[发明专利]电力过流计时自动控制器

说明书

本发明属于对偏离正常电工作情况的有害变化，特别是对过载电流起反应的自动断开保护装置。

目前民用电力线路中的过流保护一般用保险盒或限流自动开关。这种装置存在缺点：当线路中可以容纳的多台用电器同时启动时，数倍于工作电流的启动电流会将线路切断，影响用电器工作。有一种具有过流延时控制功能的保护装置，能允许电流在一个设定的时间内过载，可以克服这个缺点，解决允许启动电流瞬间过载问题。但是限制电流过载的另一个意义是限制用电，具有延时控制切断的保护装置在限制人为的超载用电方面存在缺点：它对有间歇的两次连续电流过载不累积计算，当有人利用过载时限有意间歇使用超负荷电器时，将无法控制。此外，大多数过流切断装置都须用人工来恢复供电。这种方式也有缺点，首先是麻烦，倘若找不到电工会延长断电时间，其次是既使很快接通，会损坏某些断电后不宜立即通电的电器。

本发明的目的是提出一种电力过流计时自动控制器技术方案，能识别过流的间歇时间，并能累积不超过设定间歇时间的两次过流时间，当累积时间超过时限时，切断电流，并且在断电时间达到限定时间后，可自动接通受控线路。

本发明的第二个目的是提出一种结构简单，性能可靠的过流信号取样电路技术方案，能保障计时控制电路准确发挥作用。

本发明的内容包括：在受控电力线路上并联一条控制器工作电流电路和串联一个控制器电路，控制器电路包括过流信号取样电路、计时控制电路和执行器。

本发明的特点在于：计时控制器电路包括过流信号取样电路和计时控制电路。计时控制电路由计数器、间歇计数器和时钟发生器组成：时钟发生器输出端接间歇计数器输入端、同时与过流信号取样电路输出端一同接一个与非门器件的两个输入端，该与非门器件输出端接计数器输入端。过流信号取样电路输出端同时接间歇计数器清零端，间歇计数器的一个低位选择输出端通过清零电路接计数器清零端。计数器的一个选择输出端和间歇计数器的一个高位输出端分别接控制执行器的双稳电路的置“1”端和置“0”端。

本设计可以累积间歇时间小于设定时间的断续产生的过流时间。在电力电路切断后，可以累计断电时间。当达到设定时间时可以恢复供电。其工作情况如下：过流信号驱动计数器计时的同时，给间歇计数器清零。当过流信号停止时，计数器停止计时，间歇计数器开始计时，累积间歇时间，在设定的间歇时间之内再次出现过流信号时，计数器继续累积计数，间歇计数器则清零。当计数器累积时间达到设定值时，由输出端输出信号推动双稳电路翻转，切断电流。如果间歇时间达到间歇计数器设定的时间，则间歇计数器低位选择输出端输出信号使计数器清零。再发生过流信号时，计数器重新计时。恢复供电的工作情况是：当过流信号停止时，间歇计数器开始计时，达到低位设定值时，先给计数器清零，解除对双稳电路置“1”端的控制。继续计时达到高位设定值时，间歇计数器高位输出端输出信号给双稳电路置“0”端，使其翻转处于“0”状态，执行器复位使电力线路恢复供电。

本发明的第二个特点是过流信号取样电路由电流电压转换器、保护电路和电压鉴别与整形电路组成。电压鉴别与整形电路包括一个由电阻、二极管、电位器和施密特非门器件组成的鉴别电路及一个由二极管、RC电路和施密特非门器件组成的整形电路。其工作原理是：由电流电压转换器输出的电压信号通过电阻分压、二极管整流和电位器调压后经施密特非门器件鉴别，只允许与过流信号对应的电压信号通过，进入整形电路。在整形电路中，对应于过流信号的一系列电压负脉冲峰值信号被整形为与过流信号对应的电平信号，输出到计时电路中。

本发明第三个特点是电流取样装置采用的电流电压转换器是磁饱合电流电压转换器。其结构是采用截面积较小的软磁铁氧体作磁芯，初级线圈和次级线圈一同绕在E形铁氧体磁芯上，次级线圈负载电阻阻值很大。其工作原理是次级线圈上只有很小的感应电流，因而在磁芯上只产生极小的次级磁通，使初级线圈通电时只要有较小的电流就能使磁芯进入磁饱合状态，并在次级线圈中产生一个与初级线圈电流强度有对应关系的感应电压。该感应电压的峰值可以由次级线圈匝数控制。本设计的优点在于可以使次级线圈产生较强的电压信号直接推动下一级电路工作，省掉了传统的再放大信号的方法，同时采用小磁芯，内存磁能小，传输能量小。当线路短路，即初级线圈电流极大时，也不致于烧毁下一级电路。

本发明的一个实施例如附图所示。

图1是本发明的原理框图

图2是本发明的一种电路设计图

图3是图2电路工作时各点的电压波形图

对图示的说明：