專利名稱：短路切除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種短路切除裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的軌道電路上使用的短路切除裝置，是在相應(yīng)的軌道電路的輸出支路上安裝 為該支路額定電流值1. 5倍的斷路器來進(jìn)行短路保護(hù)。請參閱圖1所示，軌道I、軌道II、 軌道III三個支路輸出的空氣斷路器QF1、QF2、QF3，同時并聯(lián)在模塊輸出的AC220V 25HZ 電源上，當(dāng)三個支路中的任意一個支路出現(xiàn)過流或者短路故障時，相應(yīng)支路上的空氣斷路 器由于長時間處于過流或短路狀態(tài)，就會自動跳下，將故障支路切除。上述現(xiàn)有的短路切除裝置，是采用結(jié)構(gòu)簡單的檢測電路來進(jìn)行故障的切除，但是 當(dāng)故障解除后，需要人工重合斷路器才能恢復(fù)該支路的正常供電。由此可見，上述現(xiàn)有的短路切除裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷， 而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種在電源多路輸出時，當(dāng)其中任意支路出現(xiàn)過流或 短路故障，可自動切斷該故障支路，同時保護(hù)其他支路正常工作，并可在故障解除時自動恢 復(fù)上述被切斷支路正常工作的新型的短路切除裝置，實(shí)屬當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種短路切除裝置，使其在電源多路輸出 時，當(dāng)其中任意支路出現(xiàn)過流或短路故障，可自動切斷該故障支路，同時保護(hù)其他支路正常 工作，并可在故障解除時自動恢復(fù)上述被切斷支路正常工作，從而克服現(xiàn)有的短路切除裝 置的不足。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種短路切除裝置，主要包括電壓傳感器T3、電 流傳感器T4、運(yùn)算放大器U4A、U4B、U5A、U5B以及繼電器或接觸器，其中電壓傳感器T3對 支路電壓采樣；電流傳感器T4對支路電流采樣；運(yùn)算放大器U4A的兩個輸入腳均與電壓 傳感器T3連接，輸出腳與運(yùn)算放大器U5B連接；運(yùn)算放大器TOB的一個輸入腳連接電壓傳 感器T3和運(yùn)算放大器U4A，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓VREF2，輸出腳與運(yùn)算放大器U5A 連接；運(yùn)算放大器U4B的一個輸入腳與電流傳感器T4連接，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓 VREF1，輸出腳與運(yùn)算放大器U5A連接；運(yùn)算放大器U5A的一個輸入腳連接運(yùn)算放大器TOB 和U4B，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的電流傳感器T4與運(yùn)算放大器U4B之間還連接 有全波整流器。所述的全波整流器主要由4個并接的二極管組成。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型應(yīng)用在單電源多路輸出電路中，利用簡單的傳感 器采樣和控制電路對每一路輸出電流大小進(jìn)行采樣檢測，并進(jìn)行控制，在其中任意支路出 現(xiàn)過流或者短路故障的情況時，對其進(jìn)行切斷保護(hù)，同時保護(hù)其他支路的正常工作，并可在 故障解除時自動恢復(fù)被切斷支路的正常工作，更適于廣泛推廣使用。
上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手 段，
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是現(xiàn)有短路切除裝置的電路連接示意圖。圖2是本實(shí)用新型短路切除裝置的電路組成示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖2所示，本實(shí)用新型短路切除裝置，主要包括電壓傳感器T3、電流傳感器 T4、運(yùn)算放大器U4A、U4B、U5A、U5B以及繼電器或接觸器K3。其中，電壓傳感器T3對支路電壓采樣。電流傳感器T4對支路電流采樣。運(yùn)算放大器U4A的兩個輸入腳均與電壓傳感器T3連接，輸出腳與運(yùn)算放大器U5B 連接。運(yùn)算放大器TOB的一個輸入腳連接電壓傳感器T3和運(yùn)算放大器U4A，另一個輸入 腳連接基準(zhǔn)電壓VREF2，輸出腳與運(yùn)算放大器U5A連接。運(yùn)算放大器U4B的一個輸入腳與電流傳感器T4連接，一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓 VREFl，輸出腳與運(yùn)算放大器U5A連接。較佳的，在電流傳感器T4與運(yùn)算放大器U4B之間， 還連接有由4個并接的二極管D20、D21、D22、D23組成的全波整流器。運(yùn)算放大器U5A的一個輸入腳連接運(yùn)算放大器U5B和U4B，另一個輸入腳連接基準(zhǔn) 電壓VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。上述基準(zhǔn)電壓VREF、VREFl、VREF2以及整個裝置的供電電壓VCC，均可根據(jù)具體的 使用情況預(yù)設(shè)相應(yīng)的值。本實(shí)用新型的傳感器采樣電路使用了電壓傳感器T3和電流傳感器T4各一個，分 別對該支路的輸入電壓和輸出電流進(jìn)行采樣，電壓和電流傳感器都是固定比例輸出，對電 壓和電流具有高靈敏度，反映快的特點(diǎn)。當(dāng)電壓和電流信號采樣完成之后，再將兩種信號送 到后面的由U4，TO運(yùn)算放大器組成的比較控制電路，和已經(jīng)設(shè)置好的電壓電流基準(zhǔn)VREFl、 VREF2進(jìn)行比較，判斷該支路是否有過流和短路故障發(fā)生。電壓和電流分別比較完成之后同 時輸出控制信號并聯(lián)控制連接在主回路上的功率繼電器，完成對該支路的切除，同時不影 響其他支路。以下以繼電器為例，結(jié)合附圖來具體說明本實(shí)用新型的幾種工況。當(dāng)該支路電路正常工作，沒有出現(xiàn)過流或者短路的情況下電壓傳感器T3采樣到 的電壓信號，被直接送到運(yùn)算放大器U4A、U5B進(jìn)行處理，此時采樣到的電壓比預(yù)先設(shè)定的 電壓高，運(yùn)算放大器U5B的7腳輸出高電平；同時電流傳感器T4采樣到的電流信號，經(jīng)過四 個二極管全波整流簡單的處理以后，送到U4B的6腳，與U4B的5腳設(shè)定的基準(zhǔn)電壓VREFl 進(jìn)行比較，6腳電壓低于5腳，所以U4B的7腳輸出高電平；U5A的2腳在接收到TOB 7腳 和U4B 7腳送來的信號的共同作用下為高電平，然后U5A的2腳與U5A 3腳設(shè)定的基準(zhǔn)電 壓VREF進(jìn)行比較，由于2腳高于3腳，所以TOA的1腳輸出低電平，繼電器K 3不吸合，說 明沒有故障出現(xiàn)。[0024]當(dāng)該電路出現(xiàn)過流或者短路的情況下電壓傳感器T 3采樣到的電壓信號，被直 接送到運(yùn)算放大器U4A、U5B進(jìn)行處理，此時采樣到的電壓比預(yù)先設(shè)定的電壓高，U5B的7腳 輸出高電壓；同時電流傳感器T4采樣到的電流信號，經(jīng)過四個二極管全波整流簡單的處理 以后，送到U4B的6腳與U4B 5腳設(shè)定的基準(zhǔn)電壓VREFl進(jìn)行比較，6腳電壓高于5腳，所以 U4B的7腳輸出低電壓；U5A的2腳在接收到TOB 7腳和U4B 7腳送來的信號的共同作用下 為低電平，然后U5A 2腳和TOA 3設(shè)定的基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，由于2腳低于3腳，所以 U5A的1腳輸出高電平，繼電器K3吸合，也就是輸入端的ACINLl和ACOUTL斷開，此時該支 路沒有電壓輸出，已成功從電路中切除，同時沒有影響其他支路。切除之后繼電器K 3斷開，ACINLl經(jīng)過四個功率電阻R42、R45、R46、R47后到輸 出負(fù)載AC0UTL，也就相當(dāng)于四個功率電阻^3K/3W)并聯(lián)后再和輸出負(fù)載串聯(lián)分壓，此時電 路中的電壓環(huán)檢測功率電阻和負(fù)載串聯(lián)點(diǎn)的電壓值，當(dāng)該電壓值到達(dá)一定值時，也就是當(dāng) U4A的3腳電壓高于U4A的2腳電壓時，繼電器K3再次吸合，故障解除，該支路恢復(fù)正常工作。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，器件少，調(diào)試簡單，使用靈活，可擴(kuò)展支路多，反應(yīng)速度快， 利用檢測支路負(fù)載電阻變化的方法，在多支路輸出工作時，如果有其中的任意一支路出現(xiàn) 過流或者短路的情況，本實(shí)用新型短路切除裝置將自動進(jìn)行故障支路的切除，同時避免影 響其他支路的正常工作，減小了故障和影響的范圍，當(dāng)檢測到支路故障恢復(fù)時，還可自動恢 復(fù)該故障支路的正常工作。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均 落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種短路切除裝置，其特征在于主要包括電壓傳感器T3、電流傳感器T4、運(yùn)算放大 器U4A、U4B、U5A、U5B以及繼電器或接觸器，其中電壓傳感器T3對支路電壓采樣； 電流傳感器T4對支路電流采樣；運(yùn)算放大器U4A的兩個輸入腳均與電壓傳感器T3連接，輸出腳與運(yùn)算放大器U5B連接；運(yùn)算放大器U5B的一個輸入腳連接電壓傳感器T3和運(yùn)算放大器U4A，另一個輸入腳連 接基準(zhǔn)電壓VREF2，輸出腳與運(yùn)算放大器U5A連接；運(yùn)算放大器U4B的一個輸入腳與電流傳感器T4連接，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓 VREF1，輸出腳與運(yùn)算放大器U5A連接；運(yùn)算放大器U5A的一個輸入腳連接運(yùn)算放大器U5B和U4B，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓 VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短路切除裝置，其特征在于所述的電流傳感器T4與運(yùn)算放大 器U4B之間還連接有全波整流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的短路切除裝置，其特征在于所述的全波整流器主要由4個并 接的二極管組成。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種短路切除裝置，主要包括電壓傳感器T3、電流傳感器T4、運(yùn)算放大器U4A、U4B、U5A、U5B以及繼電器或接觸器U4A的兩個輸入腳均與T3連接，輸出腳與U5B連接；U5B的一個輸入腳連接T3和U4A，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓VREF2，輸出腳與U5A連接；U4B的一個輸入腳與T4連接，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓VREF1，輸出腳與U5A連接；U5A的一個輸入腳連接U5B和U4B，另一個輸入腳連接基準(zhǔn)電壓VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。本實(shí)用新型在支路出現(xiàn)過流或者短路故障時，對其進(jìn)行切斷保護(hù)，同時保護(hù)其他支路的正常工作，并在故障解除時自動恢復(fù)被切斷支路的正常工作。
文檔編號H02H3/08GK201927988SQ20112001959
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者何春林 申請人:北京津宇嘉信科技開發(fā)有限公司