一种用电防爆隔离保护装置的制作方法

本发明涉及用电保护装置技术领域，尤其涉及一种用电防爆隔离保护装置。

背景技术：

目前电器是必备的高效工具，但是在一些易燃易爆场合，如加油站、易燃油气加工场合，甚至燃气释放密集的厨房等地，使用电器是一种非常危险的事情，但是电器又是必要的工具，所以目前的情况具有很大的危险，由于易燃易爆场合限时使用电器，也造成了极大的不便。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用电防爆隔离保护装置。

一种用电防爆隔离保护装置，其中：包括输入过流保护开关、隔离变压器、电流互感器、功率继电器、智能保护模块，输出过流保护开关，输入过流保护开关的输入端用于连接市电，输出过流保护开关为机械式市电/保护切换开关，输出过流保护开关的输入侧第一路是市电两相接脚，输出过流保护开关的输入侧第二路是保护电路两相接脚；

输入过流保护开关的输出侧分两路：第一路：输入过流保护开关的输出侧两接脚一一对应连接输出过流保护开关的输入侧第一路市电两相线接脚；

第二路：输入过流保护开关的输出侧两接脚一一对应连接隔离变压器一次侧的两个接脚，隔离变压器二次侧的第一接脚连接功率继电器的常闭触点的输入侧接线端，电流互感器穿套在隔离变压器二次侧第一接脚与功率继电器常闭触点输入侧接线端之间的电连接线外，功率继电器的常闭触点的输出侧接线端连接输出过流保护开关的输入侧第二路保护电路两接脚的第一相线接线端，输出过流保护开关的的输入侧第二路保护电路两接脚的第二相线接线端连接隔离变压器二次侧的第二接脚；

电流互感器的两端一一对应连接智能保护模块的两输入端子；智能保护模块的控制信号输出端连接功率继电器的线圈的第一端，功率继电器的线圈的第二端接地。

进一步的，所述的用电防爆隔离保护装置，其中：所述的智能保护模块包括智能电流表、第一中间继电器ka1、第二中间继电器ka2，第一时间继电器kt1、第二时间继电器kt2，智能电流表的两个信号输入端子一一对应连接所述电流互感器的两端；

智能电流表的短路信号输出端连接第二中间继电器ka2的线圈的第一端，第二中间继电器ka2的线圈的第二端接地，第二中间继电器ka2的常开触点的第二端4脚连接12v电源，第二中间继电器ka2的常开触点的第一端6脚连接功率继电器的线圈的第一端，功率继电器的线圈的第二端接地；

智能电流表的过载信号输出端连接第一时间继电器的线圈的第一端，第一时间继电器的线圈的第二端接地；第一时间继电器的常开触点的第一端连接12v电源，第一时间继电器的常开触点的第二端分三路：第一路连接第二时间继电器的线圈的第一端，第二时间继电器的线圈的第二端接地；第二路连接第二时间继电器的常闭延时跳变接点的第一端，第二时间继电器的常闭延时跳变接点的第二端连接第一中间继电器的线圈的第一端，第一中间继电器的线圈的第二端接地；第三路连接第一中间继电器的第一常开触点的第一端，第一中间继电器的第一常开触点的第二端同时连接12v电源和第二中间继电器的常开触点的第二端，第二中间继电器的常开触点的第一端连接功率继电器的线圈的第一端；

第一中间继电器的第二常开触点的第一端连接12v电源，第一中间继电器的第二常开触点的第二端连接功率继电器的线圈的第一端。

进一步的，所述的用电防爆隔离保护装置，其中：还包括报警模块，报警模块包括绝缘电阻测量仪h2以及报警喇叭；

绝缘电阻测量仪h2的信号采集输入端包括两个管脚，绝缘电阻测量仪h2的信号采集输入端两管脚与输出过流保护开关的输入侧第二路保护电路的两相接脚一一对应连接；

绝缘电阻测量仪h2的报警信号输出端两管脚对应连接报警喇叭的两供电输入端。

进一步的，所述的用电防爆隔离保护装置，其中：还包括超温保护装置，该超温保护装置包括比较器、基准电压电路、热敏电阻、温度信号电路、超温报警电路；

基准电压电路包括第二电阻、第三电阻、第八电阻、第九电阻，第二电阻与第三电阻并联构成第一并联电路，第八电阻与第九电阻并联构成第二并联电路，第一并联电路的第一端连接12v电源，第一并联电路的第二端串接第二并联电路的第一端，第二并联电路的第二端接地；第一并联电路与第二并联电路的中间接点连接比较器的基准电压输入端；

温度信号电路包括第四电阻、第六电阻、第七电阻，第六、第七电阻并联构成第三并联电路；热敏电阻的第一端连接12v电源，热敏电阻的第二端连接第四电阻r4的第一端，第四电阻r4的第二端连接第三并联电路的第一端，第三并联电路的第二端接地；第四电阻r4与第三并联电路第一端的中间接点连接比较器的温度信号输入端；

超温报警电路包括第五电阻、第一电阻、第一三极管、超温报警蜂鸣器、第一二极管，所述第一三极管为pnp型三极管，第一三极管的发射极与基极之间连接第一电阻，第一三极管的发射极连接12v电源，第一三极管的基极串接第五电阻后连接比较器的报警信号输出端，第一三极管的集电极连接超温报警蜂鸣器的第一端，超温报警蜂鸣器的第二端接地；第一二极管的正极连接超温报警蜂鸣器的第二端，第一二极管的负极连接超温报警蜂鸣器的第一端；第一三极管的集电极还连接智能保护模块的超温信号输入端，所述超温信号输入端即第一时间继电器的线圈的第一端。

进一步的，所述的用电防爆隔离保护装置，其中：比较器型号采用lm358。

进一步的，所述的用电防爆隔离保护装置，其中：还包括散热电路，该散热电路包括散热风扇以及第一开关，第一开关的第一端连接12v电源，第一开关的第二端连接散热风扇的第一接线端子，散热风扇的第二接线端子接地；散热风扇的风向朝向隔离变压器设置。

本发明提供的一种用电防爆隔离保护装置，通过隔离变压器变压后的输出信号，经电流互感器检测后输送到智能保护模块，由智能保护模块控制功率继电器，功率继电器的常闭触点的通断来控制主电路回路的通断，从而实现有效断电；如果误触击隔离变压器输出侧任何一线，因为隔离变压器的作用，对人体无伤害；当发生异常造成电流过大以至于产生火花时，会在电弧火花扩大以前将电路断开，将电弧火花限制在最小范围，防止着火，将本装置串接在电路中可实现该功能。

附图说明

图1为本发明一种用电防爆隔离保护装置的电路原理图。

具体实施方式

本发明提供了一种用电防爆隔离保护装置，如图1所示，包括输入过流保护开关s2、隔离变压器t1、电流互感器ta、功率继电器k1、智能保护模块，输出过流保护开关s3，输入过流保护开关s2的输入端通过接线排h1连接两相市电(l相、n相)，输入过流保护开关s2为两相联动开关；

输出过流保护开关为机械式市电/保护切换开关，输出过流保护开关的输入侧第一路是市电两相接脚，输出过流保护开关的输入侧第二路是保护电路两相接脚；

输入过流保护开关的输出侧分两路：

第一路：输入过流保护开关s2的输出侧两接脚一一对应连接输出过流保护开关s3的输入侧第一路市电两相线接脚：2脚、4脚；

第二路：输入过流保护开关s2的输出侧两接脚一一对应连接隔离变压器t1一次侧的两个接脚，隔离变压器t1二次侧的第一接脚连接功率继电器k1的常闭触点的输入侧接线端1脚，电流互感器ta穿套在隔离变压器t1二次侧第一接脚与功率继电器k1常闭触点输入侧接线端1脚之间的电连接线外，功率继电器k1的常闭触点的输出侧接线端3脚连接输出过流保护开关s3的输入侧第二路保护电路两接脚的第一相线接线端6脚，输出过流保护开关s3的的输入侧第二路保护电路两接脚的第二相线接线端3脚连接隔离变压器t1二次侧的第二接脚；

电流互感器ta的两端一一对应连接智能保护模块的两输入端子；智能保护模块的控制信号输出端连接功率继电器k1的线圈的第一端5脚，功率继电器k1的线圈的第二端4脚接地。

所述的智能保护模块包括智能电流表sm、第一中间继电器ka1、第二中间继电器ka2，第一时间继电器kt1、第二时间继电器kt2，智能电流表sm的两个信号输入端子一一对应连接所述电流互感器ta的两端；

智能电流表sm的短路信号输出端5脚连接第二中间继电器ka2的线圈的第一端8脚，第二中间继电器ka2的线圈的第二端7脚接地，第二中间继电器ka2的常开触点的第二端4脚连接12v电源，第二中间继电器ka2的常开触点的第一端6脚连接功率继电器k1的线圈的第一端5脚，功率继电器k1的线圈的第二端4脚接地；

智能电流表sm的过载信号输出端14脚连接第一时间继电器kt1的线圈的第一端14脚，第一时间继电器kt1的线圈的第二端13脚接地；第一时间继电器kt1的常开触点的第一端5脚连接12v电源，第一时间继电器kt1的常开触点的第二端9脚分三路：第一路连接第二时间继电器kt2的线圈的第一端14脚，第二时间继电器kt2的线圈的第二端13脚接地；第二路连接第二时间继电器kt2的常闭延时跳变接点的第一端4脚，第二时间继电器kt2的常闭延时跳变接点的第二端12脚连接第一中间继电器ka1的线圈的第一端8脚，第一中间继电器ka1的线圈的第二端7脚接地；第三路连接第一中间继电器ka1的第一常开触点的第一端6脚，第一中间继电器ka1的第一常开触点的第二端4脚同时连接12v电源和第二中间继电器ka2的常开触点的第二端4脚，第二中间继电器ka2的常开触点的第一端6脚连接功率继电器k1的线圈的第一端5脚；

第一中间继电器ka1的第二常开触点的第一端3脚连接12v电源，第一中间继电器ka1的第二常开触点的第二端5脚连接功率继电器k1的线圈的第一端5脚。

图1所示的用电防爆隔离保护装置还包括报警模块，报警模块包括绝缘电阻测量仪h2以及报警喇叭；

绝缘电阻测量仪h2的信号采集输入端包括两个管脚3脚、4脚，绝缘电阻测量仪h2的信号采集输入端两管脚3脚、4脚与输出过流保护开关s3的输入侧第二路保护电路的两相接脚6脚、3脚一一对应连接；

绝缘电阻测量仪h2的报警信号输出端两管脚6脚、8脚对应连接报警喇叭bz1的两供电输入端。

图1所示的用电防爆隔离保护装置还包括超温保护装置，该超温保护装置包括比较器u1、基准电压电路、热敏电阻、温度信号电路、超温报警电路；热敏电阻连接在插座p3上；

基准电压电路包括第二电阻r2、第三电阻r3、第八电阻r8、第九电阻r9，第二电阻r2与第三电阻r3并联构成第一并联电路，第八电阻r8与第九电阻r9并联构成第二并联电路，第一并联电路的第一端连接12v电源，第一并联电路的第二端串接第二并联电路的第一端，第二并联电路的第二端接地；第一并联电路与第二并联电路的中间接点连接比较器u1的基准电压输入端3脚；

温度信号电路包括第四电阻r4、第六电阻r6、第七电阻r7，第六、第七电阻r6、r7并联构成第三并联电路；热敏电阻的第一端连接12v电源，热敏电阻的第二端连接第四电阻r4的第一端，第四电阻r4的第二端连接第三并联电路的第一端，第三并联电路的第二端接地；第四电阻r4与第三并联电路第一端的中间接点连接比较器u1的温度信号输入端2脚；

超温报警电路包括第五电阻r5、第一电阻r1、第一三极管q1、超温报警蜂鸣器bz2、第一二极管d1，所述第一三极管q1为pnp型三极管，第一三极管q1的发射极与基极之间连接第一电阻r1，第一三极管q1的发射极连接12v电源，第一三极管q1的基极串接第五电阻r5后连接比较器u1的报警信号输出端1脚，第一三极管q1的集电极连接超温报警蜂鸣器bz2的第一端，超温报警蜂鸣器bz2的第二端接地；第一二极管d1的正极连接超温报警蜂鸣器bz2的第二端，第一二极管d1的负极连接超温报警蜂鸣器bz2的第一端；第一三极管q1的集电极还连接智能保护模块的超温信号输入端，所述超温信号输入端即第一时间继电器kt1的线圈的第一端14脚(通过net1点连接)。

图1所示的用电防爆隔离保护装置，还包括散热电路，该散热电路包括散热风扇f以及第一开关s1，第一开关s1的第一端连接12v电源，第一开关s1的第二端连接散热风扇f的第一接线端子，散热风扇的第二接线端子接地；散热风扇f的风向朝向隔离变压器设置，用于为隔离变压器散热降温。

图1所示的用电防爆隔离保护装置，还包括灭弧电路，灭弧电路包括灭弧器，灭弧器串接在输出过流保护开关s3的输出侧第一相线上。

本实施例中，比较器u1型号采用lm358。

本技术方案中还设置有备用电源pw，备用电源pw的两输出接脚一一对应连接输入过流保护开关s2的输出侧两接脚，备用电源pw的两输出接脚还一一对应连接输出过流保护开关s3的输入侧第二路保护电路两相接脚，备用电源pw的两输出接脚与输入过流保护开关s2的输出侧两接脚以及输出过流保护开关s3的输入侧第二路保护电路两相接脚的相线连接关系，与前述电路中保持输入过流保护开关s2的输出侧与输出过流保护开关s3的输入侧第二路保护电路两相接脚的连接中的相线连接关系保持一致。

本技术方案的具体工作如下：

将输出过流保护开关s3的输入侧拨至第二路保护电路，主电路通电，电能从输入过流保护开关s2送入隔离变压器t1，将市电隔离，经电流互感器ta，功率继电器k1，再经输出过流保护开关s3，灭弧模块，通过接线柱h1输出，因由隔离变压器t1的作用，人体触击输出端的任何一相线，对人体无伤害。

智能电流表sw判断电流互感器ta传来的电流大小，根据智能电流表sw预先设置的阈值决定是否输出控制信号。控制信号分为两种：

1，短路时输出的急停信号，通过智能电流表sw的5脚输出。

2，过载输出的缓停信号，通过智能电流表sw的14脚输出。

急停信号控制第二中间继电器ka2，智能电流表sw的5脚输出急停信号时，第二中间继电器ka2的线圈得电，第二中间继电器ka2的常开触点6脚与4脚吸合，第二中间继电器ka2的6脚得电，将电流输送至功率继电器k1的线圈的第一端，功率继电器k1的常闭接点的1、2脚断开，主电路断电，此过程延时非常短，以防故障范围扩大。

缓停信号控制第一时间继电器kt1，第二时间继电器kt2,以及第一中间继电器ka1，构成的链接组合，一旦收到缓停信号就开始工作，工作过程是：缓停信号从智能电流表的14脚输送到第一时间继电器kt1的14脚，继电器kt1的线圈得电，开始计时，根据延时设定延时后，第一时间继电器kt1常开触点9脚与5脚吸合，5脚连接12v电源，因此第一时间继电器kt1的9脚输出12v电压，12v电压加载到第二时间继电器kt2的4脚和14脚：第二时间继电器kt2的4脚得电，kt2的4脚和12脚为常闭状态，在kt2线圈14脚得电后开始计时，延时时间到后kt2的4脚和12脚才会断开，在延时时间内12v电压经kt2的4脚和12脚到达第一中间继电器ka1线圈的一端8脚，第一中间继电器ka1得电动作，第一中间继电器ka1的第二常开触点两端5脚和3脚吸合，第一中间继电器ka1的3脚连接12v电源，第一中间继电器ka1的5脚得电，通过导线输送至功率继电器k1线圈的第一端，功率继电器k1线圈得电动作，常闭触点的1脚、3脚断开，切断主电路；第一时间继电器kt1常开触点9脚输送12v电压到第二时间继电器kt2的14脚时，第二时间继电器kt2的线圈得电，第二时间继电器kt2开始延时计时，延时时间到，第二时间继电器kt2常闭触点的4脚与12脚断开，那么第一中间继电器ka1的线圈一端8脚断电，第一中间继电器ka1常闭触点两端的3脚，5脚断开，从而使功率继电器k1线圈失电复位，主电路恢复接通。

上面过程就是延时关断，关断以后延时接通。

下面是保护关断电源后延时接通电源的过程：在第一时间继电器kt1的线圈第一端14脚得到缓停信号后，在第一时间继电器kt1延时结束后开始断电保护时，第一时间继电器kt1的9脚接通5脚，将信号送到第二时间继电器kt2的14脚，第二时间继电器kt2开始延时，第二时间继电器kt2延时期间是功率继电器k1关断主电路输出保护断电的时间，第二时间继电器kt2延时时间到，第二时间继电器kt2动作，使第二时间继电器kt2的常闭触点的12脚与4脚断开，第一中间继电器ka1失电复位，第一中间继电器ka1的5脚输出低电平，使功率继电器k1复位，功率继电器k1的常闭触点的1脚、3脚接通，最终使主电路恢复供电状态。

超温报警模块工作过程：比较器u1采用lm358，电阻r2、r3、r8、r9组成分压电路给比较器u1提供基准电压，p3插座接入热敏电阻，热敏电阻与电阻r4、r6、r7组成温度采样电路，当采样的温度值转换为电压后输入比较器的2脚，与3脚基准电压比较，如果温度超限，比较器u1从1脚输出低电平报警信号，三极管q1导通，蜂鸣器bz2报警，同时结点net1得到的高电平信号输到智能控制模块的第一时间继电器kt1的线圈的14脚，智能控制模块开始延时保护。

本发明超温报警模块的超温报警信号输送至智能保护模块后，智能保护模块的工作过程与其收到前述缓停信号相同，这里不再赘述。

为预防电气火花引起火灾，还装设一个灭弧模块，该灭弧模块能将电气火花减小到不能引起着火的程度。

绝缘电阻测试仪h2是监控主电路输出与机壳(或者输入地)的绝缘程度，如果绝缘低于标准值，报警，可提示注意安全。

综上可见：本技术方案主电路通电，由隔离变压器t1将市电隔离输出，因由隔离变压器t1的作用，触击输出端的任何一线，对人体无伤害作用。主开关是大功率继电器k1担任，电流互感器ta检测电路电流的大小，产生电流采样信号送智能电流表处理，如果电路电流超出安全要求，智能电流表产生输出信号给智能控制模块，智能控制模块控制功率继电器k1动作，切断用电。保障用户安全用电。进而，该装置可配备防爆外壳。保证用户安全用电，在易燃易爆环境中不会引发燃烧或爆炸，产生的电气火花，被封闭在防爆体箱内，而外界可燃物质亦不会侵入箱体损坏电气设备。

采用电源隔离1:1变压器t1、灭弧电路，本装置特点是双重保护，在微小电流和超载大电流情况下都能有效的起到不同方面的保护作用，并且限流保护阀值可调。在小电流甚至漏电流的情况下，不会断电不会发生电击危险，能够保障负载正常运行，当环境或机体温度升高到预警温度时，会报警并自动切断电路，保护用电安全。当电路或负载超荷时保护器切断电源，保护线路和负载不会损坏，防止着火。过电流各阶段量值可根据实际应用环境可调。保障危险发生以前切断电源。其过程有电弧产生且时间较长，容易引发火灾。因此，本装置外加防爆外壳，起到隔爆作用。

本发明为用户提供灵活安全的用电设备，在防触电，防燃爆等方面都起到良好的作用。

1，该产品由防爆外壳护体，内部由隔离变压器作为供电设备核心部件，并配有中间继电器，时间继电器，功率继电器，电流传感器，智能电流表，温度传感器，报警蜂鸣器，断路器。

2，在设定温度范围内，在设定功率范围内，本设备能够正常运行，当超出设定参数，本设备会预警，工作状况超出极限时候会立即切断供电线路，保证安全。

本发明输出端与大地绝缘，如果人体触及输出的任意一端，不会造成触电事故，比传统的电源设备安全，又由于本装置采用防爆外壳，可以用在易燃易爆环境而不会引起事故，将电弧最大限度减小，预防火灾。将本装置串接在电路中可实现该功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。