專利名稱：短路切除裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種短路切除裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的軌道電路上使用的短路切除裝置，是在相應的軌道電路的輸出支路上安裝 為該支路額定電流值1. 5倍的斷路器來進行短路保護。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，是采用結構簡單的檢測電路來進行故障的切除，但是 當故障解除后，需要人工重合斷路器才能恢復該支路的正常供電。由此可見，上述現(xiàn)有的短路切除裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷， 而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設一種在電源多路輸出時，當其中任意支路出現(xiàn)過流或 短路故障，可自動切斷該故障支路，同時保護其他支路正常工作，并可在故障解除時自動恢 復上述被切斷支路正常工作的新型的短路切除裝置，實屬當前業(yè)界極需改進的目標。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種短路切除裝置，使其在電源多路輸出 時，當其中任意支路出現(xiàn)過流或短路故障，可自動切斷該故障支路，同時保護其他支路正常 工作，并可在故障解除時自動恢復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。為解決上述技術問題，本實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，輸出腳與運算放大器U5B連接；運算放大器TOB的一個輸入腳連接電壓傳 感器T3和運算放大器U4A，另一個輸入腳連接基準電壓VREF2，輸出腳與運算放大器U5A 連接；運算放大器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電壓 VREF1，輸出腳與運算放大器U5A連接；運算放大器U5A的一個輸入腳連接運算放大器TOB 和U4B，另一個輸入腳連接基準電壓VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。作為本實用新型的一種改進，所述的電流傳感器T4與運算放大器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。采用這樣的結構后，本實用新型應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行采樣檢測，并進行控制，在其中任意支路出 現(xiàn)過流或者短路故障的情況時，對其進行切斷保護，同時保護其他支路的正常工作，并可在 故障解除時自動恢復被切斷支路的正常工作，更適于廣泛推廣使用。
上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手 段，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖1是現(xiàn)有短路切除裝置的電路連接示意圖。圖2是本實用新型短路切除裝置的電路組成示意圖。
具體實施方式
請參閱圖2所示，本實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，輸出腳與運算放大器U5B 連接。運算放大器TOB的一個輸入腳連接電壓傳感器T3和運算放大器U4A，另一個輸入 腳連接基準電壓VREF2，輸出腳與運算放大器U5A連接。運算放大器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電壓 VREFl，輸出腳與運算放大器U5A連接。較佳的，在電流傳感器T4與運算放大器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。運算放大器U5A的一個輸入腳連接運算放大器U5B和U4B，另一個輸入腳連接基準 電壓VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。上述基準電壓VREF、VREFl、VREF2以及整個裝置的供電電壓VCC，均可根據(jù)具體的 使用情況預設相應的值。本實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。當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運算放大器組成的比較控制電路，和已經設置好的電壓電流基準VREFl、 VREF2進行比較，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，結合附圖來具體說明本實用新型的幾種工況。當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，被直接送到運算放大器U4A、U5B進行處理，此時采樣到的電壓比預先設定的 電壓高，運算放大器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腳設定的基準電壓VREFl 進行比較，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腳設定的基準電 壓VREF進行比較，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 接送到運算放大器U4A、U5B進行處理，此時采樣到的電壓比預先設定的電壓高，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腳設定的基準電壓VREFl進行比較，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設定的基準電壓VREF進行比較，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經過四個功率電阻R42、R45、R46、R47后到輸 出負載AC0UTL，也就相當于四個功率電阻^3K/3W)并聯(lián)后再和輸出負載串聯(lián)分壓，此時電 路中的電壓環(huán)檢測功率電阻和負載串聯(lián)點的電壓值，當該電壓值到達一定值時，也就是當 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，該支路恢復正常工作。本實用新型結構簡單，器件少，調試簡單，使用靈活，可擴展支路多，反應速度快， 利用檢測支路負載電阻變化的方法，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，本實用新型短路切除裝置將自動進行故障支路的切除，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，當檢測到支路故障恢復時，還可自動恢 復該故障支路的正常工作。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均 落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求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，輸出腳與運算放大器U5B連接；運算放大器U5B的一個輸入腳連接電壓傳感器T3和運算放大器U4A，另一個輸入腳連 接基準電壓VREF2，輸出腳與運算放大器U5A連接；運算放大器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電壓 VREF1，輸出腳與運算放大器U5A連接；運算放大器U5A的一個輸入腳連接運算放大器U5B和U4B，另一個輸入腳連接基準電壓 VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的短路切除裝置，其特征在于所述的電流傳感器T4與運算放大 器U4B之間還連接有全波整流器。
3.根據(jù)權利要求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。
專利摘要本實用新型是有關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電壓VREF，輸出腳與繼電器或接觸器連接。本實用新型在支路出現(xiàn)過流或者短路故障時，對其進行切斷保護，同時保護其他支路的正常工作，并在故障解除時自動恢復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