CN2473791Y - 一种过电压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过电压保护装置,它包括外壳和电子线路,在电子线路中,浪涌泄放电路分别与过热过流保护电路、检测及指示电路相连,还通过中线异常带电指示电路与检测及指示电路相连,检测及指示电路与雷击计数器电路相连,检测及指示电路还连接有遥信电路,电子元器件直接焊接在特制的PCB板上,本实用新型具有准确反映供配电中线状态,减少EMI/RFI信号的干扰、使用安全可靠、维护简易和超小体积全模式保护的优点。

Description

一种过电压保护装置

本实用新型涉及一种用于供配电系统中的过电压保护装置，属电力电子技术领域。

目前现有的电源过电压保护装置一般采用分体式、模块化结构，他们都没有中线异常带电指示，我国的供电线路有时供电质量不高，供电质量无法保证，中线有时带电，中线异常带电伤人事件时有发生，因而此类装置适合于我国供电线路，市售的该类装置存在如下不足之处：一、在使用和维护时要求用户要有专用工具来判明当前供电情况，因此中线异常带电时极易发生人员伤害事故；二、要求用户提供符合安全的安装环境，因此其适应范围窄，造成有些地区提供安装环境而提高成本和占用空间；三、现有的过电压保护装置采用箱体式结构，使用全模式保护时，体积较大，安装接线复杂。

本实用新型的目的在于改进已有技术的不足而提供一种可直接准确反映供配电中线状态，减少EMI/RFI信号的干扰、使用安全可靠、维护简易和超小体积全模式保护的电源过电压保护装置。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种过电压保护装置，包括外壳和电子线路，其特点是电子线路中，浪涌泄放电路分别直接与过热过流保护电路、检测及指示电路相连，浪涌泄放电路还通过中线异常带电指示电路与检测及指示电路相连，检测及指示电路与雷击计数器电路相连。

在过热过流保护电路中，是三相电路中的每一相采用过热保险TH和过流保险F串联进行失效保护。

在浪涌泄放电路中，可以是在每一相电路中其中一路金属氧化物压敏电阻M并联后接中线，另一路中金属氧化物压敏电阻M并联后接地线，也可以是两路同时接地或接中线，中线和地线之间并接有金属氧化物压敏电阻M。

在检测及指示电路中，是每一相电路中二极管D并联后串联电阻R及发光二极管LED接中线。

在中线异常带电指示电路中，二极管D10、限流电阻R5和发光二极管LED4串联后，并接与中线和地线间。

在雷击计数器电路中，是每一相中的二极管D负极端并联后与电阻R4、金属氧化物压敏电阻M15、光耦合器件U4输入端串联后与中线连接，光耦合器件U4输出并接C8后与计数器1脚，2脚相连接。

为了进一步实现准确显示本装置的工作状态的目的，还可以是检测及指示电路还连接有遥信电路。

在遥信电路中D12-D15组成的全桥整流电路，其交流输入端并接入三相输入电路中的一相和中线间，电容C11和稳压二极管W并接于全桥整流电路的直流输出端，光耦元件U1输出端的一端连接于全桥整流电路输出正极端，另一端与光耦元件U2的输出端串联，光耦元件U2的输出端与光耦元件U3的输出端串联，光耦元件U3输出端的另一端与电阻R6一端串联，同时电容C5、C6、C7分别与光耦元件U1、U2、U3的输出端并联，电阻R6另一端连接于三极管T1的基极，三极管T1的集电极连接于电阻R7的一端，电容C9并接于电阻R7和三极管T1的基极之间，三极管T1的集电极与三极管T2的基极连接，三极管T1的发射极与三极管T2的发射极连接，同时与D12-D15组成的全桥整流电路的负极连接，电容C10并联于三极管T1的发射极和集电极之间，电阻R7和电容C9的另一端与D12-D15组成的全桥整流的直流输出正极连接，继电器J线圈一端与D12-D15组成的全桥整流电路的直流输出正极连接，另一端与三极管T2的集电极相连接，二极管D11并联于继电器J线圈两端，继电器J的触点公共端连接于接插件J1的COM端，继电器J的触点的常开点连接于接插件J1的NO端，继电器J的触点的常闭点连接于接插件的NC端。

为了进一步减少EMI/RFI信号的干扰，可以是将过热过流保护电路和浪涌泄放电路中直接焊接在PCB板上，其他电路焊接在另一块PCB板上。

本实用新型采用中线带电指示，可以显示中线是否带电，避免了中线异常带电产生的伤人和危及设备安全问题；线路中采用L-N、N-G的全模式保护，全面保护效果好；热敏保险和过流保险配合使用，无论过流或持续过压，均可迅速脱离电路，防止起火；使用将电路直接焊接在特制的PCB板上，使引线长度变短，这样就降低了残压，同时也减小了体积；采用雷击计数、传递金属氧化物压敏电阻状态信号、现场声光报警电路，可以准确显示本装置的工作状态；过热过流保护电路和浪涌泄放电路直接焊接在PCB板上，其他电路焊接在另一块PCB板上，这样就可极大减少EMI/RFI信号的干扰；PCB板的厚度和覆铜层的厚度保证在合理的范围内，这样就可以保证本装置的正常工作。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型的一个实施例电原理框图。

图2为本实用新型的一个实施例电原理图。

图3为本实用新型的另一个实施例电原理框图。

图4为本实用新型的另一个实施例电原理图。

图5为本实用新型的又一个实施例电原理图。

实施例1，参照图1，图2，在过热过流保护电路1中专用过流保险F1、F2、F3一端与被保护电路L1、L2、L3分别相连接，过流保险F和过热保险TH串接进行失效保护，在每一相的每一路中可以是使用一个过热保险TH，也可以是多个TH并联，本实施例中F1的另一端串接过热保险TH1、TH3并联后的一端，F2的另一端串接过热保险TH5、TH7并联后的一端，F3的另一端串接过热保险TH9、TH11并联后的一端，浪涌泄放电路2中可以是在每一相电路中其中一路采用一个金属氧化物压敏电阻M或多个金属氧化物压敏电阻M并联后接中线，另一路中采用一个金属氧化物压敏电阻M或多个金属氧化物压敏电阻M并联后接地线，也可以是两路同时接地或接中线，中线和地线之间并接有一个或多个金属氧化物压敏电阻M，本实施例中采用MOV元件M1一端与TH1并联后的另一端相连接，MOV元件即是金属氧化物压敏电阻，另一端与地线相连接，MOV元件M3一端与过热保险TH3并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，MOV元件M5一端与过热保险TH5并联后的另一端相连接，另一端与地线相连接，MOV元件M7一端与过热保险TH7并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，MOV元件M9一端与过热保险TH9并联后的另一端相连接，另一端与地线相连接，MOV元件M11一端与过热保险TH11并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，中线和地线间至少并接一个MOV元件，本实施例中M13一端与中线相连接，另一端与地线相连接，在检测及指示电路3中二极管D1与MOV元件M1相连接，二极管D2与MOV元件M3相连接，二极管D3与MOV元件M5相连接，二极管D4与MOV元件M7相连接，二极管D5与MOV元件M9相连接，二极管D6与MOV元件M11相连接，同时电阻R1与发光二极管LED1串联、电阻R2与发光二极管LED2串联、电阻R3与发光二极管LED3串联并接与二极管D1、D2，D3、D4，D5、D6与中线间，在中线异常带电指示电路4中，二极管D10、电阻R5、发光二极管LED4相串联并接与中线和地线间，在雷击计数器电路5中，二极管D7，D8，D9正极端与二极管D1、D2，D3、D4，D5、D6负极端相连接，二极管D7，D8，D9负极端并联与电阻R4、MOV元件M15、光耦合元件U4输入端串联连接后与中线连接，光耦合元件U4输出并接电容C8后与计数器1脚，2脚相连接，上述过热过流保护电路1和浪涌泄放电路2中的电子元件均焊接在PCB板上，中线异常带电指示电路4、检测及指示电路3及雷击计数器电路5中的电子元件焊接在另外一块PCB板上。

实施例2，参照图3、图4，一种过电压保护装置，在过热过流保护电路1中专用过流保险F1、F2、F3一端与被保护电路L1、L2、L3分别相连接，过流保险F和过热保险TH串接进行失效保护，在每一相的每一路中可以是使用一个过热保险TH，也可以是多个并联，本实施例中F1的另一端串接过热保险TH1、TH2、TH3、TH4并联后的一端，F2的另一端串接过热保险TH5、TH6、TH7、TH8并联后的一端，F3的另一端串接过热保险TH9、TH10、TH11、TH12并联后的一端，浪涌泄放电路2中可以是在每一相电路中其中一路采用一个金属氧化物压敏电阻M或多个金属氧化物压敏电阻M并联后接中线，另一路中采用一个金属氧化物压敏电阻M或多个金属氧化物压敏电阻M并联后接地线，也可以是两路同时接地或接中线，中线和地线之间并接有一个或多个金属氧化物压敏电阻M，本实施例中采用MOV元件M1、M2一端与TH1、TH2并联后的另一端相连接，MOV元件即是金属氧化物压敏电阻，另一端与地线相连接，MOV元件M3、M4一端与过热保险TH3、TH4并联后的另一端相连接，另一端与地线相连接，MOV元件M5、M6一端与过热保险TH5、TH6并联后的另一端相连接，另一端与地线相连接，MOV元件M7、M8一端与过热保险TH7、TH8并联后的另一端相连接，另一端与地线相连接，MOV元件M9、M10一端与过热保险TH9、TH10并联后的另一端相连接，另一端与地线相连接，MOV元件M11、M12一端与过热保险TH11、TH12并联后的另一端相连接，另一端与地线相连接，MOV元件M13、M14一端与中线相连接，另一端与地线相连接，在检测及指示电路3中二极管D1与MOV元件M1、M2相连接，二极管D2与MOV元件M3、M4相连接，二极管D3与MOV元件M5、M6相连接，二极管D4与MOV元件M7、M8相连接，二极管D5与MOV元件M9、M10相连接，二极管D6与MOV元件M11、M12相连接，同时电阻R1与发光二极管LED1串联、电阻R2与发光二极管LED2串联、电阻R3与发光二极管LED3串联并接与二极管D1、D2，D3、D4，D5、D6与中线间，在中线异常带电指示电路4中，二极管D10、电阻R5、发光二极管LED4相串联并接与中线和地线间，在雷击计数器电路5中，二极管D7，D8，D9正极端与二极管D1、D2，D3、D4，D5、D6负极端相连接，二极管D7，D8，D9负极端并联与电阻R4、MOV元件M15、光耦合元件U4输入端串联连接后与中线连接，光耦合元件U4输出并接电容C8后与计数器1脚，2脚相连接，在检测及指示电路3连接有遥信电路6，遥信电路6中D12-D15组成的全桥整流电路，其交流输入端并接入三相输入电路中的一相和中线间，电容C11和稳压二极管W并接于全桥整流电路的直流输出端，光耦元件U1输出端的一端连接于全桥整流电路输出正极端，另一端与光耦元件U2的输出端串联，光耦元件U1的输入端串联于检测及指示电路3中R1和LED1间，电容C2并接在光耦元件U1的输入端，光耦元件U2的输出端与光耦元件U3的输出端串联，光耦元件U2的输入端串联于检测及指示电路3中R2和LED2间，电容C3并接在光耦元件U2的输入端，光耦元件U3输出端的另一端与电阻R6一端串联，同时电容C5、C6、C7并联于光耦元件U1、U2、U3的输出端，光耦元件U3的输入端串联于检测及指示电路3中R3和LED3间，电容C4并接在光耦元件U3的输入端，电阻R6另一端连接于三极管T1的基极，三极管T1的集电极连接于电阻R7的一端，电容C9并接于电阻R7和三极管T1的基极之间，三极管T1的集电极与三极管T2的基极连接，三极管T1的发射极与三极管T2的发射极连接，同时与D12-D15组成的全桥整流电路的负极连接，电容C10并联于三极管T1的发射极和集电极之间，电阻R7和电容C9的另一端与D12-D15组成的全桥整流的直流输出正极连接，继电器J线圈一端与D12-D15组成的全桥整流电路的直流输出正极连接，另一端与三极管T2的集电极相连接，二极管D11并联于继电器J线圈两端，继电器J的触点公共端连接于接插件J1的COM端，继电器J的触点的常开点连接于接插件J1的NO端，继电器J的触点的常闭点连接于接插件的NC端，上述过热过流保护电路1和浪涌泄放电路2中的电子元件均焊接在PCB板上，中线异常带电指示电路4、检测及指示电路3、雷击计数器电路5和遥信电路6中的电子元件焊接在另外一块PCB板上。

实施例3，参照图3、图5，一种过电压保护装置，是在实施2的基础上，MOV元件M1、M2一端与TH1、TH2并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，MOV元件M3、M4一端与过热保险TH3、TH4并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，MOV元件M5、M6一端与过热保险TH5、TH6并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，MOV元件M7、M8一端与过热保险TH7、TH8并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，MOV元件M9、M10一端与过热保险TH9、TH10并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，MOV元件M11、M12一端与过热保险TH11、TH12并联后的另一端相连接，另一端与中线相连接，其他与实施例2相同。

在实施例中所有电子元件的具体数值参数根据工作环境的要求选取。

本实用新型的工作原理如下：当电源L1、L2、L3、NETURAL四根入线有暂态过电压侵入时，通过M1～M14的MOV元件形成快速有效的对中和对地泄放，通过M1～M14的MOV箝位，使暂态过电压在L-N，L-L，L-G，N-G的水平限制在被保护设备绝缘之内，达到完全的保护目的，同时若MOV劣化，通过MOV热效应使热敏保险动作，保护本装置安全使用，在有暂态过电压侵入时，M15的MOV导通使光藕U8工作与计数器配合，完成计数功能，同时使U1或U2或U3导通，T1截止，T2导通，J工作，FM工作，完成遥信输出和声音告警。

Claims (9)

1、一种过电压保护装置，包括外壳和电子线路，其特征在于电子线路中，浪涌泄放电路(2)分别直接与过热过流保护电路(1)、检测及指示电路(3)相连，浪涌泄放电路(2)还通过中线异常带电指示电路(4)与检测及指示电路(3)相连，检测及指示电路(3)与雷击计数器电路(5)相连。

2、根据权利要求1所述的一种过电压保护装置，其特征在于所述的过热过流保护电路(1)中，是三相电路中的每一相采用过热保险TH和过流保险F串联进行失效保护。

3、根据权利要求1所述的一种过电压保护装置，其特征在于所述的浪涌泄放电路(2)中，可以是在每一相电路中其中一路金属氧化物压敏电阻M并联后接中线，另一路中金属氧化物压敏电阻M并联后接地线，也可以是两路同时接地或接中线，中线和地线之间并接有金属氧化物压敏电阻M。

4、根据权利要求1所述的一种过电压保护装置，其特征在于所述的检测及指示电路(3)中，是每一相电路中二极管D并联后串联电阻R及发光二极管LED接中线。

5、根据权利要求1所述的一种过电压保护装置，其特征在于所述的中线异常带电指示电路(4)中，二极管D10、限流电阻R5和发光二极管LED4串联后，并接与中线和地线间。

6、根据权利要求1所述的一种过电压保护装置，其特征在于所述的雷击计数器电路(5)中，是每一相中的二极管D负极端并联后与电阻R4、金属氧化物压敏电阻M15、光耦合器件U4输入端串联后与中线连接，光耦合器件U4输出并接C8后与计数器1脚，2脚相连接。

7、根据权利要求1所述的一种过电压保护装置，其特征在于检测及指示电路(3)还连接有遥信电路(6)。

8、根据权利要求7所述的一种过电压保护装置，其特征在于所述在遥信电路(6)中D12-D15组成的全桥整流电路，其交流输入端并接入三相输入电路中的一相和中线间，电容C11和稳压二极管W并接于全桥整流电路的直流输出端，光耦元件U1输出端的一端连接于全桥整流电路输出正极端，另一端与光耦元件U2的输出端串联，光耦元件U2的输出端与光耦元件U3的输出端串联，光耦元件U3输出端的另一端与电阻R6一端串联，同时电容C5、C6、C7分别与光耦元件U1、U2、U3的输出端并联，电阻R6另一端连接于三极管T1的基极，三极管T1的集电极连接于电阻R7的一端，电容C9并接于电阻R7和三极管T1的基极之间，三极管T1的集电极与三极管T2的基极连接，三极管T1的发射极与三极管T2的发射极连接，同时与D12-D15组成的全桥整流电路的负极连接，电容C10并联于三极管T1的发射极和集电极之间，电阻R7和电容C9的另一端与D12-D15组成的全桥整流的直流输出正极连接，继电器J线圈一端与D12-D15组成的全桥整流电路的直流输出正极连接，另一端与三极管T2的集电极相连接，二极管D11并联于继电器J线圈两端，继电器J的触点公共端连接于接插件J1的COM端，继电器J的触点的常开点连接于接插件J1的NO端，继电器J的触点的常闭点连接于接插件的NC端。

9、根据权利要求1或7所述的一种过电压保护装置，其特征在于所述的过热过流保护电路(1)和浪涌泄放电路(2)中直接焊接在PCB板上，其他电路焊接在另一块PCB板上。

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