CN106711936A - 安全报警装置以及供电*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全报警装置以及供电***，涉及安全供电的技术领域，能够在电网发生过压等故障时有效保护输电线路，提高了输电线路的安全性。该安全报警装置，包括感应线圈、报警芯片和报警器；所述感应线圈用于与变压器的初级线圈串联，并产生感应信号；所述报警芯片接收所述感应信号，当所述感应信号超出预设值时，所述报警芯片输出报警启动信号；所述报警器接收所述报警启动信号，并根据所述报警启动信号发出报警。

Description

安全报警装置以及供电***

技术领域

本发明涉及安全供电技术领域，尤其是涉及一种安全报警装置以及供电***。

背景技术

随着电力技术的发展，工频交流电(即市电)已经遍布每一个家庭和单位，用电的安全性也变得越来越重要。

目前的市电通常由两条输出线供电，其中一条为火线，另一条为零线，火线与零线之间的电压即为市电电压。两条输出线之间的市电电压，是由来自电网的高压电经变压器输出的。变压器通常由铁芯，一级缠绕在铁芯上的初级线圈和次级线圈组成，其中初级线圈的两端连接电网，次级线圈的两端连接两条输出线。利用铁芯与初级线圈、次级线圈之间的电磁感应效应，即可将电网的高压电转换为低压的市电电压。

但是，在实际的供电过程中，不能完全保证在电网一直处载稳定的额定电压下工作，而是在额定电压附近的一个范围内工作。如果电网电压高出额定电压的15％，通常就被认定为过压现象。设备老化、技术故障、人为故障、自然灾害、停电再来电等原因都有可能导致过压现象，过压会使用电设备发热、击穿、烧坏，甚至引起火灾，因此防范过压现象是十分必要的。

目前，对于电网过压的防护措施，通常是在交流输出端设置过压保护器，对市电的输出线路的电压进行监测。当输出线路的电压过大时，利用空气开关或继电器断开等方式，切断输出线路的供电，以实现线路及用电设备的保护。但是，现有的过压保护器的灵敏度较低，在发生过压时不能有效对线路进行保护。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种安全报警装置以及供电***，能够在电网发生过压等故障时有效保护输电线路，提高了输电线路的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种安全报警装置，包括感应线圈、报警芯片和报警器；

所述感应线圈用于与变压器的初级线圈串联，并产生感应信号；

所述报警芯片接收所述感应信号，当所述感应信号超出预设值时，所述报警芯片输出报警启动信号；

所述报警器接收所述报警启动信号，并根据所述报警启动信号发出报警。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述报警芯片中包括比较单元和触发单元；

所述比较单元接收所述感应信号，并将所述感应信号与所述预设值进行比较；

当所述感应信号超出预设值时，所述触发单元输出报警启动信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述报警装置中包括蜂鸣报警器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述报警装置中还包括灯光报警器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述报警芯片与所述感应线圈之间连接有滤波电容。

第二方面，本发明实施例还提供一种供电***，包括变压器以及上述的安全报警装置；

所述感应线圈与所述变压器的初级线圈串联；

所述变压器的次级线圈连接交流输出端。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述变压器的铁芯为E型铁芯。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述变压器的初级线圈和次级线圈分别缠绕在所述E型铁芯两端的磁芯；

或者，所述变压器的初级线圈的两部分分别缠绕在所述E型铁芯两端的磁芯，所述变压器的次级线圈的两部分分别缠绕在所述E型铁芯两端的磁芯。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述变压器还包括用于隔离杂波的第三线圈和第四线圈，且所述第三线圈和所述第四线圈缠绕在所述E型铁芯中间的磁芯。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述E型铁芯中间的磁芯可沿其延伸方向伸缩，以调节所述第三线圈和所述第四线圈在所述E型铁芯中间的磁芯上缠绕的匝数。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的安全报警装置中，包括感应线圈、报警芯片和报警器。其中，感应线圈用于与变压器的初级线圈串联，并产生与变压器的初级线圈的电流相等的感应信号。报警芯片接收感应信号，当感应信号超出预设值时，报警芯片输出报警启动信号。报警器接收报警芯片发出的报警启动信号，并能够根据该报警启动信号发出报警。本发明实施例提供的安全报警装置，利用感应线圈生成与变压器的初级线圈的电流大小同步的感应信号，并将该感应线圈的电流大小(即变压器的初级线圈的电流大小)作为电网过压等故障的报警条件，因此能够提高电路保护的灵敏度，更加有效保护输电线路，从而提高了输电线路的安全性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的安全报警装置的示意图；

图2为本发明实施例一提供的安全报警装置中报警芯片的示意图；

图3为本发明实施例二提供的供电***的示意图；

图4为本发明实施例二中变压器的示意图；

图5为本发明实施例二中变压器的另一示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，对于电网过压的防护措施，通常是在交流输出端设置过压保护器，对市电的输出线路的电压进行监测。当输出线路的电压过大时，利用空气开关或继电器断开等方式，切断输出线路的供电，以实现线路及用电设备的保护。但是，现有的过压保护器的灵敏度较低，在发生过压时不能有效对线路进行保护。

基于此，本发明的目的在于提供一种安全报警装置以及供电***，能够在电网发生过压等故障时有效保护输电线路，从而提高了输电线路的安全性。

实施例一：

本发明实施例提供一种安全报警装置，可应用于家庭、办公、工厂等供电场景。如图1所示，该安全报警装置包括感应线圈L0、报警芯片和报警器。

感应线圈L0用于与变压器的初级线圈串联，所以感应线圈L0的电流与变压器的初级线圈的电流大小是同步的，并且将感应线圈L0的电流作为感应信号。

报警芯片接收感应信号，当感应信号超出预设值时，报警芯片输出报警启动信号。报警器接收报警芯片发出的报警启动信号，并根据报警启动信号发出报警。

本发明实施例提供的安全报警装置，利用感应线圈L0生成与变压器的初级线圈的电流大小同步的感应信号，并将该感应线圈L0的电流大小(即变压器的初级线圈的电流大小)作为电网过压等故障的报警条件，因此能够提高电路保护的灵敏度，更加有效保护输电线路，从而提高了输电线路的安全性。

本实施例中，感应线圈L0的两端分别连接报警芯片的两个输入端，使报警芯片接收感应芯片产生的感应信号。并且，感应线圈L0的一端与报警芯片之间连接有滤波电容C0，以防止感应信号的幅度过大时，对报警芯片造成损害。

本发明实施例采用的报警装置，是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，发出报警来提醒或警示用户采取防范措施的电子产品。

作为一个优选方案，本发明实施例中的报警装置中包括蜂鸣报警器。当报警装置接收到报警芯片发出的报警启动信号时，蜂鸣报警器就会发出报警音，提示用户采取防范措施。

进一步，本发明实施例中的报警装置中还包括灯光报警器。当报警装置接收到报警芯片发出的报警启动信号时，蜂鸣报警器就会发出报警灯光，提示用户采取防范措施。

如图2所示，本实施例的报警芯片中包括比较单元和触发单元。比较单元接收感应信号，并将感应信号与预设值进行比较。当感应信号超出预设值时，触发单元输出报警启动信号。

作为一个优选方案，触发单元中设置有多稳态触发器，多稳态触发器也称为n稳态触发器，是双稳态触器的进一步发展。如果n个放大级的每一级的输入与其余各级的输出端之间有直流耦合，则在一定条下可得到n个稳态,并且在每一个稳态时只有一级导通，而其余的均截止。在非二进制计数线路中，采用多态触发器能够实现多种不同状态下的快速响应，因此比双稳态触发器的响应速度更快。

本发明实施例中通过采用具有高灵敏度的比较单元和触发单元，并且在触发单元中设置多稳态触发器，使报警芯片能够在0.1秒以内响应，从而在极短的时间内发出报警启动信号，有效保护电网及变压器。

本发明实施例提供的安全报警装置，利用感应线圈L0生成与变压器的初级线圈的电流大小同步的感应信号，并将该感应线圈L0的电流大小，也就是将变压器的初级线圈的电流大小作为电网过压等故障的报警条件，因此能够提高电路保护的灵敏度，更加有效保护输电线路，从而提高了输电线路的安全性。

实施例二：

如图3所示，本发明实施例还提供一种供电***，包括变压器TB以及上述实施例一提供的安全报警装置。其中，感应线圈L0与变压器TB的初级线圈L1串联，变压器TB的次级线圈L2连接交流输出端。报警芯片的电源端分别连接在初级线圈L1的两端，并且在初级线圈L1的其中一端与报警芯片之间，设置有滤波电阻R1和滤波电容C1组成的滤波电路。

作为一个优选方案，本发明实施例中的变压器TB的铁芯为E型铁芯。如图4所示，E型铁芯由一个横向磁芯和三个纵向磁芯组成，在横向磁芯的两端和中间位置各设置有一个纵向磁芯。

本实施例中，变压器TB的初级线圈L1和次级线圈L2分别缠绕在E型铁芯两端的磁芯。从图4中可以看出，变压器TB的初级线圈L1缠绕在位于左侧的磁芯上，变压器TB的次级线圈L2缠绕在位于右侧的磁芯上。

如图5所示，在另一种实施方式中，本变压器TB的初级线圈L1的两部分分别缠绕在E型铁芯两端的磁芯，变压器TB的次级线圈L2的两部分分别缠绕在E型铁芯两端的磁芯。

进一步的是，本发明实施例中的变压器TB还包括用于隔离杂波的第三线圈L3和第四线圈L4，且第三线圈L3和第四线圈L4缠绕在E型铁芯中间的磁芯。如图3和图4所示，第三线圈L3和第四线圈L4的一端分别接地，且第四线圈L4与地之间连接有滤波电容C2和限流电阻R2。

通过设置第三线圈L3和第四线圈L4，初级线圈L1先与第三线圈L3、第四线圈L4进行电磁感应，再由第三线圈L3、第四线圈L4进行电磁感应，从而间接的将电能从初级线圈L1传输至次级线圈L2。这样可以隔离初级线圈L1与次级线圈L2之间的杂波，使电网侧的初级线圈L1上产生的杂波，不至于传播至次级线圈L2，以保证交流输出端的稳定。

本实施例中，E型铁芯中间的磁芯可沿其延伸方向伸缩，以调节第三线圈L3和第四线圈L4在E型铁芯中间的磁芯上缠绕的匝数。通过改变第三线圈L3和第四线圈L4在中间的磁芯上的有效匝数，可以调节初级线圈L1与次级线圈L2的电压比例，进而调节交流输出端的输出电压。

E型铁芯中间的磁芯的伸缩长度，可以手动调节，也可以通过设置驱动机构自动调节。

本发明实施例提供的供电***中，还包括第一继电器J1和第二继电器J2。第一继电器J1可用于连接交流输出端的保护装置，比如将保护装置的输出端连接第一继电器J1的控制线圈。第一继电器J1的输出端与第二继电器J2的控制线圈串联，第二继电器J2的输出端与变压器TB的初级线圈L1串联。

作为一个优选方案，第一继电器J1为常闭型继电器，即控制线圈不通电时第一继电器J1的输出端处于闭合状态。同时，第二继电器J2为常开型继电器，即控制线圈不通电时第一继电器J1的输出端处于断开状态。

在供电***正常供电的情况下，第一继电器J1的控制线圈不通电，第一继电器J1的输出端处于闭合状态，因此控制电源可通过第一继电器J1向第二继电器J2的控制线圈供电。第二继电器J2的控制线圈在通电的情况下，其输出端处于闭合状态，以维持变压器TB的初级线圈L1L1持续供电。

当保护装置输出断电信号时，第一继电器J1的控制线圈通电，使第一继电器J1的输出端断开。由于第一继电器J1的输出端断开，因此第二继电器J2的控制线圈断电，使第二继电器J2的输出端断开，从而切断电网与变压器TB的初级线圈L1的连接，以切断供电***的供电，实现供电线路的保护。

本实施例中，第一继电器J1采用常闭型继电器，第二继电器J2采用常开型继电器还具有以下优点：在实际的供电***中，可以在第一继电器J1的输出端与第二继电器J2的控制线圈之间串联多个不同用途的继电器，比如用于电弧保护的继电器、过压保护的继电器，以及用于短路保护的继电器。这些继电器也都采用常闭型继电器，并且每个继电器的输出端都与第二继电器J2的控制线圈串联，则其中任意一个继电器断开时，都可以使第二继电器J2的控制线圈断电，从而切断电力***的供电。

本发明实施例二提供的供电***，与上述实施例一提供的安全报警装置，具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种安全报警装置，其特征在于，包括感应线圈、报警芯片和报警器；

所述感应线圈用于与变压器的初级线圈串联，并产生感应信号；

所述报警芯片接收所述感应信号，当所述感应信号超出预设值时，所述报警芯片输出报警启动信号；

所述报警器接收所述报警启动信号，并根据所述报警启动信号发出报警。

2.根据权利要求1所述的安全报警装置，其特征在于，所述报警芯片中包括比较单元和触发单元；

所述比较单元接收所述感应信号，并将所述感应信号与所述预设值进行比较；

当所述感应信号超出预设值时，所述触发单元输出报警启动信号。

3.根据权利要求1所述的安全报警装置，其特征在于，所述报警装置中包括蜂鸣报警器。

4.根据权利要求3所述的安全报警装置，其特征在于，所述报警装置中还包括灯光报警器。

5.根据权利要求4所述的安全报警装置，其特征在于，所述报警芯片与所述感应线圈之间连接有滤波电容。

6.一种供电***，其特征在于，包括变压器以及如权利要求1至5任一项所述的安全报警装置；

所述感应线圈与所述变压器的初级线圈串联；

所述变压器的次级线圈连接交流输出端。

7.根据权利要求6所述的供电***，其特征在于，所述变压器的铁芯为E型铁芯。

8.根据权利要求7所述的供电***，其特征在于，所述变压器的初级线圈和次级线圈分别缠绕在所述E型铁芯两端的磁芯；

或者，所述变压器的初级线圈的两部分分别缠绕在所述E型铁芯两端的磁芯，所述变压器的次级线圈的两部分分别缠绕在所述E型铁芯两端的磁芯。

9.根据权利要求8所述的供电***，其特征在于，所述变压器还包括用于隔离杂波的第三线圈和第四线圈，且所述第三线圈和所述第四线圈缠绕在所述E型铁芯中间的磁芯。

10.根据权利要求9所述的供电***，其特征在于，所述E型铁芯中间的磁芯可沿其延伸方向伸缩，以调节所述第三线圈和所述第四线圈在所述E型铁芯中间的磁芯上缠绕的匝数。