CN87213886U

CN87213886U - 一种用电安全保护器

Info

Publication number: CN87213886U
Application number: CN 87213886
Authority: CN
Inventors: 姜林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1988-11-02

Abstract

主要用于民用住宅和试验台用电的集中安全保护装置。在用电电源过电压、受雷电压冲击，能立即导致相电压U0伏或U≤整定的保险电压值，在时间t＜0.02秒钟将电源切断；在人身触电及用电线路、设备漏电电流I≥0.33毫安，在时间(f为电源频率)该保护器送出的相电压U≈0伏，工频时t≤0.02秒钟将电源切断。

通过开关JK₁、JK₂的断开，能直观的识别出断电的原因。

用该保护器保护的线路、设备，可防止过载、过电压、或受雷电压冲击而击穿烧毁；可防止人身触电伤亡及漏电事故发生。

Description

该实用新型是一种为防止家用电器设备的用电电源过电压或受雷电压冲击发生击穿烧毁事故，防止其线路、设备漏电和人身触电伤亡事故发生的集中安全保护装置。

目前现有家用电器集中安全保护装置，是用带保险丝的刀闸开关和单极保险及自动空气开关，这些保护装置只能对家用电器用电过负荷或用电线路接地、短路起到保护，但对电源过电压保护作用不大。如：单极保险，虽然在电源过电压时，用电设备的电流加大，有时会导致保险丝熔断，但是绝大部分家用电器设备，由于保险丝在过电流熔断有一个较长的延迟时间，过电压的瞬间不能立即切断电源，从而在保护保险丝未有熔断之前，家用电器设备就被过电压击穿或由于过电压电流增大而烧毁。同时，保护保险丝在电源过电压时，虽然有时会熔断，但会给人们造成一种错觉，误认为是用电过负荷，重新装上保险丝再送电，从而造成电气设备击穿或烧毁。对于防止用电线路、无保护接地用电设备漏电和人身触电更起不到保护作用。刀闸、空气开关也是同样不能起到保护作用。

本实用新型的任务：一是为了在家用电器设备用电电源过电压或受雷电压冲击时，限制相间电压增高，并且加速切断电源和自动切断电源，防止击穿或烧毁其设备；二是为了在人身触电或在用电线路、设备源电的瞬间，将电源的相间电压降致约等于零伏，并加速切断电源和自动切断电源，防止人身触电伤亡和漏电事故发生；三是为了使人们能直观的识别出断电的原因。

本实用新型一种用电安全保护器（以下简称保护器），其特征是一种用于对家用电气线路、家用电器设备的集中安全保护装置，当用电电源过电压或受雷电压冲击时，击穿放电保险器〔1〕（以下简称击穿保险〔1〕）空隙被过电压击穿放电，电源相间短路，相间电压U→0伏或U≤整定的保险电压值、电流I→∞，电流继电开关的电流线圈J₁（以下简称J₁）在短路的电流作用下产生的强磁场，把带有用手复原和指示标志的电流继电指示开关JK₁（以下简称JK₁）自动断开，具有填料的总保险RS熔断器（以下简称RS）熔断，将电源在时间t＜0.02秒钟切断；当被保护器保护的线路、设备漏电电流I≥0.33毫安或人身触电时，配有电流恒流激磁和抗干扰晶体管线路的零序电流互感器CT（以下简称CT）的二次线圈送出电流触发脉冲，经过放大电路中的晶体三极管G₂（以下简称三极管G₂）放大，触发串在升压器PT（以下简称PT）一次低压线圈上的可控硅放大器G₁（以下简称可控硅G₁）导通、C₃放电，在PT二次高压线圈两端产生个高电压将用二只击穿保险组成的高压击穿弧光短路保险器〔2〕（以下简称高压击穿保险〔2〕）空隙击穿，电源相间短路，在时间t≤ 1/(f) （f为电源频率）相间电压U≈0伏、电流I→∞，RS在工频时t≤0.02秒钟熔断，电流继电开关的电流线圈J₂（以下简称J₂）在短路电流的作用下产生的强磁场，把带有用手复原和指示标志的电流继电指示开关JK₂（以下简称JK₂）随之断开，电源被切断；保护器在用电过负荷时，只有RS熔断，JK₁、JK₂不动作，送电时换上RS即可，如果是电源过电压或人身触电、用电线路漏电、用电线路接地或短路，送电时不但要换上RS，而且要分别用手按合JK₁或JK₂才能恢复有电，使人们直观的识别出断电的原因，该保护器由于具有上述的特性，从而可以达到用电安全保护目的的多种保护性能。

本实用新型的解决方案可进一步用以下附图进行说明。

附图是本实用新型用电安全保护器的工作原理接线图。

本图的RS是被保护线路、设备的总保险，它控制所用电源的火线相，它的前端与电源火线连接、后端装配着保护器的各部控制件，JK₂部件的后端送出线再连接用电设备的负荷电源线。RS后端的击穿保险〔1〕（其保险电压的整定值一般选在电源额定电压的1.14倍）有二个极，由于它一个极接在火线上，另一个极与J₁连接，J₁的另一端接在电源的零线上，J₁装配在JK₁上，组成了防止过电压击穿保护系统，当电源过电压或受雷电压冲击的U₂超过整定的保险电压值时，击穿保险〔1〕被击穿放电，相间短路，由于J₁的阻抗Z₁小于线路中的阻抗Z，同时两个阻抗之和（Z₁＋Z）→0欧，因此通过RS的瞬间电流I₂＝ (U2)/((Z1 + Z)) →∞，此时相间电压U→0或U≤整定的保险电压值，RS即在时间t＜0.02秒钟的瞬间熔断，也即在工频交流电的一个周期内断电（T＝ 1/(f) ＝ 1/50 ＝0.02sec）；电流I₂通过J₁产生的强磁场把JK₁断开，从而告诉人们是过电压断电。由电容C₁、C₂串接在电源的火线与零线的相间，组成了分压、抗干扰和无功补偿电路，C₂两端的交流电通过晶体整流二极管D₁、D₂整流，再经过限流电阻R向电容C₃充电，使C₃成为供给PT升压和可控硅G₁的触发控制电源；由一个极连接在J₂与CT的一次负荷线圈之间的火线上、一个极接在电源的零线上的高压击穿保险〔2〕，它的另外两个极分别接在PT二次高压线圈的两个输出端上，PT的一次低压线圈一端接在电容C₃的正电极上，另一端接在可控硅G₁阳极上，可控硅G₁的阴极接在共用零线上和三极管G₂、保护晶体二极管D₈、可控硅G₁控制极偏流电阻R₂、三极管G₃的集电极限流电阻R₃、可控硅G₁控制极抗干扰电容C₅、三极管G₂基极抗干扰电容C₆、串接在电源总保险RS后端火线上的J₂及JK₂，组成了人身触电和线路、设备漏电而加速降压和切断电源的保护系统，当人身触电和线路、设备漏电时，CT的二次线圈输给三极管G₂基极电流触发脉冲，脉冲经过三极管G₂放大，触发可控硅G₁导通，使C₃上的直流电压通过PT的一次低压线圈瞬时放电，放电电压在PT的二次高压线圈两端产生一个高电压击穿高压击穿保险〔2〕空隙，导致电源相间短路，由于电源零线阻抗Z₀小于J₂的阻抗Z₂和电源火线阻抗之和Z，而且阻抗（Z₀＋Z）→0欧，高压击穿保险〔2〕击穿短路时的电阻R≈0欧，因此通过RS的瞬间电流I＝ (U₂)/((Z₁+ Z)) →∞，在时间t≤ 1/(f) （f为电源频率）由保护器送出的相间电压U≈0伏，同时RS工频时t≤0.02秒钟熔断，切断了电源。电流I通过J₂产生的强磁场将JK₂断开，从而告诉人们是由于漏电或人身触电断电。做半波恒流激磁的晶体三极管G₈的集电极，由限流电阻R₁₁与CT一次线圈的火线输出端连接（接线端中的“※”符号表示同名端），它的发射极通过增大其输入电阻的R₈、限流电阻R₄和做半波整流的晶体二极管D₄连接于CT一次线圈零线的输入端，它的基极通过其限流电阻R₉与控制它的晶体三极管G₄的集电极、偏流电阻（可调电阻WR₂、电阻R₁₀）连接；G₄的发射极与R₄、R₈、分压电阻R₅连接，其基极通过它的限流电阻R₇接在C₇、C₈和分压电阻R₆、WR₁（可调电阻）的分压点上，该点分压值稳定G₄的工作点，电源电压增高或降低时，分压点的电位也相应的变化，通过R₇输给G₄基极的电流也随之增大或减少，变化的电流再通过G₄的集电极控制G₃，使G₃成为一只随着电压增高而增大、随着电压降低而减少的可变电阻，从而得到恒定的激磁电流；当停送电或电源中有干扰脉冲，脉冲电流通过电容C₇、C₈分别在R₆与WR₁和R₅与R₄之间产生一个正的脉冲电压，R₆与WR₁接点的脉冲电压加大了G₄的基极电流，使G₃基极电流下降，R₅与R₄接点的脉冲电压又提高了G₃发射极的电位，防止干扰脉冲使保护器误动作；激磁时电流在CT线圈中的滞后角，由C₈通过G₄放电的时间补充，从而保持了激磁电流的恒定。当保护器保护的线路和设备漏电或人身触电时，其电流与激磁电流相加，CT的二次线圈产生触发脉冲送给可控硅触发电路中G₂基极，组成保护器对人身触电和线路、设备漏电保护的触发脉冲信号源。

本实用新型的保护器，最适合安装在民用住宅和试验台上，民用住宅可以户或以房屋单元进行安装，经过该保护器所保护的线路和设备，可防止被电源过电压或雷冲击电压击穿烧毁和人身触电伤亡及漏电事故的发生，它的经济效益是无法计算地。保护器中的分压电容能补偿电源的功率因数，提高电的质量，节约能源。无功补偿的大小取决于电容器匹配大小的选择。

Claims

1、一种用电安全保护器，是由击穿保险器[1]、高压击穿弧光短路保险器[2]、具有填料的总保险RS熔断器、升压器PT、可控硅G₁、可控硅触发电路、零序电流互感器CT组成，其特征在于：

(1)所述击穿保险器[1]二个极，一个极接在总保险RS熔断器控制的电源火线上，另一个极连接着电流继电指示开关JK₁的电流线圈J₂，电流线圈J₁的另一端连接在电源零线上；

(2)所述高压击穿弧光短路保险器[2]，由二只击穿保险器组合而成，它有四个极，一个极连接在总保险RS熔断器控制的电流继电指示开关JK₂的电流线圈J₂与零序电流互感器CT一次负荷线圈连接的火线上，其它三个极分别与电源零线和升压器PT的高压线圈两个输出端连接，升压器PT的一次低压线圈，一端接在直流电源的电容C₃正电极上，另一端接在可控硅G₁的阳极上，可控硅G₁的阴极接在电容G₃的负电极上，即共地上，可控硅G₁的控制极接着晶体放大三极管G₂的发射极，三极管G₂基极接着零序电流互感器CT；

(3)串接在电源相间的分压电容C₁、C₂相连着晶体整流二极管D₁、D₂，D₂由充电限流电阻R相连于C₃，组成该保护器中供给升压器PT升压和可控硅G₁触发控制的直流电源。

2、根据权利要求1所述的保护器，其特征是保护器的零序电流互感器CT的一次二个负荷线圈之间，配有晶体三极管对零序电流互感器CT进行恒流激磁的控制电路，成为该保护器的人身触电和线路、设备漏电保护的可控硅G₁触发脉冲的信号源。