专利名称：供电线路及装置过热检测保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种保护器，特别是一种供电线路及装置过热检测保护器。
电是人类的一大发明，电促进人类社会迅猛发展，电给人类带来文明、光明及温暖，电更是一切科技发展的基础，现在很难想象，如果没有电，我们会怎样!然而，有时电亦会给人类带来灾难。据报道，地球上所有的火灾中三分之一都与电有关，它所造成的损害简直无法估计。正因为如此，人类自发明电以后，就不断探索电引起火灾的种种原因，也采取不少的保护措施，如在供电系统中加入过电压保护、欠电压保护、过流保护、断相保护等等。但是，事实是残酷的，上述种种措施并未有力地杜绝用电而引起的火灾的问题。
下面是几种典型的容易引起火灾的非正常使用供电情况1、供电系统被电阻RS为零的短路线所短路。
2、供电系统被电阻RS不为零短路线所短路(即存在漏电现象)。
3、供电系统由于线与线之间，线与开关之间，线与插座之间，插座与用电器插头之间存在接触电阻RN。
4、此种情况是上述三种情况的综合，即供电系统既存在接触电阻，又存在短路现象，短路电阻可以为零，亦可以不为零(如
图1所示)。
上述四种情况，除第一种情况(短路线为零的短路状态)会引起过流外，其余三种则不一定引起过流。
下面以第四种综合情况为例，并假设线路电阻RL=4Ω接触电阻RN=20Ω短路电阻RS=20Ω用电器电阻RU=48.4Ω(对应额定电压为220V，额定功率为1000W的用电器)
供电电压V=220V额定电流Imax=10A可计得，线路总电流I=V/(RL+RN+RS∥RU)=220/(4+20+20∥48.4)=220/(24+14.2)=220/38.2=5.76(A)线路总电流I小于Imax(10A)，故不会引起过流。继而进一步计得线路电阻消耗的功率=133瓦接触电阻消耗的功率=665瓦短路电阻消耗的功率=334瓦用电器电阻消耗的功率=138瓦近1000瓦(665瓦+334瓦)的电能消耗在接触电阻及短路电阻上(而线路电阻及用电器电阻仅得271瓦)。这样大的功率，足可以引起线路发热而导致火灾，可以看到，线路存有接触电阻及漏电、或短路，但并不一定会引起过流。通常情况下，线路都装有“过流保护”装置，如果“过流保护”可靠，“过流状态”引起火灾的可能性反而较少，而对于“非过流状态”，“过流保护”则无能为力，因此，“非过流状态”引起火灾的危险性更大。这就是电引起火灾的根本原因。
导致“非过流状态”的原因是接触电阻及短路(短路电阻为零或不为零，漏电实际上是短路电阻不为零的短路)，用电系统安装经过一段或较长时间后，由于电线塑料老化，接插件的机械强度变坏，及人为的原因等等，接触电阻及短路、漏电现象时会发生，而目前对供电系统的“非过流状态”检测较为困难。但常识告诉我们，最终引起“电火灾”是电流的“热效应”，只要我们能用简单而可靠的办法，检测到供电系统各处(包括导线，开关、插头、插座等等)的温度情况，只要有一处出现过热，就立即进行保护－关闭供电电源，从而避免“电火灾”的产生。
本实用新型的目的在于提供一种能对整个供电系统进行过热检测，从而避免因用电而引起火灾的供电线路及装置过热检测保护器。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到本实用新型由感温供电导线、感温检测器件、微电脑保护线路组成，感温检测器件感应到的温度信号通过感温供电导线送到微电脑保护线路，由微电脑保护线路对检测到的温度参数进行判断，控制供电电源的通断。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到感温供电导线包括供电导线、一对双绞线、感器元件、塑料外层，一对双绞线与供电导线并列布置，在双绞线上相隔一定距离并联有感温元件，塑料外层包裹于最外层。感温检测器件包括感温开关、感温插座，在感温开关的金属片上绝缘地附着感温元件，在感温插座的金属片上绝缘地附着感温元件，并都与双绞线相连。微电脑保护线路包括单片机控制电路、输出控制电路、光电耦合电路、看门狗电路、数模转换电路、监控中心PC机联网电路、PC端接口电路，模数转换电路与单片机控制电路相连，单片机控制电路与输出控制电路及监控中心PC联网电路相连，输出控制线路与光电耦合电路相连，光电耦合电路与供电线路相连。保护器数模转换电路中集成电路U2的IN0～IN7端分别与八路模拟温度检测通道L0～L7相连，U2的DB0～DB7端分别与单片机控制电路中集成电路U1的P00～P07端相连，U1的P10～P17端分别与输出控制电路中集成电路U7的A0～A7端，以及监控中心PC机联网电路中集成电路U6的A0～A7端相连，发光二极管L0～L7串联在集成电路U7的B0～B7端与光电耦合器D0～D7之间。
图1为现有技术中容易引起火灾的线路原理图；图2为本实用新型的原理方框图；图3为感温供电导线的结构示意图；图4为感温开关的结构示意图；图5为感温插座的结构示意图6为微电脑保护线路的原理方框图；图7～图9为微电脑保护线路的电原理图。
本实用新型下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图2，本实用新型由感温供电导线1、感温检测器件2、微电脑保护线路3等构成。感温检测器件1感应到的温度信号通过感温供电导线2送到微电脑保护线路3，由微电脑保护线路3对检测到的温度参数进行判断，如发现过热，则关断供电电源4。
微电脑保护线路3备有串行通讯线，可将多个保护线路联成一个大的监控中心，监控中心设置一台专用PC机集中监测各路供电小系统的温度情况以及各路保护线路的工作情况，还可以与消防系统联网，特别适用于大楼、企业、宾馆、生活住宅小区集中监控。
参照图3，感温供电导线1包括供电导线1-1、一对双绞线1-2、感温元件1-3、塑料外层1-4。在一般供电导线1-1的基础上，增加一对双绞线1-2，在双绞线1-2上相隔一定距离并联有感温元件1-3，双绞线1-2及感温元件1-3紧靠近供电导线1-1，但与供电导线1-1绝缘，塑料外层1-4包裹在其外部。感温元件1-3可采用半导体感温器件。
参照图4、图5，感温检测器件2包括感温开关2-1、感温插座2-2。在感温开关2-1的金属片2-1a上绝缘地附着半导体感温元件2-1b，在感温插座2-2的金属片2-2a上绝缘地附着半导体感温元件2-2b，并都与双绞线1-2相连。
参照图6，微电脑保护线路3包括单片机控制电路3-1、输出控制电路3-2、光电耦合电路3-3、看门狗电路3-4、数模转换电路3-5、监控中心PC机联网电路3-6、PC端接口电路3-7等。
参照图7、图8，集成电路U1是单片机，U5是带E2PROM的“看门狗”集成电路，防止单片机“死机”。
U2是带八路切换及放大器的八位模数转换器，在单片机的控制下以扫描方式读取八路模拟温度参数，并转换为数字量，送给单片机处理。
A,B,C为地址线，用于对模拟通道L0-L7选择，DB0-DB7为数据输出，CLK为转换器时钟，由单片机给出，CS,WR,ST,EO,EN为模数转换器辅助线，RER(+)、REF(-)为转换器正、负基准电压，VDD、VEE为内部运算放大器工作电源。
R11、R12、R13、R14、R15、VR1为内部运算放大器的外接元件，当XCH=0(接地时)，选择运算放大器为负端输入。
I+,I-外接VR2，作为电流偏置送至L0-L7。
VCC是芯片供电脚，GND为数字地，AGND为模拟地。
U2的数据线DB0-DB7与单片机P0口相连，辅助线及地址线与PI口相连。单片机在软件支持下，对八路温度信号进行轮流检测，如发现某路超温，则通过单片机PI口将控制信号送给U7，并通过光电耦合器O0-O7关闭某路的供电。并且，ARM发光二极管闪动，蜂鸣器BELL会产生报警声音。
L0-L7串联在U7与光电耦合器O0-O7之间，可观察供电情况。
LED发光二极管显示单片机工作状态，正常时，会闪动发亮。
U6,U3A,U4A,ADD及SIO组成与监控中心PC机联网电路。
ADD通过U6与单片机PI口相接，作为联网时的分机地址。
U3A输入与单片机TXD相连，U4A输出与单片机RXD相连组成单端变双端串行口，并通过SIO5芯插座与PC机联网。
当某电路出现超温及断电，如故障排除后，按动S2，则保护器复位，八路供电全部接通。
V1,V2,V3,B1,T1及外围电路组成保护器电源电路，供出+5V,+9V,-9V电压。
由于U6,U7的A0-A7与PI口相连，两者只能选通一个，故用U3C作反相器，OEADD线=0时选通U6,OEADD线=1时选通U7。
保护器开机初始化时，置OEADD线=0，读入ADD(分机地址编码)，正常运行时，置OEADD线=1，选通U7，用于控制供电。
图9为PC端接口电路。
电路为单片机系统，U8是单片机，U9是“看门狗”IC。
DBSIO与所有分机串行口相连。
PCSIO与PC机串行口相连，U10C是单变双，U11C是双变单电路，U10C输入线与单片机TXD相连，而U11C输出线与单片机RXD相连，U10C，U11C使能端与单片机T0相连，组成单片机与分机的串行通讯电路。
U10B输入与单片机TXD相连。U11A输出与单片机RXD相连。
U10B与U11B及U10A与U11A组成单变双，双变单电路，它们的使能端与单片机T1相连，U11B,U10A通过232接口电路(U12TCL232)并通过PCSIO与PC机串行口相连。组成单片机与PC机的串行通讯电路。
单片机工作时，通过T0,T1交替扫描分机及PC机串行口，完成分机到PC机的数据交换。
V4,B2,T2及外围电路为系统的供电电路。
L2指示单片机的工作状态。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1、用简单而可靠的手段，检测到供电线路及装置各处(包括导线、开关、插头、插座等等)的温度情况，只要有一处出现过热，就立即断开供电电源，从而避免用电引起火灾。
2、设计巧妙，线路合理，结构简单，安全实用，性能可靠，特别适用于大楼、企业、宾馆、生活住宅小区等。
权利要求1.一种供电线路及装置过热检测保护器，其特征在于由感温供电导线(1)、感温检测器件(2)、微电脑保护线路(3)组成，感温检测器件(2)感应到的温度信号通过感温供电导线(1)送到微电脑保护线路(3)，由微电脑保护线路(3)对检测到的温度参数进行判断，控制供电电源(4)的通断。
2.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于感温供电导线(1)包括供电导线(1-1)、一对双绞线(1-2)、感器元件(1-3)、塑料外层(1-4)，一对双绞线(1-2)与供电导线(1-1)并列布置，在双绞线(1-2)上相隔一定距离并联有感温元件(1-3)，塑料外层(1-4)包裹于最外层。
3.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于感温检测器件(2)包括感温开关(2-1)、感温插座(2-2)，在感温开关(2-1)的金属片(2-1a)上绝缘地附着感温元件(2-1b) 在感温插座(2-2)的金属片(2-2a)上绝缘地附着感温元件(2-2b)，并都与双绞线(1-2)相连。
4.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于微电脑保护线路(3)包括单片机控制电路(3-1)、输出控制电路(3-2)、光电耦合电路(3-3)、看门狗电路(3-4)、数模转换电路(3-5)、监控中心PC机联网电路(3-6)、PC端接口电路(3-7)，模数转换电路(3-5)与单片机控制电路(3-1)相连，单片机控制电路(3-1)与输出控制电路(3-2)及监控中心PC联网电路(3-6)相连，输出控制线路(3-2)与光电耦合电路(3-3)相连，光电耦合电路(3-3)与供电线路(3-8)相连。
5.根据权利要求4所述的保护器，其特征在于数模转换电路(3-5)中集成电路U2的IN0～IN7端分别与八路模拟温度检测通道L0～L7相连，U2的DB0～DB7端分别与单片机控制电路(3-1)中集成电路U1的P00～P07端相连，U1的P10～P17端分别与输出控制电路(3-2)中集成电路U7的A0～A7端，以及监控中心PC机联网电路(3-6)中集成电路U6的A0～A7端相连，发光二极管L0～L7串联在集成电路U7的B0～B7端与光电耦合器D0～D7之间。
专利摘要一种供电线路及装置过热检测保护器,其特征在于:由感温供电导线、感温检测器件、微电脑保护线路组成,感温检测器件感应到的温度信号通过感温供电导线送到微电脑保护线路,由微电脑保护线路对检测到的温度参数进行判断,控制供电电源的通断。本实用新型用简单而可靠的手段,检测到供电线路及装置各处(包括导线、开关、插头、插座等等)的温度情况,只要有一处出现过热,就立即断开供电电源,从而避免用电引起火灾。设计巧妙,线路合理,结构简单,安全实用,性能可靠,特别适用于大楼、企业、宾馆、生活住宅小区等。
文档编号H02H5/04GK2438253SQ0023781
公开日2001年7月4日 申请日期2000年8月2日 优先权日2000年8月2日
发明者方炳钧 申请人:方炳钧