邵佳毅+董書源+李海+李鵬程

摘 要 隨著社會的不斷發(fā)展，能源危機問題也漸漸浮出了水面，為了節(jié)約能源，捍衛(wèi)我們共同的家園，采取一些方法來減少人們?nèi)粘Ｉ钪写嬖诘哪茉蠢速M是廣大人民的共同選擇。因此，為了避免生活中常見的突然斷電后，有些人忘記關(guān)電器開關(guān)而在來電后未被留意的電能的浪費，這里針對此種浪費現(xiàn)象研究設(shè)計了一個節(jié)能安全電閘，它能夠在正常通電情況下和普通電閘一樣工作，但斷電后再來電時不會接通電路，只有按下復位開關(guān)時才會正常工作。這種節(jié)能安全電閘的應用完全可以代替家用總電閘，又能防止電能的無意識浪費。本文就旨在說明節(jié)能安全電閘的設(shè)計應用原理和它的創(chuàng)新性的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞 節(jié)能安全電閘；應用；優(yōu)點

中圖分類號 TM92 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0182-01

1 節(jié)能安全電閘的設(shè)計應用原理

在設(shè)計節(jié)能安全電閘之前，我們就先仔細研究分析了國內(nèi)外關(guān)于同類電閘設(shè)計的現(xiàn)狀與存在的問題，并通過把吉恩安全電閘的設(shè)計與實際相結(jié)合，找出了可以支持該設(shè)計應用的科學理論知識和實際環(huán)境知識。節(jié)能安全電閘中要使用的交流變直流的流濾波原理，電磁鐵的應用原理等都在書本上和其它具體的應用中得到了科學的支持。

節(jié)能安全電閘的應用原理就是根據(jù)流濾波原理將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，并與電磁鐵連接，當電源斷電時，通過設(shè)計的電磁鐵的吸引作用斷開兩端電閘的連接，再在彈力彈簧的作用下連通指示燈電路，當重新供電時，由于電閘是斷開的，所以電器不會工作，而指示燈在斷電后連通了電路會亮，來顯示供電局已供電，人們在指示燈燈亮的提醒下，要想恢復電器的正常使用，此時只需按下開關(guān)連通負載電路即可使電器正常工作。

2 節(jié)能安全電閘的具體設(shè)計應用

要想把節(jié)能安全電閘這個創(chuàng)新的設(shè)計有效運用到生活實際當中去，首先必須解決的問題就是如何設(shè)計出具有該項功能的節(jié)能安全電閘，并說明它在實際中的應用原理，為了達到實際有效應用的目標，下面從以下幾個關(guān)鍵點來做解釋說明。

2.1 交流電變?yōu)榉€(wěn)定直流電

我們設(shè)計節(jié)能安全電閘的第一步，就是要根據(jù)流濾波原理將交流電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定直流電，并連接電磁鐵。流濾波原理就是將交流電通過整流濾波后變?yōu)橹绷?，其利用二極管的單向?qū)щ娦?，當正弦交流電在正半周時，二極管導通，輸出電壓；當正弦交流電為負半周時，二極管截止，無輸出，這樣就會將正弦交流電變?yōu)橐粋€脈動的直流電。而將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷脑蚓驮谟?，直流輸電的穩(wěn)定性好，損耗小。

2.2 利用電磁鐵獲得足夠引力

再將交流電變?yōu)榉€(wěn)定直流電后，就要與電磁鐵相連，利用電磁鐵的吸引能力來控制電閘的接觸點。電磁鐵內(nèi)部帶有鐵心，利用通有電流的線圈使其像磁體一樣具有磁性。節(jié)能安全電閘的設(shè)計就充分運用了電磁鐵的工作原理，也就是說，當電源斷電時，電磁鐵電流迅速變小，產(chǎn)生磁力，去吸引兩端的閘刀并使電閘接觸點斷開，且在帶有微小彈力彈簧的作用下連通指示燈電路。而當供電局再次通電時，由于之前斷電時在電磁鐵的作用下，已經(jīng)斷開了電閘的連接，轉(zhuǎn)而連接到指示燈電路上，所以家用電器不會通電，而是指示燈亮來提醒人們。這里利用電磁鐵獲得的引力來實現(xiàn)對電閘的操控，是節(jié)能安全電閘設(shè)計中的關(guān)鍵部分。

2.3 電閘接觸點的設(shè)計

節(jié)能安全電閘的設(shè)計中，電閘接觸點是開通后面渠道的保障，所以電閘接觸點的設(shè)計一定要科學，注重材料的選取。我們所設(shè)計的節(jié)能安全電閘接觸點所用的材料是銀觸點，電閘接觸點兩端的連線也十分緊固，這是為了避免松動虛接影響電路的連接使用。我們設(shè)計的節(jié)能安全電閘中的電閘接觸點中包括左右2個觸點，它是正常供電使用時與之相連的上電路，能保證用電器的正常使用。在設(shè)計電閘接觸點的時候，我們還有效考慮了電閘接觸點的發(fā)熱情況，是否與接觸點接線相關(guān)還是因為電閘過載引起。

2.4 復位開關(guān)按鈕的設(shè)計

節(jié)能安全電閘中復位開關(guān)按鈕是自動性的。它的設(shè)計包括底殼和按鈕，在他的底殼上固定有觸點腳和支架腳，靜觸點固定在觸點腳上，金屬彈性翹板的斷部固定有與靜觸點相對應的動觸點，并以支架為支撐點。在此基礎(chǔ)上，我們設(shè)計的自動復位開關(guān)按鈕的復位方法是雙復位的。它在外形上與普通開關(guān)的區(qū)別不大，但是它的功能相較于普通開關(guān)來說卻有所不同，節(jié)能安全電閘的復位開關(guān)可以在人們看到指示燈亮著的時候，想恢復用電器的正常使用時，來個一鍵復原，按下按鈕，恢復用電器在正常供電情況下的正常使用。

2.5 絕緣裝置材料的選用

我們在設(shè)計節(jié)能安全電閘的時候，還有一個重點就是對于絕緣裝置材料的選用，這一點在整個節(jié)能安全電閘的設(shè)計過程中都要考慮在內(nèi)，在選用絕緣裝置材料的時候可以有效應用絕緣電阻測試裝置，使節(jié)能安全電閘中的絕緣裝置材料的選用更加恰當。我們在節(jié)能安全電閘的設(shè)計和研究中，提倡采用的是一種電機雙層繞組絕緣減薄裝置，它包括絕緣槽和絕緣層。具有良好的絕緣效果，同時它在使用的過程中十分方便，在節(jié)能安全電閘中的使用效果非常好。

3 節(jié)能安全電閘的應用的優(yōu)點

3.1 電閘自動斷開

目前，在人們的生活當中，一般當供電局因為一些事故突然停止供電的時候，人們家用電器的電閘如果不是人為主動的去關(guān)的話，家用電器的電閘不可能會自動斷開，這在家里人忘記關(guān)電器開關(guān)的而在再次來電時人不在家里的時候就造成了電能極大的浪費。而這里設(shè)計的節(jié)能安全電閘就可以有效避免這一點，它在突然斷電的時候，電閘會自動斷開，不需要人為的去關(guān)閉用電器的電源，這一點正是新設(shè)計的節(jié)能安全電閘的最大好處。

3.2 提示作用明顯

這里說的提示作用明顯是指在供電局停電后再次供電時，指示燈就會亮，可以有效提醒人們來電了，用電器可以再次工作了，明顯的指示燈亮，這一現(xiàn)象人們察覺很容易，不會影響人們?nèi)粘Ｖ袑矣秒娖鞯氖褂谩?/p>

3.3 節(jié)能安全電閘的操作十分簡單

突然斷電后，電閘會自動斷開連接，這一點就無需人們操心了，而在再次來電的時候，它的指示燈會亮，人們只需根據(jù)指示燈的亮暗情況來判斷用電器能否使用，而按復位開關(guān)可以一鍵復原，非常的方便并且其中對安全絕緣裝置材料的選用也杜絕了其中存在的許多安全性問題。當然這里簡單安全方便的側(cè)重點是在于復位開關(guān)的一鍵復原了。

3.4 成本低廉，易于推廣

這里研究設(shè)計出的節(jié)能安全電閘的設(shè)計原理相對來說比較簡單，所需要的材料和裝置也較為普遍便宜，也就是說設(shè)計一個這樣的節(jié)能安全電閘的成本低廉，也正因為如此，假如它在批量生產(chǎn)的時候，基于低廉的成本和簡單安全方便的操作，是極易于推廣的。

3.5 喚起人們的節(jié)能意識

節(jié)能安全電閘在人們的日常生活中得到使用能有效喚起人們的節(jié)能意識，這是節(jié)能安全電閘在被日常的使用時的引申意義，它不僅僅指局限于在對一些電器的使用上節(jié)約電能了，它還提醒人們在生活的各處都要節(jié)約電能，節(jié)約其它的各種能源，這使節(jié)能安全電閘應用研究的意義得到了升華，對節(jié)約能源起到了很大的幫助。

4 結(jié)論

人們的生活離不開電能的利用，人們在依賴于電能的同時，也應當具備節(jié)約電能的意識。為了更好的防止人們在日常生活中造成的電能無意的浪費，從而研究設(shè)計出節(jié)能安全電閘這一新型的節(jié)能裝置，它可以廣泛應用于學校，家居，醫(yī)院等各類場所。節(jié)能安全電閘的安裝方便，使用簡單，并且又節(jié)能環(huán)保，非常值得廣泛投入到人們生活的使用當中去。總之，節(jié)能安全電閘的設(shè)計與應用在人們的生活中具有重要意義，具有非常廣闊的前景。

參考文獻

[1]劉自清.一種電機雙層繞組絕緣減薄裝置[J]，2013.

[2]莊玉東.安全與節(jié)能知識[J]，2012.