邵佳毅+董书源+李海+李鹏程

摘 要 随着社会的不断发展，能源危机问题也渐渐浮出了水面，为了节约能源，捍卫我们共同的家园，采取一些方法来减少人们日常生活中存在的能源浪费是广大人民的共同选择。因此，为了避免生活中常见的突然断电后，有些人忘记关电器开关而在来电后未被留意的电能的浪费，这里针对此种浪费现象研究设计了一个节能安全电闸，它能够在正常通电情况下和普通电闸一样工作，但断电后再来电时不会接通电路，只有按下复位开关时才会正常工作。这种节能安全电闸的应用完全可以代替家用总电闸，又能防止电能的无意识浪费。本文就旨在说明节能安全电闸的设计应用原理和它的创新性的优点。

关键词 节能安全电闸；应用；优点

中图分类号 TM92 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）164-0182-01

1 节能安全电闸的设计应用原理

在设计节能安全电闸之前，我们就先仔细研究分析了国内外关于同类电闸设计的现状与存在的问题，并通过把吉恩安全电闸的设计与实际相结合，找出了可以支持该设计应用的科学理论知识和实际环境知识。节能安全电闸中要使用的交流变直流的流滤波原理，电磁铁的应用原理等都在书本上和其它具体的应用中得到了科学的支持。

节能安全电闸的应用原理就是根据流滤波原理将交流电转化为直流电，并与电磁铁连接，当电源断电时，通过设计的电磁铁的吸引作用断开两端电闸的连接，再在弹力弹簧的作用下连通指示灯电路，当重新供电时，由于电闸是断开的，所以电器不会工作，而指示灯在断电后连通了电路会亮，来显示供电局已供电，人们在指示灯灯亮的提醒下，要想恢复电器的正常使用，此时只需按下开关连通负载电路即可使电器正常工作。

2 节能安全电闸的具体设计应用

要想把节能安全电闸这个创新的设计有效运用到生活实际当中去，首先必须解决的问题就是如何设计出具有该项功能的节能安全电闸，并说明它在实际中的应用原理，为了达到实际有效应用的目标，下面从以下几个关键点来做解释说明。

2.1 交流电变为稳定直流电

我们设计节能安全电闸的第一步，就是要根据流滤波原理将交流电转化为稳定直流电，并连接电磁铁。流滤波原理就是将交流电通过整流滤波后变为直流，其利用二极管的单向导电性，当正弦交流电在正半周时，二极管导通，输出电压；当正弦交流电为负半周时，二极管截止，无输出，这样就会将正弦交流电变为一个脉动的直流电。而将交流电转变为直流电的原因就在于，直流输电的稳定性好，损耗小。

2.2 利用电磁铁获得足够引力

再将交流电变为稳定直流电后，就要与电磁铁相连，利用电磁铁的吸引能力来控制电闸的接触点。电磁铁内部带有铁心，利用通有电流的线圈使其像磁体一样具有磁性。节能安全电闸的设计就充分运用了电磁铁的工作原理，也就是说，当电源断电时，电磁铁电流迅速变小，产生磁力，去吸引两端的闸刀并使电闸接触点断开，且在带有微小弹力弹簧的作用下连通指示灯电路。而当供电局再次通电时，由于之前断电时在电磁铁的作用下，已经断开了电闸的连接，转而连接到指示灯电路上，所以家用电器不会通电，而是指示灯亮来提醒人们。这里利用电磁铁获得的引力来实现对电闸的操控，是节能安全电闸设计中的关键部分。

2.3 电闸接触点的设计

节能安全电闸的设计中，电闸接触点是开通后面渠道的保障，所以电闸接触点的设计一定要科学，注重材料的选取。我们所设计的节能安全电闸接触点所用的材料是银触点，电闸接触点两端的连线也十分紧固，这是为了避免松动虚接影响电路的连接使用。我们设计的节能安全电闸中的电闸接触点中包括左右2个触点，它是正常供电使用时与之相连的上电路，能保证用电器的正常使用。在设计电闸接触点的时候，我们还有效考虑了电闸接触点的发热情况，是否与接触点接线相关还是因为电闸过载引起。

2.4 复位开关按钮的设计

节能安全电闸中复位开关按钮是自动性的。它的设计包括底壳和按钮，在他的底壳上固定有触点脚和支架脚，静触点固定在触点脚上，金属弹性翘板的断部固定有与静触点相对应的动触点，并以支架为支撑点。在此基础上，我们设计的自动复位开关按钮的复位方法是双复位的。它在外形上与普通开关的区别不大，但是它的功能相较于普通开关来说却有所不同，节能安全电闸的复位开关可以在人们看到指示灯亮着的时候，想恢复用电器的正常使用时，来个一键复原，按下按钮，恢复用电器在正常供电情况下的正常使用。

2.5 绝缘装置材料的选用

我们在设计节能安全电闸的时候，还有一个重点就是对于绝缘装置材料的选用，这一点在整个节能安全电闸的设计过程中都要考虑在内，在选用绝缘装置材料的时候可以有效应用绝缘电阻测试装置，使节能安全电闸中的绝缘装置材料的选用更加恰当。我们在节能安全电闸的设计和研究中，提倡采用的是一种电机双层绕组绝缘减薄装置，它包括绝缘槽和绝缘层。具有良好的绝缘效果，同时它在使用的过程中十分方便，在节能安全电闸中的使用效果非常好。

3 节能安全电闸的应用的优点

3.1 电闸自动断开

目前，在人们的生活当中，一般当供电局因为一些事故突然停止供电的时候，人们家用电器的电闸如果不是人为主动的去关的话，家用电器的电闸不可能会自动断开，这在家里人忘记关电器开关的而在再次来电时人不在家里的时候就造成了电能极大的浪费。而这里设计的节能安全电闸就可以有效避免这一点，它在突然断电的时候，电闸会自动断开，不需要人为的去关闭用电器的电源，这一点正是新设计的节能安全电闸的最大好处。

3.2 提示作用明显

这里说的提示作用明显是指在供电局停电后再次供电时，指示灯就会亮，可以有效提醒人们来电了，用电器可以再次工作了，明显的指示灯亮，这一现象人们察觉很容易，不会影响人们日常中对家用电器的使用。

3.3 节能安全电闸的操作十分简单

突然断电后，电闸会自动断开连接，这一点就无需人们操心了，而在再次来电的时候，它的指示灯会亮，人们只需根据指示灯的亮暗情况来判断用电器能否使用，而按复位开关可以一键复原，非常的方便并且其中对安全绝缘装置材料的选用也杜绝了其中存在的许多安全性问题。当然这里简单安全方便的侧重点是在于复位开关的一键复原了。

3.4 成本低廉，易于推广

这里研究设计出的节能安全电闸的设计原理相对来说比较简单，所需要的材料和装置也较为普遍便宜，也就是说设计一个这样的节能安全电闸的成本低廉，也正因为如此，假如它在批量生产的时候，基于低廉的成本和简单安全方便的操作，是极易于推广的。

3.5 唤起人们的节能意识

节能安全电闸在人们的日常生活中得到使用能有效唤起人们的节能意识，这是节能安全电闸在被日常的使用时的引申意义，它不仅仅指局限于在对一些电器的使用上节约电能了，它还提醒人们在生活的各处都要节约电能，节约其它的各种能源，这使节能安全电闸应用研究的意义得到了升华，对节约能源起到了很大的帮助。

4 结论

人们的生活离不开电能的利用，人们在依赖于电能的同时，也应当具备节约电能的意识。为了更好的防止人们在日常生活中造成的电能无意的浪费，从而研究设计出节能安全电闸这一新型的节能装置，它可以广泛应用于学校，家居，医院等各类场所。节能安全电闸的安装方便，使用简单，并且又节能环保，非常值得广泛投入到人们生活的使用当中去。总之，节能安全电闸的设计与应用在人们的生活中具有重要意义，具有非常广阔的前景。

参考文献

[1]刘自清.一种电机双层绕组绝缘减薄装置[J]，2013.

[2]庄玉东.安全与节能知识[J]，2012.