专利名称：短路切除装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种短路切除装置。
背景技术：
现有的轨道电路上使用的短路切除装置，是在相应的轨道电路的输出支路上安装 为该支路额定电流值1. 5倍的断路器来进行短路保护。请参阅图1所示，轨道I、轨道II、 轨道III三个支路输出的空气断路器QF1、QF2、QF3，同时并联在模块输出的AC220V 25HZ 电源上，当三个支路中的任意一个支路出现过流或者短路故障时，相应支路上的空气断路 器由于长时间处于过流或短路状态，就会自动跳下，将故障支路切除。上述现有的短路切除装置，是采用结构简单的检测电路来进行故障的切除，但是 当故障解除后，需要人工重合断路器才能恢复该支路的正常供电。由此可见，上述现有的短路切除装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷， 而亟待加以进一步改进。如何能创设一种在电源多路输出时，当其中任意支路出现过流或 短路故障，可自动切断该故障支路，同时保护其他支路正常工作，并可在故障解除时自动恢 复上述被切断支路正常工作的新型的短路切除装置，实属当前业界极需改进的目标。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种短路切除装置，使其在电源多路输出 时，当其中任意支路出现过流或短路故障，可自动切断该故障支路，同时保护其他支路正常 工作，并可在故障解除时自动恢复上述被切断支路正常工作，从而克服现有的短路切除装 置的不足。为解决上述技术问题，本实用新型一种短路切除装置，主要包括电压传感器T3、电 流传感器T4、运算放大器U4A、U4B、U5A、U5B以及继电器或接触器，其中电压传感器T3对 支路电压采样；电流传感器T4对支路电流采样；运算放大器U4A的两个输入脚均与电压 传感器T3连接，输出脚与运算放大器U5B连接；运算放大器TOB的一个输入脚连接电压传 感器T3和运算放大器U4A，另一个输入脚连接基准电压VREF2，输出脚与运算放大器U5A 连接；运算放大器U4B的一个输入脚与电流传感器T4连接，另一个输入脚连接基准电压 VREF1，输出脚与运算放大器U5A连接；运算放大器U5A的一个输入脚连接运算放大器TOB 和U4B，另一个输入脚连接基准电压VREF，输出脚与继电器或接触器连接。作为本实用新型的一种改进，所述的电流传感器T4与运算放大器U4B之间还连接 有全波整流器。所述的全波整流器主要由4个并接的二极管组成。采用这样的结构后，本实用新型应用在单电源多路输出电路中，利用简单的传感 器采样和控制电路对每一路输出电流大小进行采样检测，并进行控制，在其中任意支路出 现过流或者短路故障的情况时，对其进行切断保护，同时保护其他支路的正常工作，并可在 故障解除时自动恢复被切断支路的正常工作，更适于广泛推广使用。
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手 段，
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。图1是现有短路切除装置的电路连接示意图。图2是本实用新型短路切除装置的电路组成示意图。
具体实施方式
请参阅图2所示，本实用新型短路切除装置，主要包括电压传感器T3、电流传感器 T4、运算放大器U4A、U4B、U5A、U5B以及继电器或接触器K3。其中，电压传感器T3对支路电压采样。电流传感器T4对支路电流采样。运算放大器U4A的两个输入脚均与电压传感器T3连接，输出脚与运算放大器U5B 连接。运算放大器TOB的一个输入脚连接电压传感器T3和运算放大器U4A，另一个输入 脚连接基准电压VREF2，输出脚与运算放大器U5A连接。运算放大器U4B的一个输入脚与电流传感器T4连接，一个输入脚连接基准电压 VREFl，输出脚与运算放大器U5A连接。较佳的，在电流传感器T4与运算放大器U4B之间， 还连接有由4个并接的二极管D20、D21、D22、D23组成的全波整流器。运算放大器U5A的一个输入脚连接运算放大器U5B和U4B，另一个输入脚连接基准 电压VREF，输出脚与继电器或接触器连接。上述基准电压VREF、VREFl、VREF2以及整个装置的供电电压VCC，均可根据具体的 使用情况预设相应的值。本实用新型的传感器采样电路使用了电压传感器T3和电流传感器T4各一个，分 别对该支路的输入电压和输出电流进行采样，电压和电流传感器都是固定比例输出，对电 压和电流具有高灵敏度，反映快的特点。当电压和电流信号采样完成之后，再将两种信号送 到后面的由U4，TO运算放大器组成的比较控制电路，和已经设置好的电压电流基准VREFl、 VREF2进行比较，判断该支路是否有过流和短路故障发生。电压和电流分别比较完成之后同 时输出控制信号并联控制连接在主回路上的功率继电器，完成对该支路的切除，同时不影 响其他支路。以下以继电器为例，结合附图来具体说明本实用新型的几种工况。当该支路电路正常工作，没有出现过流或者短路的情况下电压传感器T3采样到 的电压信号，被直接送到运算放大器U4A、U5B进行处理，此时采样到的电压比预先设定的 电压高，运算放大器U5B的7脚输出高电平；同时电流传感器T4采样到的电流信号，经过四 个二极管全波整流简单的处理以后，送到U4B的6脚，与U4B的5脚设定的基准电压VREFl 进行比较，6脚电压低于5脚，所以U4B的7脚输出高电平；U5A的2脚在接收到TOB 7脚 和U4B 7脚送来的信号的共同作用下为高电平，然后U5A的2脚与U5A 3脚设定的基准电 压VREF进行比较，由于2脚高于3脚，所以TOA的1脚输出低电平，继电器K 3不吸合，说 明没有故障出现。[0024]当该电路出现过流或者短路的情况下电压传感器T 3采样到的电压信号，被直 接送到运算放大器U4A、U5B进行处理，此时采样到的电压比预先设定的电压高，U5B的7脚 输出高电压；同时电流传感器T4采样到的电流信号，经过四个二极管全波整流简单的处理 以后，送到U4B的6脚与U4B 5脚设定的基准电压VREFl进行比较，6脚电压高于5脚，所以 U4B的7脚输出低电压；U5A的2脚在接收到TOB 7脚和U4B 7脚送来的信号的共同作用下 为低电平，然后U5A 2脚和TOA 3设定的基准电压VREF进行比较，由于2脚低于3脚，所以 U5A的1脚输出高电平，继电器K3吸合，也就是输入端的ACINLl和ACOUTL断开，此时该支 路没有电压输出，已成功从电路中切除，同时没有影响其他支路。切除之后继电器K 3断开，ACINLl经过四个功率电阻R42、R45、R46、R47后到输 出负载AC0UTL，也就相当于四个功率电阻^3K/3W)并联后再和输出负载串联分压，此时电 路中的电压环检测功率电阻和负载串联点的电压值，当该电压值到达一定值时，也就是当 U4A的3脚电压高于U4A的2脚电压时，继电器K3再次吸合，故障解除，该支路恢复正常工作。本实用新型结构简单，器件少，调试简单，使用灵活，可扩展支路多，反应速度快， 利用检测支路负载电阻变化的方法，在多支路输出工作时，如果有其中的任意一支路出现 过流或者短路的情况，本实用新型短路切除装置将自动进行故障支路的切除，同时避免影 响其他支路的正常工作，减小了故障和影响的范围，当检测到支路故障恢复时，还可自动恢 复该故障支路的正常工作。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均 落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种短路切除装置，其特征在于主要包括电压传感器T3、电流传感器T4、运算放大 器U4A、U4B、U5A、U5B以及继电器或接触器，其中电压传感器T3对支路电压采样； 电流传感器T4对支路电流采样；运算放大器U4A的两个输入脚均与电压传感器T3连接，输出脚与运算放大器U5B连接；运算放大器U5B的一个输入脚连接电压传感器T3和运算放大器U4A，另一个输入脚连 接基准电压VREF2，输出脚与运算放大器U5A连接；运算放大器U4B的一个输入脚与电流传感器T4连接，另一个输入脚连接基准电压 VREF1，输出脚与运算放大器U5A连接；运算放大器U5A的一个输入脚连接运算放大器U5B和U4B，另一个输入脚连接基准电压 VREF，输出脚与继电器或接触器连接。
2.根据权利要求1所述的短路切除装置，其特征在于所述的电流传感器T4与运算放大 器U4B之间还连接有全波整流器。
3.根据权利要求2所述的短路切除装置，其特征在于所述的全波整流器主要由4个并 接的二极管组成。
专利摘要本实用新型是有关于一种短路切除装置，主要包括电压传感器T3、电流传感器T4、运算放大器U4A、U4B、U5A、U5B以及继电器或接触器U4A的两个输入脚均与T3连接，输出脚与U5B连接；U5B的一个输入脚连接T3和U4A，另一个输入脚连接基准电压VREF2，输出脚与U5A连接；U4B的一个输入脚与T4连接，另一个输入脚连接基准电压VREF1，输出脚与U5A连接；U5A的一个输入脚连接U5B和U4B，另一个输入脚连接基准电压VREF，输出脚与继电器或接触器连接。本实用新型在支路出现过流或者短路故障时，对其进行切断保护，同时保护其他支路的正常工作，并在故障解除时自动恢复被切断支路的正常工作。
文档编号H02H3/08GK201927988SQ20112001959
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者何春林 申请人:北京津宇嘉信科技开发有限公司