專利名稱：直流斷路器的延時控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于直流斷路器，具體涉及直流斷路器中脫扣器的控制裝置。
背景技術：
在工業供電中，直流供電系統是不可缺少的電源。直流供電系統由直流供電電源、供電線路、直流斷路器以及負載四部分構成，直流斷路器是連接供電線路及負載的部件。直流斷路器分級安裝，大電流容量直流斷路器作為主開關安裝在上級，下級可以連接一系列小電流容量直流斷路器，以避免大面積的斷路。當負載端發生短路，如果下級及上級直流斷路器因故障都不能分斷時，將使整個直流供電系統的各部分消耗大量電能，還會在阻抗高的節點引弧或起火，甚至引起無法估量的后果。或者，僅是極短瞬間即消除的負載端短路和下級直流斷路器不能分斷的故障，其極短瞬間中也發生上級直流斷路器毫無必要的分斷，造成大范圍的停電，如此也帶來大的損失。
發明內容針對上述問題，申請人進行了改進研究，在上級直流斷路器加裝一控制裝置，當負載短路時，如果下級直流斷路器因故障在延時期間不能分斷，通過該控制裝置能自動判斷及選擇上級直流斷路器的分斷狀態，從而提高直流供電系統的運行安全性及避免上級直流斷路器盲目分斷的損失。
本實用新型的技術方案如下其由短路電流閉合開關、充電延時電路、隔離電路以及驅動電路順序連接構成，所述各電路與電源電路連接，其中短路電流閉合開關的兩觸點通過傳動部件與直流斷路器中電磁線圈的銜鐵裝置連接，兩觸點串接于充電延時電路的輸入端；充電延時電路由具有延時功能的集成電路連接充電延時元件電阻及電容器構成，充電延時元件電阻及電容器串聯連接，兩端連接于所述集成電路的輸出及輸入端，電容器的充電時間構成延時控制時間；隔離電路由集成反相器連接光電耦合器構成，隔離電路的輸入端連接所述充電延時電路中電阻及電容器的連接端；驅動電路由半導體驅動器件連接電磁線圈構成，電磁線圈的電磁鐵吸引直流斷路器中脫扣器的鎖扣部件，所述隔離電路的輸出端連接驅動電路的輸入端。
當負載端發生短路故障時，如下級直流斷路器不能分斷，安裝于上級直流斷路器中的延時控制裝置發揮短路短延時保護作用等待預先設定的延時時間后，如果故障仍然存在，則上級直流斷路器強行分斷，使短路負載與供電線路分離，從而避免對直流供電系統的燒損危害；如負載端短路和下級直流斷路器不能分斷的故障被截除或消失，則上級斷路器不動作，避免盲目分斷的損失。綜上所述，本實用新型能起到選擇性保護的作用，既能保護直流供電系統的運行安全性，又能避免上級直流斷路器盲目分斷造成大范圍停電的損失。
圖1是本實用新型的應用原理方塊圖；圖2是本實用新型實施例的電路結構圖；具體實施方式
見圖1，1為直流供電電源，2為供電線路，3為上級大電流容量直流斷路器，5---N為與3連接的N個下級小電流容量的直流斷路器，6---N為所連接的負載，4為加裝于上級直流斷路器3內部的延時控制裝置，即本實用新型。直流斷路器3以及5---N的結構采用已有技術。
見圖2，圖中J1、J2為短路電流閉合開關的兩觸點，連接于充電延時電路的輸入端，該兩觸點通過已有技術的傳動部件與圖1直流斷路器3中電磁線圈的銜鐵裝置連接，當銜鐵吸合時，閉合開關的兩觸點J1、J2閉合，見圖2，由具有延時功能的集成電路U1與電阻R1、R2、R3以及電容器C1連接，組成充電延時電路，其中電阻R3、電容器C1為充電延時元件，實施例中U1采用OP33型集成運算放大器，也可采用555型定時集成電路等。其中電阻R3與電容器C1連接，R3的另一端接于集成運算放大器的輸出端，C1的另一端接于集成運算放大器的反相輸入端。由集成反相器U3通過耦合電阻R4連接光電耦合器U4，光電耦合器U4的輸出端連接輸出電阻R5，構成隔離電路，集成反相器U3的輸入端與電阻R3及電容器C1的連接端連接，實施例中U3采用74LS00型反相器，U4采用P512型光隔離器，其包括發射紅外光及接收紅外光兩部分構成，由此實現兩部分之間的電隔離。由半導體電驅動器件U5連接電阻R6、電磁線圈L1，構成驅動電路，線圈L1中的電磁鐵對準并吸引直流斷路器3中脫扣器的鎖扣部件，光電耦合器U4的輸出端連接半導體電驅動器件U5的輸入端，實施例中U5采用IRF440型場效應晶體管。
圖2中，由降壓穩壓二極管D1、集成穩壓電路LM17、電阻R7、R8、電容器C2連接，組成降壓式直流穩壓電源，把VSS220伏直流電壓變成12伏VCC直流電壓，作為上述各級電路的直流電源，其構成及連接為已有技術。上述實施例中各級電路選用的集成電路也按其已有技術的應用要求，連接相應電阻、電容元件及選取元件值，其具體連接及取值見圖2中所示。
本實用新型的工作過程當圖1中的負載6發生短路，圖1中的下級直流斷路器5如果不能分斷，短路電流進入上級直流斷路器3，動靜觸頭流經的電流迅速增大，引起電磁線圈感應電流瞬息加大，電磁銜鐵吸合，通過傳動部件使圖2中觸發開關的兩觸點J1-J2閉合。見圖2，與此同時，由電阻R1給U1運算放大器的同相輸入端送入一個偏置電壓，同相輸入端處于高電平，驅使U1導通，通過R3、C1串連電路充電，進入充電延時時間，實施例設定為30毫秒，C1充電完畢，同相輸入端變為低電平，如在設定的充電延時時間內，負載短路故障和下級直流斷路器不能分斷的故障消除，則圖2中的觸發開關的兩觸點J1-J2斷開，C1通過R3放電，延時等待過程停止，避免上級直流斷路器3不必要的分斷帶來的停電事故。如負載短路時間大于或等于充電延時時間，電容器C1充電完成后，使集成反相器U3的輸入端為低電平，U3導通，并驅動光電耦合器U4。集成反相器U3在U1的充電延時過程中不導通，從而保證充電延時時間的確定性，保證本實新型延時控制的準確性及可靠性。當光電耦合器U4(P521)導通后，其輸出端和電阻R5組成射級跟隨器，給場效應晶體管U5(IRF440)的輸入端一個高電平，U5輸出端輸出反相負電壓，激勵電磁線圈L1的電磁鐵，吸引上級直流斷路器3中脫扣器的鎖扣，強行解扣。
權利要求1.直流斷路器的延時控制裝置，特征在于其由短路電流閉合開關、充電延時電路、隔離電路以及驅動電路順序連接構成，所述各電路與電源電路連接，其中短路電流閉合開關的兩觸點通過傳動部件與直流斷路器中電磁線圈的銜鐵裝置連接，兩觸點串接于充電延時電路的輸入端；充電延時電路由具有延時功能的集成電路連接充電延時元件電阻及電容器構成，充電延時元件電阻及電容器串聯連接，串聯連接的兩端連接于所述集成電路的輸出及輸入端，電容器的充電時間構成延時控制時間；隔離電路由集成反相器連接光電耦合器構成，隔離電路的輸入端連接所述充電延時電路中電阻及電容器的連接端；驅動電路由半導體驅動器件連接電磁線圈構成，電磁線圈的電磁鐵吸引直流斷路器中脫扣器的鎖扣部件，所述隔離電路的輸出端連接驅動電路的輸入端。
2.按權利要求1所述直流斷路的延時控制裝置，其特征在于所述充電延時電路由集成運算放大器連接充電延時元件電阻及電容器構成，所述驅動電路由場效應晶體管連接電磁線圈構成。
專利摘要直流斷路器的延時控制裝置，安裝于上級直流斷路器中，其由充電延時電路、隔離電路以及驅動電路順序連接構成，驅動電路中電磁線圈的電磁鐵吸引上級直流斷路器中脫扣器的鎖扣部件。當負載出現短路故障，下級直流斷路器不分斷時，由本實用新型設定的延時時間對上級直流斷路器的分斷進行合理選擇既能強行分斷，又能避免盲目不必要的分斷。本實用新型可有效提高直流供電系統的運行安全性以及避免上級直流斷路器盲目分斷帶來的損失。
文檔編號H03K17/28GK2901656SQ20062007051
公開日2007年5月16日 申請日期2006年3月16日 優先權日2006年3月16日
發明者王茂華, 張鳳亞, 易軍, 李志強 申請人:Tcl低壓電器(無錫)有限公司