一种防雷用智能后备保护器及其保护方法
【专利摘要】本发明公开了一种防雷用智能后备保护器，包括磁保持继电器和控制器，所述控制器包括单片机和与所述单片机连接的电流采集电路、计时器电路、信号输出电路和电源电路，所述电流采集电路与所述磁保持继电器的通断回路相连接，所述信号输出电路与所述磁保持继电器的线圈相连接，所述单片机上还连接有按键电路。本发明还公开了一种防雷用智能后备器的保护方法，通过在磁保持继电器上加装控制器，通过在线路中检测电流，当判定为雷电流流过的时候不会断开，当判定为工频电流时，触发磁保持继电器在设定时间内断开，确保不会因为有大电流流过防雷器而烧毁设备。
【专利说明】
一种防雷用智能后备保护器及其保护方法
技术领域
[0001]本发明涉及了一种防雷用智能后备保护器及其保护方法，属于防雷技术领域。
【背景技术】
[0002]防雷器在使用的时候，由于劣化或者TOV过电压会在瞬间导致产品燃烧，在安装的过程中要求在防雷器前端安装后备保护器，一般为空开或者熔断器，在实际应用中，这种后备保护器既不能承受大电流的冲击，又不能在一定的工频电流情况下快速分断，往往造成有大的雷电流情况下被打坏，工频电流下导致防雷器烧毁的情况发生。
[0003]而磁保持继电器是近几年发展起来的一种新型继电器，也是一种自动开关。和其他电磁继电器一样，对电路起着自动接通和切断作用。所不同的是，磁保持继电器的常闭或常开状态完全是依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换是靠一定宽度的脉冲电信号触发而完成的。
[0004]磁保持继电器虽然在很多领域都已经得到应用，但是在防雷技术领域中，由于特殊的性能和工作方式的不同，现有的磁保持继电器无法正常使用。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种防雷用智能后备保护器及其保护方法，通过在磁保持继电器上加装控制器，通过在线路中检测电流，当判定为雷电流流过的时候不会断开，当判定为工频电流时，触发磁保持继电器在设定时间内断开，确保不会因为有大电流流过防雷器而烧毁设备。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种防雷用智能后备保护器，包括磁保持继电器和控制器，所述控制器包括单片机和与所述单片机连接的电流采集电路、计时器电路、信号输出电路和电源电路，所述电流采集电路与所述磁保持继电器的通断回路相连接，所述信号输出电路与所述磁保持继电器的线圈相连接，所述单片机上还连接有按键电路。
[0007]前述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述单片机上还连接有电压采集电路，所述电压采集电路与所述磁保持继电器的通断回路之间通过开关电路相连接，所述单片机上还连接有计数器电路。
[0008]前述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述磁保持继电器的线圈还通过手动控制开关与所述单片机相连接，所述单片机上还连接有指示灯电路。
[0009]前述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述单片机上还连接有报警电路和液晶显不屏。
[0010]前述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述单片机通过无线通信电路与PC机相连接。
[0011]前述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述磁保持继电器的触头为铜钨合金材质，且相对的两个表面为可相互贴合的倾斜面。
[0012]前述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述磁保持继电器的衔铁的转轴设置在远离所述触头的一端。
[0013]—种利用如权利要求前述的一种防雷用智能后备保护器的保护方法，其特征在于:包括如下步骤:
(1)通过手动控制开关断开磁保持继电器，并将该智能后备保护器正确安装到防雷器的前端，安装完成后闭合手动控制开关，使磁保持继电器处于工作状态；
(2)通过按键电路设定参考电流值；
(3)通过采集磁保持继电器的通断回路中的电流值，当采集到的电流值超过设定值时，通过计时器计时，当该电流值超过设定值的时间大于设定的过电流参考时间时，判定该电流为工频电流，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈断电，从而使两个触头分离，磁保持继电器的通断回路断电，实现了对防雷器的保护；同时通过报警电路给出警示信号，以便提醒工作人员；
(4)当步骤(3)中采集的电流值为千安级的大电流，但是该电流的持续时间小于设定值时，则判定该电流为雷击电流，磁保持继电器继续正常工作。
[0014]前述的一种防雷用智能后备保护器的保护方法，其特征在于:所述步骤(2)中在设定参考电流的同时，设定参考电压，所述步骤(3)中在采集磁保持继电器的通断回路中的电流值的同时，通过电压采集电路采集磁保持继电器的通断回路中的电压值，当采集到的电压值超过设定的过电压参考时间时，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈断电，当电压降到设定值以下的时候，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈通电，使磁保持继电器继续正常工作。
[0015]前述的一种防雷用智能后备保护器的保护方法，其特征在于:所述步骤(2)中设定的电流参考值为50mA-5A，设定的电压参考值为255V-800V，且设定的过电流参考时间为
0.1s，设定的过电压参考时间为50ms。
[0016]本发明的有益效果是:
1、通过在磁保持继电器上加装控制器，通过在线路中检测电流，当判定为雷电流流过的时候不会断开，当判定为工频电流时，触发磁保持继电器在设定时间内断开，确保不会因为有大电流流过防雷器而烧毁设备；
2、通过在线路中检测电压，当检测到的电压超过设定值，并达到一定的时长时，触发磁保持继电器在设定时间内断开，当检测到电压回到设定值一下时，从新触发磁保持继电器闭合，确保不会因为大电压而使防雷器而烧毁设备；
3、通过将磁保持继电器的触头采用钨铜合金，保证在有雷电流通过时，触头也不会烧坏，且采用相对的斜面设计，保证两个触头之间能够充分的面接触，避免因点接触而导致触头处电流过大而烧坏；
4、通过将磁保持继电器的转轴设置在远离所述触头的一端，在切换线圈电流的瞬间就能通过杠杆原理迅速将两个触头分离，确保不会造成防雷器的损坏。
【附图说明】
[0017]图1是本发明一种防雷用智能后备保护器的磁保持继电器的结构示意图；
图2是本发明一种防雷用智能后备保护器的控制器的模块连接示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合说明书附图，对本发明做进一步的说明。
[0019]如图1和图2所示，一种防雷用智能后备保护器，包括磁保持继电器I和控制器，所述控制器包括单片机和与所述单片机连接的电流采集电路、计时器电路、信号输出电路和电源电路，所述电流采集电路与所述磁保持继电器I的通断回路相连接，所述信号输出电路与所述磁保持继电器I的线圈相连接，所述单片机上还连接有按键电路。
[0020]通过按键电路将可以设定电流参考值和过电流参考时间，本实施例中的电流参考值为50mA-5A之间可调，过电流参考时间为0.1s，也可根据时间需要进行相应的调整。通过在线路中检测电流，当线路中的电流为几十千安或者一百多千安冲击电流但是持续时间小于50ms的时候判定为雷电流，当雷电流流过的时候磁保持继电器I不会断开，当采集到的电流值超过设定的值，且通过计时器电路判定时间大于0.1s时，判定为工频电流，触发磁保持继电器在设定时间内断开，确保不会因为有大电流流过防雷器而烧毁设备。
[0021]所述单片机上还连接有电压采集电路，所述电压采集电路与所述磁保持继电器I的通断回路之间通过开关电路相连接，所述单片机上还连接有计数器电路。
[0022]通过按键电路将可以设定电压参考值和过电压参考时间，本实施例中的电压参考值为255V-800V，过电流参考时间为50ms，也可根据时间需要进行相应的调整。通过开关电路可以选择是否对线路进行电压采集，当开关闭合时，在线路中检测电压，当检测到的电压超过设定值，并达到50ms以上时，触发磁保持继电器在设定时间内断开，当检测到电压回到设定值一下时，从新触发磁保持继电器闭合，确保不会因为大电压而使防雷器而烧毁设备。并通过计数器将过电压的次数记录下来。
[0023]所述单片机通过无线通信电路与PC机相连接，可以将单片机采集到的数据传送到远程的PC端，同时也可以通过PC端远程控制该智能后备保护器。
[0024]所述单片机上还连接有报警电路和液晶显示屏，通过液晶显示屏可以显示设定的各类参数，当电流或者电压超过设定值，并达到设定的时长时，通过报警电路报警，以提示工作人员。
[0025]所述磁保持继电器I的线圈还通过手动控制开关与所述单片机相连接，所述单片机上还连接有指示灯电路。通过手动控制开关可以断开或者闭合磁保持继电器，手动断开的时候不能靠远程或者程序使磁保持继电器动作，同时设置两个指示灯，显示产品的闭合还是断开。便于在安装后备保护器的时候，处于断电状态，提高了安装时候的安全性。
[0026]所述磁保持继电器I的触头2为铜钨合金材质，且相对的两个表面为可相互贴合的倾斜面，保证在有雷电流通过时，触头也不会烧坏，且采用相对的斜面设计，保证两个触头之间能够充分的面接触，避免因点接触而导致触头处电流过大而烧坏。
[0027]持继电器I的衔铁4的转轴3设置在远离所述触头2的一端。在切换线圈电流的瞬间就能通过杠杆原理迅速将两个触头分离，确保不会造成防雷器的损坏。
[0028]本发明还提供了利要求一种防雷用智能后备保护器的保护方法，包括如下步骤:
(I)通过手动控制开关断开磁保持继电器，并将该智能后备保护器正确安装到防雷器的前端，安装完成后闭合手动控制开关，使磁保持继电器处于工作状态；(2)通过按键电路设定参考电流值;(3)通过采集磁保持继电器的通断回路中的电流值，当采集到的电流值超过设定值时，通过计时器计时，当该电流值超过设定值的时间大于设定的过电流参考时间时，判定该电流为工频电流，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈断电，从而使两个触头分离，磁保持继电器的通断回路断电，实现了对防雷器的保护；同时通过报警电路给出警示信号，以便提醒工作人员；(4)当步骤(3)中采集的电流值为千安级的大电流，但是该电流的持续时间小于设定值时，则判定该电流为雷击电流，磁保持继电器继续正常工作。
[0029]其中，所述步骤(2)中在设定参考电流的同时，也可以设定参考电压，所述步骤(3)中在采集磁保持继电器的通断回路中的电流值的同时，通过电压采集电路采集磁保持继电器的通断回路中的电压值，当采集到的电压值超过设定的过电压参考时间时，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈断电，当电压降到设定值以下的时候，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈通电，使磁保持继电器继续正常工作。
[0030]本实施例中，步骤(2)中设定的电流参考值为50mA-5A，设定的电压参考值为255V-800V，且设定的过电流参考时间为0.1s，设定的过电压参考时间为50ms。
[0031]综上所述，本发明提供的一种防雷用智能后备保护器，一种防雷用智能后备保护器及其保护方法，通过在磁保持继电器上加装控制器，通过在线路中检测电流，当判定为雷电流流过的时候不会断开，当判定为工频电流时，触发磁保持继电器在设定时间内断开，确保不会因为有大电流流过防雷器而烧毁设备。
[0032]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
【主权项】
1.一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:包括磁保持继电器(I)和控制器，所述控制器包括单片机和与所述单片机连接的电流采集电路、计时器电路、信号输出电路和电源电路，所述电流采集电路与所述磁保持继电器(I)的通断回路相连接，所述信号输出电路与所述磁保持继电器(I)的线圈相连接，所述单片机上还连接有按键电路。2.根据权利要求1所述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述单片机上还连接有电压采集电路，所述电压采集电路与所述磁保持继电器(I)的通断回路之间通过开关电路相连接，所述单片机上还连接有计数器电路。3.根据权利要求1所述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述磁保持继电器(I)的线圈还通过手动控制开关与所述单片机相连接，所述单片机上还连接有指示灯电路。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述单片机上还连接有报警电路和液晶显示屏。5.根据权利要求4所述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述单片机通过无线通信电路与PC机相连接。6.根据权利要求5所述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述磁保持继电器(I)的触头(2)为铜钨合金材质，且相对的两个表面为可相互贴合的倾斜面。7.根据权利要求6所述的一种防雷用智能后备保护器，其特征在于:所述磁保持继电器(I)的衔铁(4)的转轴(3)设置在远离所述触头(2)的一端。8.—种利用如权利要求1-7中任意一项所述的一种防雷用智能后备保护器的保护方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)通过手动控制开关断开磁保持继电器，并将该智能后备保护器正确安装到防雷器的前端，安装完成后闭合手动控制开关，使磁保持继电器处于工作状态； (2)通过按键电路设定参考电流值； (3)通过采集磁保持继电器的通断回路中的电流值，当采集到的电流值超过设定值时，通过计时器计时，当该电流值超过设定值的时间大于设定的过电流参考时间时，判定该电流为工频电流，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈断电，从而使两个触头分离，磁保持继电器的通断回路断电，实现了对防雷器的保护；同时通过报警电路给出警示信号，以便提醒工作人员； (4 )当步骤(3 )中采集的电流值为千安级的大电流，但是该电流的持续时间小于设定值时，则判定该电流为雷击电流，磁保持继电器继续正常工作。9.根据权利要求8所述的一种防雷用智能后备保护器的保护方法，其特征在于:所述步骤(2)中在设定参考电流的同时，设定参考电压，所述步骤(3)中在采集磁保持继电器的通断回路中的电流值的同时，通过电压采集电路采集磁保持继电器的通断回路中的电压值，当采集到的电压值超过设定的过电压参考时间时，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈断电，当电压降到设定值以下的时候，通过信号输出电路发出信号，控制磁保持继电器的线圈通电，使磁保持继电器继续正常工作。10.根据权利要求9所述的一种防雷用智能后备保护器的保护方法，其特征在于:所述步骤(2)中设定的电流参考值为50mA-5A，设定的电压参考值为255V-800V，且设定的过电流参考时间为0.1s，设定的过电压参考时间为50ms。
【文档编号】H02H3/08GK105914703SQ201610384921
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】高春根
【申请人】浙江雷拓电气有限公司