电磁块。
作为本发明再进一步的方案：所述磁性顶杆的轴心线与软钢片的对称中心线相互重合，且磁性顶杆与软钢片相互垂直。
作为本发明再进一步的方案：所述双面叉的外部形状呈“U”型，所述双面叉的左右两侧表面为导电涂层且双面叉的前后两侧为绝缘涂层，所述双面叉与齿轮一之间相互连接，且齿轮一与齿轮二之间为啮合连接。
作为本发明再进一步的方案：所述保护盒的外壁开设有滑槽，且滑槽的内部滑动安装有连接架，所述连接架的一端连接有接线板二，所述连接架的另一端连接有微型液压杆，所述接线板二通过连接架与滑槽之间相互配合构成滑动连接。
一种限制过电压的紧急保护电路系统，包括有电压检测单元、开关单元、控制单元和无线通信单元以及多个紧急保护电路设备，其中电压检测单元由一个分压器和一个比较器组成，所述的分压器用于将所连接的回路的电压降低到一个安全范围内，所述的比较器用于将降低后的电压与一个参考电压进行比较；
所述开关单元由一个可控硅和一个继电器组成，所述的可控硅用于控制所连接的回路的通断，所述的继电器用于控制所述的可控硅的触发；
所述无线通信单元采用ZigBee协议进行通信，与其他紧急保护电路设备进行通信，形成一个无线网络。
作为本发明再进一步的方案：多个紧急保护电路设备，分别连接在电路的总路和支路上，其中中央控制单元与电压检测单元、开关单元、控制单元、无线通信单元以及多个紧急保护电路设备相互连接，中央控制单元通过无线信号接收多个紧急保护电路设备发送的报警信息，并根据报警信息发送控制指令给相应的紧急保护电路设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过保护盒和支路保护盒的设置，保护盒中对主电路进行保护，可以切断主电路的电流，在保护套的底部设置支路保护盒，主要用于保护电路的支路，通过保护盒外壁的穿线口，将主电路穿入后连接在保护盒内部的接线板一和接线板二上，利用接线板一和接线板二上设置的电极片来完成左右电路的连通，在两组电极片之间设置有双面叉，双面叉分为绝缘层和导电层，通过双面叉来实现电极片之间的通电和切断，只需要通过中央控制系统来操作双面叉的旋转来隔离电极片，并且复位时快速精准；
2、在支路保护盒的内部设置软钢片，软钢片采用较薄的软钢材料制成，软钢片的上方设置了重力柱，重力柱会下压软钢片，使得软钢片变形，在重力柱的端部设置了相互贴合的导电片，当软钢片呈平直状态时，导电片相互接触，可以进行导电，软钢片变形会使得重力柱不在同一平面上，进而使得重力柱上的导电片分离，将支路切断，提高电路带的主路和支路的用电安全，以及紧急切断；
3、通过在软钢片的中部下方设置了磁性顶杆，磁性顶杆的上端两侧采用的是可被磁吸的金属材料，在磁性顶杆的外侧设置电磁块，利用电磁块通电产生磁力的特质，可以对磁性顶杆进行磁吸吸引，利用磁性来控制磁性顶杆的位置，在电路未被切断之前，不会磁性顶杆在磁吸的作用下，对软钢片进行支撑，一旦电路被切断后，电源断开，磁力消失，磁性顶杆下落，软钢片失去支撑，当软钢片向下变形后，重力柱端部与端部之间分离，导电片分开，进而彻底断开支路的电路连接，避免在并联电路中出现新的电路闭环，确保在紧急保护下的安全性，同时复位时，恢复电路通电后，磁力恢复，磁性顶杆迅速复位，能够在故障消除后自动复位，减少了人工干预和维修的时间和成本，并且该电磁块与支路的电路相通，不需要外部供电或其他元件，降低了系统的功耗、复杂度和成本。
附图说明
图1为一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统的结构示意图。
图2为一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统中支路保护盒与保护盒之间拆分结构示意图。
图3为一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统中接线板的分解结构示意图。
图4为一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统中双面叉的结构示意图。
图5为一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统中软钢片与重力柱的结构示意图。
图6为一种限制过电压的紧急保护电路系统流程结构示意图。
图7为一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统中图2中A处放大结构示意图。
图8为一种限制过电压的紧急保护电路设备及系统中图3中B处放大结构示意图。
图中：1、保护盒；101、滑槽；102、连接架；103、微型液压杆；2、穿线口；3、接线板一；4、闸座；5、调节槽；51、弹簧；6、接头柱；7、电极片；8、双面叉；801、齿轮一；802、齿轮二；803、马达；9、支路保护盒；901、软钢片；902、重力柱；903、接口；904、支路线束；905、插头；906、转接口；907、导电片；908、磁性顶杆；909、夹片；910、电磁块；911、挂耳；912、垫板；913、导引杆；10、接线板二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例提供一种限制过电压的紧急保护电路设备，包括：保护盒1、设置于保护盒1左右两侧外壁用于线束贯穿的穿线口2、固定安装于保护盒1内部左侧的接线板一3、活动安装于保护盒1内部右侧与左侧接线板一3结构相同的接线板二10、安装于接线板一3和接线板二10内壁的闸座4、保护盒1的外壁开设有滑槽101，且滑槽101的内部滑动安装有连接架102，连接架102的一端连接有接线板二10，连接架102的另一端连接有微型液压杆103，接线板二10通过连接架102与滑槽101之间相互配合构成滑动连接；
本发明中，通过保护盒1的设置，电路的总路从保护盒1中经过，并且利用接线板一3和接线板二10来进行线路连接，接线板二10采用活动设置，可以通过微型液压杆103来对接线板二10进行移动，从而使用第二作用力，将接线板分离切断，保护盒1中设置有双重隔离保护机构；
请参阅图1、图3以及图8，连接于闸座4内侧固定开设有用于调整间距的调节槽5、设置于调节槽5内部用于弹性连接的弹簧51、设置于调节槽5表面的接头柱6、固定连接于接头柱6远离调节槽5一端的电极片7、活动安装于保护盒1内部中间的用于隔离电路连接的拨离机构、安装于保护盒1底部的支路保护机构；
本发明中，通过调节槽5的设置，调节槽5可以提高电极片7的移动，让电极片7可以进行移动，设置了弹簧51可以帮助电极片7进行复位；
请参阅图4，其中，拨离机构包括：安装于保护盒1内底部的双面叉8、一体化连接于双面叉8底部用于角度旋转的齿轮一801、安装于齿轮一801一侧可以与齿轮一801相互配合的齿轮二802、连接于齿轮二802上表面中心线上用于驱动的马达803。
双面叉8的外部形状呈“U”型，双面叉8的左右两侧表面为导电涂层且双面叉8的前后两侧为绝缘涂层，双面叉8与齿轮一801之间相互连接，且齿轮一801与齿轮二802之间为啮合连接；
本发明中，在两组电极片7之间设置有双面叉8，在电路连通的情况下，双面叉8分为绝缘层和导电层，通过双面叉8来实现电极片7之间的通电和切断，电极片7贴合的是双面叉8的导电层，而切断电路后，电极片7贴合的是绝缘层，只需要通过中央控制系统来操作双面叉8的旋转来隔离电极片7，并且复位时快速精准；
实施例2
请参阅图1～图2和图5以及图7，包括：保护盒1、安装于保护盒1底部的支路保护机构；
其中，支路保护机构包括：设置于保护盒1底部用于保护线路的支路保护盒9、设置于支路保护盒9内壁用于支路穿入的转接口906、连接于转接口906表面的支路线束904、设置于支路保护盒9内部中间的软钢片901、安装于软钢片901上表面的重力柱902；
本发明中，通过支路保护机构设置，可以对支路进行保护，支路保护盒9设置在保护盒1的下方，分别对总路和支路实现紧急保护。
支路保护盒9还包括：连接于支路线束904远离转接口906一端的插头905、设置于重力柱902表面的接口903、连接于重力柱902端部的导电片907。
转接口906通过支路线束904一端的插头905与重力柱902表面的接口903相互连接，且接口903与导电片907之间构成电性连接。
重力柱902沿着软钢片901的表面分布有若干，相邻重力柱902端部的导电片907之间相互贴合。
还包括：设置于软钢片901下方的磁性顶杆908、对称设置于磁性顶杆908上端左右两侧可以贴合磁性顶杆908的夹片909、固定连接于磁性顶杆908下端两侧的挂耳911、设置于磁性顶杆908下端的垫板912、垂直连接于垫板912两端上表面的导引杆913。
磁性顶杆908的轴心线与软钢片901的对称中心线相互重合，且磁性顶杆908与软钢片901相互垂直；
本发明中，软钢片901的上方设置了重力柱902，重力柱902会下压软钢片901，使得软钢片901变形，在电路回路未被切断之前，不会磁性顶杆908在磁吸的作用下，对软钢片901进行支撑，一旦电路回路被切断后，电源断开，磁力消失，磁性顶杆908下落，软钢片901失去支撑，当软钢片901向下变形后，重力柱902端部与端部之间分离，导电片907分开，进而彻底断开支路的电路连接；
实施例3
请参阅图6，一种限制过电压的紧急保护电路系统，包括有电压检测单元、开关单元、控制单元和无线通信单元以及多个紧急保护电路设备，其中电压检测单元由一个分压器和一个比较器组成，的分压器用于将所连接的回路的电压降低到一个安全范围内，的比较器用于将降低后的电压与一个参考电压进行比较，在所连接的回路上串联设置一个开关单元，在回路上并联设置一个分压器，在分压器与开关单元之间设置一个比较器，在比较器与开关单元之间设置一个无线通信单元。其中：分压器用于将回路上的输入电压降低到一个安全范围内例如5V，并输出给比较器；比较器用于将分压器输出的降低后的输入电压与一个参考电压例如4.5V进行比较，并根据比较结果输出高低电平信号给开关单元和无线通信单元；开关单元包括一个可控硅和一个继电器，可控硅用于控制回路上输入端与输出端之间是否导通即回路是否通断，继电器用于控制可控硅的触发，继电器的触发电路由比较器输出的高低电平信号控制；
开关单元由一个可控硅和一个继电器组成，的可控硅用于控制所连接的回路的通断，的继电器用于控制的可控硅的触发；
在所连接的回路上串联设置一个开关单元，在回路上并联设置一个分压器，在分压器与开关单元之间设置一个比较器，在比较器与开关单元之间设置一个无线通信单元。其中：分压器用于将回路上的输入电压降低到一个安全范围内例如5V，并输出给比较器；比较器用于将分压器输出的降低后的输入电压与一个参考电压例如4.5V进行比较，并根据比较结果输出高低电平信号给开关单元和无线通信单元；开关单元包括一个可控硅和一个继电器，可控硅用于控制回路上输入端与输出端之间是否导通即回路是否通断，继电器用于控制可控硅的触发，继电器的触发电路由比较器输出的高低电平信号控制。
无线通信单元采用ZigBee协议进行通信，与其他紧急保护电路设备进行通信，形成一个无线网络。
多个紧急保护电路设备，分别连接在电路的总路和支路上，其中中央控制单元与电压检测单元、开关单元、控制单元、无线通信单元以及多个紧急保护电路设备相互连接，中央控制单元通过无线信号接收多个紧急保护电路设备发送的报警信息，并根据报警信息发送控制指令给相应的紧急保护电路设备；
无线通信单元采用ZigBee协议进行通信，根据报警信息发送控制指令给相应的紧急保护电路设备，能够在毫秒级别内检测并切断过电压，提高了电力系统的安全性和稳定性，当电路的回路上的输入电压异常时大于预设值，分压器将输入电压降低到一个安全范围内，并输出给比较器，比较器将降低后的输入电压与参考电压进行比较，由于输入电压大于参考电压，比较器输出高电平信号给开关单元和无线通信单元，开关单元中的继电器处于闭合状态，可控硅处于截止状态，回路切断通电，无线通信单元发送报警信息给中央控制单元，中央控制单元用于通过无线信号接收多个紧急保护电路设备发送的报警信息，并根据报警信息发送控制指令给相应的紧急保护电路设备。
本发明的工作原理是：
在使用本发明时，当某个电路回路上发生过电压时，相应的紧急保护电路设备会切断该回路，并发送报警信息给中央控制单元，中央控制单元会根据报警信息判断故障类型和位置，并显示在界面上，同时将报警信息上传给上级监控系统，以便及时处理，中央控制单元还可以根据需要发送控制指令给相应的紧急保护电路设备，以实现远程控制和复位；
其中远程控制时，可以通过控制齿轮二802上的马达803，马达803驱动齿轮二802进行旋转，旋转后会将“U”型的双面叉8调整方向，使得双面叉8整个侧立过来，侧立过来的双面叉8宽度改变，将贴合的电极片7分开，将电极片7分开后，快速切断电路回路，在复位时，再次旋转上双面叉8进行复位即可，由于双面叉8的左右两侧表面为导电涂层且双面叉8的前后两侧为绝缘涂层，复位后电极片7贴合于导电涂层，而侧立过来的双面叉8会将绝缘层与电极片7进行接触；
再其次，对于支路的电路回路切断，通过远程控制，当主电路回路的电流切断后，电磁块910的磁性消失，根据自重力，磁性顶杆908会下落，不再对软钢片901进行支撑，在重力柱902的重量影响下，软钢片901向下弯曲，重力柱902随着软钢片901变形，使得原本接触的导电片907分离开，支路的导电线路被切断，复位时，电磁块910的磁性回复，利用磁性顶杆908顶端两侧的金属块，可以在电磁块910的吸引上再次恢复原位，顶住软钢片901，软钢片901恢复后，重力柱902上的导电片907重新对直贴合在一起，完成支路的通电；
中央控制单元还可以接收上级监控系统发送的指令，并将指令转发给相应的紧急保护电路设备，以实现统一管理和调度，中央控制单元还可以定期或不定期地对多个紧急保护电路设备进行自动诊断和自我修复，以确保系统的正常运行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种限制过电压的紧急保护电路设备，其特征在于，包括：保护盒（1）、设置于所述保护盒（1）左右两侧外壁用于线束贯穿的穿线口（2）、固定安装于所述保护盒（1）内部左侧的接线板一（3）、活动安装于所述保护盒（1）内部右侧与左侧接线板一（3）结构相同的接线板二（10）、安装于所述接线板一（3）和接线板二（10）内壁的闸座（4）、连接于所述闸座（4）内侧固定开设有用于调整间距的调节槽（5）、设置于所述调节槽（5）内部用于弹性连接的弹簧（51）、设置于所述调节槽（5）表面的接头柱（6）、固定连接于所述接头柱（6）远离调节槽（5）一端的电极片（7）、活动安装于所述保护盒（1）内部中间的用于隔离电路连接的拨离机构、安装于所述保护盒（1）底部的支路保护机构；
其中，所述拨离机构包括：安装于所述保护盒（1）内底部的双面叉（8）、一体化连接于所述双面叉（8）底部用于角度旋转的齿轮一（801）、安装于所述齿轮一（801）一侧可以与齿轮一（801）相互配合的齿轮二（802）、连接于所述齿轮二（802）上表面中心线上用于驱动的马达（803）；
其中，所述支路保护机构包括：设置于所述保护盒（1）底部用于保护线路的支路保护盒（9）、设置于所述支路保护盒（9）内壁用于支路穿入的转接口（906）、连接于所述转接口（906）表面的支路线束（904）、设置于所述支路保护盒（9）内部中间的软钢片（901）、安装于所述软钢片（901）上表面的重力柱（902），所述支路保护盒（9）还包括：连接于所述支路线束（904）远离转接口（906）一端的插头（905）、设置于所述重力柱（902）表面的接口（903）、连接于所述重力柱（902）端部的导电片（907）；
设置于所述软钢片（901）下方的磁性顶杆（908）、对称设置于所述磁性顶杆（908）上端左右两侧可以贴合磁性顶杆（908）的夹片（909）、固定连接于所述磁性顶杆（908）下端两侧的挂耳（911）、设置于所述磁性顶杆（908）下端的垫板（912）、垂直连接于所述垫板（912）两端上表面的导引杆（913）、设置于所述夹片（909）外侧的电磁块（910）。
2.根据权利要求1所述的一种限制过电压的紧急保护电路设备，其特征在于，所述转接口（906）通过支路线束（904）一端的插头（905）与重力柱（902）表面的接口（903）相互连接，且接口（903）与导电片（907）之间构成电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种限制过电压的紧急保护电路设备，其特征在于，所述重力柱（902）沿着软钢片（901）的表面分布有若干，相邻所述重力柱（902）端部的导电片（907）之间相互贴合。
4.根据权利要求1所述的一种限制过电压的紧急保护电路设备，其特征在于，所述磁性顶杆（908）的轴心线与软钢片（901）的对称中心线相互重合，且磁性顶杆（908）与软钢片（901）相互垂直。
5.根据权利要求1所述的一种限制过电压的紧急保护电路设备，其特征在于，所述双面叉（8）的外部形状呈“U”型，所述双面叉（8）的左右两侧表面为导电涂层且双面叉（8）的前后两侧为绝缘涂层，所述双面叉（8）与齿轮一（801）之间相互连接，且齿轮一（801）与齿轮二（802）之间为啮合连接。
6.根据权利要求1所述的一种限制过电压的紧急保护电路设备，其特征在于，所述保护盒（1）的外壁开设有滑槽（101），且滑槽（101）的内部滑动安装有连接架（102），所述连接架（102）的一端连接有接线板二（10），所述连接架（102）的另一端连接有微型液压杆（103），所述接线板二（10）通过连接架（102）与滑槽（101）之间相互配合构成滑动连接。
7.采用如权利要求1-6中任意一项所述的一种限制过电压的紧急保护电路设备的系统，其特征在于，包括有电压检测单元、开关单元、控制单元和无线通信单元以及多个紧急保护电路设备，其中电压检测单元由一个分压器和一个比较器组成，所述的分压器用于将所连接的回路的电压降低到一个安全范围内，所述的比较器用于将降低后的电压与一个参考电压进行比较；
所述开关单元由一个可控硅和一个继电器组成，所述的可控硅用于控制所连接的回路的通断，所述的继电器用于控制所述的可控硅的触发；
所述无线通信单元采用ZigBee协议进行通信，与其他紧急保护电路设备进行通信，形成一个无线网络。
8.根据权利要求7所述的一种限制过电压的紧急保护电路设备的系统，其特征在于，多个紧急保护电路设备，分别连接在电路的总路和支路上，其中中央控制单元与电压检测单元、开关单元、控制单元、无线通信单元以及多个紧急保护电路设备相互连接，中央控制单元通过无线信号接收多个紧急保护电路设备发送的报警信息，并根据报警信息发送控制指令给相应的紧急保护电路设备。
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