电流过载警报器的制作方法

本发明涉及一种低压交流电力线路中配合断路器在线路进入超负荷临界点之前能够自动报警以免出现断路器跳闸的装置。

背景技术：

生活、营业、生产用电中经常会出现电器负荷过大，超出线路限定功率的现象，电路过载是非常危险的，不及时制止会造成线路损坏燃烧，因此电力线路必须安装限流保护装置，避免过载发生。现有的交流电力线路中用于电器超负荷保护的器件有熔断保险丝和断路器。熔断保险丝一次性使用需要更换且功能单一，绝大多数场合被断路器代替。断路器具有短路、过载等保护，功能强、使用方便、安全可靠，在电路出现短路等故障时能随时切断电源防止事故扩大，保证安全运行，因此应用十分广泛。不过，对于用电中最常见的过载现象，断路器只能在过载极限发生时直接跳闸断电来避免长时间过载造成线路损坏甚至火灾等事故的发生，而直接进入自动跳闸状态往往会影响电器设备的正常使用，比如电脑系统的突然停电，会给用户带来麻烦甚至损失。

技术实现要素：

为了解决现有断路器不能在过载发生之前先作出反应让用户提前知道来避免跳闸的发生而造成麻烦的问题，本发明将提供一种用于配合断路器能够在电路过载跳闸之前，提前发出预警来提醒用户关闭一些电器或降低电器功率退出电流过载临界点的电流过载警报器。

本发明采用的技术方案是：电流过载警报器包括一个连接在电力线路的断路器输出端上的电流过载监测器和安装在同一线路电力线输出远端上的过载信号接收器两个部分；电流过载监测器部分包括监测器电源、电流探测电路、振荡触发电路、载波振荡电路和载波耦合发送电路构成，其中，监测器电源由电感、整流滤波电路构成，电感输入端串接在断路器输出端下方的一根电力导线上，电感输出端接整流滤波电路，产生低压直流稳定电压，电流探测电路由三极管和基极分压电阻构成，振荡触发电路由开关三极管构成，载波振荡电路由三极管振荡放大电路、lc振荡器和反馈电感构成，载波耦合发送电路由连接在电力线的火线和零线之间的感应线圈与电容构成，各电路之间的电连接方式为，监测器电源输出直流低电压连接电流过载监测器中的每个电路电压端，电流探测电路输出放大电压端连接至振荡触发电路的触发输入端，振荡触发电路输出连接载波振荡电路的三极管振荡放大电路基极驱动振荡电路工作，载波振荡电路输出振荡电压连接载波耦合发送电路；过载信号接收器部分包括载波信号接收放大电路、警报触发电路和接收器电源构成，其中，载波信号接收放大电路由连接在火线与零线之间的lc谐振接收电路、检波电路和三极管放大电路构成，警报触发电路由三极管开关电路、声光警报电路构成，接收器电源由直流稳压适配电路构成，各电路之间的电连接方式为，载波信号接收放大电路输出驱动电压连接警报触发电路的三极管开关电路输入端，再由三极管开关电路输出驱动声光警报电路工作，而接收器电源把220v交流电压转换为提供给电路工作的较低直流稳定电压连接到每个电路的正负电压端上。

电流过载警报器用于配合断路器使用，由于电流过载监测器需要安装在配电箱的电力总线输出断路器位置，才能测量出电流总负载大小，而过载信号接收器必须安装在常用电器较近的位置，发出的警报才能被用户察觉，但这样往往离配电箱较远，过载信号需要传输一段较长距离，这里采用的是电力线传输方式。由于监测器电源的电感输入端串接在断路器输出端下方一根电力线上，当电力线路中电器的用电总负载越大时电流越大，该电感的感应电流也越大，使得监测器电源输出电压也就越大，该电源电压同时作为电流探测电路的电力线路电流过载参考电压，只有当电力线路接近过载时，监测器电源电感上的的交流电流才能达到预定大小，该电流经电感磁电转换并经整流滤波得到一定值电压输出，该电压使电流探测电路和其它电路达到正常工作状态，通过放大电路输出的放大电压触发载波振荡电路工作而激发lc振荡器与反馈电感产生自激振荡，生成适当频率的高频振荡信号，该高频振荡电压作为线路过载信号输出到载波耦合发送电路后被加载到电力线上传输到远端，连接在同一线路远端处的过载信号接收器中的lc谐振接收电路将接收到该高频信号，经检波得到直流高电平，在这里该高电平代表电力线路电流过载信号，再经三极管放大电路的电压放大输出驱动警报触发电路中的三极管开关电路打开，启动声光警报电路工作，发出声音和灯光警报，告诉用户该线路上电流已经接近过载，提醒关闭一些电器或降低电器功率，避免进入断路器跳闸状态。

本发明的有益效果是：家庭、工作场所的交流电力线路安装了电流过载警报器后能够及时发觉用电器功率过大线路超负荷，通过提醒用户自行降低电器功率来避免断路器进入跳闸状态而造成电器停电带来的麻烦、损失。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

图1是本实施例电流过载监测器和过载信号接收器两部分的电路原理图。

具体实施方式

如图1上半部分所示，220v交流电力电线路从总线引入一支线通过一个断路器a输到用电场所，在断路器a的下端引出电力线路穿过虚线框1内的电流过载监测器，从其中的接插件in端接入再通过out端输出电力。由电感线圈l1、整流二极管z1、滤波电容c1组成的监测器电源电路，其电感线圈l1输入端串接在电力线路的火线上，经电感线圈l1磁电转换再经整流二极管z1和滤波电容c1的过滤转换成直流电压输出，为电流过载监测器提供电源，该电源电压同时作为电流探测电路的电力线路电流过载参考电压，电感线圈l1输入端绕组圈数很少几乎不会对电力线路造成分压影响。三极管bg1与电阻r1、微调电阻r2、分压电阻r3、r4组成电流探测电路，通过对微调电阻r2的调节可改变电压探测范围，从而调整合适的能够触发载波振荡电路启动工作的线路过载临界点。开关三极管bg2和分压电阻r5、r6组成振荡触发电路。由三极管bg3、电容c4、电阻r7组成的三极管振荡放大电路和电感l3、电容c3组成的lc振荡器以及反馈电感l4构成了自激振荡式载波振荡电路。电感l2和电容c2连接在电力线路的火线零线之间构成载波耦合发送电路。在正常用电范围内电感线圈l1输出端绕组电压较低，不能达到让监测器电路正常工作的电压，电流探测电路输出电压也就达不到驱动振荡触发电路的开启，而当该支路的用电器负载接近最大允许值即过载临界点时，监测器电源电感上的的交流电流达到预定大小，该电流经电感磁电转换并经整流滤波得到6v电压输出，该电压使电流探测电路和其它电路达到正常工作状态，三极管bg1基极电流增大造成集电极与发射极间阻值变小，此时开关三极管bg2基极被导通电流迅速增大，三极管bg2从截止状态变为饱和状态而使三极管bg3的振荡放大电路从原来的截止状态进入放大工作区状态，电感l3、电容c3组成的lc振荡器产生振荡电压并反馈给反馈电感l4，使三极管bg3基极电流随之波动，形成反反复复的自激高频振荡信号，为了简化电路，振荡交变电压作为高频载波不做调幅或调频而是直接传递到电感l2和电容c2组成的载波耦合发送电路上，代表电力线路过载信号沿着电力线路的火线零线传输出去。

再如图1下半部分所示，这里虚线框2内的过载信号接收器采用外装盒子通过插头插在同一支路电力线输出到远端的插座b上的方式，可方便插拔灵活地作为任何用电区域的过载信号接收器。从插头引出的火线零线上并接着两个回路，一个是电感变压器l7，由电感变压器l7、整流二极管z2、滤波电容c6组成的直流稳压适配电路作为接收器电源，经电感变压器l7变压转换及整流二极管z2、滤波电容c6的整流滤波输出6v直流电提供给过载信号接收器工作；另一个是电感l5和电容c5，由电感l5、电容c5、电感l6、电容c6和三极管bg4及电阻r8、r9、r10、r11构成lc谐振接收电路，电容c8、c9、c10、二极管z3组成检波电路，三极管bg5和电阻r12、r13组成三极管放大电路。当电流过载监测器的载波耦合发送电路发射出代表过载信号的高频载波时，电感l5、电容c5、电感l6、电容c6产生谐振吸收该频率的高频信号，经处在放大区工作状态的三极管bg4进行信号放大，得到较高电压强度的高频信号输给电容c8、c9、c10、二极管z3组成的检波电路，产生一个直流高电平输出，表示该线路电流接近过载了，该直流高电平输给三极管bg5的基极，再经三极管bg5电压放大使集电极与发射极之间阻值减小，造成三极管bg6基极电流增大，三极管bg6、电阻r14、r15组成的三极管开关电路被导通，声光警报电路芯片模块c进入工作状态，从扬声器y发出警报声，通过led灯发出闪烁警示信号。只有在用户关闭一些电器或调低电器功率让线路负载降低恢复正常时警报电路才停止工作，避免断路器被迫产生跳闸而影响正常用电。