CN87212463U

CN87212463U - 多功能用电自动保护器

Info

Publication number: CN87212463U
Application number: CN 87212463
Authority: CN
Inventors: 魏全林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1988-07-20

Abstract

本实用新型是一种多功能用电自动保护器，特别适用于电气设备家用电器，漏电、过流、过压、短路、人畜触电自动切断电源安全保护，并解决了家用电器接地端接地问题。该用电自动保护器具有外壳底座、火线、零线输入、输出端、快速熔断器、指示灯、试验按钮、继电器，直接与交流电网连接，负载是用电器。电路过流保护、触电保护、过压保护、延时自起动电路均采用新颖的控制电路。优点是功能多、体积小、成本低、动作灵敏可靠。

Description

本实用新型是一种多功能用电自动保护器，特别适用于电气设备、家用电器、漏电、过流、过压、短路、人畜触电自动切断电源安全保护，並解决了家用电器接地端接地问题。

家庭用电保护器多为单功能，多功能用电自动保护器还未见，单功能的保护器已满足不了现用电器的保护需要，它虽然只有单功能但体积普遍较大，成本较高，线路也较复杂，一般不易制成全自动型的。

现常用的过流保护器，它是主回路电流通过绕在双金属片上的发热元件产生热量，使双金属片变形来控制，但这种过流保护器体积大造价高、灵敏度低，而要外加继电器，才能完成控制。此外还有一种过流保护器。它为迅速切断型也是采用双金属片是由U型非金属弹簧在双金属片受热弯曲时引起压缩，而使其跳跃式动作。但这种保护器不能自动复位，也不易频繁动作。

现市售的触电保护器或保安器都是采用了另序电压互感器，感应触电信号，再经过电子元件或集成电路放大处理带动继电器或脱扣器工作。此种类型保护器触电信号放大部分元器件较多，就是采用集成电路外围元件也比较多。这种类型的触电保护器或保安器都为被动型即要有触电电流才能动作，我们知道人体流过0.5mA电流时就有麻电感觉，30mA时人已出现痉挛现象，这时高空作业，有心脏病、儿童、老人就是时间很短也是危险的，此种保护器在用电器外壳带有220伏电时如没有对地电流保护器不会动作，这样在使用中会使用户产生恐惧感。

另外现家庭用电器都用三眼插头，为了防止用电器外壳漏电，其中接地端要求良好接地，但如何接地，还没有一种合理方便有效的方法。

本实用新型的任务是提供一种多功能用电自动保护器，当用电设备，家用电器过载、过流、过压、短路、漏电、或人畜触电时能自动切断电源，停止供电。待正常后能自动复位恢复供电，並能解决用电器外壳接地困难和三眼插头接地端接地问题。该用电自动保护器功能多，体积小、成本低、动作灵敏可靠，並有自动延时复位功能。

本实用新型具有外壳、底座、固定螺丝孔、火线进线端、火线输出端、零线进线端、零线输出端、快速熔断器、指示灯、试验按钮、继电器、直接与交流电网连接、负载是用电器、多功能用电自动保护器主要控制电路由下述几部分组成：（1）电源部分是经电容（C₁、C₂）降压后经二极管（D₂）、加在可控硅阳极。D₁为分流二极管。（2）过流保护电路中发热元件（L）靠在与可控硅（T₂）阳极和阴极反向连接的二极管（D₄）的管脚上，在过流时给可控硅（T₂）提供触发电流。（3）触电保护电路是可控硅（T₁）的触发极G通过零序电压互感器（H）的二次线圈与电容（C₇）正极相连接。在可控硅（T₁）的触发极和阳极间连接一只有极性电容（C₅）和二只反向並接的二极管（D₉、D₁₀）。（4）漏电保护电路是与用电器外壳连接的E点。连接有电阻（R₇）再通过二极管（D₇）与F点相接。过F点与C₇到另线。另外F点通过电阻（R₂）到可控硅（T₂）触发极。（5）过压保护电路由可控硅（T₂）阳极连接电阻（R₈）到接点M，通过分压电阻（R₉）到另线，M点再经过稳压二极管（DW₁）、二极管（D₈）到F点，通过电阻（R₂）到可控硅（T₂）触发极。（6）延时自起动电路由三极管（BG₂）的集电极与F点连接，发射极与另线连接、基极通过电阻（R₅、R₄）二极管（D₅）与火线连接，三极管（BG₁）的集电极与电阻（R₅、R₄）的连线相接，发射极与另线连接，基极通过电阻（R₃）与可控硅阳极连接。为了防止可控硅（T₁）误触发在可控硅（T₁、T₂）的阴极间串接一只电阻（R₁）。在可控硅（T₂）阴极通过电阻（R₆）到另线，可控硅（T₂）阴极再通过一只二极管（D₆）到F点，通过电容到另线，F点再通过电阻（R₂）到可控硅（T₂）触发极组成可控硅自保回路。可控硅（T₁、T₂）选用触发电流小的CR型可控硅。

使用时将多功能用电自动保护器输入端接入电源部分，输出端接入用电线路电源部分由电容（C₁、C₂）直接与220伏交流电网连接，通过电容（C₁、C₂）降压后得155伏电压，D₁为分流二极管，此电压经指示灯（ZD）继电器线圈加在可控硅阳极，155伏直流电压经电阻（R₃）到（BG₁）基极，使（BG₁）导通，使（C₄）处于充电起始状态。155伏直流电压经电阻（R₈）分压电阻（R₉）到另线，当出现电源电压过高时，稳压管（DW₁）导通，经过二极管（D₈）对电容（C₇）充电。然后经电阻（R₂）到可控硅（T₂）触发极。触发可控硅（T₂）导通，继电器（J）动作，常闭触点（J′）随之打开，切断用电器电源。

当用电器外壳漏电后，外壳与保护器E点连接，漏电压经电阻（R₇），整流二极管（D₇）对电容（C₇）充电，当充电电压达到可控硅（T₂）触发导电电压后，经电阻（R₂）到可控硅（T₂）触发极。触发可控硅（T₂）导通，继电器（J）动作，常闭触点（J′）随之打开切断用电器电源。本功能相当于用电器保护接地，它解决了家庭用电器和一些电器设备无法合理接地的问题。

当当用电器外壳带的是感应电，经电阻（R₇）限流，二极管整流后由电容（C₇）吸收，可控硅不触发，当有人畜触及火线后，有一对地电流。当对地电流超过30mA时，另序电压互感器的二次线圈感应出电压触发可控硅（T₁）导通。继电器（J）动作，带闭触点（J′）随之打开，在时间小于0.1秒以内切断用电器电源，以保护人畜安全。

当负载电流超过本保护器允许值时，靠在二极管（D₄）管脚上的发热元件（L）发热，二极管（D₄）温度也随之升高，根据二极管的特征二极管Pn结的反向饱和电流随温度升高呈指数增大的规律，触发可控硅（T₂）导通，继电器（J）动作，常闭触点（J′）随之打开，切断用电器电源。

短路保护，当负载发生短路时在火线输入端安装快速熔断器（RD）由于电流突然增大，短路电流达RD熔断值时，RD快速熔断器熔断切断电源，保护用电设备不被损坏。

自动复位、自保回路，在可控硅（T₁）或（T₂）导通后，加在可控硅阳极上电压经可控硅阴极到电阻（R₆）然后到另线。此时在电阻（R₆）上产生一电压，该电压经二极管（D₆）、电容（C₇）倍压整流后，电压经（R₂）电阻到可控硅（T₂）的触发极维持可控硅导通，当可控硅导通后，阳极电压从150伏下降为几伏，此时三极管（BG₁）关断，电源经二极管（D₅）电阻（R₄）对电容（C₄）充电，充到三极管（BG₂）导通，三极管（BG₄）导通后电容（C₇）电压泄放，可控硅（T₂）失去维持导通电压后截止，继电器（J）失去电流，继电器常闭接点（J′）闭合，恢复供电。

可控硅触发极和阴极间的二极管（D₉、D₁₀、D₁₁、D₁₂）为为可控硅触发极保护二极管，使可控硅阴极对触发极，触发极对阴极电压保持在0.7伏以下。AN为试验按钮与稳压二极管DW₁並联。

本发明适用于交流220伏各种用电设备中，如家用电器，移动电气设备、手动电气工具、工业机床、农用电动机械、农村家庭用电作触电、漏电、过流、过压、短路保护。其优点是功能多、体积小、成本低、动作灵敏可靠，並有自动延时复位之功能。触电、漏电、过流、过压、短路保护切断用电器电流时间小于0.1秒。延时复位时间调节（R₄）阻值可改变延时起动时间一般为5～6分钟。

以下将结合附图对本实用新型作详细描述。

图1是本实用新型线路图。

图2是本实用新型外观主视图。

图3是本实用新型外观俯视图。

图4是本实用新型外观侧视图。

图中：1、保护器外壳，2、保护器底座，3、4保护器固定螺丝孔，A火线进线端，A火线输出端，D零线进线端，O零线输出端E 漏电检测端，H 触电检测零序电压互感器，RD短路保护快速熔断器，ZD保护动作指示灯，AN试验按钮，DW₁过压保护用稳压二极管，J继电器，J′继电器常闭触点，L发热元件，C₁、C₂降压电容，C₃滤波电容，C₄延时启动电容，C₅触电保护可控硅T₁、G极滤波电容，C₆可控硅T₂、G极滤波电容，C₇自保倍压电容，R₃、R₄、R₅自启动限流电阻，R₁防止T₁误触发电阻，R₂、T₂触发极限流电阻，R₆保护动作后保持T导通的升压电阻，R₇与用电器外壳连接的限流电阻，R₈、R₉过压保护降压分压电阻，T₁触电保护用可控硅，T₂漏电、过压、过流、自动延时复位用可控硅，D₁分流二极管，D₂整流二极管，D₃保护二极管，D₄过流保护用二极管，D₅延时自动复位整流二极管，D₆可控硅导通后倍压自保用二极管，D₇漏电检测整流二极管，D₈过压保护整流二极管，D₉、D₁₀、D₁₁、D₁₂、可控硅（T₁、T₂）G极保护二极管。

参照图1保护器线路中火线经电容（C₁、C₂）降压，整流元件（D₂）分流二极管（D₁）经指示灯（ZD）继电器（J）和反向並接二极管（D₄）与二只可控硅（T₁、T₂）阳极相连接。在可控硅（T₂）控制极（G）与阴极（C）间接一只电容（C₆）二极管（D₁₁、D₁₂）。可控硅（T₁）控制极G经零序电压互感器（H）二次线圈到F点，可控硅（T₁）控制极G与阴极间接一只电容（C₅），二只二极管（D₉、D₁₀）。在可控硅（T₁、T₂）阴极间连接一只电阻（R₁）。可控硅（T₂）的阴极经电阻（R₆）与零线连接。在可控硅（T₂）与电阻（R₆）连线中接一只二极管（D₆）。经F点通过电容（C₇）与零线连接。F点经二极管（D₇）电阻（R₇）到E点。F点在经过电阻（R₂）与可控硅（T₂）的触发极G相连接。在可控硅（T₂）阳极和阴极间反向並接一只二极管（D₄），可控硅阳极通过一只电阻（R₈）到M点，M点通过稳压二极管（DW₁），二极管（D₈）与F点相连接。M点经电阻（R₉）与零线连接。三极管（BG_1，2）的e极与零线连接。火线通过二极管（D₅）电阻（R₄、R₅）与三极管（BG₂）基极b连接，可控硅阳极通过电阻（R₃）与三极管（BG₁）基极b连接。R₄电阻经三极管（BG₁）到零线。发热元件（L）靠在二极管（D₄）的管脚上。电容（C₄）与（BG₁）三极管c、e两极连接。火线（A）经熔断器（RD）另序电压互感器一次线圈，继电器（J）的常触触点（J′）到用电器，零线O，经另序电压互感器一次线圈，发热元件（L）到用电器。

Claims

1、一种具有外壳(1)、底座(2)、固定螺丝孔(3、4)、火线进线端(A)、火线输出端(A′)、零线进线端(O)、零线输出端(O′)、快速熔断器(RD)、指示灯(ZD)、试验按钮(AN)继电器(J)，直接与交流电网连接、负载是用电器的多功能用电自动保护器。其特征是：

(1)电源部分是经电容(C₁、C₂)降压后经二极管(D₂)指示灯(ZD)、继电器(J)加在可控硅阳极，D₁为分流二极管；

(2)过流保护电器路发热元件(L)靠在与可控硅(T₂)阳极和阴极反向连接的二极管(D₄)的管脚上。在过流时电流经二极管(D₄)给可控硅(T₂)提供触发电流。

(3)触电保护电路是可控硅(T₁)的触发极G通过零序电压互感器(H)的二次线圈与电容(C₇)正极相连接。在可控硅(T₁)的触发极和阴极间连接一只有极性电容(C₅)和二只反向並接的二极管(D₉、D₁₀)；

(4)漏电保护电路是与用电器外壳连接的E点接有电阻(R₇)再通过二极管(D₇)与F点相接。通过F点与(C₇)到另线；另外F点通过电阻(R₂)到可控硅(T₂)触发极。

(5)过压保护电路由可控硅(T₂)阳极连接电阻(R₈)到接点G经过分压电阻(R₉)到另线。G点再经过稳压二极管(DW₁)、二极管(D₈)到F点。通过电阻(R₂)到可控硅(T₂)触发极。

(6)延时自起动电路由三极管(BG₂)的集电极与F点连接。发射极与另线连接。基极通过电阻(R₅、R₄)，二极管(D₅)与火线连接。三极管(BG₁)的集电集与电阻(R₄、R₅)的连线相接发射极与另线连接。基极通过电阻(R₃)与可控硅阳极连接。

(7)在可控硅(T₁、T₂)的阴极间串接一只电阻(R₁)以防止可控硅(T₁)误触发；

(8)在可控硅(T₂)阴极通过电阻(R₆)到另线。可控硅(T₂)阴极还通过二极管(D₆)到F点经电容(C₇)到另线。F点再通过电阻(R₂)到可控硅(T₂)触发极组成可控硅自保回路。

2、根据权利要求1所述的多功能用电自动保护器，其特征是可控硅（T₁、T₂）选用CR型。