专利名称：多功能用电保安器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对偏离正常供用电的有害变化直接起反应的自动断开紧急保护电路装置，适用于低压单相电力用户。
中国实用新型专利公开了一种申请号为87210506的多功能防窃电装置，它由串接在负载电路中的2组互感线圈和开关电路构成。每组线圈是由两个同端相同的两个感应线圈所组成。常态下，同组内的线圈的磁感应相互抵消，当有窃触漏电发生时，同组内的两个感应线圈就因失去平衡而产生信号，该信号通过开关电路的传递切断电源。这种防窃电装置的不足是，二个感应线圈是通过导线与控制电源的开关电路相连接的，如果切断连接导线，该装置就不能起防窃电的作用。该装置虽然具有防窃、触、漏电功能，但不具有自动复位功能，当发生窃电切断电源后，需打开电表的铅封，合上防窃电装置的开关后才能继续使用，使用不方便。另外上述电路结构的可靠性和抗干扰能力较差，容易产生误动作。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种性能可靠、功能齐全、使用方便的多功能用电保安器。
本实用新型的技术解决方案是，多功能用电保安器包括利用磁环作为传感器件的防窃电电路，防过荷电路、防触漏电电路、防过压欠压电路、跳电保护电路以及开关电路、稳压电源，其特殊之处在于A、设置在进户的低压线上的防窃电传感磁环CH6与防窃电电路之间设有电压一频率转换发射器和频率一电压转换接收器，电压频率转换发射器的输出端和频率电压转换接收器的输入端之间通过低压线相连，利用低压线传递信号，可防止切断信号的传输线，且便于安装；B、防窃电电路、防过荷电路、防触漏电电路、防过压欠压电路、跳电保护电路的输出端与开关电路的输入端相连接，组成一个五输入的负或门电路；C、在开关电路中，两开关管BG1、BG2之间连接有自动复位电路，在负或门动作原因消失后，控制开关电路自动复位。
所述的防窃电电路、防过荷电路、防触漏电电路、防过压欠压电路、跳电保护电路主要由集成电压比较器构成，电压比较器的输出端经电阻、二极管与开关电路的输入端相连，在电阻与二极管之间还连接有接地电容Cs，以提高电路的抗干扰能力。
所述的自动复位电路是由电压比较器A7，与该比较器A7一输入端相连的接地电容C7、电阻R22、串接在该输入端的二极管D14、电阻R20、串接在电压比较器输出端的二极管D16、电阻R26构成。自动复位电路的输入端与开关管BG1的集电极相连接，输出端与开关管BG2的基极相连。
在开关电路中还连接有限时检查电路，它包括电压比较器A8、串接在电压比较器A8输出端与开关管BG2基极之间的二极管D15、电阻R26、与电压比较器A8一输入端相连的接地电容C8、接地电阻R24，以及电阻R25、与之相连的R23、按钮开关K，电阻R23的另一端接在电压比较器的输出端，按钮开关的另一端与稳压电源相连。
在磁环CH6前端的低压线上设有用来阻止其他载波侵入的电感L。
安装在电度表一接线端子口上且用来索取电度表电压线圈上的电流信号的磁环CH3，其付级线圈的一端经半波整流及由电阻Ra、电容Ca组成的延时电路与防窃电电路中一电压比较器A1的一输入端相连，该输入端还通过一条由二极管D17、电阻R29组成的回路与开关电路中断电时的一高电位接点相连接。
在电度表一接线端子口上安装有用来索取电度表电流线圈信号的磁环CH2，其付级线圈与安装在用电保安器内且用来索取用电保安器电流信号的磁环CH1的付级线圈的同各端相连接。
跳电保护电路中一电压比较器A5的一输入端连接有两条控制回路。其中一条回路是由与稳压电源串接的二极管D11、电容C6组成，并且在二极管与电容之间连接有接地电阻R17和接地二极管D13。另一条回路是由电压比较器A6与A6输出相连的二极管D10，与A6一输入端相连的接地电阻R16、接地电容C5、以及串接在此输入端与稳压电源之间的电阻R15、二极管D12构成。
本实用新型与现有技术相比具有如下特点1.功能齐全，不但可防止窃电、触电、漏电，而且还具有防过压、欠压、防过荷及跳电保护、自动复位等功能。一机多能，基本能满足安全用电的全部要求。
2.适应电压范围广，漏电反应速度快，能有效地保障人身安全。
3.利用电压频率转换器，使设在电表外部的防窃电磁环与电表内用电保安器之间不需设置信号传输导线，而是利用低压线本身作为信号的载波，能有效地防止窃电行为，且安装方便。
4.电路性能可靠，抗干扰性强，电路结构简单、功耗低，使用维护方便，成本低。
图1为本实用新型的电路原理图。
图2为本实用新型电压频率转换器的电路原理图。
以下结合附图作进一步详述如图1所示，本实用新型的信号处理主要由集成电压比较器来完成。采用六个磁环CH1～6作为各电路部分的传感器。
防窃电电路主要由电压比较器A1、A9、二极管D1、D2、D3、D18、电阻R1、R3、R5、Ra、电容Ca、Cs以及磁环CH1、CH2、CH3、CH6组成。磁环CH1、CH3设置在用电保安器内，磁环CH2安装在电度表第一或第二接线端子上。磁环CH6安装在户外进户火线上，磁环CH1索取用电保安器的电流信号，CH6取得是进户火线上的电流信号，CH2取得是电度表电流线圈的电流信号，CH3取的是电度表电压线圈的电流信号，CH1、CH2次级线圈的同各端接在一起，另一端地接，当流过二个磁环的电流幅度及相位皆相同时，二个磁环次级线圈的电势互相抵消，所以没有信号送到电压比较器A1的负输入端，当发生保安器与电表间接线，电流线圈短接，电流线圈进出线反接时，流过CH1及CH2的电流幅度或相位将不相等，因此产生一个电势差值，经过二极管D1半波整流及延迟电路(由电阻Ra、电容Ca构成)后，施加到A1的负输入端，当信号值大于正输入端的门限电压时，电压比较器A1将输出低电位，使BG1导通，开关电路动作，切断电源。
电压比较器A1的门限电压是由CH3的次级线圈上的电势经二极管D2整流之后提供的，如果发生断开电压线圈的窃电行为，CH3的次级线圈将没有电势，而使电压比较器A1的门限电压等于零，这样也会使A1的输出变为低电位，导致开关电路动作。但在断电保护时，电度表的电源被切断，电压线圈没有电流，此时BG3是截止的，集电极为高电位，通过电阻R29、二极管D17给A1提供门限电压。
为了防止用切断CH1、CH2二个磁环与用电保安器连线的方法来进行窃电，通过电阻R3将电源电压接到CH1、CH2的次级线圈的共同端，在正常情况下，由于CH1、CH2的线圈的直流电阻很小，故电压比较器A1的负输入端没有信号输入。如将CH1、CH2与电度表的电线剪断，则P点的电压将升高，A1的输出为低电位，从而使开关电路动作。
为防止表前接线，还在进户火线上安装磁环CH6，其输出端与V／F电压一频率转换发射器的输入端相连，V／F电压一频率转换发射器的输出端用电容C11耦合到负载线上，如图2所示，此处的特点是设在进户负载线上的磁环CH6与用电保安器之间不用导线连接。而是通过电压一频率转换发射器将电压信号转换为频率信号，由电力线载波将信号送至用电保安器内，再经频率一电压转换接收器将频率信号转换为电压信号后送至防窃电电路的电压比较器A9的负输入端，A9的正输入端是由磁环CH4经整流及同相加法器A12提供比较信号。在磁环CH6的前端设有一电感L，用来阻止其他载波侵入，提高电压一频率转换发射器的小信号电平。
电压一频率转换发射器是由同相加法器A13、压控振荡器A14、A15、A16、三极管BG4及电阻、电容等构成。其输入与磁环CH6相连，输出接在负载线上。
频率一电压转换接收器包括由电压比较器A11构成的整形电路，A10构成的单稳电路、由A12，构成的同相加法器、以及耦合电容、电感等，该转换接收器的输入端接在负载线上，输出端接在防窃电电路电压比较器A9的负输入端，A9的正输入端连接有同相加法器A12，同相加法器A12的输入端与防过荷电路中的磁环CH14相连接。
本实施例提供了几种防窃电的方法，防窃措施齐备。
防过荷电路主要由磁环CH4，电压比较器A2、延迟电路Ra、Ca、二极管D3、D6、电阻Rs、电容Cs构成。磁环CH4的初级线圈是火线，次级线圈感应出来的电势将随火线中的电流变化而变化。所以次级电势的大小将反映负荷的大小，次级线圈的电势经二极管D3半波整流及时间延迟电路后，送到电压比较器A2的负输入端，当此信号电压大于门限电压时，A2输出为低电位，开关电路动作。调整门限电压就可以达到设定过负荷动作值的目的。该电路中，延迟电路的作用很大，因为电冰箱、洗衣机等电机在启动时的电流往往能达到正常电流七倍以上，但启动电流只要几秒之后就降到正常值，因此利用延迟电路避开启动时间，防负荷电路就不会误动作。
防触漏电电路是由磁环CH5、电压比较器A3、二极管D4、D7电阻Ra、Rs、电容Cs等构成，其输出端与开关电路中的开关管BG1基极相连。磁环CH5的初级线圈由火线及零线并绕在磁环上，正常情况下二线电流相同但相位相反，所以初级线圈的总磁通为零，次级线圈无感应电势产生。当人体触电或电路绝缘损坏漏电时，火线上有一部分电流经过人体流入大地，火线与零线电流值不相等，次级线圈产生的电势经整流二极管D4，延迟电路送到电压比较器A3的负输入端，当它超过门限电压时，A3将输出低电位，开关电路动作，触漏电动作时间可小于20毫秒。
跳电保护电路是由电压比较器A5、A6及二极管D9～13、电阻Rs、R15～18、电容C5～6、Cs等元件构成。A5的正输入端接门限电压，负输入端与A6的输出端相连，A5的输出端与开关管BG1的基极相连，其特点是当断电马上又来电时，有延迟送电时间。当第一次来电时，电源通过R17对C6充电，充电开始时，电阻R17上的电压降最大，故Q点为高电位。同时电源也通过二极管D12、电阻R15对C5充电，但充电开始时电压比较器的正输入端低于门限电压，A6的输出为低电平，所以与门的输出端S点为低电平，A5的输出为高电平，跳电保护电路不动作。随着对C6及C5的充电，Q点从高电平变为低电平，而R点则从高电平变为低电平，与门的输出S点还是低电平，跳电保护电路不动作，如发生停电时，电容C6上的电荷通过二极管D13迅速的放掉，而C5上的电荷则要通过R16慢慢的放掉，故在停电4分钟之内，C5上的电压比门限电压高，在此期间又来电时，因为要对C6充电，故Q点是高电位，而电压比较器A6因C5的电压比门限电压高，A6的输出也是高电位。Q、R点均为高电位，与门的输出S点也为高电位，故A5输出为低电位，使开关电路动作，如果停电4分钟之后，C5上的电荷通过R16放到已经比门限电压低，A6的输出也由高电位变为低电位，再来电没有延迟送电时间。
开关电路是由三极管BG1、BG2、BG3、继电器J1、J2、电阻R26、R27以及自动复位电路组成。自动复位电路则由电压比较器A7、电阻R20、R21、R22、R26、二极管D14、D16、电容C7构成。电压比较器的正输入端接在电容C7上，当BG1截止时，正输入端为低电位，当负或门动作BG1导通时，通过电阻R20及D14对C7进行充电，因R20阻值很小，故C6很快就能充到门限电压以上，当正输入端高于负输入端时，电压比较器输出高电位给BG2提供基极电流，BG2导通，J1的常闭触点断开，BG3截止，J2的常开触点断开，切断电源。当负或门电路的输入皆为高电位时，即动作的原因消失，BG1又从导通变为截止，但是此时电容C7的电荷不能很快的放掉，它需经R22慢慢的放掉，大约经过4分钟，C7上的电压低于门限电压时，电压比较器A7翻转，输出低电位，使BG2截止，BG3导通，电路复位。
限时检查电路主要由电压比较器A8、按钮开关K、电阻R24～25、二极管D15～16电容C8组成。A8的输出端通过二极管D15、电阻R26与开关电路BG2的基极相连接。A8的负输入端经电阻R25、按钮开关与稳压电源相连接。正常情况下，电源通过按钮K对电容C8充电，电压比较器A8的负输入端的电压高于门限电压，A8的输出为低电位。如用电保安器动作，电压比较器A7的输出为高电位使开关电路动作，切断电源，如果是因窃电、过荷、漏电等停电的话，因电源被切断，产生动作的原因也随之消失，各电路的指示灯都不亮，无从检查断电的原因。要想检查断电的原因，按动按钮K，将切断BG2的基极电流，BG2从导通又变为截止，强行给电路送电，此时相应的指示灯亮，显示出断电的原因。为防止窃电者压死按钮K进行窃电，当K断开时，C8就开始通过R24、R25放电，当C8上的电压低于门限电压时，A8翻转输出高电位，又使BG2导通，J1的常闭触点断开，切断电源。
过压、欠压保护电路是由电压比较器A4、三极管BG5、二极管、电阻、电容等构成，其输入与电源相连，输出与开关电路的三极管BG1的基极相连接。
稳压电源是由电容降压整流滤波电路和稳压管构成。
权利要求1.一种对偏离正常供用电的有害变化直接起反应的多功能用电保安器，主要包括利用磁环作为传感器件的防窃电电路，防过荷电路、防触漏电电路、防过压欠压电路，跳电保护电路以及开关电路、稳压电源，其特征在于A、设置在进户的低压线上的防窃电传感磁环CH6与防窃电电路之间设有电压一频率转换发射器和频率一电压转换接收器；电压频率转换发射器的输出端和频率电压转换接收器的输入端之间通过低压线相连，即利用低压线传递信号；B、防窃电电路、防过荷电路、防触漏电电路、防过压欠压电路、跳电保护电路的输出端与开关电路的输入端相连接，组成一个五输入的负或门电路；C、在开关电路中，两开关管BG1、BG2之间连接有自动复位电路，控制开关电路自动复位。
2.根据权利要求1所述的多功能用电保安器，其特征在于所述的防窃电电路、防过荷电路、防触漏电电路、防过压欠压电路、跳电保护电路主要由集成电压比较器构成，电压比较器的输出端经电阻、二极管与开关电路的输入端相连，在电阻与二极管之间还连接有接地电容Cs。
3.根据权利要求1所述的多功能用电保安器，其特征在于所述的自动复位电路是由电压比较器A7、与该比较器A7一输入端相连的接地电容C7、电阻R22、串接在该输入端的二极管D14、电阻R20、串接在电压比较器输出端的二极管D16、电阻R26构成，自动复位电路的输入端与开关管BG1集电极相连接，输出端与开关管BG2的基极相连。
4.根据权利要求1所述的多功能用电保安器，其特征在于在开关电路中还连接有限时检查电路；它包括电压比较器A8，串接在电压比较器A8输出端与开关管BG2基极之间的二极管D15、电阻R26，与电压比较器A8一输入端相连的接地电容C8、接地电阻R24，以及电阻R25，与电阻R25相连的电阻R23、按钮开关K，电阻R23的另一端与电压比较器A7的输出端相连，按钮开关K的另一端与稳压电源相连。
5.根据权利要求1所述的多功能用电保安器，其特征在于在磁环CH6前端的低压线上设有用来阻止其他载波侵入的电感L。
6.根据权利要求1、2所述的多功能用电保安器，其特征在于安装在电度表接线端子口上且用来索取电度表电压线圈上的电流信号的磁环CH3，其付级线圈的一端经半波整流及延时电路与防窃电电路中一电压比较器A1的一输入端相连，该输入端还通过一条由二极管D17、电阻R29组成的回路与开关电路中断电时的一高电位接点相连接。
7.根据权利要求1所述的多功能用电保安器，其特征在于电度表一接线端子口上安装有用来索取电度表电流线圈信号的磁环CH2，其付级线圈与安装在用电保安器内且用来索取用电保安器电流信号的磁环CH1的付级线圈的同各端相连接。
8.根据权利要求1、2所述的多功能用电保安器，其特征在于跳电保护电路中一电压比较器A5的一输入端连接有两条控制回路，其中一条回路是由与稳压电源串接的二极管D11、电容C6组成，在二极管与电容之间连接有接地电阻R17和接地二极管D13；另一条回路是由电压比较器A6、与A6输出相连的二极管D10，与A6一端输入端相连的接地电阻R16、接地电容C5以及串接在此输入端与稳压电源之间的电阻R15、二极管D12构成。
专利摘要本实用新型涉及一种对偏离正常供用电的有害变化直接起反应的多功能用电保安器，它主要包括利用磁环作为传感器件的防窃电电路、防过荷电路，防触漏电电路、防过压欠压电路、跳电保护电路、开关电路、稳压电源、以及自动复位电路和限时检查电路，同时在防窃电传感磁环CH
文档编号H02H3/08GK2094139SQ91209800
公开日1992年1月22日 申请日期1991年6月5日 优先权日1991年6月5日
发明者战积义, 沈笑影, 王刚 申请人:战积义, 沈笑影, 王刚