專利名稱：一種交流電源過電壓保護方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明論及一種防止交流電源過電壓的保護方法及裝置。
在當今世界中，電源的污染日趨嚴重，已成為世界面臨的第三大公害，其危害性決不亞于空氣和水源的污染。科學論證和統(tǒng)計證實電子和電器設備的故障50～90%來自電源污染。電源污染來自兩方面，即自然界的天然污染和現代社會電環(huán)境的污染。天然污染是指自然界雷電，天體活動和宇宙射線對電設備的損害及干擾;電環(huán)境污染則是由于現代工業(yè)設備和各類電器運行時所產生的浪涌電壓和高次諧波的干擾以及人為誤操作，電網的中性線或地線斷路、短路引起的電網電壓突然升高等過電壓事故，由于現代工業(yè)社會的迅猛發(fā)展和家用電器的廣泛普及，電環(huán)境的污染特別是電源的浪涌電壓和其它各種過電壓已構成電源污染的主要因素。
為了消除電源污染，特別是防止電網錯相和雷擊感應過電壓以及其它各種過電壓對家用電器和電子設備的損壞，出現了各種電器保護器，比較典型的有中國專利88218421·0“插頭插座式電涌吸收器”，中國專利89212275·7“電視機延壽保安開關”日本實用新型開昭-59-63632號“電源浪涌吸收器”等。
這些裝置的保護方式都是局部或單一的，即只能對接插在該裝置之上的電器進行單一保護，象家庭中的電視機、電冰箱等。顯然，當需要保護的電器較多時，特別是多個房間都有電器需要保護時，這種保護方式就需接很多和很長的電線，或者則需要多個這類裝置進行單獨保護，這樣，就造成用戶使用麻煩，費用增高、保護的可靠性降低。也有采用整體保護方案的，但一般是把保護裝置安裝在入戶配電板上，結構復雜，安裝不便，對廣大家庭是不實用的。
適應上述各種保護方式的保護裝置主要分有觸點分斷結構和壓敏元件限幅結構兩種形式，前者在電源出現過電壓時，觸頭開關自動切斷電源，以保護接在電源上的電器，這類裝置結構較復雜、功耗大，由于長期接在電源上，自身易老化損壞。后者一般都是在其裝置回路中串接熔絲管，然后在熔絲管后并接氧化鋅壓敏電阻或氣體放電管作為過電壓保護元件，對于電源的瞬態(tài)浪涌電壓，這類壓敏元件都能有效地予以吸收，且反應時間快，保護可靠，但對于持續(xù)較長的浪涌電壓，特別是出現電網錯相等過電壓事故，電源電壓突然持續(xù)升高，壓敏電阻和瞬變抑制二極管由于承受極大的功率而發(fā)生炸裂和擊穿，保護裝置自身損壞，不能再使用，對于壓敏電阻，由于存在殘余電壓，熔絲管熔斷速度慢，其過電壓保護可能失效。氣體放電管具有負阻特性，所能承受的瞬態(tài)功率也較大，在上述情況下，能起到較好的保護作用。而自身一般不會損壞。但由于技術和工藝上的問題，放電管的參數離散性大，放電電壓閥值易變化，且放電反應速度快，在正常的電壓范圍或干擾情況下容易發(fā)生誤動作。
本發(fā)明的目的是提供一種簡單、可靠且使用方便的交流電源過電壓保護方法及裝置，它采用了電源環(huán)路保護方式和雙重過電壓短路保護插塊裝置，可克服現有同類保護裝置的不足。
本發(fā)明的要點是在需要保護的電源環(huán)路中任一分支電源插座上，插有過電壓保護插塊裝置，當電源發(fā)生污染，出現過電壓時，由該過電壓保護插塊中的浪涌吸收器和短路開關吸收其過電壓浪涌電流或使電源環(huán)路短路，迅速熔斷串接在電源環(huán)路中的入戶保險或迅速使串接在電源環(huán)路入戶處的斷路器分斷，從而保護了整個電源環(huán)路中所接插電器以及保護插塊自身的安全。
下面結合附圖，對本發(fā)明的方法及裝置作進一步詳細說明。
附

圖1是本發(fā)明的方法電路原理圖。
附圖2是本發(fā)明保護裝置的一個實施例的電路原理圖。
在附圖1交流220伏電源環(huán)路上并接有CZn個電源輸出插座，其交流環(huán)路輸入端串接有入戶保險BX。虛線框內為過電壓保護插塊CK，其特征是該保護插塊的引出插頭L與N兩端并接有浪涌吸收器SA3和過壓短路開關DK，接地插頭端G，分別與L端和N端并接有浪涌吸收器SA1和SA2。若電源環(huán)路無接地線，則保護插塊只需L和N兩個插頭，浪涌吸收器SA1和SA2也可省去。該保護插塊原則上可插在電源環(huán)路上的任一電源插座上，但為了減少線路阻抗，更可靠地消除雷電感應等瞬態(tài)過電壓，保護插塊應盡可能插在離入戶保險近的插座上(象附圖1中的CZ1)同時，為了使短路開關動作時只熔斷入戶總保險BX、保護插塊所插的分支電源插座CZ1回路中不再接熔斷保險，而其它分支插座CZ2……CZn可接分支熔斷保險BX2……BXn。插塊CK中的短路開關DK可采用附圖2所示的有觸點繼電器形式。當電源產生污染，其瞬態(tài)浪涌電壓即由插塊中的浪涌吸收器SA3所吸收，由于浪涌電壓持續(xù)的時間很短，而電子開關DK中的繼電器J由于電容C2的延遲作用，其常開觸點j不會動作，而當電源發(fā)生較長的持續(xù)過電壓時，如電網錯相或遭受較大雷擊等，繼電器J即動作，觸頭j閉合使電源短路，強大的短路電流迅速使環(huán)路入戶保險BX熔斷，從而有效地保護了整個電源環(huán)路中所接插的電器，同時，保護插塊自身也得到了保護，用戶只需更換一根入戶保險絲，又可重新投入正常工作。在需要較大額定電流時，入戶保險BX可用具有短路保護的斷路器代替，由于斷路器在過載或短路時的分斷速度比保險絲的熔斷時間更快，這樣在過電壓時，保護插塊受的電流沖擊小，保護也更可靠，同時也免去了更換保險絲的麻煩?？烧{電阻R用以調節(jié)過電壓動作值，電容C2的選擇要適當，太小易受干擾誤動作，但反應時間快、保護可靠。由于浪涌吸收器SA3的限幅作用，電子開關反應時間慢一些，對其保護的可靠性影響并不大，因此，C2可適當用大一些，以增強抗干擾能力。若電網干擾小，短路開關DK也可以采用可控硅，硅雙向開關、瞬變電壓抑制二極管等半導體無觸點開關，更可以采用性能穩(wěn)定的氣體放電管。
本發(fā)明的優(yōu)點是顯而易見的1.可對任一交流電源環(huán)路實施整體保護，比如一個家庭中的全部用電器或一個實驗室內的全部電子儀器包括電氣線路，都能得到有效的保護。
2.具備對瞬態(tài)過電壓和持續(xù)過電壓雙重保護功能，可靠性高。3.使用特別方便，用戶只需把保護插塊插入任意電源插座，即可投入正常工作，特別適合家庭應用。4.結構簡單、可靠、價格低廉。在當今電世界中，廣泛采用本發(fā)明的保護方法及裝置可減少和消除各類電源過電壓對家庭電器和其它電子設備的損壞和干擾，具有重大社會和經濟效益。
權利要求
1.一種交流電源過電壓保護方法，其特征是在需保護的電源環(huán)路中任一分支電源插座上，接插一保護插塊裝置，當電源發(fā)生過電壓時，由該插塊中的浪涌吸收器和過電壓短路開關吸收其浪涌電流或使電源環(huán)路短路，熔斷串接在電源環(huán)路中的入戶保險絲。
2.根據權利要求1所述的保護方法，其特征是電源環(huán)路中的入戶保險也可以是斷路器。
3.一種用于權利要求1所述方法的保護插塊裝置，其特征是該插塊的引出插頭L與N兩端并接有浪涌吸收器SA3和過電壓短路開關DK，該插塊的接地插頭端G與L端和N端分別并接有浪涌吸收器SA1和SA2。
4.根據權利要求3所述的保護插塊，其特征是過壓短路開關DK為有觸點繼電器結構降壓電容C1與整流全橋D的交流輸入端串接后和繼電器J的常開觸頭j并接，作為短路開關DK的兩引出端L、N，可調電阻R與發(fā)光二極管LED串接后和繼電器J與電容C2共同并接在全橋D的直流輸出端。
5.根據權利要求3所述的保護插塊，其特征是短路開關DK也可以是半導體無觸點開關或氣體放電管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流電源過電壓保護方法及裝置，其特征是在需保護的電源回路中任一分支插座上，插有一過電壓保護插塊，在電源出現過電壓時，由該插塊中的浪涌吸收器和短路開關吸收其浪涌電流或使電源回路短路，熔斷串接在電源回路中的入戶熔斷器，從而對該電源回路實施了整體保護。
文檔編號H02H9/04GK1076559SQ9210685
公開日1993年9月22日 申請日期1992年3月16日 優(yōu)先權日1992年3月16日
發(fā)明者趙為政 申請人:長沙市環(huán)宇新科技研究開發(fā)所