[实用新型]智能型线路保护器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能型线路保护器，能对供电线路的过压、欠压、过载、短路进行有效的保护。

背景技术

由于各种原因，在供电线路中经常出现过电压、欠电压，过负载甚至线路短路的现象，给供、用电安全造成危害。目前普遍采用断路器进行线路保护，但一般的断路器只具有过载、短路保护的功能，对过压、欠压需另装电压保护器，这样既增加了设备投资，又复杂了线路。研制一种能对线路进行过压、欠压、过载、短路保护的综合型线路保护器，具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种智能型线路保护器，能对供、用电线路进行过压、欠压、过载、短路进行综合保护。

为实现上述目的，本实用新型采用一种智能型线路保护器，由电源电路、电压采样电路、电流采样电路、运算放大电路、单片机处理电路、功能设置电路、数据显示电路、保护控制电路组成。

所述的电源电路由变压器B1、整流二极管D1-D8、电容C3-C8、C14、稳压集成器U1、U2、U3、电阻R16、R17组成。该电路取交流220V市电经变压器降压和整流滤波后，由稳压集成器U1、U2、U3输出多路DC±5V、2.5V稳压电源供运算放大电路、单片机处理电路、数据显示电路电源之用，保护控制电路电源直接从整流滤波后取出。

所述的电流取样电路，它由取样磁环电感线圈L1、整流二极管D10～D13组成，工作电流信号由电感线圈取出后经二极管整流为直流信号输出至运算放大电路。

所述的电压取样电路，它由整流二极管D9、电阻R27、R28组成，电压信号经整流、衰减后输出至运算放大电路。

所述的运算放大电路由三级运算放大器U4A、U4B、U4C，电阻R5-R15、电容C9-C12、二极管D14、D15、可调电阻器RP1组成，电流、电压取样信号经阻容滤波取样后进入第一级运放的第三脚，经放大整形后由第三级运放的第8脚输出至单片机处理电路。

所述的单片机处理电路由中央处理器U5、晶振XT1、电容C10、C13、C15、C16、二极管D16、电阻R18组成，运放输出信号由U5的23脚输入，显示信号由14、15、16、17输出，保护控制信号由24脚输出。

所述的功能设置电路由按键开关SW1、SW2、SW3、SW4组成，担负过电压、欠电压、过载电流、短路电流的设置和复位作用。

所述的数据显示电路由4位LED数码管、三极管V1-V4、电阻R20-R23组成，U5的14、15、16、17脚分别控制V1、V2、V3、V4的

基极电位使4级数码管导通以显示线路的工作压电、电流值。

所述的保护控制电路由电磁继电器K1、三极管V1、二极管D17、电阻R1组成，U5的输出信号控制V1的基极电位，V1的集电极接电磁继电器线圈。

线路工作时，电压、电流信号经采样整流、滤波分压后输出至第一级运放U4A的3脚，经三级运放的放大整形后由从第三级运放U4C的8脚再经阻容滤波整形后输出至单片机U5的第23脚，经U5对输入信号进行A/D转换和设定的保护参数进行计算处理后分二路输出，一路由第24脚输出至保护控制电路三极管V5的基极，由集电极接电磁继电器K1输出，当V5导通时，电磁继电器线圈得电动作，合上电源开关，线路得电工作；当V5截止时，电磁继电器线圈失电切断线路电源；另一路由U5的14、15、16、17脚输出至显示电路三极管V1、V2、V3、V4的基极，V1、V2、V3、V4的集电极接数码管输出，当三极管导通时点亮数码管而显示工作电压、电流值。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图。

图2为本实用新型的线路原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，通过实施例，对本实用新型作进一步说明。

首先对线路保护参数进行设置，通过功能设置电路的SW1、SW2、SW3、SW4设置键对需要保护的过电压值、欠电压值、过载电流值、短路电流值进行设置。

工作电压信号、电流信号经取样滤波后为直流信号，经整形过电阻R15控制运放电路第一级U4A第三脚的基极电位，再经运放U4B、U4C放大整形后由U4C的8脚过R15输出至单片机中央处理器U5的第21脚，该信号在U5内经A/D模数转换后与设定的保护电压、电流值进行计算处理后，一路从14、15、16、17脚输出至显示电路，一路由24脚输出至保护控制电路。如输入的信号在设定的正常工作电压、电流范围内，U5的第24脚输出高电平，保护控制电路三极管V1的基极使其导通，电磁继电器线圈得电动作，电源开关合上，线路得电，同时14、15、16、17脚输出低电平至三极管V1、V2、V3、V4的基极使其导通，亮4位数码管而显示线路工作电压、电流值。如果取样信号超过设定的过电压值或低于设定的欠电压值，或超过设定的负载电流值或短路电流值，U5的第24脚即输出低电平至保护控制电路V1使其截至，电磁继电器K1的线圈断电，断开负载电源，实现了对线路的保护。