CN208986589U - 一种智能自复式过欠压保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：包括相互扣接形成一整体的上外壳和下壳体以及用于固定进线的进线螺纹孔、用于固定出线的出线螺纹孔和设置在上外壳的状态指示灯，在所述下壳体内部固定有过欠压保护电路，所述过欠压保护电路的电信号采集端与进线连接，所述过欠压保护电路的电信号控制端分别与状态指示灯和出线连接。本实用新型可以实时检测供电线路中的电压，并及时判断供电线路中是否存在过欠压现象，然后通过中央控制模块有效控供电线路切断、闭合和自动恢复；当电源电压恢复正常后，可以实现自动重闭合，并保证闭合动作的可靠性，有效地保护了供电线路工作的可靠性和负载设备的安全及工作连续性。

Description

一种智能自复式过欠压保护器

技术领域

本实用新型属于电气保护设备技术领域，尤其涉及一种智能自复式过欠压保护器。

背景技术

供电线路中可能会因大型负载的变化而产生过压或欠压，造成其它用电设备的损坏。为了维护供电线路的安全，需要对供电线路进行过压和欠压保护，从而自动切断供电线路，等到线路电压恢复正常时，可再次自动或手动恢复；为了进行进一步保护供电线路的安全，目前出现了集成有欠压保护功能和过压保护功能的过欠压保护器，大多数过欠压保护器在使用中仍存在一些不足，安装和拆卸很繁琐，而且不具备防静电的功能，保护效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能自复式过欠压保护器，本实用新型可以实时检测供电线路中的电压，并及时判断供电线路中是否存在过欠压现象，然后通过中央控制模块有效控供电线路切断、闭合和自动恢复；当电源电压恢复正常后，可以实现自动重闭合，并保证闭合动作的可靠性，有效地保护了供电线路工作的可靠性和负载设备的安全及工作连续性。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术效果：

根据本发实用新型的一个方面，提供了一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：包括相互扣接形成一整体的上外壳和下壳体以及用于固定进线的进线螺纹孔、用于固定出线的出线螺纹孔和设置在上外壳的状态指示灯，在所述下壳体内部固定有过欠压保护电路，所述过欠压保护电路的电信号采集端与进线连接，所述过欠压保护电路的电信号控制端分别与状态指示灯和出线连接。

优选的，在所述过欠压保护电路包括电压变换模块、中央控制模块、电压采集电路、电压放大电路、电压延时电路和电压保护电路，所述电压变换模块的输入端和电压采集电路的电信号采集端与进线连接，所述电压变换模块的电压输出端分别与中央控制模块的电源端、电压放大电路的电源端和电压保护电路的电源端电气连接，所述电压采集电路的采集输出端依次通过电压放大电路和电压延时电路与所述中央控制模块连接，所述中央控制模块的信号控制端与所述电压保护电路的控制端连接，所述电压保护电路的输入端与进线连接，电压保护电路的输出端与出线连接。

上述方案进一步优选的，所述电压采集电路包括电阻R01、电阻R02、电阻R03和电阻R04，电压放大电路包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压二极管D5，所述电压延时电路包括电阻R4和电容C1，电压保护电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管S1、光电耦合器U3和继电器U4，所述电阻R01的一端与进线连接，电阻R01的另一端通过电阻R02和电阻R03分别与电阻R04的一端和运算放大器U1的正极输入端连接；

所述运算放大器U1的负极输入端通过电阻R1与所述电压变换模块的输出端连接，运算放大器U1的输出端分别与电阻R2的一端和电阻R3的一端连接，所述电阻R2的另一端与运算放大器U1的负极输入端连接，所述电阻 R3的另一端分别与稳压二极管D5的阴极和电阻R4的一端连接，该电阻R4 的另一端分别与电容C1的一端和中央控制模块U2的输入端连接，该中央控制模块U2的信号控制端通过电阻R5与光电耦合器U3的阴极连接，所述光电耦合器U3的阳极通过电阻R6与电压变换模块的输出端连接，所述光电耦合器U3的集电极通过电阻R7与所述电压变换模块的输出端连接,所述光电耦合器U3的发射极分别与电阻R8的一端和电阻R9的一端连接，该电阻R9 的另一端与三极管S1的基极连接，三极管S1的发射极与继电器U4的线圈一端连接，该继电器U4的线圈的另一端与所述电压变换模块的输出端连接，该继电器U4的触点开关的一端与进线连接，该继电器U4的触点开关的另一端与出线连接，所述电阻R04的另一端、二极管D5的阳极、电容C1的另一端和三极管S1的发射极与地连接。

上述方案进一步优选的，在下壳体的底部外壁上设置有横向扣接槽，在横向扣接槽的上下方设置有竖直的滑槽，在滑槽内设置有回字型金属滑片。

上述方案进一步优选的，在金属滑片的上端设置有环形固定部，所述金属滑片的下端插入在滑槽内且可沿滑槽上下滑动，该金属滑片的上端从滑槽伸出与所述环形固定部连接形成一体。

上述方案进一步优选的，所述进线螺纹孔和出线螺纹孔分别设置在上外壳上下两端的正面，所述状态指示灯设置在上外壳的中央。

综上所述，由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)、本实用新型提供了将控制电路以及继电器设置于一个壳体内，且安装和拆卸简单，大大节约了时间，提高了工作效率，并在壳体上设置有指示当前开关闭合状态对应的过欠压保护器的进线端与出线端的位置，实时显示过欠压状态。

(2)、本实用新型可以实时检测供电线路中的电压，并及时判断供电线路中是否存在过欠压现象，然后通过中央控制模块有效控供电线路切断、闭合和自动恢复；当电源电压恢复正常后，可以实现自动重闭合，并保证闭合动作的可靠性，有效地保护了供电线路工作的可靠性和负载设备的安全及工作连续性。

附图说明

图1是本实用新型的一种智能自复式过欠压保护器的结构示意图；

图2是本实用新型的一种智能自复式过欠压保护器的侧视结构示意图；

图3是本实用新型的欠压保护电路的原理图；

图4是本实用新型的欠压保护电路的具体电路结构图；

附图中，上外壳1，下壳体2，进线螺纹孔3，出线螺纹孔4，状态指示灯5，欠压保护电路6，扣接槽7，滑槽70，金属滑片71，环形固定部72。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1和图2所示，根据本发实用新型的一种智能自复式过欠压保护器，包括相互扣接形成一整体的上外壳1和下壳体2以及用于固定进线的进线螺纹孔3、用于固定出线的出线螺纹孔4和设置在上外壳1的状态指示灯5，在所述下壳体2内部固定有过欠压保护电路6，进线N1、N2通过进线螺纹孔 3固定，出线L1、L2通过出线螺纹孔4固定，所述过欠压保护电路6的电信号采集端与进线连接，所述过欠压保护电路6的电信号控制端分别与状态指示灯5和出线连接；所述进线螺纹孔3和出线螺纹孔4分别设置在上外壳1 上下两端的正面，所述状态指示灯5设置在上外壳1的中央，所述状态指示灯5由第一状态指示灯RL1和第二指示灯RL2组成，在下壳体2的底部外壁上设置有横向扣接槽7，在横向扣接槽7的上下方设置有竖直的滑槽70，在滑槽70内设置有回字型金属滑片71，在金属滑片71的上端设置有金属环形固定部72，所述金属滑片71的下端插入在滑槽70内且可沿滑槽70上下滑动，该金属滑片71的上端从滑槽70伸出与所述环形固定部72连接形成一体，通过拉动回字型金属滑片71可以快速地调节保护器安装在电气设备上，并通过螺丝拧入环形固定部72将整个壳体进行稳定地安全，从而通过回字型金属滑片71和金属环形固定部72将整个壳体进行安全接地，有效防止静电的发生，通过金属滑片和固定部可以使壳体进行较好地进行散热。

在本实用新型中，如图3和图4所示，在所述过欠压保护电路6包括电压变换模块、中央控制模块U2、电压采集电路、电压放大电路、电压延时电路和电压保护电路，所述电压变换模块的输入端和电压采集电路的电信号采集端与进线连接，所述电压变换模块的电压输出端分别与中央控制模块的电源端、电压放大电路的电源端和电压保护电路的电源端电气连接，所述电压采集电路的采集输出端依次通过电压放大电路和电压延时电路与所述中央控制模块的输入端连接，所述中央控制模块U2的信号控制端与所述电压保护电路的控制端连接，所述电压保护电路的输入端与进线连接，电压保护电路的输出端与出线连接。所述电压变换模块包括整流滤波电路、稳压电路、第一降压电路和第二降压电路，该整流滤波电路的输入端分别与两条进线L1和进线N1(火线L1和零线N1)连接，稳压电路的输出端Vdd输出的电压为15V左右，第一降压电路的输出端Vcc输出的电压为5V，第二降压电路的电压为0-5V(优选为2.5V-5V)，一般地，也可以将整流滤波电路的输入端通过继电器 U4第一触点与进线连接，并接收中央控制模块U2的信号控制端的控制使其通断，继电器U4采用磁保持继电器，其中，进线N1与出线N2为零线，即为公共端，进线L1和出线L2为火线，通过控制火线的接通或断开从而有效保护输电线路中欠压或过压问题，整流滤波电路的输出端依次通过稳压电路和第一降压电路与所述第二降压电路连接，所述第二降压电路的输出端与第一状态指示灯RL1连接，所述电压采集电路包括电阻R01、电阻R02、电阻 R03和电阻R04，电压放大电路包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压二极管D5，所述电压延时电路包括电阻R4和电容C1，电压保护电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管S1、光电耦合器U3和继电器U4，所述电阻R01的一端与进线(火线L1)连接，电阻 R01的另一端通过电阻R02和电阻R03分别与电阻R04的一端和运算放大器 U1的正极输入端连接，所述运算放大器U1的负极输入端通过电阻R1与所述第二降压电路的输出端Vs连接，运算放大器U1的输出端分别与电阻R2的一端和电阻R3的一端连接，所述电阻R2的另一端与运算放大器U1的负极输入端连接，所述电阻R3的另一端分别与稳压二极管D5的阴极和电阻R4 的一端连接，该电阻R4的另一端分别与电容C1的一端和中央控制模块U2 的输入端连接，该中央控制模块U2的信号控制端通过电阻R5与光电耦合器 U3的阴极连接，所述光电耦合器U3的阳极通过电阻R6与第一降压电路的输出端Vcc连接，所述光电耦合器U3的集电极通过电阻R7与所述稳压电路的输出端Vdd连接,所述光电耦合器U3的发射极分别与电阻R8的一端和电阻 R9的一端连接，该电阻R9的另一端与三极管S1的基极连接，所述三极管 S1的发射极与继电器U4的线圈一端连接，所述继电器U4的线圈的另一端与所述稳压电路的输出端Vdd连接，该继电器U4的触点开关的一端(输入端) 与进线L1连接，该继电器U4的触点开关的另一端(输出端)与出线L2连接，电阻R04的另一端、二极管D5的阳极、电容C1的另一端和三极管S1的发射极与地连接。所述第二指示灯RL2连接在出线L2端，即连接在继电器U4 的触点开关的输出端；本实用新型通过电阻R01采集进线的电压并进过多个电阻进行分压后，输入较为精确的电压Vi至运算放大器U1正极输入端,第一降压电路输出的电压Vs(电压保护设定值0-5V或2V-3.3V)通过电阻R1接入运算放大器U1负极输入端进行比较放大，经稳压二极管D5稳压后输出的电压信号接入由电阻R4和电容C1组成的电压延时电路中进行延时和滤波处理，从而使电压延时电路输出的电压延时3s后输出平滑的电压信号至中央控制模块U2(采用STM32系列单片机)进行分析处理，当供电线路中的电压小于额定电压220V的15％时为欠压状态，当供电线路中的电压大于额定电压220V的 10％时为过压状态，中央控制模块U2实时检测和判断线路中是否若发生过压或者欠压现象，若无过压或者欠压现象，则第一指示灯RL1和第二指示灯RL2 正常显示。若因供电线路故障造成过压或者欠压现而超出电压保护设定值Vs 时，经延时后，则由中央控制模块U2给三极管S1以及继电器U4发出脉冲断开信号，驱动继电器U4(磁保持继电器)的分离(分闸)线圈，完成断开(分闸)，使控制继电器U4的常闭触点断开，切断供电线路与负载的连接，将负载的电源断开，停止向负载的供电线路。在本实用新型中，继电器U4发出的脉冲控制信号先经过光电耦合器U3进行隔离再通过三极管S1驱动继电器U4启动，当对供电线路的电压进行实时采集和检测时，检测到的电压在正常范围之内，由中央控制模块U2发出脉冲式吸合指令，三极管S1驱动磁保持继电器的吸合(合闸)线圈，完成继电器闭合，给负载供电，在继电器闭合或供电期间，光电耦合器U3有效地隔离供电线路中的干扰信号对中央控制模块U2及其他电路的干扰。当切断向负载供电时，此时继电器U4还在实时地检测供电线路中的电压，同时中央控制模块U2启动自复等待控制，当检测供电线路电压恢复到正常值时，中央控制模块U2先判断自复等待时间是否到，如时间未到，也不许恢复向负载供电，若自复时间到，则由中央控制模块U2给驱动电路发出脉冲吸合指令，驱动继电器U4的吸合线圈闭合，完成合闸操作并给供电线路中的负载供电，这样既保护了用电设备的安全，也保证了供电的连续性，也将供电线路中的信号进行隔离并排出了干扰，保证了保护器工作的稳定性和可靠性，增加了保护器的安全性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：包括相互扣接形成一整体的上外壳(1)和下壳体(2)以及用于固定进线的进线螺纹孔(3)、用于固定出线的出线螺纹孔(4)和设置在上外壳(1)的状态指示灯(5)，在所述下壳体(2)内部固定有过欠压保护电路(6)，所述过欠压保护电路(6)的电信号采集端与进线连接，所述过欠压保护电路(6)的电信号控制端分别与状态指示灯(5)和出线连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：在所述过欠压保护电路(6)包括电压变换模块、中央控制模块、电压采集电路、电压放大电路、电压延时电路和电压保护电路，所述电压变换模块的输入端和电压采集电路的电信号采集端与进线连接，所述电压变换模块的电压输出端分别与中央控制模块的电源端、电压放大电路的电源端和电压保护电路的电源端电气连接，所述电压采集电路的采集输出端依次通过电压放大电路和电压延时电路与所述中央控制模块连接，所述中央控制模块的信号控制端与所述电压保护电路的控制端连接，所述电压保护电路的输入端与进线连接，电压保护电路的输出端与出线连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：所述电压采集电路包括电阻R01、电阻R02、电阻R03和电阻R04，电压放大电路包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压二极管D5，所述电压延时电路包括电阻R4和电容C1，电压保护电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管S1、光电耦合器U3和继电器U4，所述电阻R01的一端与进线连接，电阻R01的另一端通过电阻R02和电阻R03分别与电阻R04的一端和运算放大器U1的正极输入端连接；

所述运算放大器U1的负极输入端通过电阻R1与所述电压变换模块的输出端连接，运算放大器U1的输出端分别与电阻R2的一端和电阻R3的一端连接，所述电阻R2的另一端与运算放大器U1的负极输入端连接，所述电阻R3的另一端分别与稳压二极管D5的阴极和电阻R4的一端连接，该电阻R4的另一端分别与电容C1的一端和中央控制模块U2的输入端连接，该中央控制模块U2的信号控制端通过电阻R5与光电耦合器U3的阴极连接，所述光电耦合器U3的阳极通过电阻R6与电压变换模块的输出端连接，所述光电耦合器U3的集电极通过电阻R7与所述电压变换模块的输出端连接,所述光电耦合器U3的发射极分别与电阻R8的一端和电阻R9的一端连接，该电阻R9 的另一端与三极管S1的基极连接，三极管S1的发射极与继电器U4的线圈一端连接，该继电器U4的线圈的另一端与所述电压变换模块的输出端连接，该继电器U4的触点开关的一端与进线连接，该继电器U4的触点开关的另一端与出线连接，所述电阻R04的另一端、二极管D5的阳极、电容C1的另一端和三极管S1的发射极与地连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：在下壳体(2)的底部外壁上设置有横向扣接槽(7)，在横向扣接槽(7)的上下方设置有竖直的滑槽(70)，在滑槽(70)内设置有回字型金属滑片(71)。

5.根据权利要求4所述的一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：在金属滑片(71)的上端设置有环形固定部(72)，所述金属滑片(71)的下端插入在滑槽(70)内且可沿滑槽(70)上下滑动，该金属滑片(71)的上端从滑槽(70)伸出与所述环形固定部(72)连接形成一体。

6.根据权利要求1所述的一种智能自复式过欠压保护器，其特征在于：所述进线螺纹孔(3)和出线螺纹孔(4)分别设置在上外壳(1)上下两端的正面，所述状态指示灯(5)设置在上外壳(1)的中央。