CN204287383U - 一种过载、短路指示电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种过载、短路指示电路，包括预检单元，用于在负载通电前接入供电线路的火线和零线，当供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平，当供电线路发生过载或短路时输出第二电平，指示单元，用于根据述预检单元输出的电平指示所述供电线路是否发生过载或短路。因此操作人员看到指示单元的指示，即可知供电线路发生了过载或短路，不会给负载合闸通电，当看到指示单元没有指示时，才会合闸供电，避免了在供电线路出现过载或短路的情况下合闸导致的安全事故，确保了供电线路和负载的安全稳定运行。

Description

一种过载、短路指示电路

技术领域

本实用新型涉及继电保护技术领域，具体地说涉及一种过载、短路指示电路。

背景技术

当电路中并联接入过多的负载，就会使电路中的负载功率超过电线能承受的额定功率，火线和零线间的负载电阻过小，这将导致电路中电流过大，使得用电设备发热。线路长期过载会降低线路绝缘水平，甚至烧毁设备或线路。而如果电路中负载的火线和零线接触，火线和零线间低阻性短接，就会发生短路，相当于电源未经过负载而直接由火线零线接通成闭合回路，严重的话会导致电路因电流过大而烧毁并发生火灾。无论过载还是短路都是严重的而且应该尽可能避免的电路故障。

现有技术中，电路中的过载和短路故障只能在给负载合闸通电后才会检测出来。若负载通电后发生了短路或过载，断路器的内部脱扣机构会执行动作，使负载断开电源。但若负载在合闸通电前就存在过载或短路的情况，也即火线与零线间负载电阻过小或者火线与零线间低阻性短接，则在负载合闸通电的瞬间电路中就会产生大电流，若执行机构再出现故障，有可能会烧毁设备甚至引发火灾。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中无法在合闸通电前检测到供电线路中是否发生了过载或短路的情况，存在安全隐患。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供了一种过载、短路指示电路，包括：

预检单元，用于在负载通电前接入所述供电线路的火线和零线，当所述供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平；当所述供电线路发生过载或短路时输出第二电平；

指示单元，用于根据述预检单元输出的电平指示所述供电线路是否发生过载或短路。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，所述预检单元包括第一可控硅T2、第一开关、第二开关以及第三开关；

所述第一可控硅T2的正极经所述第一开关后接高电平，所述第一可控硅T2的控制极经所述第二开关后与所述火线耦接，所述第一可控硅T2的负极接地，所述零线通过所述第三开关后接地；

所述第一可控硅T2的正极即为所述预检单元的输出端。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关均为继电器；

所述预检电路还包括第一按键、第二按键和第三按键，分别与所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关串联后接地，当所述第一按键、所述第二按键和所述第三按键按下时，所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关导通，反之所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关关断。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，还包括：

电流互感器，所述供电线路的火线从所述电流互感器的磁环穿过；

整流单元，用于将所述电流互感器的线圈产生的感应电流转换为直流电压；

检测单元，从所述整流单元获取直流电压，当所述供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平；当所述供电线路发生过载时，延时输出第二电平，当所述供电检测线路发生短路时，立即输出第二电平；

所述指示单元，当所述检测单元输出第一电平时指示未发生过载或短路，当所述检测单元输出第二电平时指示发生过载或短路。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，所述整流单元包括第一电阻R11和整流桥；

所述第一电阻R11的两端同时与所述电流互感器的线圈两端以及所述整流桥的输入端耦接，所述整流桥的输出端即为所述整流单元的输出端。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，所述检测单元包括第一稳压管W1、第二稳压管W2、第一二极管D1、第二二极管D2以及第一电容C2；

所述第一稳压管W1的阴极与所述整流单元的输出端的正极耦接，所述第一稳压管W1的阳极分别与所述第二稳压管W2的阴极、所述第一电容C2的一端以及所述第二二极管D2的正极耦接，所述第一电容C2的另一端接地，所述第二稳压管W2的阳极与所述第一二极管D1的正极耦接，所述第二二极管D2的负极与所述第一二极管D1的负极耦接；

当所述供电线路发生过载时，所述第一稳压管W1被击穿，而所述第二稳压管W2不被击穿；当所述供电线路发生短路时，所述第一稳压管W1和所述第二稳压管W2均被击穿；

所述第二二极管D2的负极与所述第一二极管D1的负极相耦接的公共端即为所述检测单元的输出端。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，所述第二稳压管W2的击穿电压是所述第一稳压管W1的击穿电压的3-5倍。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，还包括：

反向单元，其输入端与所述检测单元的输出端和所述预检单元的输出端耦接，其输出端与所述指示单元耦接；

当所述检测单元或所述预检单元输出第一电平时，所述反向单元向所述指示单元输出第二电平，当所述检测单元或所述预检单元输出第二电平时，所述反向单元向所述指示单元输出第一电平。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，所述反向单元包括第二可控硅T1，所述第二可控硅T1的正极接高电平，所述第二可控硅T1的控制极与所述第一可控硅T2的正极、所述第一二极管D1的负极以及所述第二二极管D2的负极耦接，所述第二可控硅T1的负极接地，所述第二可控硅T1的正极即为所述反向单元的输出端。

本实用新型所述的过载、短路指示电路，所述指示单元是发光体，所述发光体在所述供电线路发生过载或短路时发光，反之不发光。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型提供了一种过载、短路指示电路，包括预检单元，用于在负载通电前接入供电线路的火线和零线，当供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平，当供电线路发生过载或短路时输出第二电平，指示单元，用于根据述预检单元输出的电平指示所述供电线路是否发生过载或短路。因此操作人员看到指示单元的指示，即可知供电线路发生了过载或短路，不会给负载合闸通电，当看到指示单元没有指示时，才会合闸供电，避免了在供电线路出现过载或短路的情况下合闸导致的安全事故，确保了供电线路和负载的安全稳定运行。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型所述过载、短路指示电路的结构框图；

图2是本实用新型所述过载、短路指示电路的电路原理图。

图中附图标记表示为：11-预检单元，12-指示单元，13-电流互感器，14-整流单元，15-检测单元，16-反向单元，111-第一开关，112-第二开关，113-第三开关，141-整流桥。

具体实施方式

本实施例提供了一种过载、短路指示电路，如图1所示，包括：预检单元11和指示单元12，预检单元11在负载通电前接入所述供电线路的火线和零线，当所述供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平；当所述供电线路发生过载或短路时输出第二电平，指示单元12，根据述预检单元11输出的电平指示所述供电线路是否发生过载或短路。

具体地，如图2所示，指示单元12可以是发光体、报警器、振动装置等，在供电线路发生过载或短路时发光、报警或振动以提醒操作人员注意，指示供电线路发生了过载或短路故障，应该及时断开供电线路。当指示单元12是发光体时，可以选用发光二极管，当预检单元11输出第一电平时发光二极管导通发光，指示供电线路发生了过载或短路，操作人员不会给负载合闸通电，当看到发光二极管未发光时，操作人员才会合闸供电，避免了在供电出现过载或短路的情况下合闸导致的安全事故，确保了供电线路和负载的安全稳定运行。

优选地，如图1、图2所示，所述预检单元11可以包括第一可控硅T2、第一开关111、第二开关112以及第三开关113，所述第一可控硅T2的正极经所述第一开关111后接高电平，所述第一可控硅T2的控制极经所述第二开关112后与所述火线耦接，所述第一可控硅T2的负极接地，所述零线通过所述第三开关113后接地，所述第一可控硅T2的正极即为所述预检单元11的输出端。

具体地，在负载合闸通电前，第一开关111、第二开关112以及第三开关113闭合，预检单元11投入使用，此时第一可控硅T2的正极接高电平，当然在实际应用中，为了保护可控硅，也可以在可控硅的正极和高电平间串联若干电阻，如图2所示，第一可控硅T2的正极可以经电阻R1后再接高电平；第一可控硅T2的控制极也可以通过若干电阻后再与火线相接。当供电线路未发生过载或短路时，火线L上的电压经若干电阻分压后施加在第一可控硅T2的控制极，足以达到第一可控硅T2的触发电压来触发导通第一可控硅T2，第一可控硅T2导通后，高电平经第一开关111、第一可控硅T2的正极、电阻R1以及第一可控硅T2的负极后接地，此时第一可控硅T2的正极为低电平，因为第一可控硅T2的正极即为预检单元11的输出端，因此当供电线路未发生过载或短路时，预检单元11输出第一电平，此时指示单元12截止不发光，操作人员就给负载合闸通电；当供电线路发生过载或短路时，火线L与零线N之间的负载很小，近似短路，此时火线L提供给第一可控硅T2的控制极的电压被拉低，无法触发第一可控硅T2，使得第一可控硅T2截止，此时第一可控硅T2的正极为高电平，因此当供电线路发生过载或短路时，预检单元11输出第二电平，此时指示单元12导通发光，操作人员看到指示单元12发光后，即知供电线路发生了过载或短路故障，不会给负载合闸通电，能够使操作人员在合闸通电前及时获知供电电路的运行情况，形象直观，避免了在供电出现过载或短路的情况下合闸导致的安全事故，确保了电路的安全运行。

优选地，如图2所示，所述第一开关111、所述第二开关112以及所述第三开关113可以均为继电器，所述预检电路11还包括第一按键、第二按键和第三按键，分别与所述第一开关111、所述第二开关112以及所述第三开关113串联后接地，当所述第一按键、所述第二按键和所述第三按键按下时，所述第一开关111、所述第二开关112以及所述第三开关113导通，反之所述第一开关111、所述第二开关112以及所述第三开关113关断，可以方便的实现预检电路11的投入与切出。

具体地，如图2所示，第一开关111选用继电器JDQ1，第二开关112和第三开关113可以共用具有两个常开触点的继电器JDQ2，当然也可以用两个具有一个常开触点的继电器来代替继电器JDQ2，当将继电器JDQ3的两个常开触点作为第二开关112和第三开关113时，只需要两个按键K1和K2即可很方便的实现预检电路11的投入与切出，可以进一步简化电路连接，降低电路占用的空间。

当需要预检供电线路是否发生过载或短路时，按下按键K1和按键K2，与其电连接的继电器JDQ1的引脚2、继电器JDQ2的引脚2也均为低电平，此时，继电器JDQ1的引脚1和引脚2间的线圈以及继电器JDQ2的引脚1和引脚2间的线圈通电，使得继电器JDQ1的引脚3和引脚4间的常开触点、继电器JDQ2的引脚3和引脚4间的常开触点以及继电器JDQ2的引脚5和引脚6间的常开触点吸合，相当于第一开关111、第二开关112以及第三开关113导通，响应非常迅速。

优选地，本实施例所述的过载、短路指示电路，还可以包括：电流互感器13、整流单元14以及检测单元15，所述供电线路的火线从所述电流互感器13的磁环穿过，整流单元14用于将所述电流互感器13的线圈产生的感应电流转换为直流电压，检测单元15，从所述整流单元12获取直流电压，当所述供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平；当所述供电线路发生过载时，延时输出第二电平，当所述供电检测线路发生短路时，立即输出第二电平，指示单元12，当所述检测单元15输出第一电平时指示未发生过载或短路，当所述检测单元15输出第二电平时指示发生过载或短路。

具体地，当负载合闸通电后，当供电线路发生过载或短路时，因为检测单元15输出第二电平，此时指示单元12(为发光二极管时)导通发光，操作人员看到指示单元12导通发光，就会即刻断开供电线路，避免了大电流对供电线路和设备的损害，延长了设备的使用寿命。

优选地，如图2所示，所述整流单元14可以包括第一电阻R11和整流桥141；

所述第一电阻R11的两端同时与所述电流互感器13的线圈两端以及所述整流桥141的输入端耦接，所述整流桥141的输出端即为所述整流单元14的输出端。交流电经第一电阻R11分压和整流桥141的整流处理后就变为稳定的直流电压，确保了检测单元15的稳定运行。

具体地，电流互感器13的线圈上的感应电流流过第一电阻R11，第一电阻R11上就会产生感应电压，经过整流桥141的整流，就会输出直流电压，优选地，如图2所示，可以在整流桥141的输出端接一个电容C1进行滤波，就会输出稳定的直流电压了。

优选地，如图2所示，所述检测单元15可以包括第一稳压管W1、第二稳压管W2、第一二极管D1、第二二极管D2以及第一电容C2，所述第一稳压管W1的阴极与所述整流单元14的输出端的正极耦接，所述第一稳压管W1的阳极分别与所述第二稳压管W2的阴极、所述第一电容C2的一端以及所述第二二极管D2的正极耦接，所述第一电容C2的另一端接地，所述第二稳压管W2的阳极与所述第一二极管D1的正极耦接，所述第二二极管D2的负极与所述第一二极管D1的负极耦接，当所述供电线路发生过载时，所述第一稳压管W1被击穿，而所述第二稳压管W2不被击穿；当所述供电线路发生短路时，所述第一稳压管W1和所述第二稳压管W2均被击穿，所述第二二极管D2的负极与所述第一二极管D1的负极相耦接的公共端即为所述检测单元15的输出端。

具体地，可以将检测单元15的输出端接执行单元，当供电线路发生过载时，只有第一稳压管W1被击穿，而第二稳压管W2不被击穿，此时，如图2所示，整流桥141输出的直流电压经第一稳压管W1后给第一电容C2充电，充电延时到一定状态时，第一电容C2上的电压才会经过第二二极管D2后达到第二电平的电压值，此时执行单元会延时检测到检测单元15输出第二电平(高电平)，进而控制供电线路在发生过载时延时断开；当供电线路发生短路时，第一稳压管W1和第二稳压管W2均被击穿，此时整流桥141输出的直流电压经第一稳压管W1和第二稳压管W2后直接经过第一二极管D1输出第二电平(高电平)，执行单元立即就会检测到检测单元15输出了第二电平(高电平)，进而控制供电线路在发生短路时立即断开，当供电线路未发生过载或短路时，第一稳压管W1和第二稳压管W2均截止，与接地端等电势，检测单元15输出第一电平(低电平)，执行单元检测到检测单元15输出的是第一电平，会控制供电线路继续保持导通，实现了供电线路在过载时的延时断电和在短路时的瞬时断电，有利于延长设备的使用寿命。

优选地，所述第二稳压管W2的击穿电压可以是所述第一稳压管W1的击穿电压的3-5倍。确保了当供电线路发生过载时，第一稳压管W1被击穿，而第二稳压管W2不被击穿；当供电线路发生短路时，第一稳压管W1和第二稳压管W2均被击穿，为执行单元的精准控制奠定了基础。

优选地，本实施例所述的过载、短路指示电路，如图1所示，还可以包括：

反向单元16，其输入端与所述检测单元15的输出端和所述预检单元11的输出端耦接，其输出端与所述指示单元12耦接，当所述检测单元15或所述预检单元11输出第一电平时，所述反向单元16向所述指示单元12输出第二电平，当所述检测单元15或所述预检单元11输出第二电平时，所述反向单元16向所述指示单元12输入第一电平。可以避免误操作，使控制更为精准。

优选地，如图2所示，所述反向单元16可以包括第二可控硅T1，所述第二可控硅T1的正极接高电平，所述第二可控硅T1的控制极与所述第一可控硅T2的正极耦接，所述第二可控硅T1的负极接地，所述第二可控硅T1的正极即为所述反向单元16的输出端。

具体地，如图2所示，指示单元12为发光二极管时，反向单元16的输出端与发光二极管的负极耦接，发光二极管的正极接5V直流电压。当检测单元15或预检单元11输出第二电平(高电平)时(第一可控硅T2的正极或者第一二极管D1的负极或者第二二极管D2的负极输出高电平)，表明供电线路发生了短路或过载，因为第二可控硅T1的控制极与第一可控硅T2的正极、第一二极管D1的负极以及第二二极管D2的负极耦接(具体应用中，为了保护第二可控硅T1，第一可控硅T2的正极、第一二极管D1的负极以及第二二极管D2的负极可以通过电阻R7后再与第二可控硅T1的控制极电连接)，此时也为高电平，第二可控硅T1触发导通，因为第二可控硅T1的负极接地，第二可控硅T1的正极此时为低电平，因此，反向单元16在检测单元15或预检单元11输出第二电平(高电平)时，会输出第一电平(低电平)至发光二极管，此时发光二极管导通，操作人员看到发光二极管发光就会即刻断开供电线路，防止大电流对供电线路和设备的损伤；反之，当检测单元15或预检单元11输出第一电平(低电平)时，第二可控硅T1的控制极不能达到触发电压，第二可控硅T1截止，此时，第二可控硅T1的正极为高电平，因为第二可控硅T1的负极接地，第二可控硅T1的正极此时为低电平，因此，反向单元16在检测单元15或预检单元11输出第一电平(低电平)时，会输出第二电平(高电平)至发光二极管，此时发光二极管截止。通过增加反向单元16，可以进一步的增强过载、短路指示电路控制的精准性，防止误判断。

本实施例所述过载、短路指示电路，通过预检单元11，在负载合闸通电前就可以对供电线路进行检测，判断供电线路是否存在过载或短路，避免了合闸通电后过载或短路情况对设备和电路的损伤。通过检测单元15，能够对供电线路在线检测是否发生了过载或短路，与执行单元结合，能够使供电线路在发生过载时延时断开，在发生短路时立即断开，将对设备和电路的损害降至最低。通过反向单元16对检测单元15和预检单元11输出的电压进行反相处理，增强了判断的准确性，避免了误判断的发生。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种过载、短路指示电路，其特征在于，包括：

预检单元(11)，用于在负载通电前接入供电线路的火线和零线，当所述供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平；当所述供电线路发生过载或短路时输出第二电平；

指示单元(12)，用于根据述预检单元(11)输出的电平指示所述供电线路是否发生过载或短路。

2.根据权利要求1所述的过载、短路指示电路，其特征在于，所述预检单元(11)包括第一可控硅(T2)、第一开关(111)、第二开关(112)以及第三开关(113)；

所述第一可控硅(T2)的正极经所述第一开关(111)后接高电平，所述第一可控硅(T2)的控制极经所述第二开关(112)后与所述火线耦接，所述第一可控硅(T2)的负极接地，所述零线通过所述第三开关(113)后接地；

所述第一可控硅(T2)的正极即为所述预检单元(11)的输出端。

3.根据权利要求2所述的过载、短路指示电路，其特征在于，所述第一开关(111)、所述第二开关(112)以及所述第三开关(113)均为继电器；

所述预检电路(11)还包括第一按键、第二按键和第三按键，分别与所述第一开关(111)、所述第二开关(112)以及所述第三开关(113)串联后接地，当所述第一按键、所述第二按键和所述第三按键按下时，所述第一开关(111)、所述第二开关(112)以及所述第三开关(113)导通，反之所述第一开关(111)、所述第二开关(112)以及所述第三开关(113)关断。

4.根据权利要求3所述的过载、短路指示电路，其特征在于，还包括：

电流互感器(13)，所述供电线路的火线从所述电流互感器(13)的磁环穿过；

整流单元(14)，用于将所述电流互感器(13)的线圈产生的感应电流转换为直流电压；

检测单元(15)，从所述整流单元(14)获取直流电压，当所述供电线路未发生过载或短路时，输出第一电平；当所述供电线路发生过载时，延时输出第二电平，当所述供电检测线路发生短路时，立即输出第二电平；

所述指示单元(12)，当所述检测单元(15)输出第一电平时指示发生过载或短路，当所述检测单元(15)输出第二电平时指示未发生过载或短路。

5.根据权利要求4所述的过载、短路指示电路，其特征在于，所述整流单元(14)包括第一电阻(R11)和整流桥(141)；

所述第一电阻(R11)的两端同时与所述电流互感器(13)的线圈两端以及所述整流桥(141)的输入端耦接，所述整流桥(141)的输出端即为所述整流单元(14)的输出端。

6.根据权利要求4所述的过载、短路指示电路，其特征在于，所述检测单元(15)包括第一稳压管(W1)、第二稳压管(W2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)以及第一电容(C2)；

所述第一稳压管(W1)的阴极与所述整流单元(14)的输出端的正极耦接，所述第一稳压管(W1)的阳极分别与所述第二稳压管(W2)的阴极、所述第一电容(C2)的一端以及所述第二二极管(D2)的正极耦接，所述第一电容(C2)的另一端接地，所述第二稳压管 (W2)的阳极与所述第一二极管(D1)的正极耦接，所述第二二极管(D2)的负极与所述第一二极管(D1)的负极耦接；

当所述供电线路发生过载时，所述第一稳压管(W1)被击穿，而所述第二稳压管(W2)不被击穿；当所述供电线路发生短路时，所述第一稳压管(W1)和所述第二稳压管(W2)均被击穿；

所述第二二极管(D2)的负极与所述第一二极管(D1)的负极相耦接的公共端即为所述检测单元(15)的输出端。

7.根据权利要求6所述的过载、短路指示电路，其特征在于，所述第二稳压管(W2)的击穿电压是所述第一稳压管(W1)的击穿电压的3-5倍。

8.根据权利要求6所述的过载、短路指示电路，其特征在于，还包括：

反向单元(16)，其输入端与所述检测单元(15)的输出端和所述预检单元(11)的输出端耦接，其输出端与所述指示单元(12)耦接；

当所述检测单元(15)或所述预检单元(11)输出第一电平时，所述反向单元(16)向所述指示单元(12)输出第二电平，当所述检测单元(15)或所述预检单元(11)输出第二电平时，所述反向单元(16)向所述指示单元(12)输出第一电平。

9.根据权利要求8所述的过载、短路指示电路，其特征在于，所述反向单元(16)包括第二可控硅(T1)，所述第二可控硅(T1)的正极接高电平，所述第二可控硅(T1)的控制极与所述第一可控硅(T2)的正极、所述第一二极管(D1)的负极以及所述第二二极管(D2)的负极耦接，所述第二可控硅(T1)的负极接地，所述第二可控硅(T1)的正极即为所述反向单元(16)的输出端。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的过载、短路指示电路，其特征在于，所述指示单元(12)是发光体，所述发光体在所述供电线路发生过载或短路时发光，反之不发光。