专利名称:电子自动保护器的制作方法
本实用新型为单相或多相用电设备电子自动保护器。
现有技术中的电子保安器，一般体积较大，价格较贵，有的保安器在故障未排除之前有可能继续恢复供电，因此不可靠、不保险，并无故障指示系统。
现有技术中对三相电机断相保护有两种型式，一种是将三个互感器分别接在三相电源上取样，利用比较三相电源上的取样信号的原理作为工作条件的方法；另一种是从星形接法的三相电机中心线上引出一线直接通过继电器线圈与电源的零线相联结，利用中性点位移产生的电位差使继电器工作，从而起到保护作用。目前用于实现对电器设备的漏电、触电保护方法往往用几个电流互感器分别接在所需取样的线上，将各电流互感器取出的信号加以比较后来实现对设备或人身的保护。例如对于防止触电保护装置，苏联专利NO.668038提出一种电厂人员触电保护装置，是利用在负载线上和中性线上的两个电流变压器以及分流器、积分器、元件、继电器等组成，在有超过允许对地漏电流的情况下操作防止触电保护器。另外涉及电器保安装置及漏电保护器在苏联专利NO.668036、NO.550716、NO.543076、NO.541233、NO.843086、NO.881927、NO.904075、NO.1080222，日本专利NO.57156620和中国专利NO.85200505中都谈到过。
上述的电器设备漏电、防触电保护方法及装置都不同程度地存在着结构复杂、不易推广的缺点。
针对上述问题，本实用新型提出利用网络回路中电流矢量和为零的原理构成电器设备漏电、防人、畜触电保护装置和星形联结三相电机在匝间短路、三相电源不平衡、线圈对地短路、断相、严重受潮漏电等故障情况下自动断电保护装置。并减化现有技术中电器保安器的结构，降低装置本身的故障率，降低成本，做到小型化，提高装置的动作灵敏度，增加可靠性。
本实用新型在于提出了网络回路中电流的矢量和为零的原理，将电网与负载视为一个系统，在该系统中串入一个在同一电磁铁芯上有两个或者两个以上匝数相同的初级绕组和一个或者一个以上的多匝数次级绕组构成的互感器(3)，电源线(10)分别接在互感器(3)的初级绕组的同名端上，这些与电源线(10)联结的初级绕组的另一端同名端与网眼中负载(4)相联结，并构成回路；互感器(3)的次级绕组作为信号取样绕组；当负载无漏电、无故障的情况下，系统内电流矢量和恒为零，即流经互感器(3)各初级绕组的电流矢量和为零，互感器(3)的次级绕组中不产生感应电动势；当负载有漏电故障，系统内对系统外有电流流出时，则流经互感器(3)各初级绕组的电流矢量和不为零，此时在互感器(3)的次级绕组中将产生感应电动势，该电动势用以控制所需控制的部件和执行元件。
该装置由取样、控制、报警、电源几部分组成。取样部分由负载(4)、互感器(3)和二极管(11)组成；控制部分由可控硅电路(13)、继电器(14)组成；报警部分为自激振荡电路和指示系统组成；电源部分由整流二极管(26)、(27)、电源变压器(28)和电容(12)组成，用来提供控制电路，振荡电路的工作。该电源部分也可用干电池或储电池代替。
以下结合附图和实施例对其进行详细说明。
附图1.电子自动保护器框图；附图2.电子自动保护器；附图3.三相电机多功能故障保护器；附图4.简易电子自动保护器；附图5.三相电机多功能故障保护器；附图6.互感器。
附图1.中电源线(10)经过执行电路的触头(2)后，再经过互感器(3)电磁铁芯上的初级线圈与负载(4)联结；互感器(3)的次级绕组上感应的电动势作为取样信号，经控制可控硅电路(5)的开关状态，用以控制执行电路(6)，该执行电路的作用是接通或切断负载的电源线(10)；执行电路(6)还可以包括报警(7)和指示(8)两部分，用以作负载是否存在故障的信号；所有的可控硅电路(5)，执行电路(6)，以及报警电路(7)，指示电路(8)都由同一辅助电源提供工作电源，该辅助电源可来源于电网(1)。
附图2.——附图4都是附图1所示的具体实施例。以附图2为例，它提供了一个单相电源供电的负载漏电、触电保护器。
将负载(4)及电网(1)构成的回路视为一个系统。电源的负载线经过互感器(3)的一个初级绕组后与负载(4)相串联，然后再经过互感器(3)的另一个初级绕组后回到电网。在该回路中，互感器(3)的两个初级绕组是经负载(4)后同名端反相串联结。互感器(3)的次级绕组为可产生所需的电压取样信号的多匝数线圈。互感器(3)的电磁铁芯可用高导磁材料的铁磁芯，以使达到系统内有小电流流出到系统外时，对初级绕组各线圈电流矢量和的变化的响应能在次级绕组上敏感地反应出来。当负载(4)无漏电和其它故障时，初级绕组各线圈中电流矢量和为零，则在次级绕组中不产生感应电动势；当负载(4)有漏电或其它故障时，一部分电流被旁路掉，此时流经初级绕组的电流矢量和不再为零，从而在次级绕组中产生感应电动势，当次级绕组中的感应电动势足够高时，
就可以控制可控硅电路(5)启动执行机构。即使可控硅(13)触发导通，继电器(14)吸合，从而继电器(14)的触头(15)改变状态，使本装置对负载(4)无输出电压，起到保护作用。
互感器(3)次级绕组的一端接控制回路的地，另一端经二极管(11)后输出作为开关可控硅(13)电路的触发信号。可控硅(13)、继电器(14)、电阻(15)与辅助电源串联联结，构成控制器的主回路，继电器为执行元件。当互感器(3)次级绕组上产生感应电动势时，该信号使可控硅(13)动作继电器(14)吸合，通过继电器(14)触头(2)的切换，改变电网对负载(4)的供电状态，从而起到保护作用；电阻(15)在此起限流作用，在允许的条件下可以不用。电阻(18)和发光二极管(19)串联后与电阻(20)、(23)、电容(21)、(24)、单结晶体管(22)和蜂鸣器(25)构成的自激振荡电路并联联结，构成指示系统(8)和报警系统(7)，并联在继电器(14)的两端取得工作电压。发光二极管(16)和电阻(17)串联后并于辅助电源的两端作为工作指示系统。
事实上，利用本发明所述的方法构成的保护器，所说的互感器(3)中的初级绕组可用电源线直接穿入互感器(3)电磁铁芯中构成，也可以事先在电磁铁芯上绕成线圈构成；所说的可控硅电路可以由可控硅元件构成，也可以用晶体管元件构成；所说的发光二极管(16)、(18)可以用灯泡代替；所说的自激振荡器可用其它类型的振荡电路代替；所说的蜂鸣器可由喇叭代替。必要时振荡器后还可加放大器来推动喇叭。
附图3为利用本发明所述的方法构成的三相电机断相、短路、匝间短路、搭壳、漏电和三相电源严重不平衡等故障综合保护线路。它只需将其三相电机的三根电源线一起穿过互感器(3)的磁芯孔中分别形成一匝或一匝以上的线圈构成初级绕组即可。但使用该装置保护三相电机时，要将星形接法的三相电机中心点接电机外壳，且电机外壳要良好的接地。
附图3与附图4一样，为没有自激振荡电路的简化电路。
附图5也为三相电机故障综合保护器线路。该线路的特点是三相电源线(10)经继电器(14)的触头(2)后与互感器(3)的初级绕组的同名端相联结，互感器(3)初级绕组的另一端与电机绕组相联结；互感器(3)的次级绕组的一端经二极管(11)与电阻(29)并联后接地，次级绕组的另一端经可控硅的触发线路后与可控硅(13)的控制极相联结；可控硅(13)与继电器(14)串联后可以直接联结在交流电网上，所说的指示电路(8)与报警电路(7)仍在继电器(14)的两端取得工作电压；二极管(26)、(27)为可控硅触发线路提供工作直流电压。
附图6(a)为方形互感器结构形式；附图6(b)为日形互感器结构形式；附图6(c)为园形互感器结构形式。
权利要求
1.一种用于单相和多相电器设备漏电安全保护的电子自动保护器，由互感器、可控硅电路、控制器、报警器、指示器、电源组成，其特征在于；在电网与负载之间串有一个在同一电磁铁芯上有两个或者两个以上匝数相同的初极绕组和一个或一个以上的多匝数次级绕组构成的互感器(3)，电源线(10)分别接在互感器(3)的初级绕组的同名端上，这些与电源线(10)联结的初级绕组的另一组同名端与负载(4)相联结，并构成一个回路系统。
2.一种利用权利要求
1所说的电子自动保护器，其特征在于，所说的互感器(3)次级绕组的一端接控制回路的地，另一端经二极管(11)后接可控硅电路(5)的触发极；可控硅(13)、继电器(14)、电阻(15)与辅助电源相串联，构成控制器的主回路；电阻(19)和发光二极管(18)串联后与电阻(20)、(23)、电容(21)、(24)、单结晶体管(22)、蜂鸣器(25)构成的自激振荡电路并联联结，构成指示电路和报警电路，并联在继电器(14)的两端；电阻(17)和发光二极管(16)串联后，与辅助电源相并联。
3.按照权利要求
2所说的电子自动保护器，其特征在于，所说的可控硅电路可用可控硅元件组成，也可用晶体三级管元件组成。
4.按照权利要求
2所说的电子自动保护器，其特征在于，所说的发光二极管(16)、(18)可用灯泡代替。
5.按照权利要求
2所说的电子自动保护器，其特征在于，所说的自激振荡电路可以用其它类型的振荡电路代替。
6.按照权利要求
2所说的电子自动保护器，其特征在于，所说的蜂鸣器(25)可以用喇叭代替。
7.按照权利要求
1、2所说的，用于星形联结的三相电机的故障保护电子自动保护器，其特征在于，在电网与三相电机之间联结有一个在同一电磁铁芯上有三个或三个以上匝数相同的初级绕组和一个或一个以上的多匝数次级绕组构成的互感器(3)，电源线(10)分别经过继电器(14)的触头(2)之后接在互感器(3)的初级绕组同名端上，该初级绕组的另一组同名端与三相电机的绕组端接线相联结。
8.按照权利要求
7所说的电子自动保护器，其特征在于，所说的触头可以不是继电器(14)的触头(2)。
9.按照权利要求
7所说的电子自动保护器，其特征在于，所说的互感器(3)次级绕组一端经二极管(11)与电阻(29)并联后接地，次级绕组的另一端经可控硅的触发线路后接可控硅(13)的控制极；可控硅(13)与继电器(14)串联后接交流电网，所说的指示电路(8)与报警电路(7)并联在继电器(14)的两端；二极管(26)、(27)串联后一端接交流电网，另一端接地。
专利摘要
一种适用于单相和多相电器设备漏电报警、指示的安全保护装置由互感器、开关电路、控制执行电路、报警器、指示器和电源组成，通过继电器的触头与电网联结构成一个系统。该种装置可用于各种电器设备的漏电保护，防止人、畜触电，也可用于星形接法三相电机综合故障的保护，且具有结构简单、体积小、自身故障概率小，灵敏度高和使用，安装方便易于推广等特点。
文档编号H02H3/14GK86200462SQ86200462
公开日1988年12月28日 申请日期1986年2月6日
发明者张方亮 申请人:张方亮导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan