專利名稱：具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路保護(hù)開關(guān)，特別是一種具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著電力工程對電源要求的提高，對電路保護(hù)開關(guān)性能的要求也越來越高。當(dāng)發(fā)生故 障時，開關(guān)既不應(yīng)拒動，也不應(yīng)誤動，尤其是不允許越級誤動，否則將導(dǎo)致電力設(shè)備的損 壞、系統(tǒng)故障、事故波及范圍擴(kuò)大甚至造成大面積停電等嚴(yán)重后果。 一般而言，從電源引 出至最末級負(fù)載有3 4級開關(guān)，如果在相鄰兩開關(guān)后發(fā)生故障，通過的短路電流相差不多， 可能發(fā)生越級跳閘，導(dǎo)致被切斷供電的范圍擴(kuò)大。
為了滿足較復(fù)雜的電源系統(tǒng)特別是直流電源系統(tǒng)選擇性的要求，需要一種具有延時控 制裝置的開關(guān)。現(xiàn)有的具有延時裝置的開關(guān)普遍采用延時電路來達(dá)到延時功能，如申請?zhí)?為200610064763.8的發(fā)明專利公開了一種具有延時觸發(fā)器的電路保護(hù)開關(guān)，其電路框圖 見圖1。在該技術(shù)方案中，延時觸發(fā)器主要包括供電單元SV、蓄電器E、時間延遲裝置Z 和觸發(fā)單元A;供電單元SV連接在2個電源接線端VI和V2上，為蓄電器E供電。蓄 電器E采用一個電容器，該電容器為觸發(fā)單元A供電。
上述技術(shù)方案中供電單元以開關(guān)的電源電壓作為觸發(fā)裝置的電壓來源，是一種與電源 電壓有關(guān)的結(jié)構(gòu)形式，并且采用耐壓高、容量大的儲能電容為延時電路提供電壓，但是由 于大容量、高電壓電解電容的壽命有限且不穩(wěn)定，因此也會直接影響到開關(guān)整體性能的穩(wěn) 定和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種性能可靠且延時裝置不需 電源端電壓的電路保護(hù)開關(guān)。
為完成本發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是-
一種具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，包括兩個電源接線端，用于連接供電電源； 一個檢測裝置，用于檢測電路中的短路電流； 一個取樣元件，為延時裝置提供所需工作電 壓；兩個開關(guān)觸點，用于切斷和接通電路；兩個負(fù)載接線端，用于連接負(fù)載； 一個延時裝 置，用于向脫扣機(jī)構(gòu)提供動作信號； 一個脫扣機(jī)構(gòu)，用于打開所述兩個開關(guān)觸點；其中 所述檢測裝置、取樣元件、開關(guān)觸點三者串聯(lián)后連接在電源接線端和負(fù)載接線端之間，所 述檢測裝置的輸出接所述延時裝置的輸入，所述延時裝置的輸出接所述脫扣機(jī)構(gòu)的輸入； 其特征在于所述延時裝置的供電輸入端并聯(lián)連接于所述取樣元件的兩端。
此外
進(jìn)一步地，所述檢測裝置由感應(yīng)線圈和鐵心組成，所述延時裝置包括R-C延時電路、 微動開關(guān)、電子開關(guān)，其中所述檢測裝置的鐵心驅(qū)動所述微動開關(guān)，所述微動開關(guān)串聯(lián)在R-C延時電路的電源回路中，所述R-C延時電路的輸出接所述電子開關(guān)的控制端，所 述電子開關(guān)串聯(lián)在所述脫扣機(jī)構(gòu)的電源回路中。 進(jìn)一步地，所述取樣元件包含一個電阻元件。
進(jìn)一步地，所述脫扣機(jī)構(gòu)包含一個電磁式脫扣器，其觸發(fā)信號輸入端接所述延時裝置 的輸出。
進(jìn)一步地，所述延時裝置和脫扣機(jī)構(gòu)由所述取樣元件兩端的電壓供電。 進(jìn)一步地，所述延時裝置具有用于測試延時功能的試驗按鈕，該按鈕接在所述一個負(fù) 載接線端與R-C延時電路的接地端之間，通過延時電路與一個電源接線端形成電路通路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是采用取樣元件兩端電壓作為延時裝置的取樣
及供電的方式，同時采用了低功率電磁式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其工作電壓低，因此不需要以開關(guān)的 電源端電壓作為延時裝置的電壓來源，只要短路電流達(dá)到預(yù)定值，取樣元件兩端電壓便可 為延時裝置提供足夠的電壓，保證延時裝置正常工作。從而避免了大容量電容器所存在的 弊端。并且延時準(zhǔn)確動作可靠、抗電磁干擾能力強(qiáng)。


圖1是已有技術(shù)的電路原理框圖2是本發(fā)明的電路原理框圖3是本發(fā)明的延時電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
本發(fā)明為一種具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，如圖2所示，它包括兩個電源接 線端E1、 E2，用于連接供電電源； 一個檢測裝置C，用于檢測電路中的短路電流； 一個取 樣元件R，為延時裝置提供所需工作電壓；兩個開關(guān)觸點J1、 J2，用于切斷和接通電路； 兩個負(fù)載接線端L1、 L2，用于連接負(fù)載； 一個延時裝置D，用于向脫扣機(jī)構(gòu)F提供動作信 號； 一個脫扣機(jī)構(gòu)F，用于打開兩個開關(guān)觸點J1、 J2。-
其中檢測裝置C、取樣元件R、開關(guān)觸點J1三者串聯(lián)后連接在電源接線端E1和負(fù)載 接線端L1之間，另一個開關(guān)觸點J2連接在另一個電源接線端E2和另一個負(fù)載接線端L2之 間，檢測裝置C的輸出接延時裝置D的輸入，延時裝置D的輸出接脫扣機(jī)構(gòu)F的輸入；其特 征在于延時裝置D的供電輸入端并聯(lián)連接于取樣元件R的兩端。
本發(fā)明的工作原理是延時裝置D和脫扣機(jī)構(gòu)F的工作電壓取自取樣元件R兩端的電 壓。當(dāng)檢測裝置C在檢測到預(yù)定短路電流后，其鐵心P驅(qū)動微動開關(guān)K閉合，向延時裝置D 提供短路信號，延時裝置D向脫扣機(jī)構(gòu)F提供延時觸發(fā)的信號，脫扣機(jī)構(gòu)F被觸發(fā)后，通過 其操作機(jī)構(gòu)M打開兩個開關(guān)觸點J1、 J2，從而將被控電路切斷。
檢測裝置C由串聯(lián)在開關(guān)中的感應(yīng)線圈L和鐵心P組成。取樣元件R為串聯(lián)在開關(guān)中的 電阻元件。延時裝置D主要由R-C延時電路和固定在檢測裝置上的微動開關(guān)K構(gòu)成。脫扣機(jī)構(gòu)F包含一個電磁式脫扣器，其觸發(fā)信號輸入端接延時裝置D的輸出。
延時裝置D的輸入端與取樣元件R的兩端連接。也就是說，延時裝置D是以取樣元件R 兩端的電壓作為供電電壓。而取樣元件R兩端的電壓大小取決于電路中的電流，與電源端 電壓無關(guān)，只要電路中存在電流，便可為延時裝置提供電壓。因此，本發(fā)明技術(shù)方案不需 要大容量電容器之類的儲能部件，更加可靠的保證了電路保護(hù)開關(guān)工作的可靠性；電路中 的短路電流只要達(dá)到預(yù)定值，延時電路便可正常工作，在達(dá)到預(yù)定的延時時間后，電路保 護(hù)開關(guān)可迅速將短路電路切斷。
延時裝置D還具有一個試驗按鈕T，其一端連接在負(fù)載接線端L2，另一端連接在延 時電路D中。它用來檢測延時裝置和脫扣機(jī)構(gòu)是否正常以及開關(guān)電源接線是否連接正確。
請參閱圖3所示延時電路原理圖。延時裝置包括R-C延時電路、微動開關(guān)K、以及 由可控硅Q1組成的電子開關(guān)，其中電阻R3、電容C1、 二極管D6組成R-C充電延時 支路，電磁式脫扣器F和可控硅Ql組成執(zhí)行支路，降壓電阻R1，電阻R3、電容C1、 二極管D6， 二極管D3，電阻R5，電磁式脫扣器F和可控硅Q1組成試驗按鈕功能支路。 微動開關(guān)K串聯(lián)在R-C延時電路的電源回路中，R-C延時電路的輸出接電子開關(guān)可控硅 Ql的控制端，可控硅Q1串聯(lián)在電磁式脫扣器F的電源回路中。脫扣機(jī)構(gòu)由取樣元件兩 端的電壓供電。Power+端接在圖2中取樣元件R的上端、power-端接在取樣元件R下端， 其兩端電壓Us為取樣元件R的兩端電壓。test端接在圖2中負(fù)載接線端L2上方，試驗按 鈕T接在負(fù)載接線端L2與R-C延時電路的接地端之間。通過power+和test端之間電路 實現(xiàn)試驗按鈕功能。在短路電流達(dá)到預(yù)定值時，檢測裝置將微動開關(guān)K閉合，可將延時 電路導(dǎo)通。
以下是本發(fā)明方案的優(yōu)選實施例
如圖2所示，丌關(guān)左邊一極的電源接線端E1通過檢測裝置C、取樣元件R、觸頭J1和負(fù) 載接線端L1連接，右邊一極的電源接線端E2通過觸頭J2和負(fù)載接線端L2連接。
觸頭J1、 J2閉合可以通過操作機(jī)構(gòu)M實現(xiàn)。在電路中如果有短路電流存在，脫扣機(jī)構(gòu) F可以給操作機(jī)構(gòu)M信號，使操作機(jī)構(gòu)脫扣，將觸頭J1、 J2打開。
本實施例中，脫扣機(jī)構(gòu)F是低功率電磁式脫扣器(優(yōu)選2.5mVA)，其工作電壓低， 較低電壓便可將其觸發(fā)，因此延時電路可以在低電壓條件工作，并將脫扣機(jī)構(gòu)F觸發(fā)，避 免采用電源端或負(fù)載端電壓作為延時電路的供電來源，無需采用大容量的儲能電容器。
取樣元件R用一種具有高電阻率的電阻元件(優(yōu)選5.5mQ);關(guān)于R的選型根據(jù)不同 的配電要求而定，但既要能保證在電路短路時為延時電路提供足夠的能量，也能有效控制 開關(guān)的溫升在合理的范圍內(nèi)；而R兩端電壓的大小取決于電路中的電流；也就是說，在短 路電流達(dá)到預(yù)定值時，取樣元件R兩端電壓要能夠保證延時電路正常工作以觸發(fā)脫扣機(jī)構(gòu) F。
延時裝置D的輸入端power+、 power-分別連接在取樣元件R的兩端。按照本發(fā)明，延 時裝置是以取樣元件兩端電壓作為其供電電壓。其在延時時間結(jié)束后觸發(fā)脫扣機(jī)構(gòu)F動作。
在負(fù)載發(fā)生短路時，電路中的電流I達(dá)到一定數(shù)值，比如P300A時，本發(fā)明電路保護(hù) 開關(guān)中的檢測裝置C的感應(yīng)線圈L產(chǎn)生強(qiáng)磁場，鐵芯P在強(qiáng)磁場作用下動作，將延時電路中 的微動開關(guān)K閉合，延時電路接通。
與此同時，串聯(lián)在開關(guān)中的取樣元件R即電阻元件兩端電壓Us達(dá)到延時裝置D中延時 電路正常工作所需的電壓值，延時電路觸發(fā)，延時電路中的C1元件開始充電。當(dāng)C1元件 充電結(jié)束，即在達(dá)到整定的延時時間后，延時裝置D將脫扣機(jī)構(gòu)F觸發(fā)，脫扣機(jī)構(gòu)F動作給 操作機(jī)構(gòu)M脫扣信號，進(jìn)而使開關(guān)迅速切斷短路電路。
值得注意的是，如果下級普通開關(guān)將短路部分電路斷開，也就是說短路電流消失，則 開關(guān)中的檢測裝置C中感應(yīng)線圈L磁場減弱，鐵芯P退回，微動開關(guān)K斷開，此時延時裝置 D的供電電壓Us消失，延時電路延時停止，開關(guān)不動作，因而避免了事故面積的擴(kuò)大。
另外，如圖2所示，在開關(guān)負(fù)載端與延時電路間設(shè)置試驗按鈕T，將試驗按鈕按下， 延時電路接通，延時電路中的C1元件很快充電結(jié)束，延時電路將脫扣機(jī)構(gòu)F觸發(fā)，脫扣 機(jī)構(gòu)F動作給操作機(jī)構(gòu)M脫扣信號，操作機(jī)構(gòu)M將開關(guān)斷開，這樣可以方便地利用試驗 按鈕檢測延時裝置能否正常工作。
需要申明的是，上述實施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明而非對本發(fā)明進(jìn)行限制，因此， 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下對它進(jìn)行各種顯而易見
的改變，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，包括兩個電源接線端，用于連接供電電源；一個檢測裝置，用于檢測電路中的短路電流；一個取樣元件，為延時裝置提供所需工作電壓；兩個開關(guān)觸點，用于切斷和接通電路；兩個負(fù)載接線端，用于連接負(fù)載；一個延時裝置，用于向脫扣機(jī)構(gòu)提供動作信號；一個脫扣機(jī)構(gòu)，用于打開所述兩個開關(guān)觸點；其中所述檢測裝置、取樣元件、開關(guān)觸點三者串聯(lián)后連接在電源接線端和負(fù)載接線端之間，所述檢測裝置的輸出接所述延時裝置的輸入，所述延時裝置的輸出接所述脫扣機(jī)構(gòu)的輸入；其特征在于所述延時裝置的供電輸入端并聯(lián)連接于所述取樣元件的兩端。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，其特征在于 所述檢測裝置由感應(yīng)線圈和鐵心組成，所述延時裝置包括R-C延時電路、微動開關(guān)、電子開關(guān)，其中所述檢測裝置的鐵心驅(qū)動所述微動開關(guān)，所述微動開關(guān)串聯(lián)在 R-C延時電路的電源回路中，所述R-C延時電路的輸出接所述電子開關(guān)的控制端，所 述電子開關(guān)串聯(lián)在所述脫扣機(jī)構(gòu)的電源回路中。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，其特征在于 所述取樣元件包含一個電阻元件。
4. 如權(quán)利要求3所述的具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，其特征在于所述脫扣機(jī)構(gòu)包含一個電磁式脫扣器，其觸發(fā)信號輸入端接所述延時裝置的輸出。
5. 如權(quán)利要求4所述的具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，其特征在于所述延時裝置和脫扣機(jī)構(gòu)由所述取樣元件兩端的電壓供電。
6. 如權(quán)利要求2所述的具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，其特征在于所述延時裝置具有用于測試延時功能的試驗按鈕，該按鈕接在所述一個負(fù)載接線端與R-C延時電路的接地端之間，通過延時電路與一個電源接線端形成電路通路。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有延時控制裝置的電路保護(hù)開關(guān)，包括兩個電源接線端、檢測裝置、取樣元件、開關(guān)觸點、負(fù)載接線端、延時裝置、脫扣機(jī)構(gòu)。檢測裝置、取樣元件、開關(guān)觸點三者串聯(lián)后連接在電源接線端和負(fù)載接線端之間，檢測裝置的輸出接延時裝置的輸入，延時裝置的輸出接脫扣機(jī)構(gòu)的輸入；其特征是延時裝置的供電輸入端并聯(lián)連接于取樣元件的兩端。它采用取樣元件兩端電壓作為延時裝置的取樣及供電，同時采用低功率電磁式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其工作電壓低，不需要使用大容量儲能電容器，只要短路電流達(dá)到預(yù)定值，延時裝置便可準(zhǔn)確觸發(fā)電路開關(guān)切斷故障電路。
文檔編號H03K17/292GK101552160SQ200810103129
公開日2009年10月7日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者建 劉, 寅 南, 周炳開 申請人:北京人民電器廠有限公司