专利名称：三相交流断相保护继电器的制作方法
技术领域：
本实用新型属工业用三相交流电用电负载(电动机、变压器、电阻性负载)或电源断相的保护与控制电子继电器。
目前现有的断相保护装置国内以公开的三相电动机保护器专利公告号GG85205544，它以多个电感线圈为电流传感器，控制六个与门开关电路，并采用控制器为单独供电方式。此种结构复杂、元件多，三极管参数需要调整，制造工艺复杂、成本高，负载电流大时或三极管本身参数改变时容易产生误动作，保护器在三相电源工作正常时继电器总通电吸合，本身耗电大。
本实用新型的目的是提供一种参数不需调整，可保护控制功率范围很宽的用电负载，本身不需要单独电源供电，即不消耗电能的高节能方式，在实际应用中容易普及的三相交流断相保护继电器。
本实用新型三相交流断相保护继电器(见附
图1)由输入端子板［1］、元件底板［2］、外壳［3］、输出端子板［5］、地脚安装孔［6］、外壳支撑杆［7］和装有工作状态显示电路［8］、取样电路［9］桥式整流电路［10］、滤波电路［11］、稳压电路［12］和控制继电器电路［13］的印刷电路板［14］以焊接的方式形成的。其电路原理见附图2所示。
本实用新型的技术要点是采用无电源供电方式，由三支电容器组成的星形电压取样电路，接到被保护的三相电路上。当三相电路平衡时星点K与电源零线N之间无电压输出，当出现断一相或三相电压不平衡超过25％时，星点有电压输出，供给桥式整流、滤波、稳压和控制继电器，使控制继电器动作，切除有故障电源而保护用电负载。输入端子板［1］有0＃、1＃、2＃、3＃、4＃五支端子组成；0＃接三相四线制的零线N，如为三相三线制无零线N时，0＃端子可接地线，0＃端子可作桥式整流电路［10］的输入回路和三相交流电源工作状态显示电路［8］的FGA、FGB、FGC三支发光二极管的回路。1＃、2＃、3＃端子分别接到三相电路上作为取样电路［9］的输入端子，同时还接有工作状态显示电路［8］的另三个输入回路。4＃端子接三相Y形电源(Y点不接地的)Y点上或三相Y形负载不接地的Y点上，作为Y点取样电路。三支电容器CA、CB、CC接成Y形构成三相交流电的取样电路［9］，R1、R2、R3三支电阻为三支电容器的泄放电阻，以保证停电后的电容器放电。取样信号由CA、CB、CC的Y点K输出，一路接输入端子板［1］的4＃端子，另一路接到由D1、D2、D3、D4构成的桥式整流电路［10］，经桥式整流后送给电容器C滤波电路［11］，再经限流电阻R与DW稳压管构成的稳压电路［12］稳压，以提高控制继电器线圈J的工作可靠性。当J停止工作的瞬间，DW还可作为线圈J的续流二极管作用，从而可节省一个二极管。控制继电器电路［13］得到稳定电压而动作，带动两组触点，一组为常闭与常开触点，接至输出端子板［5］的7＃、8＃、9＃端子去控制需要保护负载的控制电路或接至需要报警的报警灯、蜂鸣器或报警电铃等。另一组常闭触点接输出端子板［5］的5＃、6＃端子，可控制另外需要保护的负载控制回路或保护装置。如控制回路容量较大，可将6＃和9＃、5＃和8＃端子并联到一起，如再大，可外接中间继电器进行转换。本继电器可扩大到保护三相交流电的容量从0.01KW～4000KW之间的功率负载，用户可根据现场的不同而选择。
以下结合附图对本实用新型在不同场合下的工作原理说明如下图3是将三相交流断相保护继电器接至变电所的母线上或生产车间的动力总盘上，保护几个车间或一个车间的所有三相用电设备。输入端子板［1］上的1＃、2＃、3＃(原理请参照原理图2)接在交流三相380V电源A、B、C三相母线上，0＃端子接在电源零线N上，4＃端子可不接线，也可接至监视仪表或去控制其它装置。输出端子板［5］上的5＃、6＃端子串入控制回路启动器的线圈Q的回路中。7＃、9＃端子可串入到蜂鸣器、报警灯或电铃线路中，接线结束即可送电。当三相交流电路A、B、C运行正常时，三相电源有电，三组工作状态显示电路［8］的FGA、FGB、FGC同时亮，显示工作正常。此时取样电路［9］三相平衡，即CA、CB、CC的Y点K处为零电压，无电压输出，桥式整流电路［10］无直流电压输出，控制继电器电路［13］线圈J不动作，5＃、6＃、7＃、9＃触点不动作，电路正常运行，报警电路不报警，三相交流断相保护继电器不工作。当三相电源有一相断相时，如A相断相，此时三相交流断相保护继电器按下列情况动作而工作工作状态显示电路［8］中的FGA不亮，指示A相电源断电，输入端子板［1］上的1＃端子无电，此时取样电路［9］的Y点K处有电压输出，经桥式整流电路［10］的D1－D4整流输出，经电容器C滤波电路［11］滤波，DW稳压电路［12］稳压后供给控制继电器电路［13］，使J线圈动作，带动输出端子板［5］上接的5＃、6＃端子所接的常闭触点断开，使控制电路线圈Q断电，使主电路三相母线上的负载全部切除电源，保护了负载，与此同时7＃、9＃端子接的常开触点闭合，使报警灯亮，蜂鸣器响而报警提示工作人员及时处理，直至修好后才能送上电源。否则送不上电。此种接线可保护主触头Q以前因供电主变压器初、次级熔丝熔断，母线接线松动、线路断相所造成的缺相事故。图4是另一种接线，可将三相交流断相保护继电器接到单台设备上。将输入端子板［1］上的端子1＃、2＃、3＃端子接到启动器的主触头Q负载端，4＃端子不接，0＃端子仍接到电源零线N上，输出端子板［5］上的端子5＃、6＃仍串入到控制回路中去。除具有图3的保护功能外，还可保护启动器Q三个主触头有一个烧坏或接触不良而缺相，也可停机而保护负载。所不同的是三相交流断相保护继电器也同时被切除电源，只工作在断相的一瞬间，这种接法可延长保护继电器的使用寿命，并节约电能。图5是将三相交流断相保护继电器输入端子板［1］的端子1＃、2＃、3＃接到△形负载上，4＃端子不接，0＃端子仍接电源零线N上，输出端子板［5］上的5＃、6＃仍串入到被保护的电路控制回路中。这种接线的特点这个用电负载以前的全部电路只要出现各种断相现象都起保护作用。图6是将三相交流断相保护继电器输入端子板［1］上只将4＃端子接到Y形负载的星点上，1＃、2＃、3＃端子不接线，0＃端子接零线N上，输出端子板［5］上的5＃、6＃端子串入控制回路。这种接线的特点是包括Y形负载本身有一相断相时和这个用电负载的全部电路出现断相时都起保护作用。
本实用新型的优点是本电路采用的是无电源供电，即不需要单独供给电路电源，线路参数不需调整，被保护电路工作正常时，本继电器不消耗电能，寿命长、节约能源，元件少、线路简单；容易制造、体积小、成本低、保护可靠；灵敏度高，断相后0.5秒钟以内便可切除负载电源；接线不受被保护电路部位限制，在不改变本继电器参数的情况下，保护负载的功率范围宽，从0.01KW～50KW之间可直接保护，通过中间继电器转换可保护1000KW的负载功率。在实际应用中容易普及。
图1为三相交流断相保护继电器的整体结构图。
图2为三相交流断相保护继电器电路原理图。
图3为三相交流断相保护继电器用在变电所或一个车间的动力总盘上保护几个车间或一个车间多台设备的接线图。
图4为三相交流断相保护继电器用在保护单台设备的接线图。
图5为三相交流断相保护继电器用在单台、角形负载设备上的接线图。
图6为三相交流断相保护继电器用在保护单台星形负载设备上的接线图。
本实用新型除元件底板［2］和外壳［3］用铸塑机压铸外，其它所有元件可向厂家订货购买标准元器件，自己组装。下面根据图1将详细叙述本装置的构成除输入端子板［1］和输出端子板［5］直接装在元件底板［2］的右侧和左侧外，其它所有电子元器件都装在一块印刷电路板［14］上，然后再将印刷电路板［14］用螺钉固定在元件底板［2］上。元件底板［2］用ABS塑料压铸而成，输入端子板［1］用两只螺钉固定在元件底板［2］的右侧作为取样信号输入端，输出端子板［5］用两只螺钉固定在元件底板［2］的左侧作为控制信号输出。元件底板［2］中间凸起平面装有所有元器件的印刷电路板［14］取样电路［9］由三只电容器和三只泄放电阻焊在印刷电路板［14］的右侧。整流电路［10］焊在印刷电路板［14］前中部。滤波电路［11］和稳压电路［12］焊在印刷电路板［14］左前角。控制继电器电路［13］焊在印刷电路板的左侧中间部位。被保护电路工作状态显示电路［8］焊在印刷电路板［14］左侧中部。外壳［3］仍用ABS塑料压铸成型。顶部中间凹处为产品标牌［4］的粘贴处，产品标牌［4］用带胶的塑料薄膜制成，标有产品名称和电参数。标牌［4］的左侧即外壳［3］的顶部左侧有三个观察孔，装有三个发光二极管即为工作状态显示电路［8］的FGA、FGB、FGC显示被保护电路的工作状态。产品标牌［4］的右侧下部，即外壳［3］顶部的右侧有一通孔，与元件底板［2］外壳支撑杆［7］相对应，用一螺钉将外壳［3］与底板［2］紧固连接。将元件全部盖在外壳［3］与元件底板［2］之中。然后贴上产品标牌［4］。元件底板［2］的四个角上有4个通孔为本继电器的地脚安装孔［6］。本装置各个元件按标准参数选好后，装完后参数不必调整，便可应用现场。可解决变电所，动力总配电盘和多台及单台设备因断相而烧坏三相负载的断相保护。
权利要求1.一种三相交流断相保护继电器，由外壳[3]、端子板以及装于底板[2]上的取样电路[9]和执行电路所组成，其特征在于a、固定在元件底板[2]上的矩形外壳[3]的左右两端分别装有输入端子板[1]和输出端子板[5]，外壳[3]外端面产品标牌[4]的左侧纵向部位开有三个工作状态显示电路[8]发光二极管的观察孔，b、电压取样电路[9]由电源零线N与接成星形的三支电容器CA、CB、CC和泄放电阻R1、R2、R3所组成，c、执行电路由联接于取样电路[9]的D1-D4桥式整流电路[10]、电容C滤波电路[11]、限流电阻R与DW稳压管稳压电路[12]和控制继电器电路[13]所组成，d、由DA、DB、DC、电阻RA、RB、RC、发光二极管FGA、FGB、FGC组成工作状态显示电路[8]。
2.如权利要求1所述的继电器，其特征在于稳压电路［12］起续流二极管作用的稳压管DW并联在控制继电器电路［13］线圈的两端。
专利摘要一种工业用三相交流用电负载断相保护继电器。它是由三支电容器、零线N组成的星形电压取样电路，接到被保护的三相电源上，当三相电压不平衡或断相时，有输出电压经整流、滤波、稳压和控制继电器，可在0.5秒内切除故障电源而保护用电负载，本装置用无电源供电方式不消耗电能，寿命长、不需调整，容易普及，经中间继电器转换可保护大功率负载。可解决变电所、动力总配电盘和多台及单台设备因断相而烧坏三相负载的断相保护。
文档编号H02H3/253GK2074065SQ90221010
公开日1991年3月27日 申请日期1990年9月21日 优先权日1990年9月21日
发明者韩庆和 申请人:韩庆和