专利名称：智能隔离开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及避雷设备，具体的说是一种能够完全将雷电沿电源线侵入的电磁通道切断进而保护用电设备及供电线路的隔离开关。
背景技术：
在现有的用电设备防雷系统或装置中主要采用在供电线路上安装避雷针、避雷线、避雷器、浪涌保护器，公开号为CN132501A的专利申请公开一种防雷接地系统，是在电涌保护器和用电设备又设置接地排，所有的接地排连接到总接地排上，来降低因雷击对用电设备和供电线的损坏；现有的用电设备中多使用压敏电阻、套装磁环等方法，从而达到防止雷电对供电设施和用电设备的破坏作用，公告号为CN2385456Y的中国专利公开了一种家用电器及供电线路过压、防雷保护器，就是在与市电连接的两端跨接压敏电阻来实现防雷效果的。上述技术的一个共同缺陷是供电线路与用电设备中雷电可通过的电磁通路始终存在，因而不可能做到对用电设备的完全保护，仍存在用电设备被雷击破坏的隐患。
发明内容
本实用新型就是针对以上之不足而提供一种智能化隔离开关，能够在闪电形成之前自动诊测雷云的远、近、强、弱，并自动启动机械机构将外线市电与内线线路断开一定的安全距离，从而完全将雷电沿电源线侵入用电设备的电磁通道切断，保护供电线路和用电设备。
本实用新型所采取的技术方案是
一种智能隔离开关主要由与设置在避雷针上的雷云传感器连接的信号放大比较电路、单片机控制电路、红外线发射电路、红外线接收电路及交流接触器、电机、衔铁开关构成。单片机控制电路与信号放大比较电路、交流接触器、电机和设置在电机上的红外线接收电路连接，用于处理信号放大比较电路的输出数据、控制交流接触器动作及向电机发送指令。与供电线路连接的交流接触器既与红外线接收电路连接进行供电，又与衔铁开关的衔铁连接，供电线路上还连接有红外线发射电路和衔铁开关的电磁铁，电机上设有绝缘拉绳，绝缘拉绳通过滑轮与设置在电磁铁正下方的衔铁连接。
所述的信号比较放大电路主要由运放芯片AD620及其外围元件构成的信号放大电路、四运放芯片LM324和电位器W构成，雷云传感器通过接线端SIP2与运放芯片AD620连接，将检测到的电场信号进行放大，运放芯片AD620将放大后信后通过电阻R11、R12送入四运放芯片LM324，四运放芯片LM324、电位器W及外围电阻共同作用将输入的信号绝对值放大并比较判决后与红外线发射电路连接，控制红外线发射电路启停。
所述的单片机控制电路主要有单片机16F872及其外围电路构成，单片机16F872的输入端通过三极管Q2、电阻R2与红外线接收管Q1连接，输出端通过电阻R6与继电器J1连接、电阻R5与继电器J2连接，继电器J1与交流接触器连接，继电器J2与电机连接。
所述的红外线发射电路主要由555芯片及其外围元件构成，用于接收信号比较放大电路的输出信号，启动或停止红外线发射，发射的红外线经与单片机控制电路连接的红外线接收管Q1输入控制信号信号给单片机控制电路。
所述的红外线接收电路主要包括稳压芯片U和红外线接收管Q1，红外线发射电路发出的信号经红外线接收管Q1接收转换后经三极管Q2与单片机控制电路连接。
本实用新型所能达到的积极效果是1、本实用新型改被动防雷为主动防雷从而完全将雷电沿电源线侵入用电设备的电磁通道切断，保护用电设备。
2、本实用新型采用先进的单片机技术对整体系统进行智能化自动控制，机械机构设计巧妙，机电动作可靠。
3、本实用新型在电路本身及不同电路板之间的信号传输中使用了红外线传输方式，从而完全避免了雷电波经信号线传输的可能性。
图1为本实用新型的逻辑结构示意图。
图2是信号放大比较电路的电路原理图。
图3是单片机控制电路的电路原理图。
图4是红外线接收电路的电路原理图。
图5是红外线发射电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述如图1、图2、图3、图4、图5所示该智能隔离开关主要由与设置在避雷针4上的雷云传感器1连接的信号放大比较电路2、单片机控制电路3、红外线发射电路7、红外线接收电路6及交流接触器5、电机8、衔铁开关构成，单片机控制电路3与信号放大比较电路2、交流接触器5、电机8和设置在电机8上的红外线接收电路6连接，用于处理信号放大比较电路2的输出数据、控制交流接触器5动作及向电机8发送指令，与供电线路连接的交流接触器5既与红外线接收电路6连接进行供电，又与衔铁开关的衔铁11连接，供电线路上还连接有红外线发射电路7和衔铁开关的电磁铁10，电机8上设有绝缘拉绳9，绝缘拉绳9通过滑轮12与设置在电磁铁10正下方的衔铁11连接；信号比较放大电路2主要由运放芯片AD620及其外围元件构成的信号放大电路、四运放芯片LM324和电位器W构成，雷云传感器1通过接线端SIP2与运放芯片AD620连接，将检测到的电场信号进行放大，运放芯片AD620将放大后信后通过电阻R11、R12送入四运放芯片LM324，四运放芯片LM324、电位器W及外围电阻共同作用将输入的信号绝对值放大并比较判决后与红外线发射电路7连接，控制红外线发射电路7启停；单片机控制电路3主要由单片机16F872及其外围电路构成，单片机16F872的输入端通过三极管Q2、电阻R2与红外线接收管Q1连接，输出端通过电阻R6与继电器J1连接、电阻R5与继电器J2连接，继电器J1与交流接触器5连接，继电器J2与电机8连接；红外线发射电路7主要由555芯片及其外围元件构成，用于接收信号比较放大电路2的输出信号，启动或停止红外线发射，发射的红外线经与单片机控制电路3连接的红外线接收管Q1输入控制信号给单片机控制电路3；红外线接收电路6主要包括稳压芯片U和红外线接收管Q1，红外线发射电路7发出的信号经红外线接收管Q1接收转换后经三极管Q2与单片机控制电路3连接。
晴好天气时电磁铁10与衔铁11吸合，220伏市电与用电设备接通。在将要打雷的时候，雷云传感器1检测到的雷云电场信号送入信号放大比较电路2，即送入接线端SIP2的1、2端经R5、R6后送入单运放AD620的2、3脚进行信号放大，放大后的信号由6脚输出，经R11、R12送入四运放芯片LM324的2、6脚，四运放芯片LM324与R8、R9、R13、R14、D11、D10、R14、R15、R16、R17、R18、C9、C10、C11、R20、R22、R23、R24、电位器W共同组成信号的绝对值放大电路和比较判决电路，四运放芯片LM324的8脚为比较判决电路信号的输出端，晴好天气时，8脚输出高电平，雷云天气时，当雷云电场强度达到设定数值时，表明可能即将打雷，8脚输出低电平。此低电平信号经二极管D11后送给555芯片的4脚使3脚停止输出振荡，从而使红外线发射管LED1停止发射，555芯片与R2、R3、R4、C5、D5、LED1、Q3共同组成红外线发射电路7。555芯片的4脚是红外发射的控制端。当4脚为高电平时发射LED1红外线，低电平时LED1停止发射。LED1停止发射后，红外接收管Q1输出高电平经R2给Q2，使Q2中断，Q2射极由高电平变为低电平信号送单片机16F872的21脚，单片机16F872的11脚发控制信号给三极管Q1从而使继电器JI断开，由继电器J1控制交流接触器5使其断开市电供电，电磁铁10因断电失去磁性使衔铁11因自身重力下降，电磁铁10与衔铁11之间距离拉开一定的安全距离，此时供电线路即断开，此时用电设备可由UPS供电。当雷云已消散时，雷云传感器1检测到的信号经放大四运放芯片LM324绝对值放大比较后8脚输出高电平信号经红外线发射电路7与红外线接收电路6后送入单片机16F872的21脚，单片机延时几分钟后11脚发信号使继电器J1导通控制使交流接触器5闭合，恢复市电供电。同时单片机16F872的13脚使继电器J2闭合控制电机8转动拉动绝缘绳9，从而使衔铁11上升，当与电磁铁10接触时，电磁铁10得电与衔铁11吸合。同时，市电经电磁铁10与衔铁11上的触点接通，市电向用电设备供电。同时红外发射电路7中红外线发射管LED1发出红外线信号给红外接收电路6的红外接收管即图4中Q1，此信号使三极管Q2集电极为高电平，送给图3中单片机16F87223脚，单片机16F872的13脚控制继电器J2使电机8停转，进而完成一个工作循环。
权利要求1.一种智能隔离开关主要由与设置在避雷针(4)上的雷云传感器(1)连接的信号放大比较电路(2)、单片机控制电路(3)、红外线发射电路(7)、红外线接收电路(6)及交流接触器(5)、电机(8)、衔铁开关构成，其特征在于单片机控制电路(3)与信号放大比较电路(2)、交流接触器(5)、电机(8)和设置在电机(8)上的红外线接收电路(6)连接，用于处理信号放大比较电路(2)的输出数据、控制交流接触器(5)动作及向电机(8)发送指令，与供电线路连接的交流接触器(5)既与红外线接收电路(6)连接进行供电，又与衔铁开关的衔铁(11)连接，供电线路上还连接有红外线发射电路(7)和衔铁开关(11)的电磁铁(10)，电机上设有绝缘拉绳(9)，绝缘拉绳(9)通过滑轮(12)与设置在电磁铁(10)正下方的衔铁(11)连接。
2.如权利要求1所述的智能隔离开关，其特征在于信号比较放大电路(2)主要由运放芯片AD620及其外围元件构成的信号放大电路、四运放芯片LM324和电位器(W)构成，雷云传感器(1)通过接线端SIP2与运放芯片AD620连接，将检测到的电场信号进行放大，运放芯片AD620将放大后信后通过电阻(R11)、(R12)送入四运放芯片LM324，四运放芯片LM324、电位器(W)及外围电阻共同作用将输入的信号绝对值放大并比较判决后与红外线发射电路(7)连接，控制红外线发射电路(7)启停。
3.如权利要求1所述的智能隔离开关，其特征在于单片机控制电路(3)主要由单片机16F872及其外围电路构成，单片机16F872的输入端通过三极管(Q2)、电阻(R2)与红外线接收管(Q1)连接，输出端通过电阻(R6)与继电器(J1)连接、电阻(R5)与继电器(J2)连接，继电器(J1)与交流接触器(5)连接，继电器(J2)与电机(8)连接。
4.如权利要求1所述的智能隔离开关，其特征在于红外线发射电路(7)主要由555芯片及其外围元件构成，用于接收信号比较放大电路(2)的输出信号，启动或停止红外线发射，发射的红外线经与单片机控制电路(3)连接的红外线接收管(Q1)输入控制信号信号给单片机控制电路(3)。
5.如权利要求1所述的智能隔离开关，其特征在于红外线接收电路(6)主要包括稳压芯片(U)和红外线接收管(Q1)，红外线发射电路(7)发出的信号经红外线接收管(Q1)接收转换后经三极管(Q2)与单片机控制电路(3)连接。
专利摘要本实用新型公开一种智能隔离开关，主要由与设置在避雷针上的雷云传感器连接的信号放大比较电路、单片机控制电路、红外线发射电路、红外线接收电路及交流接触器、电机、衔铁开关构成，单片机控制电路与信号放大比较电路、交流接触器、电机和设置在电机上的红外线接收电路连接，与供电线路连接的交流接触器既与红外线接收电路连接进行供电，又与衔铁开关的衔铁连接，供电线路上还连接有红外线发射电路和衔铁开关的电磁铁，电机上设有绝缘拉绳，绝缘拉绳通过滑轮与设置在电磁铁正下方的衔铁连接。本实用新型机械机构设计巧妙，机电动作可靠，完全避免了雷电波经信号线传输的可能性。
文档编号H01H3/00GK2821980SQ200520031870
公开日2006年9月27日 申请日期2005年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者丁跃军, 吴清荣, 丁斌磊, 郝建平, 刘建华, 裴淑玲, 张诚波 申请人:郑州晶微电子科技有限公司