专利名称：一种短路保护自动开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属于交流供电线路上使用的开关，具体涉及一种具有短路保护功能的自动开关。
公知并广泛应用于交流供电线路上的空气自动开关，在线路上出现短路故障时，短路电流使热继电器动作或者电磁线圈吸合，空气开关自动跳闸，从而切断电路，实现短路保护。在短路故障消除后，空气自动开关不能自动复位，必须手动操作重新合闸，不仅给操作人员带来麻烦，而且影响用户的及时用电。
本实用新型的目的是克服上述已有技术的缺点，提供一种在供电线路出现短路故障时能够自动延时试送电的自动开关。
本实用新型技术方案是这样实现的在自动开关壳体上部设置相线引入端N、零线引入端L、下部设置相线引出端N1和零线引出端L1，自动开关壳体内装有直流稳压电源和电子线路，其特点是在相线引入端N和相线引出端N1之间依次串接零序互感器B1的初级线圈、供电电阻R1和继电器J1的常闭触头J1k-1；零序互感器B1次级线圈一端接地，另一端与整流二极管D1正向连接，经隔离电阻R2通向并联的两个可调电阻W1、W2，然后分别通向集成电路IC1即双时基集成电路NE556的6脚、2脚，在整流二极管D1和隔离电阻R2之间连接着电解电容C1的正极，负极接地；在供电电阻R1和继电器J1的常闭触头J1k-1之间的引出线上，整流二极管D2正向连接，经隔离电阻R3通向并联的两个可调电阻W3、W4，然后分别通向双时基集成电路NE556的8脚、12脚，在整流二极管D2和隔离电阻R3之间连接着电解电容C5的正极，负极接地，在隔离电阻R3和可调电阻W3、W4之间连接着电解电容C4的正极，负极接地，交流回路电容C8一端接零线，另一端接地；双时基集成电路NE556的4脚、14脚、10脚接直流电源的正极，7脚接地，3脚、11脚分别连接电解电容C2、C3的正极，负极接地，5脚、9脚分别与输出二极管D3、D4正向连接，并联后通过隔离电阻R4通向集成电路IC2即十进制记数译码器CD4017的14脚；十进制计数译码器CD4017的16脚接直流电源的正极，13脚接地，在输出端的10个脚当中，依照出现高电平的先后分别正向连接数只输出二极管，然后并联组成或门，经隔离电阻R5通向三极管BG1的基极，BG1的发射极接三极管BG2的基极，BG2发射极接地，BG1、BG2的集电极并联后通向继电器J1,J1的另一端接直流电源正极，J1的两端反向并联阻尼二极管D9。另外，在十进制记数译码器CD4017输出端其中一个脚上，正向连接输出二极管D8，经隔离电阻R6通向三极管BG3的基极，BG3的发射极接三极管BG4的基极，BG4的发射极接地，BG3、BG4的集电极并联后通向继电器J2,J2的另一端接直流电源正极，J2两端反向并联阻尼二极管D10，在BG3、BG4集电极和J2之间的引出线上串接着J2的常开触头J2k-1和手动开关K,K的另一端接地，在三极管BG1、BG2的集电极和继电器J1之间的引出线上，连接继电器J2的常开触头J2k-2后接地。
本实用新型采用双时基集成电路，对短路取样信号和供电取样信号进行脉冲整形延时处理，由十进制记数译码器、二极管或门、三极管复合放大器、继电器等组成的记数译码执行电路实现连续自动试送电，直至短路故障消除，也可实现数次自动试送电后切断供电线路。
以下结合附图及实施例详述本实用新型。
图1是本实用新型线路结构示意图。
图2是本实用新型外部连接示意图。
在相线引入端N至相线引出端N1之间依次串接着零序互感器B1的初级(5匝)、供电电阻R1(0.05欧姆)和继电器J1的常闭触头J1k-1，从而建立起短路取样点、供电取样点和短路保护线路切断点。直流稳压电源的变压器B2的初级接交流220伏，B2的次级输出经二极管D11～D14组成的桥式全波整流，反向接地，正向接集成电路IC3即三端稳压器AN7812，经电解电容C6(470微法)、C7(1微法)两次滤波后输出，为自动开关提供直流12伏工作电源。零序互感器B1的次级(50匝)一端接地，另一端与整流二极管D1(IN4001)正向连接，经隔离电阻R2(1千欧姆)通向并联的两个可调电阻W1、W2(22千欧姆)后分别输出到集成电路IC1即双时基集成电路NE556的6脚、2脚，在D1和R2之间连接着电解电容C1(0.2微法)的正极，负极接地，从而构成短路取样电路，为NE556提供电压信号。在供电电阻R1和继电器常闭触头J1k-1之间的引出线上，整流二极管D2(IN4007)正向连接，经隔离电阻R3(20千欧姆)通向并联的两个可调电阻W3、W4(470千欧姆)后分别通向双时基集成电路NE556的8脚、12脚，D2和R3之间连接电解电容C5(10微法)的正极，负极接地，在R3和W3、W4之间连接电解电容C4(1微法)的正极，负极接地，形成兀形滤波，电容C8(47微法)一端接零线，另一端接地，建立交流回路，从而构成供电取样电路，为NE556提供电压信号。双时基集成电路NE556的4脚、14脚、10脚接直流电源正极，7脚接地，3脚、11脚分别连接电解电容C2(10微法)、C3(10微法)的正极后接地，5脚、9脚分别与输出二极管D3、D4(IN4018)正向连接，并联后经隔离电阻R4(2千欧姆)通向集成电路IC2即十进制记数译码器CD4017的14脚，从而构成脉冲整形延时电路。十进制记数译码器CD4017的16脚接直流电源正极，13脚接地，在输出端的10个脚即3、2、4、7、10、1、5、6、9、11当中，依照先后次序，分别正向连接数只输出二极管，并联后组成或门，最少可连接一只输出二极管，最多可连接10只输出二极管，最好不超过9只，图中所示的3脚、4脚、10脚分别与D5至D7(IN4018)正向连接后并联，经隔离电阻R5(10千欧姆)通向三极管(9014)复合放大器中BG1的基极，BG1发射极与BG2基极相连，BG2发射极接地，BG1和BG2的集电极并联后与继电器J1(JRX13F)一端相连，其另一端接直流电源正极，同时接有继电器J1的常开触头J1k-2，然后接并联的电铃DL和信号灯XD后接地，在J1的两端反向并联阻尼二极管D9(IN4001)，从而在记数译码执行电路中实现连续试送电功能。另外在CD4017输出端的一个脚上，图中为5脚正向连接输出二极管D9(IN4018)，经隔离电阻R6(10千欧姆)通向三极管(9014)复合放大器中BG3的基极，BG3的发射极接BG4的基极，BG4发射极接地，BG3、BG4的集电极并联后接继电器J2的一端，J2的另一端接直流电源正极，在J1的两端反向并联着阻尼二极管D10(IN4001)，在BG3、BG4集电极和J2之间的引出线上，串接J2的常开触头J2k-1和手动开关K后接地，J2的常开触头J2k-2一端连接在J1和BG1、BG2集电极之间，另一端接地，从而在记数译码执行电路中实现试送电闭锁功能。自动开关外接220伏交流电源，分别与相线引入端N和零线引入端L连接，通过相线引出端N1和零线引出端L1向负载供电。上述实施例额定工作电流为3～5安培。
工作过程如下当负载端供电线路出现短路故障时，零序互感器B1次级产生感应电压，短路取样电路将断续直流电压输出到双时基集成电路NE556的6脚、2脚，通过脉冲整形延时，一串高电平经D3、D4送入十进制计数译码器CD4017，并开始计数译码，依次由3脚、4脚、10脚输出高电平，经D5、D6、D7组成的或门，然后经R5，高电平使BG1、BG2饱和导通，继电器J1动作，其常闭触头J1k-1打开，切断供电线路，同时常开触头J1k-2闭合，灯亮铃响。当供电线路断开后，短路电流消失，双时基集成电路、十进制记数译码器及三极管BG1均为低电平，继电器J1失电，其常闭触头复位，对供电线路实施试送电，试送电时间≤1秒，间隔时间长于试送电时间，如20秒，其长短由电容C2、C3来调整，若短路故障未消除，则高电平信号从CD4017的3脚、4脚、10脚、5脚依次输出，实施连续试送电，直到短路故障消除，线路恢复送电。当高电平经5脚、D8、R6到达BG3基极时，三极管BG3、BG4饱和导通，继电器J2动作，这时有两种工作状态1、手动开关K断开，继电器J2的常开触头J2k-2闭合，继电器J1动作，自动开关处于循环试送电状态，直至短路故障消除。
2、手动开关K接通，继电器J2的常开触头J2k-1闭合，使J2自保持，常开触头J2k-2长期闭合导至继电器J1长期工作，自动开关闭锁，使供电线路一直断开，并长时间发出声、光提示信号。
自动开关设置的供电取样电路为辅助回路，在供电线路正常状态时，短路取样电路不工作，处于待命状态，供电取样电路也调整到额定供电电流状态，这时双时基集成电路的5脚、9脚输出电平持平。采用双路取样可提高电路可靠性，防止误动作。
本实用新型线路设计合理，工作性能可靠，可以设计多种规格的产品，加工制造方便，有较高的推广使用价值。
权利要求1.一种短路保护自动开关，自动开关壳体上部设置相线引入端N和零线引入端L，下部设置相线引出端N1和零线引出端L1，自动开关壳体内装有直流稳压电源和电子线路，其特征在于在相线引入端N和相线引出端N1之间依次串接零序互感器B1的初级线圈，供电电阻R1和继电器J1的常闭触头J1k-1；零序互感器B1的次级线圈一端接地，另一端与整流二极管D1正向连接，经隔离电阻R2通向并联的两个可调电阻W1、W2，然后分别通向双时基集成电路NE556的6脚、2脚，在整流二极管D1和隔离电阻R2之间连接着电解电容C1的正极，负极接地；在供电电阻R1和继电器J1的常闭触头J1k-1之间的引出线上，整流二极管D2正向连接，经隔离电阻R3通向并联的两个可调电阻W3、W4，然后分别通向双时基集成电路NE556的8脚、12脚，在整流二极管D2和隔离电阻R3之间连接着电解电容C5的正极，负极接地，在隔离电阻R3和可调电阻W3、W4之间连接着电解电容C4的正极，负极接地，交流回路电容C8一端接零线，另一端接地；双时基集成电路NE556的的4脚、14脚、10脚接直流电源正极，7脚接地，3脚、11脚分别连接电解电容C2、C3的正极，负极接地，5脚、9脚分别与输出二极管D3、D4正向连接，并联后通过隔离电阻R4通向十进制记数译码器CD4017的14脚；十进制记数译码器CD4017的16脚接电源正极，13脚接地，在输出端的10个脚当中，依照出现高电平的先后，分别正向连接数只输出二极管，然后并联组成或门，经隔离电阻R5通向三极管BG1的基极，BG1的发射极接三极管BG2的基极，BG2发射极接地，BG1、BG2的集电极并联后通向继电器J1,J1的另一端接直流电源正极，J1的两端反向并联阻尼二极管D9。
2.根据权利要求1所述的一种短路保护自动开关，其特征在于在十进制记数译码器CD4017输出端连接的二极管或门电路中，输出二极管为2至9只。
3.根据权利要求1或2所述的一种短路保护自动开关，其特征在于在十进制记数译码器CD4017输出端其中一个脚上，正向连接输出二极管D8，经隔离电阻R6通向三极管BG3的基极，BG3的发射极接三极管BG4的基极，BG4发射极接地，BG3、BG4的集电极并联后通向继电器J2,J2的另一端接直流电源正极，J2两端反向并联阻尼二极管D10，在BG3、BG4集电极和J2之间的引出线上串接着J2的常开触头J2k-1和手动开关K,K的另一端接地，在三极管BG1、BG2的集电极和继电器J1之间的引出线上，连接继电器J2的常开触头J2k-2后接地。
4.根据权利要求1或2所述的一种短路保护自动开关，其特征在于继电器J1的常开触头J1k-2一端接直流电源正极，另一端接并联的电铃DL和信号灯XD后接地。
专利摘要本实用新型公开了一种短路保护自动开关,在供电线路出现短路故障时,短路取样电路和供电取样电路将电压信号输入双时基集成电路NE556,经脉冲整形延时,通向由十进制记数译码器CD4017、二极管或门、三极管复合放大器、继电器等组成的记数译码执行电路,实现连续自动试送电或数次试送电后切断负载供电线路,解决了在短路故障消除时现有自动开关不能自动复位的问题,减少了操作上的麻烦,使用户能够及时用电。
文档编号H01H83/20GK2349715SQ9822270
公开日1999年11月17日 申请日期1998年10月20日 优先权日1998年10月20日
发明者王德顺, 孙继栋, 李运坤 申请人:王德顺