专利名称：高压直流锯齿波单，双源电网电源设备的制作方法
技术领域：
我国现用电网电源有高压交流，高压直流和高压脉冲等三个系列。前二系列为杀伤型，又称强拦，并且为连续供电型。后一系列为非杀伤型，又称软拦，(即触网人员只遭到电击而不至死伤)，而且只在脉冲出现时电网上才有高压电，因此属於间断供电型。另外现用的电网电源柜大多为单源型(只向电网供给一种高压电)。
至于产生高压脉冲的方法；现用的有感应法(用感应线圈升压)，和电容放电法两种，这两种方法都只能间隙放电，感应法的缺点为人员触网时电压大为衰减，因此电击力不强，若要求电击力强，必需提高脉冲电压，势必采用特殊磁瓶增加电网造价。电容器放电法虽能保持较高放电电压，但只能在触网瞬间有电击，随后不会出现高压脉冲。
近年由於人道主义及其他原因，对非杀伤型电网要求增加，希望不要杀伤越网人员，但又要求电击力强，使人不易越网，并且能在人员触网后能持续出现高压脉冲，而现用的感应法和电容放电法都不能满足这些要求。
本发明的目的为满足上述要求，解决现行软拦电网电源之不足。
本发明的特征之一在于采用两个电容器串级放电。其原理如附
图1所示，其中C1为储能电容器，高压直流电源通过限流电阻R1与C1相联，C2为放电电容器通过限流电阻与电网相联，C1与C2之间用放电器G(或闸流管)联接，放电器只能在C1，C2之电压差时才放电；低于此值自动阻断。
电路起动时C1接受高压直流电源充电，由於R1阻值较大，C1电压渐次上升，当C1电压升到一定值时放电器放电，使C2快速充电同时向电网送电。当C1与C2电压接近时(实际是相等)，放电器阻断，C1又充电，C2单独维持网上电压，由於电网有微量泄漏电流以及设备中检测用电，C2电压遂渐下降，当C2电压下降到一定值放电器再次放电，C1又向C2充电，如此循环使网上电压呈锯齿波形，故称为锯齿波电源。
本发明的第二特征在於利用串级放电的特点，其放电周期由电网对地电阻R而定，电网正常时R值在兆欧以上，此时放电周期为7至9秒一次，人员触网时R降到数千欧，放电周期变到每秒4至5次，至於网对地短路时R＝0，此时放电周取决於R1与C1的数值；本发明R1与C1的取值使放电周期最快为每秒10次，由於这些周期值的变化；使高压电源变压器的初级电流值产生变化，放电周期长时初级电流小，周期短时电流大。根据这种差别；将该电流参数通过电流互感器B2引出，通过D5整流后分别控制可控硅KB1和KB2，使J1和J2动作发出报警信号。
本发明的第三特征为采用两组性能相同而对地极性相反的设备同时向电网供电，能使电网电网两线间出现最高电压为对地电压两倍的锯齿波电压，(现用的电网两线间为等电位)因此能增强电网防逃能力。
本发明的特点为1.正常情况下，网上任何时候都保持一定电压值，与连续供电的电源设备相似。
2.人员触网时由于网上有一定电压值；会立即感到电击，但由於人体对地电阻很小，C2电压立即降低，放电器动作使C1直接向人体放电；放电电流高达安培级，使触网人员遭到很强电击，(由示波器观察人员触网与强脉冲出现基本同时)。当第一次强脉冲出现后，放电器阻断，C1恢复充电；待C1电压达到定值时，放电器又放电，电网上再次出现强脉冲，以后重复进行成为连续脉冲，脉冲的周期取决於R1和C1的数据，本发明使强脉冲周期远快于网上锯齿波周期，人员触网后将遭到连续不断的强脉冲电击，因此本发明可起到与强拦电源相似作用。
3.正常运行时，网上锯齿波周期由柜本身检测用电和网上对地电阻决定，由於两者的阻值都很高，波锯齿周期为7－9秒，而C1充电时间仅数分之一秒，充电以外时间不耗电，所以本发明为节能型，(6000伏样机正常运行时耗电仅50瓦)。
4.本发明尚有触网，网短路等报警功能，报警的信号源是取自高压整流器用的电源变压器的初级侧，由於人员触网或网短路时脉冲频率加快；也就是C1的充电次数增加，其结果是高压电源变压器的输出增加，初级电流增大，根据电流大小取样，再经过积分电路控制可控硅接通报警电路。
5.本发明还能增加一组极性相反的锯齿波电源而组成双源设备，能同时向电网供给两组电源，与电网的联接方式是将电网上不相邻的网线联成一组；再分别与两组电源相联，于是电网上相邻的两根网线间会出现两倍於线对地的脉冲电压。而采用单源设备的电网各网线处于同电位；越网人员若能与地绝缘即可不受任何损伤越网而去，但若使用双源设备；则由於两线间有高压脉冲电存在，越网人员触及两线就会遭到电击，因此防逃能力远强於单源型。
下面结合图1说明本发明的实施例在实例中B1为高压整流用的电源变压器；将220伏交流电升高达6000伏，再由二极管D1－D4组成的桥式整流电路整流为高压直流电，R1与C1的时间系数为1／5秒，C1为C2的三倍，放电器为银钨触头制成的火花放电间隙，间隙调整在直流6000－8000伏放电。
图中B2为电流互感器根据220伏侧的电流变化取得交流信号；经D5，C3整流滤波后，送入R4，C4(R5，C5)组成的积分电路控制可控硅KB1(KB2)，再通过继电器J1(J2)发出报警声，光信号。
实例实测锯齿峰值约6000伏，周期为7－9秒，用8000欧模拟触网时强脉冲周期为1／4秒，正常电耗约50瓦，触网时升到225瓦，报警正常。
用狗作活体试验，狗触网时立即被震离电网，强行触网狗在两秒内吐白沫并进入假死状态，证明阻拦力很强。
权利要求1.一种能向电网供给高压直流锯齿波电源的单，双源电网电源设备，其特征如下(1)两只电容器串级放电电路其中一只C1为储能电容器，经过限流电阻R1接受高压直流电充电，另一只电容器C2为放电电容器；担任向电网放电，两只电容器之间用放电器或闸流管联接；控制C1与C2之间的导通与阻断。(2)触网和网短路报警的信号源取自高压直流整流器的电源变压器的初级侧，根据初级电流增大而报警。(3)用两组上述的锯齿波发生器组成双源电网电源设备，使电网网线除线对地存在高压外，网线间也存在高压。
专利摘要一种向电网供给高压直流锯齿波电源设备。直流锯齿波的产生是来源于两只电容器串级放电，其中一只为储能用；另一只为放电用。两者之间用放电器或闸流管联接，其效果是正常运行时向电网供给周期较长的高压锯齿波电源；以保持电网上经常有一定的电压，而人触网时立即转变为快速脉冲以阻止人越网。本实用新型还包括自高压电源变压初级侧取得信号源的触网，网短路报警电路，以及双源设备。
文档编号H03K4/08GK2083831SQ9020769
公开日1991年8月28日 申请日期1990年5月30日 优先权日1990年5月30日
发明者吴祖立, 吴兴智, 范寿芬 申请人:吴祖立