本實(shí)用新型涉及一種電氣終端用戶的配電保護(hù)設(shè)備，具體涉及一種多功能配電箱。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有電氣終端用戶的配電箱大多數(shù)都是用空氣開關(guān)和漏洞保護(hù)器現(xiàn)場(chǎng)拼裝而成，不僅安裝麻煩，影響室內(nèi)美觀，而且保護(hù)功能單一，很容易引發(fā)電氣安全事故和電氣火災(zāi)。中國專利200920259239.5和201420709331.8分別提供了一種“家用智能配電箱”和“低壓智能保護(hù)配電箱”，雖然解決了上述問題，并具有智能保護(hù)功能，但由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，原材料成本較高，生產(chǎn)費(fèi)用較大，只有少量高端用戶能夠接受，推廣應(yīng)用較困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種具有一路輸入、多路輸出、在現(xiàn)場(chǎng)安裝前將空氣開關(guān)和各種控制保護(hù)功能都高度集成為一體的多功能配電箱，在通電之前對(duì)電網(wǎng)存在的過電壓、欠電壓故障鎖定總負(fù)載端電源的預(yù)檢保護(hù)，在通電運(yùn)行后對(duì)總回路發(fā)生的過電壓、欠電壓、過電流、短路、漏電等故障切斷總負(fù)載端電源的總回路在線檢保護(hù)，對(duì)各個(gè)支路發(fā)生的過電流、短路故障分別切斷故障支路電源的支路在線檢保護(hù)，并指示故障內(nèi)容，閃光報(bào)警；多功能配電箱安裝簡(jiǎn)單，使用方便，保護(hù)功能全面，性價(jià)比高。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：一種多功能配電箱，總回路因控制電路串接在中間而分為總回路的總電源端和總負(fù)載端，每一個(gè)支路負(fù)載端的火線都經(jīng)過各自的空氣開關(guān)接在總回路的總負(fù)載端的火線上，零線都直接并接在總負(fù)載端的零線上，變壓整流濾波電路的輸入端連接總電源端，過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路、欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路的采樣端都連接至變壓整流濾波電路的輸出端，過電流短路保護(hù)電路和漏電保護(hù)電路的采樣端都連接在總回路的總負(fù)載端上；過電流短路保護(hù)電路和漏洞保護(hù)電路的輸出端都連接至控制電路。

上述技術(shù)方案中，所述的過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路由分壓電路、電壓檢測(cè)器電路和過電壓故障指示電路連接構(gòu)成，分壓電路連接至變壓整流濾波電路的輸出端，進(jìn)行過電壓取樣，過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路的輸出端連接至控制電路第四個(gè)三極管的基極，第四個(gè)三極管串接在控制電路第一繼電器回路中，第一繼電器控制第二繼電器的工作狀態(tài)，而第二繼電器又控制總回路的通斷。

上述技術(shù)方案中，所述欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路由分壓電路、電壓檢測(cè)器電路和欠電壓故障指示電路連接構(gòu)成，分壓電路連接 變壓整流濾波電路的輸出端，進(jìn)行欠電壓取樣，欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路的輸出端連接至控制電路第四個(gè)三極管的基極。

上述技術(shù)方案中，所述的漏電保護(hù)電路由零序電流互感器、第一可控硅、二極管、阻容濾波電路和漏電故障指示電路連接構(gòu)成，總回路總負(fù)載端的火線和零線同時(shí)穿過零序電流互感器，零序電流互感器次級(jí)輸出經(jīng)二極管整流、阻容濾波調(diào)節(jié)電路后連接至第一可控硅控制極，而第一可控硅陽極接至控制電路第四個(gè)三極管的基極。

上述技術(shù)方案中，所述的過電流短路保護(hù)電路由電流互感器、第二可控硅、二極管、阻容濾波調(diào)節(jié)電路和過電流、短路故障指示電路連接構(gòu)成，電流互感器安裝在總回路總負(fù)載端的火線上，電流互感器次級(jí)輸出經(jīng)二極管整流、阻容濾波調(diào)節(jié)電路后接至第二可控硅的控制極，而第二可控硅陽極接至控制電路第四個(gè)三極管的基極。

上述技術(shù)方案中，所述的控制電路由J1、J2、V4、D9、D8、R17、C6、C7連接構(gòu)成，第四個(gè)三極管的基極經(jīng)第八個(gè)二極管、第十七個(gè)電阻后分別接至欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路、過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路、過電流短路保護(hù)電路和漏電保護(hù)電路的輸出端，第四個(gè)三極管和第一個(gè)繼電器串聯(lián)后，兩端連接在變壓整流濾波電路輸出工作電源的正端和負(fù)端之間，第一繼電器的第二組觸點(diǎn)直接控制第二繼電器線包電源的通斷，而第二繼電器的兩組觸點(diǎn)控制總回路總電源端與總負(fù)載端之間的通斷。

上述技術(shù)方案中，所述的每一個(gè)負(fù)載支路都有一個(gè)空氣開關(guān)，每個(gè)空氣開關(guān)的上端都連接在總負(fù)載端的火線上，下端分別接至各個(gè)負(fù)載支路的火線上，由于空氣開關(guān)本身具有過電流、短路保護(hù)功能，因此各個(gè)負(fù)載支路的過電流、短路保護(hù)任務(wù)就由各自的空氣開關(guān)來完成。

優(yōu)點(diǎn)及效果：

本實(shí)用新型在給總負(fù)載合閘送電前，對(duì)總回路進(jìn)行自恢復(fù)式過、欠電壓預(yù)檢保護(hù)，在總負(fù)載通電運(yùn)行后，對(duì)總負(fù)載發(fā)生的過電壓、欠電壓故障進(jìn)行自恢復(fù)式在線檢測(cè)保護(hù)、過電流、短路、漏電故障在線檢斷路保護(hù)，對(duì)各個(gè)支路負(fù)載發(fā)生的過電流、短路故障分別單獨(dú)進(jìn)行在線檢斷路保護(hù)，同時(shí)還告知故障內(nèi)容，閃光報(bào)警，這就既保證了用電安全，又不影響正常用電。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，集成度高，功能齊全，使用方便，安全美觀，性價(jià)比高，值得大力推廣應(yīng)用。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型電氣原理框圖；

圖2為本實(shí)用新型殼體蓋板裝配圖；

圖3為本實(shí)用新型殼體底座裝配圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施電路圖。

圖中所用集成電路的型號(hào)為：IC1、IC2：HT7033A-1

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施作進(jìn)一步說明：

參見圖1，總回路因控制電路串接在中間而分為總回路的總電源端和總負(fù)載端，各個(gè)支路負(fù)載端的火線都要經(jīng)過各自的空氣開關(guān)連接在總回路的總負(fù)載端的火線上，各個(gè)支路負(fù)載端的零線都要直接并聯(lián)在總負(fù)載端的零線上，電壓表和變壓整流濾波電路都接至總回路的總電源端，過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路、欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路的采樣端都接至變壓整流濾波電路，其輸出端都接至控制電路，過電流短路保護(hù)電路和漏電保護(hù)電路的采樣端都接至總回路的總負(fù)載端，其輸出端都接至控制電路。

參見圖2、圖3，本實(shí)用新型是一種給總負(fù)載端合閘送電前對(duì)總回路進(jìn)行過、欠電壓自恢復(fù)式預(yù)檢保護(hù)、合閘送電運(yùn)行后對(duì)總回路和各個(gè)支路分別進(jìn)行全方位在線檢保護(hù)、同時(shí)告知故障內(nèi)容、閃光報(bào)警的多功能配電箱。它主要由箱體、箱體上的總電源控制開關(guān)、電壓表、指示燈、自保持繼電器、電流互感器、零序電流互感器、空氣開關(guān)、進(jìn)出接線端子、電控板電聯(lián)結(jié)構(gòu)成。它的特點(diǎn)是：箱體蓋1上設(shè)有總電源控制開關(guān)10、電壓表2、電源指示燈3、欠電壓故障指示燈4、過電壓故障指示燈5、閃光報(bào)警燈6、漏電故障指示燈7、過電流短路故障指示燈8、各支路空氣開關(guān)板9，箱體底座11內(nèi)設(shè)有電源進(jìn)線端子12、電流互感器13、各支路空氣開關(guān)15、各支路出線端子16、零序電流互感器17、控制電路的磁保持繼電器18和電控板14，電控板14上設(shè)有變壓整流濾波電路、過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路、欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路、過電流短路保護(hù)電路、漏電保護(hù)電路和閃光報(bào)警電路。

參見圖4，本實(shí)施例的電路組成是：過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路由電阻R2、R3、R7、R15、電容C2、二極管D5、發(fā)光二極管FD4、三極管V3和電壓檢測(cè)器IC2構(gòu)成，欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路由電阻R4、R5、R8、R9、R10、R11、R12、R13、電容C4、發(fā)光二極管FD3、三極管V1和電壓檢測(cè)器IC1構(gòu)成，過電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路和欠電壓預(yù)檢與在線檢保護(hù)電路的采樣端都接至變壓整流濾波電路的輸出端。漏電保護(hù)電路由零序電流互感器ZL1、電阻R16、R18、電容C8、C9、二極管D10、D11、發(fā)光二極管FD5和可控硅T1構(gòu)成，總回路總負(fù)載端的火線和零線同時(shí)穿過零序電流互感器ZL1，零序電流互感器ZL1的次級(jí)ZL1-2跨接在漏電保護(hù)電路的輸入端。過電流短路保護(hù)電路由電流互感器ZL2、電阻R19、R20、可調(diào)電阻W、二極管D12、D13、電容C5、C10、發(fā)光二極管FD6和可控硅T2構(gòu)成，總回路總負(fù)載端的火線穿過電流互感器ZL2，電流互感器的次級(jí)ZL2-2跨接在過電流、短路保護(hù)電路的輸入端?？刂齐娐酚呻娮鑂12、R14、R17、電容C3、C6、C7、二極管D8、D9、閃光二極管FD2、三極管V2、V4、繼電器J1、J2構(gòu)成，第二繼電器J2的兩組觸點(diǎn)J2-1和J2-2分別串接在總回路的火線中間和零線中間。電源變壓器B的初級(jí)經(jīng)電源開關(guān)K后跨接在總回路總電源端的火線和零線之間，次級(jí)接至整流濾波電路、電源指示燈FD1，經(jīng)限流電阻R1后跨接在變壓整流濾波電路的輸出端。

當(dāng)合上電源開關(guān)K后，變壓器B通電工作，B次級(jí)輸出的交流低電壓經(jīng)二極管D1-D4整流、電容C1濾波后給本實(shí)用新型提供直流工作電源，在總回路電源端無過、欠電壓故障的情況下，用于欠電壓檢測(cè)的電壓檢測(cè)器IC1第一輸入腳的電壓高于IC1的轉(zhuǎn)換電壓，IC1第二輸出腳為高電平，用于過電壓檢測(cè)的電壓檢測(cè)器IC2第一輸入腳的電壓低于IC2的轉(zhuǎn)換電壓，IC2第二輸出腳為低電平，三極管V3截止，可控硅I1和I2也都因無觸發(fā)信號(hào)而處于截止?fàn)顟B(tài)，電容C3開始充電，三極管V2導(dǎo)通，三極管V4截止，隨著電容C3 的充電電流逐漸減小，三極管V2由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換截止?fàn)顟B(tài)，V4由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器J1通電吸合，J1的兩組觸點(diǎn)J1-1和J1-2轉(zhuǎn)換，J1-1的常開觸點(diǎn)閉合，電容C3經(jīng)電阻R14快速放電，為下一次三極管V2導(dǎo)通做好準(zhǔn)備，J1-1的常閉觸點(diǎn)斷開，閃光報(bào)警燈FD2斷電停止閃光報(bào)警，J1-2的常開觸點(diǎn)閉合，電流經(jīng)D9→-J1-1，常開觸點(diǎn)→J2→C7→地，使第二繼電器加上正脈沖而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，在J2沒有加負(fù)脈沖之前將一直保持這一閉合狀態(tài)，總回路的總電源端和總負(fù)載端接通，并開始對(duì)總回路發(fā)生過電壓故障與欠電壓故障進(jìn)行自恢復(fù)式在線檢保護(hù)，對(duì)總回路發(fā)生的漏電故障、過電流、短路故障進(jìn)行斷路保護(hù)，還對(duì)各個(gè)支路發(fā)生的過電流、短路故障分別進(jìn)行斷路保護(hù)。

具體的電路工作原理如下：

欠電壓自恢復(fù)式保護(hù)：合上電源開關(guān)K時(shí)，如總回路存在欠電壓故障，本實(shí)用新型將拒絕給總負(fù)載端合閘送電，在總負(fù)載端接通總電源運(yùn)行后，總回路發(fā)生欠電壓故障，本實(shí)用新型將立即切斷總負(fù)載端的電源，以保證總負(fù)載端的用電設(shè)備不因電壓過低而損壞，從而避免因電壓過低造成的電氣安全事故和電氣火災(zāi)事故。當(dāng)總回路電壓恢復(fù)正常后，本實(shí)用新型將在15S內(nèi)自動(dòng)將總負(fù)載端和總電源端接通，以確保正常用電。其工作原理是：當(dāng)總電源端電壓過低時(shí)，變壓器次級(jí)電壓也隨之過低，經(jīng)D1-D4、C1整流濾波后的電壓也跟著過低，電壓檢測(cè)器IC1第一輸入腳的電壓也同樣跟著過低，當(dāng)IC1第一腳電壓低于IC1的轉(zhuǎn)換電壓時(shí)，IC1第二輸出腳高電平并為低電平，三極管V1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，欠電壓故障指示燈FD3通電變亮，如果在合上電源開關(guān)K時(shí)，第二個(gè)三極管V2還處于導(dǎo)通狀態(tài)，第四個(gè)三極管V4還未導(dǎo)通，總電源端也未接通總負(fù)載端，則使V4繼續(xù)保持在截止?fàn)顟B(tài)。如果第四個(gè)三極管V4已處于導(dǎo)通狀態(tài)，總電源端已接通總負(fù)載端，則使V4由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，第一繼電器斷電釋放，J1的兩組觸點(diǎn)J1-1和J1-2轉(zhuǎn)換，J1-1的常閉觸點(diǎn)閉合，閃光報(bào)警指示燈FD2通電閃光，J1-2的常閉觸點(diǎn)閉合，電容C7給第二繼電器J2放電，J2因加上負(fù)脈沖電壓而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，J2的兩組觸點(diǎn)J2-1和J2-2由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)，本實(shí)用新型將總電源端和總負(fù)載端切斷。根據(jù)實(shí)際需要確定欠電壓動(dòng)作設(shè)定值，再根據(jù)欠電壓動(dòng)作設(shè)定值合理選擇電阻R4、R5的阻值和電壓檢測(cè)器IC1的轉(zhuǎn)換電壓值。當(dāng)總電源端電壓上升恢復(fù)到正常后，變壓整流濾波電路的輸出值也隨之上升恢復(fù)正常，當(dāng)電壓檢測(cè)器IC1第一輸入腳的電壓上升到IC1的轉(zhuǎn)換電壓值時(shí)，IC1第二輸出腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，三極管V1導(dǎo)通，欠電壓故障指示燈FD3斷電熄滅，電容C3的充電電流暫時(shí)使三極管V2導(dǎo)通，隨著C3充電電流的逐漸減小，V2也逐漸由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，V2的集電極電壓也逐漸上升，在V2截止時(shí)，三極管V4導(dǎo)通，繼電器J1通電吸合，J1的兩組觸點(diǎn)J1-1和J1-2轉(zhuǎn)換，J1-1的常閉觸點(diǎn)斷開，閃光報(bào)警指示燈FD2斷電停止閃光，常開觸點(diǎn)閉合，使電容C3經(jīng)電阻R14放電，J1-2的常開觸點(diǎn)閉合，使第二繼電器J2加上正脈沖電壓而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，J2的兩組觸點(diǎn)J2-1和J2-2由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)換為閉合狀態(tài)，將總負(fù)載端和總電源段接通。過電壓自恢復(fù)式保護(hù)：合上電源開關(guān)K時(shí)，如總電源段在接通總負(fù)載端之前就存在過電壓故障，本實(shí)用新型將拒絕給總負(fù)載端合閘送電。如總電源端在接通總負(fù)載端后發(fā)生過電壓故障，本實(shí)用新型將立即切斷總負(fù)載端的電源，以保證總負(fù)載端的用電設(shè)備不因電壓過高而燒壞，避免因電壓過高而造成電氣安全事故和電氣火災(zāi)事故。當(dāng)總電源端電壓下降恢復(fù)正常后，本實(shí)用新型將在15S內(nèi)自動(dòng)將總電源端和總負(fù)載端接通，以確保正常用電。其工作原理是：當(dāng)總電源端電壓過高時(shí)，變壓器次級(jí)電壓也隨之過高，經(jīng)二極管D1-D4、電容C1整流濾波后的電壓也跟著過高，用于過電壓檢測(cè)的電壓檢測(cè)器IC2第一輸入腳的電壓也同樣跟著過高，當(dāng)IC2第一輸入腳電壓高于IC2轉(zhuǎn)換電壓時(shí),IC2第二輸出腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，第三個(gè)三極管V3導(dǎo)通，過電壓故障指示燈FD4通電變亮。如果第四個(gè)三極管V4在此時(shí)還未導(dǎo)通，則使V4繼續(xù)保持在截止?fàn)顟B(tài)，如果V4在此之前已處于導(dǎo)通狀態(tài)，則使V4由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，第一繼電器J1斷電釋放，第二繼電器J2因負(fù)脈沖電壓作用而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，J2的兩觸點(diǎn)J2-1和J2-2由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)，本實(shí)用新型將總電源端和總負(fù)載端立即切斷。根據(jù)實(shí)際需要確定過電壓動(dòng)作設(shè)定值，再根據(jù)過電壓動(dòng)作設(shè)定值合理選擇R2、R3的阻值和電壓檢測(cè)器IC2的轉(zhuǎn)換電壓值。當(dāng)總電源端電壓下降恢復(fù)正常后，電壓檢測(cè)IC2第一輸入腳的電壓低于IC2的轉(zhuǎn)換電壓值，IC2第二輸出腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，三極管V3由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗^電壓故障指示燈FD4斷電熄滅，V4延時(shí)導(dǎo)通,J1通電吸合，J2因加上正脈沖電壓而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，J2的兩組觸點(diǎn)J2-1和J2-2由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)換為閉合狀態(tài)，將總負(fù)載端和總電源端接通。

漏電斷路保護(hù)：在總負(fù)載端接通總電源端正常通電運(yùn)行后，如總負(fù)載端發(fā)生漏電故障，本實(shí)用新型將立即切斷總負(fù)載端的電源，以保證人身安全，預(yù)防電氣接地火災(zāi)。其工作原理是：當(dāng)總負(fù)載端發(fā)生漏電故障時(shí)，流經(jīng)穿過零序電流互感器ZL1的兩根總回路導(dǎo)線的電流就會(huì)不平衡,ZL1次級(jí)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，且兩根總回路導(dǎo)線流過的電流差值越大，ZL1產(chǎn)生的感應(yīng)電流也就越大。當(dāng)漏電流達(dá)到設(shè)定動(dòng)作值時(shí)，ZL1次級(jí)ZL1-2產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)二極管D10、D11、電阻R18、電容C8、C9觸發(fā)可控硅T1導(dǎo)通，T1的陽極由高電平變?yōu)榈碗娖?，漏電故障指示燈FD5通電變亮。同時(shí)三極管V4由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，繼電器J1斷電釋放，J2因負(fù)脈沖電壓作用而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，J2的兩組觸點(diǎn)J2-1和J2-2由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)，本實(shí)用新型將總電源端和總負(fù)載端立即切斷。合理選擇電阻R18的阻值，就可確定總負(fù)載端漏電動(dòng)作的設(shè)定值。

過電流、短路斷電保護(hù)：在總負(fù)載端接通總電源端正常通電運(yùn)行后，如總負(fù)載端發(fā)生短路、過電流故障，本實(shí)用新型將立即切斷總負(fù)載端的電源，以確?？傌?fù)載端的用電線路和用電設(shè)備不因過電流短路故障而燒壞，預(yù)防電氣火災(zāi)。其工作原理是：當(dāng)總負(fù)載端發(fā)生過電流、短路故障時(shí)，在總負(fù)載端火線上的電流互感器ZL2次級(jí)查收的感應(yīng)電流也將相應(yīng)地增大，此電流經(jīng)二極管D12、D13、電阻R19、R20、可調(diào)電阻W、電容C5、C10觸發(fā)可控硅T2導(dǎo)通，T2的陽極由高電平變?yōu)榈碗娖?，過電流、短路故障指示燈FD6通電變亮，同時(shí)三極管V4由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，繼電器J1斷電釋放，J2因負(fù)脈沖電壓作用而轉(zhuǎn)換狀態(tài)，J2的兩組觸點(diǎn)J2-1和J2-2由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)，本實(shí)用新型將總負(fù)載端和總電源端立即切斷。改變可調(diào)電阻W的阻值，就可以調(diào)整總負(fù)載端過電流動(dòng)作的設(shè)定值。在各個(gè)支路接通總負(fù)載端正常通電運(yùn)行后，如某一支路發(fā)生過電流、短路故障，該支路的空氣開關(guān)直接將該支路負(fù)載端和總負(fù)載端切斷，其他無故障的支路將照常通電運(yùn)行。