专利名称：智能式安全用电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设置在单相交流电用电线路中自动保护设施的智能式安全用电器。
背景技术：
用电事故的发生，多为线路过压、欠压、短路、过载、漏电、用电器短路、过载、漏电而引发，而现有的用电保护器具多存在功能不全，保护单一，不能彻底断电使用不便等不足，因此实用性不强，安全系数小。
发明内容
为了提高用电保护器具的实用性，加强用电的安全性，本实用新型提供一种创新型的智能式安全用电器。该实用新型能智能化自动检测供电线路，供电电压，用电线路，用电器具的正常与否，自动控制供电线路与用电线路的通断。工作前有故障存在时自动自锁不启动，工作后有故障出现时自动彻底断电自锁，并自动保护项目提示，故障排除不了开不开机，即使强行开机，供电线路与用电线路也不能被接通。
该实用新型所采取的技术方案是运用常用电子元件组成集过压、欠压、短路、过载、漏电、断电自动彻底断电自锁保护为一体并自动保护项目提示的电子线路，装在一长方体阻燃绝缘外壳内，在其壳内的两端装上方便使用的自动复位拉线开机、关机控制开关，使其实现自动、手动双功能控制。使用时将该实用新型置于使用方便的位置，接入供电线路与用电线路之间，使其全用电区覆盖，全输入输出线路自动监控，有故自动彻底切断用电线路与本机保护功能电路工作电源，及时有效的遏止住不良事故的发生，从而达到安全用电的目的。
下面对此技术方案进行详细说明该智能式安全用电器的电子线路主要由自动复位开机、关机拉线控制开关，降压整流、滤波电源电路、过压、欠压、短路、过载、漏电自动检测自动保护电路，继电输出电路，项目提示电路组成。电路原理见图1、图2。
电路工作原理如下参见图1、图2。当A、B两点有正常交流电压输入时，来停电过压提醒指示黄色发光二极管LED1自动一直点亮。由于输入控制自动复位开关K1是常断开的，T1的输入线路为开路状态，整机自锁，供电线路与用电线路不通，输出无电，输出提醒指示绿色发光二极管LED3不亮。当A、B两点电压≥155V-≤270V(K3拔在ON1)时，或≥125V---≤270V(K3拔在ON2)时，轻轻拉动开机开关K1，K1暂时接通T1的输入线路，由T1的次级与2D1、2D2、2C1组成的降压整流滤波电源输出直流工作电压，IC的④角内电路导通，3J1自动吸合接通T1的输入线路并锁定。IC的⑦角内电路导通，4J1自动吸合自动接通AC、BD线路，LED3绿灯点亮，整机投入正常工作，用电器可以开机用电。放手K1后虽然K1自动恢复了原来常断的状态，但由于3J1的可靠吸合，整机仍能很稳定的工作。当无论什么原因造成AC、BD线路出现过压、欠压、短路、过载、漏电、断电不正常现象时，3J1、4J1都将自动释放，本机自动彻底断电自锁，并自动保护项目提示。
1、过压自动保护电路工作原理过压自动保护电路包括3R1、3R2、3DW1、SCR1见图2。P点为过压检测点，3DW1为过压自动检测管。当某种原因造成A、B两点电压升高，则本机直流工作电压升高，P点电压随之升高。当A、B两点电压＞270V时，P点电压就大于自动检测管3DW1的Vz电压，3DW1自动导通触发可控硅SCR1，SCR1自动由关断变为导通将直流电源的正负极短路，整机失去直流工作电压，3J1自动释放切断T1的输入线路，4J1自动释放切断AC、BD线路，整机彻底断电自锁。同时5DW1自动导通，无稳态电路投入正常工作，黄色发光二极管LED1由一直亮变为闪亮，输入电压表同时指示电压过压。工作前如A、B两点电压＞270V时，LED1自动变为闪亮，以提示人们对过电压的注意，本机将自动自锁不启动，从而达到过压自动保护的目的。
2、欠压短路过载自动保护电路工作原理欠压短路过载自动保护电路包括3R3、3R4、3R5、3R6、3R7、3DW2、3BG1、3C1、3D1、3J1、K3、SCR1。见图1、图2。F点为欠压检测点，3DW2为欠压自动检测管。当某种原因造成A、B两点电压下降，则本机直流工作电压下降，F点电压随之下降。当A、B两点电压≤150V时，F点电压就小于自动自检测管3DW2的Vz电压，3DW2自动截止，3BG1也截止，3J1自动释放切断T1的输入线路，整机失去直流工作电压，自动彻底断电自锁。此时即使强行开机，虽然K1暂时接通了T1的输入线路，但由于3DW2不能导通，3BG1截止，3J1自锁不吸合，此时电流从电源正极经3J1的吸哈线圈，3J1的常闭触点4、6、3R7进入IC的②角，触发SCR1，SCR1由关断变为导通将本机直流工作电源短路，T1的输入线路不能被锁定，整机不能投入正常工作，4J1不吸合，AC、BD线路不能被接通，LED3绿灯不亮。工作前如用电线路，用电器具有短路现象存在时，或A、B两点电压过低时，都将以同样的原理自锁不启动，从而达到欠压短路过载自动保护的目的。
K3为欠压保护电压范围选择开关，当K3拨在ON1时，启动电压范围升高，拨在ON2时启动电压范围下降，以适应在线路正常时输入电压偏低或启动大功率负载时能正常使用。在输入交流电压≥125V时，K3拨在ON2方能启动，＜80V时方可自动彻底断电自锁。
3、漏电自动保护电路工作原理漏电自动保护电路包括T2、3C2、3C3、SCR1、3R0、S见图1、图2。当某种原因造成用电线路，用电器具出现漏电现象时，零序互感器T2的L1、L2的电流矢量不平衡，L3、L4中就产生感应触发电流。经两路同时触发SCR1、SCR2。一路经3C3进入IC的②触发SCR1。SCR1由关断变为导通将本机直流电源正负极短路，整机失去工作电压，3J1、4J1都将自动释放，本机彻底断电自锁。另一路经5C5触发SCR2，SCR2由关断变为导通，红色发光二极管LED2点亮，以示用电线路或用电器有漏电现象发生。工作前用电线路或用电器有漏电现象存在时本机将自动自锁不启动，从而达到漏电自动保护的目的。
S为漏电试验按钮，以检测漏电自动保护电路的功能正常与否。
当LED2红灯点亮后，就会记住这次漏电现象不会自动熄灭，只有输入停电或拉一下K2方可熄灭，以备下次提示。
4、继电输出电路工作原理继电输出电路包括4R1、4BG1、4D1、4J1、4R2、LED3。当3J1能正常吸合锁定T1的输入线路时，4BG1导通4J1自动吸哈接通AC、BD线路，LED3绿灯点亮，用电线路有电压输出方可开机用电。
5、项目提示电路工作原理本机提示项目齐全，通过项目提示可以及时简便直观的了解到本机的工作状态与能否正常用电与否。该提示项目设有输入交流电压指示表，来停电过压提醒指示黄色发光二极管LED1，漏电提醒指示红色发光二极管LED2，输出提醒指示绿色发光二极管LED3。来停电过压提示电路包括电源电路，过压启动无稳态电路，硅可控电路。电源电路采用独立的电容降压整流滤波电源，直接与输入交流电源相连，由5C1、5D1×4、5C2组成，过压启动无稳态电路由5W1、5DW1、5R1、5R2、5R3、5R4、5C3、5C4、5BG1、5BG2、LED1组成。硅可控电路由5C5、5C6、5R5、5R6、SCR2、LED2组成。
V为输入交流电压指示表，可随时指示输入交流电压的高低正常与否，当输入电压正常时5DW1不导通，5BG1截止，无稳态电路工作不正常，电路不翻转，LED1黄灯一直点亮，同时电压表指示电压正常，以提示人们可以正常开机使用。当输入电压＞270V时5DW1自动导通，无稳态电路投入正常工作，5BG1、5BG2不断交替导通、截止，LED1黄灯由一直亮变为闪亮，同时电压表指示电压过压，以提示人们对过电压的注意。当输入电压恢复正常后，5DW1自动截止，LED1黄灯又自动由闪亮变为一直亮，以示电压正常可以开机使用。当用电线路或用电器无漏电现象发生时，可控硅SCR2因无漏电信号触发而关断，LED2红灯不亮。当T2的L4中有漏电感生电流产生时，电流经5C5触发SCR2，SCR2由关断变为导通，LED2红灯点亮，以提示人们对漏电现象的注意。LED2点亮后不会自动熄灭，拉一下关机开关K2，SCR2的控制极上得到一个反向电压触发而关断，红灯LED2方可熄灭。当LED3绿灯正常点亮时，表示一切正常，用电线路已有电压输出，以提示人们可以安全用电。当绿灯不能正常点亮时，以示供电线路或用电线路有故障存在，此时用电线路不能接通，以示人们对线路或用电器进行检查，不可盲目用电。
K2为自动复位关机开关，当用电线路完全不用电时或需要彻底断电时，轻轻拉动关机开关K2，K2将本机直流电源短路，整机彻底断电自锁。
开机瞬间K1瞬间将SCR2的阳极切断，以免瞬态脉冲误触发SCR2，自动复位后自动接通。
该实用新型另增加一只大功率单相交流接触器J，变动一下T2的接法即可实现特大功率的使用。
本实用新型的有益效果是，能及时有效的遏止住因用电不当发生火灾、触电伤人、损坏用电器、保护器不良事故的发生，能使人们及时直观的了解本机的工作状态、故障类别，故障初步部位与能否正常用电与否，而且可以很方便的接通切断电源。
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是模拟集成电路IC电路原理图。
图3是IC的电路板图。
图4是本实用新型的整体结构图。
图5是本实用新型的剖视图。
图6是实施特大功率线路连接图。
在图4中[1]交流电压表，[2]来停电过压提醒黄灯，[3]输出提醒绿灯，[4]开机拉线连杆孔，[5][10][11]使用固定孔，[6][7]输出线路孔，[8]关机拉线连杆孔，[9]欠压保护电压范围选择开关，[12]漏电保护试验按钮，[13]漏电提醒红灯，[14][15]输入线路孔。
在图5中[16]前壳体，[17]电路板，[23]开机开关位置，[24]关机开关位置，[25][26]固定电源变压器孔，[18]后盖板，[19][20][21][22]固定后盖板镙孔。
在图6中(J)交流接触器。
具体实施方式
主要元件选择自动复位拉线开关(K1)(K2)可用通断转换，自锁电源开关拆除其锁钩即可，继电器(3J1)(4J1)应选用2z型，(4J1)触点电流≥10A，零序互感器(T2)可做成仿变压器式，先绕L4再绕L3，后双线并绕L1、L2、L1、L2的负载电流应大于20A，内芯用磁芯。
将图2中的元件焊在图3的电路板上，作为模拟集成块IC，除图1中的(LED1)(LED2)(LED3)(V)(S)(K3)外，其余元件包括IC全部装焊在图5中电路板[17]上，电原变压器(T1)固定在图5中电路板[17]的固定孔[25][26]上方，并将从(A)点到(4J1)1点的线路，(B)点到(4J1)4点的线路，再用负载大于20A的导线附焊。(LED1)装在图5中[2]位置，(LED2)装在图5中[13]位置，(LED3)装在图5中[3]位置，(V)装在图5中[1]位置，(S)装在图5中[12]位置，(K3)装在图5中[9]位置，各连线焊在图5中电路板[17]的相应位置，经检测各项指标合格后，将电路板[17]推进图5中前壳体[16]内，开机拉线连杆，从图5中[4]孔内装入并固定在(K1)上，关机拉线连杆从图5中[8]孔内装入并固定在(K2)上。输入线从[14][15]孔中引出，输出线从[6][7]孔中引出。最后将图5中后盖板[18]扣在前壳体[16]的后面，用镙钉在[19][20][21][22]孔中加以固定。
使用时将本智能式安全用电器固定在使用方便的位置，输入线[14][15]接供电线路，输出线[6][7]接用电线路。本实施例可满足大多数用户使用。
对特大功率另增加一只大功率单相交流接触器(J)即可实现，将图1中的(L1)(L2)从(4J1)的[3][5]点切断，(L1)(L2)接(J)的输出端，(4J1)的[3][5]点接(J)的吸合线圈，(J)的输入端接供电线路，(C)(D)接用电线路。
权利要求1.一种智能式安全用电器，是在一长方体阻燃绝缘外壳内装有由电子元件组成的具有智能化自动监控功能的电子线路而构成，其特征是该电子线路由交流电压输入控制电路，降压、整流、滤波电源电路，自动检测自动保护功能电路，继电输出电路，保护项目提示电路而组成。
2.根据权利要求1所述的智能式安全用电器，其特征是交流电压输入控制电路设置通断转换自动复位控制开关(K1)，转换时(K1)的[1]与[2]接通，[5]与[6]切断。
3.根据权利要求1所述的智能式安全用电器，其特征是降压整流滤波电源电路设置降压变压器(T1)，(T1)的输入线路一端与交流电压输入线(A)连通，另一端与(K1)的[1]点连通。
4.根据权利要求1所述的智能式安全用电器，其特征是自动检测、自动保护功能电路设置(3J1)(IC)(T2)，(3J1)的[3]点与(K1)的[1]点连通，(3J1)的[1]点与(B)点连通，(IC)内设置(3DW1)(3DW2)(SCR1)，(T2)由(L1)(L2)(L3)(L4)构成。
5.根据权利要求1所述的智能式安全用电器，其特征是继电输出电路设置继电器(4J1)，(4J1)的[1]点与交流电压输入线(A)连通，[4]点与交流电压输入线(B)连通。
6.根据权利要求1所述的智能式安全用电器，其特征是保护项目提示电路采用独立的电容降压整流滤波电源与过压启动无稳态电路，硅可控漏电提示电路而构成。
7.根据权利要求4所述的智通式安全用电器，其特征是(IC)为模拟集成电路，(IC)内(3DW1)的负极与(P)点连通，正极与(SCR1)的控制极相连后经[2]角与(3R7)连通、(3DW2)的负极与(F)点相连又经[5]角与(3R6)连通，(SCR1)的阳极与[1]角连通，阴极与[3]角连通。
8.根据权利要求4所述的智能式安全用电器，其特征是(T2)为零序互感器，(L1)的一端与(4J1)的[5]点连通，另一端与(D)点连通，(L2)的一端与(4J1)的[3]点连通，另一端与(C)点连通，(L3)的一端与(2C1)的负极连通，另一端与(3C3)连通，(L4)一端与(5C2)的负极连通，另一端与(5C5)连通。
9.根据权利要求6所述的智能式安全用电器，其特征是过压启动无稳态电路设置(5DW1)，(5DW1)的负极与(5W1)的中点连通，正极与(5R3)连通。
10.根据权利要求6所述的智能式安全用电器，其特征是硅可控电路设置(SCR2)，(SCR2)的控制极与(5C5)(K2)连通，阳极与(K1)的[6]点连通。
专利摘要一种设置在单相交流电用电线路中的智能式安全用电器，它是在一长方体阻燃绝缘外壳内装有由自动复位拉线开机、关机控制开关及电子元件组成的具有智能化自动监控功能的电子线路而构成。该实用新型集过压、欠压、短路、过载、漏电、断电自动保护为一体，全用电区覆盖，全输入输出线路自动监控，有自动切断用电线路及保护功能电源，自动保护项目提示并自锁，能及时有效的遏止住因用电不当引发火灾，触电伤人，损坏用电器及本智能式安全用电器不良事故的发生。
文档编号H02H3/24GK2796207SQ20052008021
公开日2006年7月12日 申请日期2005年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者何茂昌 申请人:何茂昌