专利名称：一种无熔丝保险的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气设备的保险装置，特别是适合于高电压，大功率的电气设备过电压，过电流保护的保险装置。
目前，使用在电气设备上的保险装置主要有以下几种1、普通熔丝保险2、快速熔断器3、热敏电阻限流保险对于上述的1、2大量使用的两种保险，其工作原理是利用电气设备工作过程中过电流产生的热量，达到其工作物质--保险丝的熔点时熔断，使供电电路与电气设备开路，以达到保护电气设备的目的。上述3所述的热敏电阻限流保险，其工作原理是利用电气设备工作过程中过电流产生的热量，使其电阻值增大，以将过量电流限制在一定范围内的方法保护电气设备，但不能切断电源。
上述1、2、3的保险装置虽然使用简单方便，但在高电压，大功率的电气设备上使用时，存在一定的局限性。高电压、大功率的电气设备一般情况下在生产环节中起至关重要的作用，这种电气设备的启动、停止及停机时间长短，直接影响其他电气设备和生产效益。高电压、大功率的电气设备回路中，产生的过电流有两种长时过电流和瞬时过电流，长时过电流意味着设备存在损坏故障，必须将设备从回路中解列并切断电源。瞬时过电流产生的原因较多，高电压、大功率的电气设备回路中大部分过电流都是瞬时的，这种瞬时过电流一般情况不会损坏电气设备，也不一定要将设备从回路中解列或切断电源停止运行造成生产损失。上述1、2、3的保险装置都不能起到这样的效果即高电压、大功率的电气设备回路中有长时过电流时，进行长时保护切断电源；有瞬时过电流时，进行瞬时保护切断电源，瞬时过电流消失后自动恢复供电，避免不必要的停机和生产损失。上述1、2的保险装置还要消耗大量的有色金属，造成浪费和污染。
本发明的目的在于设计这样一种保险装置应用于高电压、大功率的电气设备回路中的一种保险装置，当高电压、大功率的电气设备回路中有长时过电流时，保险装置快速进入阻断状态，使供电电源与电气设备阻断，保护电源和电气设备；当高电压、大功率的电气设备回路中有瞬时过电流时，保险装置快速进入瞬时阻断状态，使供电电源与备瞬时阻断，保护电源和电气设备；当高电压、大功率的电气设备回路中的瞬时过电流消失后，保险装置快速恢复开通状态，使供电电源与电气设备恢复连接，避免不必要的停机和生产损失；这种保险装置设计成模块结构，其内含的电子电路无需外接电源，与上述1、2保险装置同样方便的使用方法可以直接替换；长寿命运行且无金属消耗，并具有电气回路长时过电流的报警指示及过电流信号输出接点，以方便运行和联动继电保护装置。
本发明的技术方案；一种无熔丝保险的方法及装置，其设计方法是它用若干个电子器件的电连接组成的装置替代电气回路中的熔丝保险装置。
根据这种方法设计的无容丝保险装置，其特征是它可以包含电流传感电路、电流检测、比较电路、瞬时过流动作电路、长时过流动作电路、过流指示灯、过流信号输出接点、功率电子开关电路电连接构成；并将其结构模块化。
功率电力电子开关电路中的功率开关元件，是能够利用瞬时过流动作电路和长时过流动作电路的控制信号开通及关闭的功率电子器件，其开通及关闭状态满足电气设备启动运行和解列停止的要求。
电流检测、比较电路由电流传感器和集成电路比较器电路组成，电流传感器检测的信号与比较器上设定的过流信号相比较，检测信号大于设定信号时，比较电路输出控制信号，以启动瞬时过流动作电路和长时过流动作电路。
瞬时过流动作电路由光电耦合器组成，瞬时过流动作电路动作时，将功率电力电子开关电路中的功率开关元件由开通状态改变为关闭状态。
长时过流动作电路由延时电路、光电耦合器、继电器组成，长时过流动作电路动作时，将功率电力电子开关电路中的功率开关元件由开通状态改变为关闭状态；过流指示灯亮，过流信号输出接点由常开转为常闭。
保险装置设计成模块结构，其内含的电子电路无需外接电源即可工作，可以插接。
本发明的特点一种无熔丝保险装置，利用电流传感电路、电流检测、比较电路控制启动长时过流动作电路、瞬时过流动作电路开通及关闭电力电子开关电路中的功率开关元件，对长时及瞬时过电流均起保护作用，可减少瞬时过电流停机，降低生产损失。保险装置具有模块化长寿命的特点，过电流指示及过电流信号接点输出，方便设备运行。节约材料，不消耗有色金属避免造成污染。
本发明所述的保险装置，具有软启动功能，可以使电气设备启动时免受启动电流的冲击，有效地保护电气设备。
下面结合本发明的实施例及附图对本发明的工作原理作进一步的说明附
图1是本发明的原理框图附图2是本发明一个实施例的原理电路图附图2中1、电流传感器；2、比较设定检测电路；3、瞬时过电流动作电路；4、功率电力电子开关开通电路；5、功率电力电子开关元件；6、过电流指示灯；7、继电器；8、长时过电流动作电路；9、长时过电流延时电路；10、电气设备回路负载电路；11、输出过电流信号接点。
工作原理如下交流电源经由电流传感器1到功率电力电子元件5，功率电力电子元件5被功率电力电子开关开通电路4开通，电气设备回路负载电路10得电工作；同时，电流传感器1检测的电流信号送到比较设定检测电路2，当电流信号未到设定值时，比较器无输出，瞬时过电流动作电路3和长时过电流动作电路8不动作；当电流信号达到设定值时，比较器输出控制信号，瞬时过电流动作电路3瞬时延时动作，长时过电流延时电路9充电延时，瞬时过电流动作电路3瞬时延时动作后，功率电力电子开关元件5被关闭，电气设备回路负载电路10中无电流流过，同时，电流传感器1也无电流流过，比较设定检测电路2工作电源消失，瞬时过电流动作电路3瞬时延时动作解除，功率电力电子元件5被功率电力电子开关开通电路4开通，重新工作。
长时过电流产生时，瞬时过电流动作电路3瞬时延时动作将重复数次，使长时过电流延时电路9充电延时达到动作值，长时过电流动作电路8动作，使继电器7闭合并自锁、关闭功率电力电子开关元件5、过电流指示灯6亮、输出过电流信号接点11输出闭合信号。
本发明所述的保险装置，长时过电流延时电路9的延时时间设计恰当时，电气设备回路负载电路10启动时的大电流，将被瞬时过电流动作电路3瞬时延时动作及其重复动作所限制，因此，具有软启动功能。
本发明所述的保险装置的上述实施例，是在交流电路中的应用，电力电子开关元件5是双向的，在直流电路中应用时，使用可关断的单向电力电子元件。
权利要求
1.一种无熔丝保险的方法及装置，其设计方法是它用若干个电子器件的电连接组成的装置替代电气回路中的熔丝保险装置。
2.根据权利要求1所述的一种无容丝保险的方法及装置，其特征是它可以包含电流传感电路、电流检测、比较电路、瞬时过流动作电路、长时过流动作电路、过流指示灯、过流信号输出接点、功率电子开关电路电连接构成；并将其结构模块化。
3.根据权利要求2所述的一种无容丝保险的方法及装置，其特征是所述的功率电力电子开关电路中的功率开关元件，是能够利用瞬时过流动作电路和长时过流动作电路的控制信号开通及关闭的功率电子器件，其开通及关闭状态满足电气设备启动运行和解列停止的要求。
4.根据权利要求2所述的一种无容丝保险的方法及装置，其特征是所述的电流检测、比较电路由电流传感器和集成电路比较器电路组成，电流传感器检测的信号与比较器上设定的过流信号相比较，检测信号大于设定信号时，比较电路输出控制信号，以启动瞬时过流动作电路和长时过流动作电路。
5.根据权利要求2所述的一种无容丝保险的方法及装置，其特征是所述的瞬时过流动作电路由光电耦合器组成，瞬时过流动作电路动作时，将功率电力电子开关电路中的功率开关元件由开通状态改变为关闭状态。
6.根据权利要求2所述的一种无容丝保险的方法及装置，其特征是所述的长时过流动作电路由延时电路、光电耦合器、继电器组成，长时过流动作电路动作时，将功率电力电子开关电路中的功率开关元件由开通状态改变为关闭状态；过流指示灯亮，过流信号输出接点由常开转为常闭。
7.根据权利要求2所述的一种无容丝保险的方法及装置，其特征是所述的保险装置设计成模块结构，其内含的电子电路无需外接电源即可工作，可以插接。
全文摘要
本发明涉及一种适合于高电压,大功率的电气设备过电流保护的保险装置。其设计方法是:它用若干个电子器件的电连接组成的装置替代电气回路中的熔丝保险装置。其保险装置是:它可以包含电流传感器、电流检测、比较电路、瞬时过流动作电路、长时过流动作电路、过流指示灯、过流信号输出接点、功率电子开关电路电连接构成;并将其结构模块化。它可减少瞬时过电流停机,降低生产损失,生产成本低。
文档编号H02H3/08GK1322047SQ00113808
公开日2001年11月14日 申请日期2000年5月1日 优先权日2000年5月1日
发明者齐宇庆 申请人:齐宇庆