专利名称：小工矿用自动保护开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对偏离正常电工作情况的有害变化直接起反应的自动断开紧保护电路装置，具体是指一种特别适用于小工矿和小工场的自动保护开关。
现有在三相交流电路和机电设备上使用的作缺相和电流过载等类综合保护的紧急保护电路装置，虽然对缺相和电流过载的确很有保护作用，但它们却不能当作三相电源总开关使用，因为当总电路上无负载电流或负载电流过小时，它也会误当作缺相而产生误保护动作，以致影响总电路上其它电气设备的正常用电。此外，现有的缺相过载保护器，大多是不包含有交流接触器的，因此用户又得配置接触器与保护器进行接线组装，而有些用户又不懂得怎样进行组装和接线，这就给用户带来不方便。而少数将交流接触器结合成一体的保护器，采用的又多是落后过时的热继电器与接触器的组合，其中即使有采用电方式控制的接触器的，但接触器线包的供电又都是采用交流供电，而交流供电的方式根本不可能在起动压降波动范围大于±25％的只注重短其行为的小工矿和小工场区域使用。还有，现在很多缺相过载保护器都无报警装置，而即使装设了报警装置的，也是由单相控制变压器供电的报警器，因此出现缺相故障时也只有三分之一概率的报警可靠性。
有鉴于此，本实用的目的，乃是提供一种可当作三相电源总开关使用的将交流接触器结合成一体的特别适用于小工矿和小工场使用的自动保护开关，同时做到在三相缺任何一相而产生过载时都能作可靠的报警。
参见
图1本实用新型电原理方框图，本实用新型的解决方案如下。其电路部分由三相交流接触器1、接触器线包供电电路2、三相整流电源3、三相电源缺相监测电路4、光电耦合电路5、三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7、三相负载过载监控电路8、缺相过载报警电路9及接触器线包供电控制电路10连接组成，其中接触器线包供电电路2的供电输出端与三相交流接触器1的线包相连，三相整流电源3的电源输出端与光电耦合电路5、三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7、三相负载过载监控电路8、缺相过载报警电路9以及接触器线包供电控制电路10的工作电源端相接以提供直流工作电源，三相电源缺相监测电路4的输出端与光电耦合电路5的输入控制端相连，光电耦合电路5的输出端与三相电源缺相控制电路6的输入端相接，三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7以及三相负载过载监控电路8的输出控制端均与接触器线包供电控制电路10的输入受控端相连，三相负载缺相监控电路7的另一输出端与三相负载过载监控电路8的输入端相接，三相负载过载监控电路8的报警输出端与缺相过载报警电路9的输入控制端相连，接触器线包供电控制电路10的输出控制端与接触器线包供电电路2的输入受控端相接。
具有上述电路结构的本实用新型在安装使用时，将三相交流接触器1的三个主触头的上端、三相整流电源3的三个电源输入端以及三相电源缺相监测电路4的三个电源输入端均通过闸刀开关分别与三相交流电网的A、B、C三相相连接，同时还将接触器线包供电电路2的电源输入端与A、B、C三相中的任意两相相连接。在交流接触器1的三个主触头的下端，则可通过开关分别接入三相用电负载(如电动机等)和单相用电负载(如照明灯等)。于是，只要合闸供电，三相整流电源3的电源输出端就分别供给上述电路5～10以直流工作电压(由于是三相整流电源，所以即使电源缺任何一相，也能供足直流工作电压)。当电路用电负载未接通时，三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7和三相负载过载监控电路8都无缺相或过载的控制信号输出给接触器线包供电控制电路10，因此该电路10输出给接触器线包供电电路2的控制信号是使该电路2的电源输入端被加上电源电压而得电工作，于是该电路2输出供电电压给三相交流接触器1的线包，使交流接触器1得电吸合，从而给连接在交流接触器1主触头下端的用电负载供电；当电路用电负载接通时，只要无缺相和过载故障发生，上述各电路仍维持其正常工作状态不变，三相交流接触器1也仍然维持其得电合闸状态不变。
当三相总电源A、B、C发生缺相而导致用电负载缺相时，三相负载缺相监控电路7输出缺相控制信号给接触器线包供电控制电路10，使该电路10输出控制信号给接触器线包供电电路2的电源输入端，断开接触器线包供电电路2的输入电源电压，使得三相交流接触器1的线包失电释放，于是三相交流接触器1的三相主触头跳闸断开，从而保护用电负载不因缺相而损坏。虽然三相交流接触器1跳闸断开后，会使得三相负载缺相监控电路7输出给接触器线包供电控制电路10的缺相控制信号中止，但由于三相电源缺相监测电路4输出缺相监控信号给光电耦合电路5，光电耦合电路5又将这种信号耦合传送给三相电源缺相控制电路6，该电路6则会输出缺相控制信号给接触器线包供电控制电路10，所以仍然会使三相交流接触器1维持其持续跳闸的状态，确保用电负载的安全。
如果三相总电源缺相是由于接触不良所引起，并且马上又自动接触良好而恢复正常，或者是已排除故障，显然，三相电源缺相监测电路4会停止输出缺相监控信号给光电耦合电路5，使得三相电源缺相控制电路6也会停止输出缺相控制信号给接触器线包供电控制电路10，从而接触器线包供电电路2又恢复给三相交换触器1线包的供电，于是三相交流接触器1恢复合闸供电。
如果缺相故障是发生在三相交流接触器的主触头下端以后的电路中而引起交流接触器1跳闸，如前所述，跳闸后会使三相负载缺相监控电路7输出给接触器线包供电控制电路10的缺相控制信号中止；同时又由于主触头上端的三相总电源并不缺相，则此时三相电源缺相监测电路4不会有缺相监控信号送给光电耦合电路5，因此三相电源缺相控制电路6也设有缺相控制信号提供给接触器线包供电控制电路10，按理说，三相交流接触器1跳闸后又会恢复合闸，但此时并不合闸，说明负载电路中必定因缺相而伴随出现了过载电流，过载电流使得三相负载过载监控电路8输出过载监控信号给接触器线包供电控制电路10，仍然会使三相交流接触器1处于失电跳闸状态，并且电路8还输出报警控制信号给缺相过载报警电路9发出报警，以提示操作人员及时维修。当机械故障引起电流过载时，同样由三相负载过载监控电路8输出过载监控信号使得三相交流接触器1失电跳闸，同时缺相过载报警电路9发出报警。
本实用新型具有如下优点和好处①它能装在三相电源上作总开关使用，电路中无负载电流或小负载电流，它都能正常运行供电，不会误动作。②它将交流接触器结合成一体，大为方便了用户，而且交流接触器的线包供电采用的是直流供电，因此它特别适用于在起动压降波动范围大于±25％的只注重短期行为的小工矿和小工场区域使用。一般来说，三相电源线电压在合闸前260V～500V，合闸后80V～500V，缺相和过载保护照样可靠。③采用了三相整流供电的报警电路，因此三相缺任何一相都能报警，这就保证了报警的可靠性。④在三相电源缺相保护电路中采用了光电耦合电路进行隔离，控制精度高，没有误动作。
以下结合附图和实施例对本实用新型加以进一步详细说明。
图1为本实用新型电原理方框图2为图1方框图的一种具体电路原理图。
参见图1与图2。三相交流接触器1由包括有线包CJ1、三相主触头CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3和辅助常闭触头CJ1-4的三相交流接触CJ1构成；接触器线包供电电路2由二极管D1至D8、电容C1及控制变压器BK2连接组成；三相整流电源3由控制变压器BK1、二极管D9至D14、电容C2与C3及集成稳压块IC1与IC2连接组成；三相电源缺相监测电路4由电阻R1至R3、二极管D15至D18及电容C4连接组成；光电耦合电路5由光电耦合器GD、电阻R4与R5及指示灯DX1连接组成；三相电源缺相控制电路6由三极管T1、直流继电器J1及电阻R6连接组成；三相负载缺相监控电路7由三极管T2至T5、直流继电器J2与J3、二极管D19至D24、电阻R7至R10、电容C5至C8及电感线圈L1至L6连接组成；三相负载过载监控电路8由三极管T6、直流继电器J4、指示灯DX2、电位器W1、电阻R11与R12及电容C9连接组成；缺相过载报警电路9由扬声器YD构成；接触器线包供电控制电路10由直流继电器J5和单刀单掷开关K2连接组成。
图1本实用新型技术解决方案中各电路连接关系在图2实施例中是这样来实现的D1、D3、D5、D7的负极与C1的一端相接后再与CJ1的线包一端相连，D2、D4、D6、D8的正极与C1另一端相接后再与CJ1的线包的另一端相连，D1正极与D2的负极的相连公共端通过CJ1-4与BK2的初级线圈的一端相接；C3的正极输出端分别与GD的光电三极管的集电极、J1至J4的线包的一端及J1的常闭触头J1-1相接，而C3的负极输出端分别与T1、T2、T5及T6的射极相连，这样以提供直流工作电源；C4的正极输出端与R4跟R5的公共连接端相接，C4的负极输出端与R4跟GD的公共连接端相连；GD的光电三极管的射极与电阻R6相接通；J1的常闭触头J1-1、J2的常闭触头J2-1、J3的常闭触头J3-1及J4的常闭触头J4-1依次相串接后再J5的线包相接，J2的常开触头J2-2的静触点与J4的常闭触头J4-1的动触点相连，T1、T2、T5及T6的发射极与K2的一端相接；D22、D23及D24连在一起的负极公共端与电位器W1的一端相接；R11的一端与YD的一端相连；J5的常开触头J5-1的一端作为连接三相电源C相的点，J5-1的另一端则与D3的正极、D4的负极以及BK2的初级线圈的一端相接。
图2实施例的本实用新型在安装使用时，CJ1的主触头CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3的上端头、BK1的初级线圈及R1至R3的一端均通过熔断器和三相闸刀开关K1分别与三相交流电网A、B、C三相相连接，同时还将BK2的初级线圈的一端与B相相连，将J5-1的一端与C相相接。在CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3的下端，则可通过开关K3分别接入三相用电负载(如电动机D)和单相用电负载(如照明灯等)，并将L1至L3及L4至L6分别装在三相负载电路中。于是，只要合上K1和K2，就使得D9至D14得电整流，经滤波和稳压后，C3两端就提供直流工作电压给GD、J1至J5的线包以及T1至T6。当电路用电负载未接通时，J1至J4都不动作，J5得电动作，J5-1闭合，D1至D8两组桥式整流电路供电，使CJ1线包得电动作，CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3合闸，而C1-4断开，D1至D4不再供电，仅由D5至D8给CJ1线包供电维持吸合。当电路用负载接通时，L1至L6得电，使T2至T5因基极得电而导通，于是J2和J3的线包也得电动作，J2-1断开而J2-2闭合，且J3-1断开，但J1的线包仍然得电，故CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3持续合闸。
当A、B、C三相电源发生缺相而导致用电负载缺相时，T2至T4中至少有一个的基极失去控制，使J2的线包失电释放，J2-2断开而J2-1闭合，但T5基极仍有控制信号使J3线包维持得电，J3-1仍然断开，于是J5线包失电释放，故CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3跳闸断开，从而保持用电负载不因缺相而损坏。用电负载断开后，虽然J3-1又会闭合，但由于三相缺相而使D15至D18有整流输出给GD(此时DX1发光)，GD又输出信号给T1而使J1线包得电，将J1-1断开，所以此时还是会维持J5线包失电释放，也就是维持CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3跳闸断开。
如果三相总电源缺相是由于接触不良所引起，并且马上又自动接触良好而恢复正常，或者是已排除故障，显然，D15至D18会停止输出整流信号给GD，J1线包就会失电释放而使J1-1闭合，于是J5线包又恢复到得电状态，J5-1闭合，CJ1线包得电，J1-1、J1-2及J1-3又合闸供电。如果缺相是发生在CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3下端头以后的电路中而引起CJ1跳闸，如前所述，跳闸后会使J3-1又闭合，同时又由于CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3上端头的三相总电源并不缺相，则此时D15至D18不会有整流信号送给GD，因此，J1线包也不会得电，J1-1照样闭合，按理说CJ1跳闸后又该恢复合闸，但此时并不合闸，则说明负载电路中必定因缺相而伴随出现了过载电流，过载电流使D22至D24负极端的输出信号能足以使T6导通，于是J4线包得电而断开J4-1，仍然会使得J5线包失电而J5-1断开，引起CJ1线包失电而CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3跳闸断开。与此同时，D22至D24负极输出的信号还经R11使扬声器YD发声报警，且DX2作出发光指示。当机械故障引起电流过载时，同样由D22至D24负极输出信号使T6导通，最后使CJ1失电跳闸，YD发声报警。
在图2实施例中，IC1和IC2的型号分别采用7818和7812，GD的型号可采用GH201C型。
权利要求1.一种小工矿用自动保护开关，其特征在于，其电路部分由三相交流接触器1、接触器线包供电电路2、三相整流电源3、三相电源缺相监测电路4、光电耦合电路5、三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7、三相负载过载监控电路8、缺相过载报警电路9及接触器线包供电控制电路10连接组成，其中接触器线包供电电路2的供电输出端与三相交流接触器1的线包相连，三相整流电源3的电源输出端与光电耦合电路5、三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7、三相负载过载监控电路8、缺相过载报警电路9以及接触器线包供电控制电路10的工作电源端相接以提供直流工作电源，三相电源缺相监测电路4的输出端与光电耦合电路5的输入控制端相连，光电耦合电路5的输出端与三相电源缺相控制电路6的输入端相接，三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7以及三相负载过载监控电路8的输出控制端均与接触器线包供电控制电路10的输入受控端相连，三相负载缺相监控电路7的另一输出端与三相负载过载监控电路8的输入端相接，三相负载过载监控电路8的报警输出端与缺相过载报警电路9的输入控制端相连，接触器线包供电控制电路10的输出控制端与接触器线包供电电路2的输入受控端相接。
2.根据权利要求1所述的小工矿用自动保护开关，其特征在于，三相交流接触器1由包括有线包CJ1、三相主触头CJ1-1、CJ1-2及CJ1-3和辅助常闭触头CJ1-4的三相交流接触CJ1构成；接触器线包供电电路2由二极管D1至D3、电容C1及控制变压器BK2连接组成；三相整流电源3由控制变压器BK1、二极管D9至D14、电容C2与C3及集成稳压块IC1与IC2连接组成；三相电源缺相监测电路4由电阻R1至R3、二极管D15至D18及电容C4连接组成；光电耦合电路5由光电耦合器GD、电阻R4与R5及指示灯DX1连接组成；三相电源缺相控制电路6由三极管T1、直流继电器J1及电阻R6连接组成；三相负载缺相监控电路7由三极管T2至T5、直流继电器J2与J3、二极管D19至D24、电阻R7至R10、电容C5至C8及电感线圈L1至L6连接组成；三相负载过载监控电路8由三极管T6、直流继电器J4、指示灯DX2、电位器W1、电阻R11与R12及电容C9连接组成；缺相过载报警电路9由扬声器YD构成，接触器线包供电控制电路10由直流继电器J5和单刀单掷开关K2连接组成。
专利摘要小工矿用自动保护开关由三相交流接触器1、接触器线包供电电路2、三相整流电源3、三相电源缺相监测电路4、光电耦合电路5、三相电源缺相控制电路6、三相负载缺相监控电路7、三相负载过载监控电路8、缺相过载报警电路9及接触器线包供电控制电路10连接组成。它将交流接触器结合在一起,能装在三相电源上作总开关用而不会误动作,特别适用于起动压降波动范围大于±25%以上的小工矿和小工场进行缺相和电流过载保护并报警。
文档编号H02H3/00GK2435871SQ00225390
公开日2001年6月20日 申请日期2000年8月9日 优先权日2000年8月9日
发明者赵庚 申请人:赵庚