专利名称：防火漏电电流动作报警器的制作方法
技术领域：
属电子电气电源开关，用于过载、短路、漏电、失压及零压保护。
现有的技术是自动开关，它在大、中专有关机床电器方面的教科书中都有原理介绍。它也有过载、短路保护，有的还有漏电保护。但它的动作原理是电磁式的，其短路保护是通过电磁线圈依据吸力的大小来使开关动作，其大小调节靠调节弹簧的拉力，从而改变铁芯和衔铁的气隙大小；过载保护是靠双金属片受热动作。其缺点是调节很不准确，动作反映迟缓，操作费力，不能报警、显示。
本实用新型的目的在于提供一种新型的电源开关。它主要由互感器、零序电流互感器、接触器、继电器、集成芯片、三极管、数码管、发光二极管、电阻、电容等组成。包括主电路(见图1)；过载保护电路、报警电路、延时电路、倍载(短路)保护电路(见图5)。漏电保护电路(见图3)；数码显示电路(见图4)；以及面板和操作元件(见图2、3、5)。
以下结合附图对以上所述线路进一步描述。
第一、主电路三相电源线和零线分别由U、V、W、N接线端接入，共同穿过零序电流互感器TA4。三相线经接触器KM主触头每相穿过一个电流互感器、与零线分别接U′、V′、W′、N′四个接线端，且U′、V′、W′接线端分接三相负载R。
第二、过载、短路、延时保护电路(仅以U相为例)电流互感器TA1产生的电流信号，流经R1，在R1两端产生一电压值，该信号电压经R2并经V1整流，再经R3、R6接A1的反相输入端。R5的一端接A1的同相输入端，另一端接地。C1、C2、R4分接电节点2、3、4与地之间。A1的输出经R9、V3、接三极管VT1的基极，VT1的发射极接正电源，集电极经R10接HL1(U相过载指示灯)。R7跨接在A1同相端与节点6之间，形成电压正反馈，R8接A1同相端，另一端经V2、B点SB1至电源正极形成一复位电路。C3接电源正端与节点45之间。
电流信号的另一路由节点4，经V4到W1，调节W1可调节过载电流的大小。W1的动触点经R11、R12至A2反相输入端，C4接在节点10与地之间，A2的同相输入端经R13、R15接电源正极，另一路经R13、R14接地。A2的输出经R16、V5至VT2的基极，VT2集电极经V6至由S2、N3、VT3、R18、Y组成的报警电路。
延时电路的信号由节点9，经R19至A3的反相输入端。A3的输出经R21接A4的反相输入端，A4输出经R24接至N1，N1、N2共同组成延时电路，调节W3可调节过载延时的时间。N2的输出经R25接至A6，A6的输出经R29、V9、VT4至A点。
倍载(短路)电流的信号由节点5经W2取出。调节W2可调节短路电流。W2的动触点经R30、R31接至A5反相输入端，R34为A5正反馈电阻。A5输出经R35、V12、至VT5的基极，VT5的发射极接正电源，集电极两路输出。一路经R36、HL2接地(HL2为倍载指示灯)；另一路经V13、A点、R37至VT6的基极，VT6的发射极接地，集电极经R18接继电器J1线圈，线圈另一端接电源正极。
第三，漏电保护电路零序电流互感器TA4的二次电流所产生的信号电流值经R41至A7的同相输入端，A7的输出经R45至V17、经V17整流再经R46至A8反相输入端。R44、R51分别为A7、A8的反馈电阻。A8的输出经R47、V18至VT7基极，VT7集电极经R48、HL3(漏电指示灯)接地。另一路经V19至图中A点，发射极接正电源。
在正常情况下，三相电流矢量和为零。TA4的二次线圈中无电流，当电源因某种原因对地产生漏电时，TA4的二次线圈中便有漏电流产生，漏电流经电阻输入到A7同向输入端。A7的输出端便输出一个电流，V15、V16为输入限幅。A7的输出电流经V17整流，输入到A8的反相端，经电位比较，在A8的输出端产生一个负电流信号，经V18稳压，使V7导通，则HL3亮。表示有漏电电流产生。同时经A点使V16导通，J1线圈通电，使KM失电，同时报警灯HL5闪亮，同时通过C点，使Y报警。在图3中，SB4为漏电检查键，当按下此键后，其电流动作过程与有漏电流产生时相同，有声、光报警产生。当松开此键，声、光报警维持，只有按下复位键SB1才能声、光报警停止。恢复到监控状态。S3为漏电开关，当S3闭合时，漏电保护电路不起作用。
第四、电流数字显示电路图4中，R1为并接在电流互感器TA1两端的电阻。R1上的电流为TA1二次电流.M、N为R1上两端点.其两端的电压经桥式全波整流，C11滤波。①、②两点接在N5①、②两点。N5为LED显示专用芯片。经过模数转换、计数、译码、驱动接数码管发光显示。
第五、操作二次电路(见图2、图3、图5)采用PC面板，触摸开关。面板上有送电(SB3)、复位(SB1)、过载检查(SB2)、漏电检查(SB4)四个触摸开关。有电源开关S1、报警开关S2、漏电开关S3及关指示灯和一个闪烁报警灯HL5。
图1主电路；图2操作二次电路；图3漏电保护电路；图4数码显示电路；图5过载、短路、漏电保护电路。
防火漏电电流动作报警器能有效的防止电器线路和用电设备因过载、短路、漏电而引起的电器火灾。当它被接入电路后便对电源进行监控。当由于某种原因引起电气线路过载、短路、漏电时，首先声光报警，同时进行延时，延时到后自动切断电源。
它适用于所有企、事业单位。尤其适合于宾馆、酒楼、歌舞厅等公共娱乐场所。
现以一个例子说明电流过载、短路(倍载)及延时电路的工作过程如下(仍以U相为例)若防火漏电电流动作报警器的额定电流为20A，当它接入电路后，TA1产生的二次电流信号在R1两端产生一电压值，经R2、V1整流后，经R3、R6至A1的反相端，若此时电流实际值小于20安，则A1反相输入端的电压值将小于阀值电压，A1输出大于零，V3工作在整流状态，VT1不导通，HL1不亮，电路处于正常监视状态.故此时Y也不报警，HL2也不亮。
现设A相的实际电流为IA、报警器额定电流为Ie，若Ie≤IA＜1.05Ie，则此时因A1的反相端的电压值大于阀值电压，A1的输出小于零，V3工作在稳压状态，VT1导通，HL1(A相过载)灯亮。因此时IA的电流仅在额定电流附近，A2的输出大于零，VT2截止，Y不报警。
当1.05Ie≤IA≤1.2Ie时，HL1仍亮，此时A2输出小于零，V5工作在稳压状态，VT2导通，使Y报警。同时，此时的信号电流经R19、A3、A4至N1、N2组成的延时电路，进行延时。当延时(10～30秒)到后，A6的输出小于零(调节W3可调节延时时间)，VT4导通至A点使VT6导通，J1线圈通电，J1动作使KM失电，KM主触点切断电源。同时J1常开触点闭合，闪光报警灯HL5不断的闪烁报警。
当IA≥2.5Ie时，调节W2(W2为倍载电流调节)使A5输出小于零，V12工作在稳压状态，VT5导通，HL2过载指示灯亮。同时VT6导通，J1通电，KM失电。当IA≥2.5Ie时，电源即合即断，使负载断电。
权利要求1.防火漏电电流动作报警器，作为一种新型的电源开关，它主要由互感器、零序电流互感器、接触器、继电器、三极管、集成芯片、数码管、发光二极管及电阻、电容等组成。其特征在于该报警器包括由检测元件组成的主电路；过载保护电路；报警电路；延时电路；倍载(短路)保护电路；漏电保护电路；数码显示电路；以及面板和操作元件。
2.根据权利要求1所述报警器的主电路，其特征在于三相电源及零线进线经接线端XT1引入，并同时穿过零序电流互感器TA4，而后经接触器KM主触点，三相线分别穿过一个电流互感器TA1、TA2、TA3与零线接到XT2接线端作为输出。
3.根据权利要求1所述报警器过载保护电路其特征在于电阻R1并接在电流互感器TA1两端，电阻R2与二极管V1、电阻R3、R6相串，接比较器A1反相端。电阻R5一端接比较器A1同相端，另一端接地。电阻R7跨接在比较器A1同相端与输出端之间。其输出端经电阻R9、稳压管V3接三极管VT1的基极其集电极经电阻R10、信号灯HL1接地，其发射极接正电源。
4.根据权利要求1所述报警器报警电路其特征在于电位器W1动触点经电阻R11、R12接比较器A2反相端，电阻R13接A2同相端，A2输出经电阻R16、稳压管V5接三极管VT2的基极。VT2的集电极经二极管V6、开关S2至芯片N3。三极管VT3的基极接芯片N3，发射极接地，集电极经电阻R18、喇叭接正电源。
5.根据权利要求1所述报警器的延时电路其特征在于它由电阻R19接比较器A3反相端，电阻R20跨接在A3反相端与输出端之间，A3经电阻R21接比较器A4反相端，A4输出经电阻R24接芯片N1，N1的输出接芯片N2，N2经电阻R25接比较器A6反相端，电阻R28跨接在A6同相端与输出端之间，比较器A6输出经电阻R29、稳压管V9接三极管VT4的基极，VT4的发射极接正电源，集电极经二极管V10至A点。
6.根据权利要求1所述报警器的倍载(短路)保护电路其特征在于它由电位器W2的动触点经电阻R30、R31接比较器A5反相端，电阻R34跨接在A5同相端与输出端之间。A5的输出经电阻R35，稳压管V12接三极管VT5的基极，其发射极接正电源，集电极经电阻R36、信号灯HL2接地。三极管VT5的集电极另经二极管V13、电阻R37至三极管VT6的基极，其发射极接地，集电极经电阻R18、继电器J1接正电源。
7.根据权利要求1所述报警器的漏电保护电路其特征在于它由电阻R41接比较器A7的同相端，按键SB4经电阻R43和小开关S3也同接在A7同相端，A7的反相端接地，电阻R44跨接在A7反相端与输出端之间，其输出端经电阻R45、二极管V17、电阻R46接比较器A8的反相端，A8的输出经电阻R47、稳压管V18接三极管VT7的基极，VT7的发射极接正电源，集电极分二路，一路经二极管V19至A点，另一路经电阻R48、信号灯HL3接地。
8.根据权利要求1所述报警器数码显示电路其特征在于取样电路由电阻R1、桥堆V21、电容C11、电阻R66、可调电阻W组成。W上①号接N5上①号，R66下端②号接N5上③号，N5输出接数码管。
9.根据权利要求1所述报警器的面板操作元件其特征在于面板采用PC面板、操作元件采用SB1、SB2、SB3、SB4四个触摸开关、面板上还有指示灯以及HL5闪烁报警灯。
专利摘要防火漏电电流动作报警器，它主要由检测、保护、显示、操作电路等组成。在检测电路中，电流互感器检测每组电流的大小，零序电流互感器检测三相电流矢量和。然后将各互感器二次电流信号值及零序电流互感器二次电流信号值分送相应的保护电路。保护电路由比较器、晶体管等元件组成的模拟电路。将信号电压与阀值电压比较。当信号电压大于阀值电压时，电路先声、光报警，并延时，延时到后并切断电源。因而该报警器在电路中具有过载、短路、漏电保护，还具有失压及零压保护，从而能防止和消除电路隐患。
文档编号H02H3/02GK2548342SQ0222405
公开日2003年4月30日 申请日期2002年5月14日 优先权日2002年5月14日
发明者叶长春 申请人:叶长春