CN207993771U - 一种抗干扰继电器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抗干扰继电器电路，在输入端设置有三个并联的单元，分别为功率耗能单元、启动和抗干扰单元以及继电器重动单元；所述功率耗能单元包括串联的第一电阻和第一继电器的常闭接点；所述启动和抗干扰单元包括串联的第一继电器线圈和第二电阻，其中第一继电器线圈上并联有电容和消弧回路；所述继电器重动单元包括串联的第二继电器、第四电阻和第一继电器的常开接点，其中第二继电器线圈上并联有消弧回路。本实用新型针对直流干扰和交流干扰，分别给出多种对应的抗干扰措施，同时尽可能减少电阻发热问题，提高了继电器的抗干扰能力，保证继电器的可靠工作。

Description

一种抗干扰继电器电路

技术领域

本实用新涉及电力系统继电保护领域，特别是涉及一种带抗干扰功能的继电器电路。

背景技术

继电器是一种电控制器件，是当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

现有技术中，继电器的抗干扰的方案一直是一个热门的研究领域，例如公开号为CN204927184U的《一种继电器抗干扰电路》仅仅使用一个电阻来解决抗干扰的问题，抗干扰效果不好，对于交流干扰输入的情况也没有涉及。

由于继电器在使用过程中还存在交流干扰输入时特别是220VAC输入时继电器误动的情况。除上述交流干扰输入的问题，继电器或多或少还存在产品噪声大、功率电阻发热严重以及电路设计不满足国网和南网最新要求等多种问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种抗干扰继电器电路，针对直流干扰和交流干扰，分别给出多种对应的抗干扰措施，同时尽可能减少电阻发热问题，提高了继电器的抗干扰能力，保证继电器的可靠工作。

为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

一种抗干扰继电器电路，在输入端设置有三个并联的单元，分别为功率耗能单元、启动和抗干扰单元以及继电器重动单元；

所述功率耗能单元包括串联的第一电阻和第一继电器的常闭接点；

所述启动和抗干扰单元包括串联的第一继电器线圈和第二电阻，其中第一继电器线圈上并联有电容和消弧回路；

所述继电器重动单元包括串联的第二继电器、第四电阻和第一继电器的常开接点，其中第二继电器线圈上并联有消弧回路。

进一步的，在本实用新型中，所述第一电阻的阻值R满足其中Ue为额定直流电源电压。

进一步的，在本实用新型中，所述的功率耗能单元中还串联有第一二极管，所述第一二极管的导通方向与直流输入时的电流方向一致。

进一步的，在本实用新型中，所述的启动和抗干扰单元中还设置有第二二极管，所述第二二极管与第二电阻串联，且第二二极管的导通方向与直流输入时的电流方向一致。

进一步的，在本实用新型中，所述电容具有极性，且电容的正极方向与第二二极管的正极方向相同。

由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案提供了一种抗干扰继电器电路，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、功率消耗单元有效抵挡直流和交流噪声带来的误扰，满足直流干扰时启动功率不小于5W且小于55％额定电压时可靠不动作；并且功率耗能单元中串联有第一二极管，在交流噪声时能进行半波整流，有效防止第一电阻过热。

2、在启动和抗交流干扰单元启动工作后，功率耗能单元中的第一继电器的常闭接点断开，避免了第一电阻的持续发热，可以减少功率耗能单元中的电阻发热问题。

3、在启动和抗交流干扰单元启动工作后，第一继电器常开接点闭合，第二继电器开始工作，通过这种两层的继电器电路，能够有效抵挡电路的直流和交流干扰。

4、其次，上述电路在继电器的消弧回路、分压电阻以及启动和动作电压等设计方面，严格按照国网和南网的标准设计，安全系数高。

综合所述，本实用新型的技术方案结构简单、使用方便，能有效的抵抗抵抗交流和直流的干扰，进一步减少电阻发热、降低继电器的误动，使得继电器安全可靠，稳定性高。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1为一种抗干扰继电器电路的原理框图。

图2为实施例的一种抗干扰继电器电路的电路原理图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图1所示为抗干扰继电器电路的原理框图，在输入端设置有三个并联的单元，单元1为功率耗能单元，单元2为启动和抗交流干扰单元，单元3为继电器重动单元。其原理在于单元1完成启动功率大于5W的要求，单元2利用电阻和二极管配合达到抗交流干扰要求，单元3完成产品最终出口功能。

具体的，如图2所示，为本实施例提供的一种抗干扰继电器电路的电路原理图。图2中，DC+和DC-组成额定直流电源电压的输入端，其中DC+为电源正极，DC-为电源负极。

所述功率耗能单元包括串联的第一电阻R1和第一继电器J1的常闭接点 J1B；

所述启动和抗干扰单元包括串联的第一继电器J1的线圈和第二电阻R2，其中第一继电器J1的线圈上并联有电容C1和消弧回路；

所述继电器重动单元包括串联的第二继电器J2、第四电阻R4和第一继电器 J1的常开接点J1C，其中第二继电器J2的线圈上并联有消弧回路。

当输入端以额定直流电压源输入时，第一继电器J1瞬间额定，继而动作，第一继电器J1的常闭接点J1B断开切断第一电阻R1，避免了第一电阻R1的持续发热；同时第一继电器J1的常开接点J1C闭合，第二继电器J2重动开出，产品进入正常工作状态。因此启动功率为启动时启动和抗干扰单元的功率和功率消耗单元的功率之和。并且根据产品设置的接点数量，第二继电器J2包括但不限于1个或多个继电器串联组成，此时通过第四电阻R4以不同的电阻值进行匹配即可。

其中第一电阻R1为功率电阻，根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(2012修订版)第15.7.8条规定，所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55％～70％范围以内的中间继电器，并要求其动作功率不低于5W。

因此，至少应满足55％额定直流电源电压输入时启动功率不小于5W，因此第一电阻R1的阻值R满足其中Ue为额定直流电源电压。

当有直流干扰输入时，一路为DC+→功率消耗单元→DC-，另一路为DC+ →启动和抗干扰单元→DC-。当直流干扰能量小于5W时，启动和抗干扰单元处的第一继电器J1线圈得不到足够的能量动作，此时的能量大多数消耗在了第一电阻R1上面。

其次，可通过调节第二电阻R2的阻值用于使得第一继电器J1满足动作电压在额定直流电源电压的55％～70％范围内的要求。

作为优选的实施例，所述的功率耗能单元中还串联有第一二极管D1，所述第一二极管D1的导通方向与直流输入时的电流方向一致。

作为优选的，在本实施例中，所述的启动和抗干扰单元中还设置有第二二极管D2，所述第二二极管D2与第二电阻R2串联，且第二二极管D2的导通方向与直流输入时的电流方向一致。

上述第一二极管D1、第二二极管D2以及电容C1相互配合，实现对交流的干扰的屏蔽作用。即当有小于220V的交流干扰时：

若交流输入为DC+端为负、DC-端为正时，第一二极管D1和第二二极管 D2阻断，无法影响继电器电路。

若交流输入为DC+端为正、DC-端为负时，一路流经功率消耗单元，根据半波整流的特点，第一电阻R1上面的电压有效值为0.45倍的输入电压，第一电阻以低功率状态工作。根据电容通交流的特点，另一路在启动和抗干扰单元的流向为电容C1→第二电阻R2→第二二极管D2。即电容C1将第一继电器J1线圈短路并且分担了部分电压，此时第一继电器J1不会动作，并且第二电阻R2 以低功率状态工作。

因此，交流干扰时，第一继电器J1和第二继电器J2均不会动作，且即使有电流流过，第一电阻R1和第二电阻R2上的功率都较小，不会产生过热现象。

作为优选的实施例，所述电容具有极性，且电容的正极方向与第二二极管的正极方向相同。具有极性的电容为电解电容，其具有额定容量大、单位体积的电容量大且价格低廉的优势，因此为了能够在交流干扰时将第一继电器JI的线圈短路，推荐选择电解电容。

作为优选的实施例，所述电容包括但不限于为铝电解电容、钽电解电容，其中优选铝电解电容。

据《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中的下列要求：

“直流电压在110V及以上的中间继电器一般应有符合下列要求的消弧回路：

(1)不得在它的控制接点上并以电容电阻回路实现消弧。

(2)不论是用电容或反向二极管并在中间继电器线圈上作消弧回路，在电容及二极管上都必须串入数百欧的低值电阻，以防止电容或二极管短路时将中间继电器线圈回路短接。消弧回路应直接并在继电器线圈的端子上。

(3)选用的消弧回路用反向二极管，其反向击穿电压不宜低于1000V，绝不允许低于600V。”

因此，作为优选的实施例，所述消弧回路包括相互串联的二极管与电阻。如图2所示，第一继电器J1的线圈上并联的消弧回路包括串联的第三二极管D3 和第三电阻R3，第二继电器J2的线圈上并联的消弧回路包括串联的第四二极管 D4和第五电阻R5。

进一步的，据《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中“如果用低额定电压规格(如220V电源用110V的继电器)的直流继电器串联电阻的方式时，串联电阻的一端应接于负电源。”的要求。

因此，作为优选的实施例，所述第二电阻接在输入端的负极一侧，所述第四电阻接在输入端的负极一侧。

下面以额定电阻220VDC为例说明电路中的各参数：

第一电阻R1为三个8.2K/2W的功率电阻并联；

第二电阻R2、第四电阻R4均为3个16K/2W的功率电阻并联；

第三电阻R3、第五电阻R5为510Ω/2W的功率电阻；

第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4的型号为1N4007；

电容C1为2.2uf/450V的红宝石铝电解电容；

第一继电器继电器J1和第二继电器J2的型号为HF115F/110-2ZS4B。

下面就直流干扰，交流干扰和正常额定电压输入三种情况说明：

1、直流干扰：

根据国网规定，抗干扰中间继电器的启动功率不小于5W，即，5W能量的直流干扰不能引起产品出口动作；同时又规定，55％额定电压可靠不动作。

如果本产品额定电压为220VDC时，即121VDC可靠不动作，即121VDC 输入时，启动功率不小于5W。功率消耗单元为功率启动部分，第一电阻R1阻值为2.7K，通过计算，121VDC输入时，第一电阻R1的功率为5.4W，满足条件。

当直流干扰输入时，一路为DC+→功率消耗单元→DC-，另一路为DC+→启动和抗干扰单元→DC-。当直流干扰能量小于5W时，启动和抗干扰单元处的第一继电器J1的线圈得不到足够的能量动作，此时的能量大多数消耗在了第一电阻R1上面。

通过以上电路，产品满足了启动功率大于5W和55％额定电压可靠不动作的两个要求。

2、交流干扰：

交流干扰最大可为220VAC输入。

当交流输入为DC+端为负，DC-端为正时，第一二极管D1和第二二极管 D2阻断，无法影响电路。

当交流输入为DC+端为正，DC-端为负时，一路流经功率消耗单元，根据半波整流的特点，第一电阻R1上面的电压有效值为0.45倍的电源电压，以 200VAC输入为例，第一电阻R1的功率为3W。

另一路在启动和抗干扰单元的流向为C1→R2→D2。即电容C1将第一继电器J1的线圈短路，此时第一继电器J1不会动作。根据半波整流的特点，第二电阻R2上面的电压有效值为0.45倍的电源电压，以200VAC输入为例，在第二电阻R2上面的功率为1.5W。

通过以上分析，交流输入时，第一继电器J1不会动作，第二继电器J2为出口继电器，同样不会动作。

3、额定电压220VDC输入

当额定电压输入时，第一继电器J1的线圈瞬间额定，继而动作，第一继电器J1的常闭接点J1B断开，第一继电器J1的常开接点J1C闭合，第二继电器 J2动作，产品进入正常工作状态。

根据整个产品的开出接点数量，第二继电器J2为一个或多个继电器串联，此时通过第四电阻R4来调节第二继电器J2的动作值。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种抗干扰继电器电路，其特征在于：在输入端设置有三个并联的单元，分别为功率耗能单元、启动和抗干扰单元以及继电器重动单元；

所述功率耗能单元包括串联的第一电阻和第一继电器的常闭接点；

所述启动和抗干扰单元包括串联的第一继电器线圈和第二电阻，其中第一继电器线圈上并联有电容和消弧回路；

所述继电器重动单元包括串联的第二继电器、第四电阻和第一继电器的常开接点，其中第二继电器线圈上并联有消弧回路。

2.如权利要求1所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述第一电阻的阻值R满足其中Ue为额定直流电源电压。

3.如权利要求2所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述的功率耗能单元中还串联有第一二极管，所述第一二极管的导通方向与直流输入时的电流方向一致。

4.如权利要求2所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述的启动和抗干扰单元中还设置有第二二极管，所述第二二极管与第二电阻串联，且第二二极管的导通方向与直流输入时的电流方向一致。

5.如权利要求4所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述电容具有极性，且电容的正极方向与第二二极管的正极方向相同。

6.如权利要求5所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述电容为铝电解电容。

7.如权利要求1所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述消弧回路包括相互串联的二极管与电阻。

8.如权利要求1所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述第二电阻接在输入端的负极一侧。

9.如权利要求1所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述第四电阻接在输入端的负极一侧。

10.如权利要求1所述的一种抗干扰继电器电路，其特征在于：所述第二继电器包括一个或多个串联的继电器。