一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，包括防雷單元模塊、電源與電壓取樣模塊、上下限電壓比較模塊、過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊、驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊，所述防雷單元模塊通過電容絲與電源與電壓取樣電路模塊。本發(fā)明在供電線路中有雷電過電壓時，能夠釋放雷電波能量及抑制雷電過電壓；供電線路由于某種原因使供電電壓出現(xiàn)過電壓或欠電壓時，能夠自動斷開供電線路；供電電壓恢復(fù)正常供電后，在規(guī)定的時間內(nèi)能夠自動復(fù)位，保證電氣設(shè)備的正常運行。
【專利說明】一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，屬于雷電科學(xué)與【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種自動化、數(shù)字化的電氣設(shè)備進入千家萬戶，因此對電網(wǎng)供電質(zhì)量的要求越來越高，電網(wǎng)供電的質(zhì)量包括電壓波動范圍、波形的失真度、電壓的頻率變化范圍等都有明確的要求。目前在低壓供電系統(tǒng)中常發(fā)生的故障現(xiàn)象有:中線斷路、相線與中線接反以及三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡等，從而導(dǎo)致單相供電系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓或欠電壓的情況，使電器設(shè)備造成損壞，用戶遭受較大的經(jīng)濟損失。二是雷電過電壓主要是由于雷電的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的原理，使輸電線路上感應(yīng)出雷電過電壓，這些雷電過電壓通過線纜引入到電氣設(shè)備上，造成設(shè)備上損壞。
[0003]目前國內(nèi)外對過電壓、欠電壓保護的產(chǎn)品有以下幾種形式:雷電過電壓的抑制采用電涌保護器，在電氣設(shè)備上需要獨立安裝，一般安裝在被保護電氣設(shè)備的前端，可以起到對雷電波能量的釋放作用。過電壓和欠電壓的保護器常采用單一電器的電涌保護器，這種保護器一般輸出電流較小約為IOA左右。小型斷路器附加欠電壓和過電壓脫扣器，其優(yōu)點是實施容易、能耗小、安裝方便，缺點是保護動作后電網(wǎng)供電恢復(fù)正常不能自動閉合，需人工操作。全自動電壓保護器，用于當(dāng)電路中的供電電壓超過電氣設(shè)備允許人工界限時，自動斷開電源，保護用電設(shè)備不至于因過電壓、欠電壓而引起設(shè)備損壞，但是當(dāng)供電線路上出現(xiàn)雷電過電壓時，不具有對雷電過電壓的抑制能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，當(dāng)供電線路中有雷電過電壓時，能夠起到對雷電波能量的釋放及雷電過電壓的抑制，從而保護電氣設(shè)備不被雷擊而造成損壞；供電線路由于某種原因使供電電壓出現(xiàn)過電壓或欠電壓時，該裝置能夠自動斷開供電線路，使電氣設(shè)備不至于因過、欠電壓而損壞；當(dāng)供電電壓恢復(fù)正常供電后，在規(guī)定的時間內(nèi)能夠自動復(fù)位，保證電氣設(shè)備的正常運行。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，包括防雷單元模塊、電源與電壓取樣模塊、上下限電壓比較模塊、過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊、驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊，所述防雷單元模塊通過電容絲與電源與電壓取樣電路模塊連接；
該裝置接入電網(wǎng)電路后，市電首先通過防雷單元模塊，當(dāng)電網(wǎng)中有雷電過電壓時，防雷單元模塊將雷電過電壓的幅值限制在允許電壓范圍內(nèi)；若電網(wǎng)中沒有雷電過電壓，電網(wǎng)供電正常時，供電電壓通過防雷單元模塊傳輸至電源與電壓取樣模塊進行降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓處理后，一路作為電壓取樣、另一路作為本裝置的基準(zhǔn)直流電源；
上下限電壓比較模塊通過取樣的電壓信號監(jiān)測電網(wǎng)電壓，當(dāng)取樣電壓信號不在預(yù)置的上下限范圍內(nèi)時，上下限電壓比較模塊輸出信號至過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的輸出端，使驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊的輸入端為低電平，斷開主回路，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓的過欠壓保護；當(dāng)取樣電壓信號在預(yù)置的上下限范圍內(nèi)時，上下限電壓比較模塊無信號輸出，過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊經(jīng)過延時后輸出信號至驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊，接通主回路，實現(xiàn)自動恢復(fù)的功能。
[0006]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述防雷單元模塊包括第一氧化鋅壓敏電阻、第二氧化鋅壓敏電阻、第三氧化鋅壓敏電阻、溫度保險絲、第一電感、第二電感，其中:所述第一氧化鋅壓敏電阻的一端與溫度保險絲的一端連接，第一氧化鋅壓敏電阻的另一端分別與零線、第二氧化鋅壓敏電阻的一端、第二電感的一端、地線連接，溫度保險絲的另一端分別與火線、第一電感的一端連接，第二氧化鋅壓敏電阻的另一端接地，第一電感的另一端與第三氧化鋅壓敏電阻的一端連接，第二電感的另一端與第三氧化鋅壓敏電阻的另一端連接；
第一氧化鋅壓敏電阻、第二氧化鋅壓敏電阻起到雷電波能量對地釋放的作用，當(dāng)?shù)谝谎趸\壓敏電阻在線路中有漏電流，第一氧化鋅壓敏電阻發(fā)熱，溫度保險絲自動斷開，溫度保險絲起到防起火、爆炸的作用；第一電感、第二電感為退耦元件，能夠降低雷電的陡度的作用；第二氧化鋅壓敏電阻起到線間箝位的作用，將雷電的差模過電壓限制在設(shè)備能夠承受的電壓范圍內(nèi)。
[0007]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述電源與電壓取樣模塊包括變壓器、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一濾波電容、第二濾波電容、三端穩(wěn)壓器、第一電阻、第二電阻，其中:變壓器原邊的一端通過電容絲與防雷單元電路中第一電感與第三氧化鋅壓敏電阻的公共端連接，另一端與第二電感與第三氧化鋅壓敏電阻的公共端連接；變壓器副邊的一端分別與第一二極管的陰極、第二二極管的陽極連接，另一端分別與第三二極管的陰極、第四二極管陽極連接；第二二極管的陰極分別與第四二極管的陰極、第一電阻的一端、第一濾波電容的正極、三端穩(wěn)壓器的輸入端連接，第一電阻的另一端與第二電阻的一端連接；第一二極管的陽極分別與第三二極管的陽極、第二電阻的另一端、第一濾波電容的負(fù)極、三端穩(wěn)壓器的接地端、第二濾波電容的負(fù)極連接；三端穩(wěn)壓器的輸出端與第二濾波電容的正極連接；
第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管構(gòu)成整流橋；第一電阻、第二電阻構(gòu)成電壓取樣電路，第二電阻上取出的電壓信號用來反應(yīng)電網(wǎng)電壓的變化情況；第二濾波電容兩端的輸出電壓作為基準(zhǔn)的直流電源。
[0008]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述上下限電壓比較模塊包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一集成運算放大器、第二集成運算放大器、第五二極管、第六二極管，其中:第三電阻的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第一集成運算放大器的同相輸入端、第四電阻的一端連接；第五電阻的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第二集成運算放大器的反相輸入端、第六電阻的一端連接；第四電阻的另一端與第六電阻的另一端分別接地；第一集成運算放大器的輸出端與第五二極管的陰極連接，第二集成運算放大器的輸出端與第六二極管的一端連接；上限電壓由第一集成運算放大器的反相輸入端輸入，下限電壓由第二集成運算放大器的正相輸入端輸入，第五二極管的陽極與第六二極管的陽極連接后作為上下限電壓比較模塊的輸出端口 ；上限電壓由第一集成運算放大器的反相輸入端輸入，下限電壓由第二集成運算放大器的正相輸入端輸入。
[0009]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第三集成運算放大器、第四集成運算放大器、第三電容，其中:第七電阻的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第九電阻的一端、第三集成運算放大器的正相輸入端、第四集成運算放大器的反相輸入端、第十電阻的一端連接；第九電阻的另一端與第三集成運算放大器的輸出端連接后作為過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第一輸出端口，第十電阻的另一端接地；第八電阻的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第三集成運算放大器的反相輸入端、上下限電壓比較模塊的輸出端口、第四集成運算放大器的正相輸入端、第三電容的一端連接；第三電容的另一端接地，第四集成運算放大器的輸出端作為過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第二輸出端口。
[0010]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第一三極管、第二三極管、第三三極管、固態(tài)繼電器、第七二極管、第八二極管，其中:第i 電阻一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第一輸出端口連接，另一端與第一三極管的基極連接；第十二電阻的一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第二輸出端口連接，另一端與第二三極管的基極連接；第十三電阻的一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第二輸出端口連接，另一端與第三三極管的基極連接；第一三極管的集電極與固態(tài)繼電器的一端連接，固態(tài)繼電器的另一端接地；第二三極管的集電極通過第十四電阻與第七二極管的陰極連接，第七二極管的陽極接地；第三三極管的集電極通過第十五電阻與第八二極管的陰極連接，第八二極管的陽極接地；第一三極管、第二三極管、第三三極管的發(fā)射極均接地。
[0011]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊經(jīng)過的延時時間為 30s。
[0012]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述第二電阻上取出的電壓信號幅值為7V。
[0013]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述基準(zhǔn)的直流電源為+12V。
[0014]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述上限電壓為8.5V，下限電壓為5.5V。
[0015]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用大容量的固態(tài)繼電器及驅(qū)動電路采用遲滯比較器的原理，具有性能穩(wěn)定，功耗小及控制電壓精度高的特點，實現(xiàn)了對電網(wǎng)電壓的過欠壓保護和自動復(fù)位。本發(fā)明在供電線路中有雷電過電壓時，能夠釋放雷電波能量及抑制雷電過電壓；供電線路由于某種原因使供電電壓出現(xiàn)過電壓或欠電壓時，能夠自動斷開供電線路；供電電壓恢復(fù)正常供電后，在規(guī)定的時間內(nèi)能夠自動復(fù)位，保證電氣設(shè)備的正常運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是防雷單元電路圖。
[0018]圖3是電源與電壓取樣電路圖。
[0019]圖4是上下限電壓比較電路圖。
[0020]圖5是過欠電壓時間延時恢復(fù)電路圖。
[0021 ]圖6是驅(qū)動及狀態(tài)指示電路圖。
【具體實施方式】[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0023]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解的是，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
[0024]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明:
本發(fā)明設(shè)計一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，如圖1所示，包括防雷單元模塊、電源與電壓取樣模塊、上下限電壓比較模塊、過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊、驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊，所述防雷單元模塊通過電容絲與電源與電壓取樣電路模塊連接；
該裝置接入電網(wǎng)電路后，市電首先通過防雷單元模塊，當(dāng)電網(wǎng)中有雷電過電壓時，防雷單元模塊將雷電過電壓的幅值限制在電氣設(shè)備及本裝置的允許電壓范圍內(nèi)；若電網(wǎng)中沒有雷電過電壓，電網(wǎng)供電正常時，供電電壓通過防雷單元模塊傳輸至電源與電壓取樣模塊進行降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓處理后，一路作為電壓取樣、另一路作為本裝置的基準(zhǔn)直流電源；上下限電壓比較模塊通過取樣的電壓信號監(jiān)測電網(wǎng)電壓，當(dāng)取樣電壓信號不在預(yù)置的上下限范圍內(nèi)時，上下限電壓比較模塊輸出信號至過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的輸出端，使驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊的輸入端為低電平，斷開主回路，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓的過欠壓保護；當(dāng)取樣電壓信號在預(yù)置的上下限范圍內(nèi)時，上下限電壓比較模塊無信號輸出，過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊經(jīng)過延時后輸出信號至驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊，接通主回路，實現(xiàn)自動恢復(fù)的功能。
[0026]所述防雷單元模塊如圖2所示，包括第一氧化鋅壓敏電阻Rnl、第二氧化鋅壓敏電阻Rn2、第三氧化鋅壓敏電阻Rn3、溫度保險絲Rt、第一電感L1、第二電感L2，其中:所述第一氧化鋅壓敏電阻Rnl的一端與溫度保險絲Rt的一端連接，第一氧化鋅壓敏電阻Rnl的另一端分別與零線N、第二氧化鋅壓敏電阻Rn2的一端、第二電感L2的一端、地線PE連接，溫度保險絲Rt的另一端分別與火線L、第一電感LI的一端連接，第二氧化鋅壓敏電阻Rn2的另一端接地，第一電感LI的另一端與第三氧化鋅壓敏電阻Rn3的一端連接，第二電感L2的另一端與第三氧化鋅壓敏電阻Rn3的另一端連接；
第一氧化鋅壓敏電阻Rnl、第二氧化鋅壓敏電阻Rn2起到雷電波能量對地釋放的作用，當(dāng)?shù)谝谎趸\壓敏電阻Rnl在線路中有漏電流，第一氧化鋅壓敏電阻Rnl發(fā)熱，溫度保險絲Rt自動斷開,溫度保險絲Rt起到防起火、爆炸的作用；第一電感L1、第二電感L2為退f禹元件，能夠降低雷電的陡度的作用；第二氧化鋅壓敏電阻Rn2起到線間箝位的作用，將雷電的差模過電壓限制在設(shè)備能夠承受的電壓范圍內(nèi)。
[0027]所述電源與電壓取樣模塊如圖3所示，包括變壓器、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、三端穩(wěn)壓器、第一電阻R1、第二電阻R2，其中:變壓器原邊的一端通過電容絲與防雷單元電路中第一電感LI與第三氧化鋅壓敏電阻Rn3的公共端連接，另一端與第二電感L2與第三氧化鋅壓敏電阻Rn3的公共端連接；變壓器副邊的一端分別與第一二極管Dl的陰極、第二二極管D2的陽極連接，另一端分別與第三二極管D3的陰極、第四二極管D4的陽極連接；第二二極管D2的陰極分別與第四二極管D4的陰極、第一電阻Rl的一端、第一濾波電容Cl的正極、三端穩(wěn)壓器的輸入端連接，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端連接；第一二極管Dl的陽極分別與第三二極管D3的陽極、第二電阻R2的另一端、第一濾波電容Cl的負(fù)極、三端穩(wěn)壓器的接地端、第二濾波電容C2的負(fù)極連接；三端穩(wěn)壓器的輸出端與第二濾波電容C2的正極連接；
第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4構(gòu)成整流橋；第一電阻R1、第二電阻R2構(gòu)成電壓取樣電路，第二電阻R2上取出的電壓信號Vl用來反應(yīng)電網(wǎng)電壓的變化情況，其電壓信號的幅值為7V ;第二濾波電容C2兩端Vcl、Vc2的輸出電壓作為基準(zhǔn)的直流電源，其電壓值為+12V。
[0028]所述上下限電壓比較模塊如圖4所示，包括第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一集成運算放大器IC1、第二集成運算放大器IC2、第五二極管D5、第六二極管D6，其中:第三電阻R3的一端與+12V基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第一集成運算放大器ICl的同相輸入端、第四電阻R4的一端連接；第五電阻R5的一端與+12V基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第二集成運算放大器IC2的反相輸入端、第六電阻R6的一端連接；第四電阻R4的另一端與第六電阻R6的另一端分別接地；第一集成運算放大器ICl的輸出端與第五二極管D5的陰極連接，第二集成運算放大器IC2的輸出端與第六二極管D6的一端連接；上限電壓V2由第一集成運算放大器ICl的反相輸入端輸入，下限電壓V3由第二集成運算放大器IC2的正相輸入端輸入，第五二極管D5的陽極與第六二極管D6的陽極連接后作為上下限電壓比較模塊的輸出端口 VOl ;上限電壓由第一集成運算放大器ICl的反相輸入端輸入，下限電壓由第二集成運算放大器IC2的正相輸入端輸入，所述上限電壓為8.5V，下限電壓為5.5V。
[0029]所述過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊如圖5所示，包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第三集成運算放大器IC3、第四集成運算放大器IC4、第三電容C3，其中:第七電阻R7的一端與+12V基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第九電阻R9的一端、第三集成運算放大器IC3的正相輸入端、第四集成運算放大器IC4的反相輸入端、第十電阻RlO的一端連接；第九電阻R9的另一端與第三集成運算放大器IC3的輸出端連接后作為過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第一輸出端口 V0,第十電阻RlO的另一端接地；第八電阻R8的一端與+12V基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第三集成運算放大器IC3的反相輸入端、上下限電壓比較模塊的輸出端口、第四集成運算放大器IC4的正相輸入端、第三電容C3的一端連接；第三電容C3的另一端接地，第四集成運算放大器IC4的輸出端作為過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第二輸出端口 V02。
[0030]所述驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊如圖6所示，包括第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第一三極管Tl、第二三極管T2、第三三極管T3、固態(tài)繼電器、第七二極管D7、第八二極管D8，其中:第十一電阻Rll的一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第一輸出端口 VO連接，另一端與第一三極管Tl的基極連接；第十二電阻R12的一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第二輸出端口 V02,另一端與第二三極管Τ2的基極連接；第十三電阻R13的一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第二輸出端口 V02連接，另一端與第三三極管Τ3的基極連接；第一三極管Tl的集電極與固態(tài)繼電器的一端連接，固態(tài)繼電器的另一端接地；第二三極管Τ2的集電極通過第十四電阻R14與第七二極管D7的陰極連接，第七二極管D7的陽極接地；第三三極管Τ3的集電極通過第十五電阻R15與第八二極管D8的陰極連接，第八二極管D8的陽極接地；第一三極管Tl、第二三極管Τ2、第三三極管Τ3的發(fā)射極均接地。
[0031]本發(fā)明的工作流程為:當(dāng)供電線中有雷電過電壓時，防雷單元電路工作，將雷電過電壓的幅值限制在電氣設(shè)備及該裝置的允許電壓范圍內(nèi)，既保護了電氣設(shè)備又保護了該裝置。如果沒有雷電過電壓時，電網(wǎng)供電正常時，供電電壓通過防雷單元電路，送到電源電路進行降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等，將市電220V的交流電變?yōu)橐宦纷鳛殡妷旱娜?，另一路作為電路的直流供電；上下限電壓比較電路通過電壓取樣電路連續(xù)監(jiān)測電網(wǎng)電壓，當(dāng)監(jiān)測到電網(wǎng)電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)時，上下限電壓比較電路不輸出信號；延時電路經(jīng)延時后輸出信號給驅(qū)動電路，使固態(tài)繼電器閉合，接通主回路，狀態(tài)指示燈第七二極管D7亮為綠色。
[0032]當(dāng)電網(wǎng)電壓超過規(guī)定的范圍出現(xiàn)過電壓或欠電壓時，上下限電壓比較電路通過電壓取樣電路監(jiān)測到電網(wǎng)電壓出現(xiàn)過電壓或欠電壓時，輸出信號加到延時電路的輸出端，使驅(qū)動電路的輸入端降為低電平，驅(qū)動電路輸出信號使固態(tài)繼電器斷開，即斷開主回路，此時狀態(tài)指示燈第八二極管D8亮為紅色，這樣實現(xiàn)了對電網(wǎng)電壓的過欠壓保護；當(dāng)上下限電壓比較電路檢測到電網(wǎng)電壓在正常的范圍內(nèi)時，上下限電壓比較電路不輸出信號，延時電路中電容進行充電，經(jīng)過約30s后充電完成，驅(qū)動電路的輸入端為高電平，驅(qū)動電路輸出信號使固態(tài)繼電器閉合，主電路接通，此時的狀態(tài)指示燈第七二極管D7亮為綠色，實現(xiàn)自動回復(fù)的功能。
[0033]以上所述，僅為本發(fā)明中的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，該裝置包括防雷單元模塊、電源與電壓取樣模塊、上下限電壓比較模塊、過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊、驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊，所述防雷單元模塊通過電容絲與電源與電壓取樣電路模塊連接； 該裝置接入電網(wǎng)電路后，市電首先通過防雷單元模塊，當(dāng)電網(wǎng)中有雷電過電壓時，防雷單元模塊將雷電過電壓的幅值限制在允許電壓范圍內(nèi)；若電網(wǎng)中沒有雷電過電壓，電網(wǎng)供電正常時，供電電壓通過防雷單元模塊傳輸至電源與電壓取樣模塊進行降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓處理后，一路作為電壓取樣、另一路作為本裝置的基準(zhǔn)直流電源； 上下限電壓比較模塊通過取樣的電壓信號監(jiān)測電網(wǎng)電壓，當(dāng)取樣電壓信號不在預(yù)置的上下限范圍內(nèi)時，上下限電壓比較模塊輸出信號至過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的輸出端，使驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊的輸入端為低電平，斷開主回路，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓的過欠壓保護；當(dāng)取樣電壓信號在預(yù)置的上下限范圍內(nèi)時，上下限電壓比較模塊無信號輸出，過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊經(jīng)過延時后輸出信號至驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊，接通主回路，實現(xiàn)自動恢復(fù)的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述防雷單元模塊包括第一氧化鋅壓敏電阻(Rnl)、第二氧化鋅壓敏電阻(Rn2)、第三氧化鋅壓敏電阻(Rn3)、溫度保險絲(Rt)、第一電感(LI)、第二電感(L2)，其中:所述第一氧化鋅壓敏電阻(Rnl)的一端與溫度 保險絲(Rt)的一端連接，第一氧化鋅壓敏電阻(Rnl)的另一端分別與零線(N)、第二氧化鋅壓敏電阻(Rn2)的一端、第二電感(L2)的一端、地線(PE)連接，溫度保險絲(Rt)的另一端分別與火線(L)、第一電感(LI)的一端連接，第二氧化鋅壓敏電阻(Rn2)的另一端接地，第一電感(LI)的另一端與第三氧化鋅壓敏電阻(Rn3)的一端連接，第二電感(L2)的另一端與第三氧化鋅壓敏電阻(Rn3)的另一端連接；第一氧化鋅壓敏電阻(Rnl)、第二氧化鋅壓敏電阻(Rn2)起到雷電波能量對地釋放的作用，當(dāng)?shù)谝谎趸\壓敏電阻(Rnl)在線路中有漏電流，第一氧化鋅壓敏電阻(Rnl)發(fā)熱，溫度保險絲(Rt)自動斷開，溫度保險絲(Rt)起到防起火、爆炸的作用；第一電感(LI)、第二電感(L2)為退耦元件，能夠降低雷電的陡度的作用；第二氧化鋅壓敏電阻(Rn2)起到線間箝位的作用，將雷電的差模過電壓限制在設(shè)備能夠承受的電壓范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述電源與電壓取樣模塊包括變壓器、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第一濾波電容(Cl)、第二濾波電容(C2)、三端穩(wěn)壓器、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)，其中:變壓器原邊的一端通過電容絲與防雷單元電路中第一電感(LI)與第三氧化鋅壓敏電阻(Rn3)的公共端連接，另一端與第二電感(L2)與第三氧化鋅壓敏電阻(Rn3)的公共端連接；變壓器副邊的一端分別與第一二極管(Dl)的陰極、第二二極管(D2)的陽極連接，另一端分別與第三二極管(D3)的陰極、第四二極管(D4)陽極連接；第二二極管(D2)的陰極分別與第四二極管(D4)的陰極、第一電阻(Rl)的一端、第一濾波電容(Cl)的正極、三端穩(wěn)壓器的輸入端連接，第一電阻(Rl)的另一端與第二電阻(R2)的一端連接；第一二極管(Dl)的陽極分別與第三二極管(D3)的陽極、第二電阻(R2)的另一端、第一濾波電容(Cl)的負(fù)極、三端穩(wěn)壓器的接地端、第二濾波電容(C2)的負(fù)極連接；三端穩(wěn)壓器的輸出端與第二濾波電容(C2)的正極連接； 第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)構(gòu)成整流橋；第一電阻(R1)、第二電阻(R2)構(gòu)成電壓取樣電路，第二電阻(R2)上取出的電壓信號用來反應(yīng)電網(wǎng)電壓的變化情況；第二濾波電容(C2)兩端的輸出電壓作為基準(zhǔn)的直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述上下限電壓比較模塊包括第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第一集成運算放大器(IC1)、第二集成運算放大器(IC2)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)，其中:第三電阻(R3)的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第一集成運算放大器(ICl)的同相輸入端、第四電阻(R4)的一端連接；第五電阻(R5)的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第二集成運算放大器(IC2)的反相輸入端、第六電阻(R6)的一端連接；第四電阻(R4)的另一端與第六電阻(R6)的另一端分別接地；第一集成運算放大器(ICl)的輸出端與第五二極管(D5)的陰極連接，第二集成運算放大器(IC2)的輸出端與第六二極管(D6)的一端連接；上限電壓由第一集成運算放大器(ICl)的反相輸入端輸入，下限電壓由第二集成運算放大器(IC2)的正相輸入端輸入，第五二極管(D5)的陽極與第六二極管(D6)陽極連接后作為上下限電壓比較模塊的輸出端口 ；上限電壓由第一集成運算放大器(ICl)的反相輸入端輸入，下限電壓由第二集成運算放大器(IC2)的正相輸入端輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊包括第七電阻(R7)、第八電阻(R8)、第九電阻(R9)、第十電阻(R10)、第三集成運算放大器(IC3)、第四集成運算放大器(IC4)、第三電容(C3)，其中:第七電阻(R7)的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第九電阻(R9)的一端、第三集成運算放大器(IC3)的正相輸入端、第四集成運算放大器(IC4)的反相輸入端、第十電阻(RlO)的一端連接；第九電阻(R9)的另一端與第三集成運算放大器(IC3)的輸出端連接后作為過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第一輸出端口，第十電阻(RlO)的另一端接地；第八電阻(R8)的一端與基準(zhǔn)直流電源連接，另一端分別與第三集成運算放大器(IC3)的反相輸入端、上下限電壓比較模塊的輸出端口、第四集成運算放大器(IC4)的正相輸入端、第三電容(C3)的一端連接；第三電容(C3)的另一端接地，第四集成運算放大器(IC4)的輸出端作為過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊的第二輸出端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述驅(qū)動及狀態(tài)指示模塊包括第十一電阻(R11)、第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)、第十四電阻(R14)、第十五電阻(R15)、第一三極管(Tl)、第二三極管(T2)、第三三極管(T3)、固態(tài)繼電器、第七二極管(D7)、第八二極管(D8)，其中:第十一電阻(Rll) —端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊中第三集成運算放大器(IC3)的輸出端連接，另一端與第一三極管(Tl)的基極連接；第十二電阻(R12)的一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊中第四集成運算放大器(IC4)的輸出端連接，另一端與第二三極管(T2)的基極連接；第十三電阻(R13)的一端與過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊中第四集成運算放大器(IC4)的輸出端連接，另一端與第三三極管(T3)的基極連接；第一三極管(Tl)的集電極與固態(tài)繼電器的一端連接，固態(tài)繼電器的另一端接地；第 二三極管(T2)的集電極通過第十四電阻(R14)與第七二極管(D7)的陰極連接，第七二極管(D7)的陽極接地；第三三極管(T3)的集電極通過第十五電阻(R15)與第八二極管(D8)的陰極連接，第八二極管(D8)的陽極接地；第一三極管(Tl)、第二三極管(丁2)、第三三極管(了3)的發(fā)射極均接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述過欠電壓時間延時恢復(fù)模塊經(jīng)過的延時時間為30s。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述第二電阻(R2)上取出的電壓信號幅值為7V。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)的直流電源為+12V。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自動復(fù)位防雷式過欠壓保護裝置，其特征在于，所述上限電壓為8.5V，下 限電壓為5.5V。
【文檔編號】H02H9/04GK103972862SQ201410155361
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】李祥超, 周中山, 陳璞陽, 何為 申請人:南京信息工程大學(xué)