一種漏電檢測保護裝置的製作方法
2023-05-16 20:22:56 1
本實用新型屬於電氣安全技術領域，具體涉及一種漏電檢測保護裝置。
背景技術：
黨的十一屆三中全會後工農業生產的快速發展，使電氣設備和家用電器大量增加，隨之帶來了與安全用電的矛盾。據不完全統計，70年代中期每年都有數千人傷亡於觸電事故，觸電死亡事故在各類傷亡事故中佔相當大的比重，從火災事故分析中也可以看出，由於電器使用不當或線路漏電造成電氣火災佔了火災事故的20％以上。漏電檢測保護裝置和其他電氣安全技術措施配合使用，在防治電氣事故方面有顯著的作用，因此研究漏電檢測理論與技術應用對國民生活與安全生產具有重要意義。
如果有一種漏電檢測保護裝置可以使人們安全地使用電，將會避免很多不必要的損失。所以目前在五花八門的電器接踵而來的同時，也誕生了各式各樣的漏電檢測保護器。但是，現有的漏電保護器主要採用零序電流互感器來檢測零序電流，在與設定值零序電流值進行比較，根據比較結果進行漏電判斷，從而達到保護人身、設備安全的目的。目前的供電線路中，供電線路中會出現零序電流值不為零，直接切斷供電線路，會引起漏電保護裝置的誤動作，影響人們正常生活和工作；另外，目前的漏電檢測保護裝置僅能檢測到發生漏電，並不能有效準確地提供具體故障，不方便工作進行檢修；其次，目前的供電線路的漏電檢測模塊一般通過有線方式與控制器進行連接，布線比較複雜。因此，現如今缺少一種結構簡單、成本低、設計合理、易操作的漏電檢測保護裝置，實時檢測供電線路的三相線電流和三相對地電壓，避免供電線路發生單相接地造成供電線路漏電，增加供電線路的安全性。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種漏電檢測保護裝置，本實用新型結構簡單，設計合理，使用簡便，實時檢測供電線路的三相線電流和三相對地電壓，避免供電線路發生單相接地造成供電線路漏電，增加供電線路的安全性，實用性強，便於推廣使用。
為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：包括控制器、電源模塊、漏電檢測模塊以及與控制器相接的第一無線通信模塊和第二無線通信模塊，所述電源模塊包括市電供電模塊和蓄電池，所述市電供電模塊包括依次相接的220V電源、降壓整流電路和電壓轉換電路，所述蓄電池為控制器供電的供電迴路中串聯有第一繼電器，所述第一繼電器由控制器進行控制，所述漏電檢測模塊包括無線微控制器、電壓檢測模塊和電流檢測模塊，所述電壓檢測模塊和電流檢測模塊的輸出端均接有A/D轉換電路，所述A/D轉換電路的輸出端與無線微控制器的輸入端相接，所述控制器的輸入端接有時鐘電路和參數設定單元，所述控制器的輸出端接有用於指示單相接地故障的指示模塊和用於切斷供電線路的繼電器保護模塊，所述指示模塊包括用於指示A相接地故障的第一指示燈、用於指示B相接地故障的第二指示燈和用於指示C相接地故障的第三指示燈，所述繼電器保護模塊包括隔離模塊和與隔離模塊輸出端相接的第二繼電器，所述隔離模塊、第一指示燈、第二指示燈和第三指示燈的輸入端均與控制器的輸出端相接；
所述電壓檢測模塊包括用於檢測A相對地電壓的第一電壓檢測模塊、用於檢測B相對地電壓的第二電壓檢測模塊和用於檢測C相對地電壓的第三電壓檢測模塊，所述電流檢測模塊包括用於檢測A相線電流的第一電流檢測模塊、用於檢測B相線電流的第二電流檢測模塊和用於檢測C相線電流的第三電流檢測模塊，所述第一電壓檢測模塊、所述第二電壓檢測模塊、所述第三電壓檢測模塊、所述第一電流檢測模塊、所述第二電流檢測模塊和所述第三電流檢測模塊的輸出端均與A/D轉換電路的輸入端相接。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述第一電壓檢測模塊包括依次相接的第一電壓傳感器、第一電壓信號調理電路和第一採樣保持器，所述第二電壓檢測模塊包括依次相接的第二電壓傳感器、第二電壓信號調理電路和第二採樣保持器，所述第三電壓檢測模塊包括依次相接的第三電壓傳感器、第三電壓信號調理電路和第三採樣保持器，所述第一採樣保持器、第二採樣保持器和第三採樣保持器的輸出端均與A/D轉換電路的輸入端相接。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述第一電流檢測模塊包括依次相接的第一電流傳感器、第一電流信號調理電路和第四採樣保持器，所述第二電流檢測模塊包括依次相接的第二電流傳感器、第二電流信號調理電路和第五採樣保持器，所述第三電流檢測模塊包括依次相接的第三電流傳感器、第三電流信號調理電路和第六採樣保持器，所述第四採樣保持器、第五採樣保持器和第六採樣保持器的輸出端均與A/D轉換電路的輸入端相接。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述第一電壓傳感器、第二電壓傳感器和第三電壓傳感器均為JDXN2-35電壓互感器。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述第一電流傳感器、第二電流傳感器和第三電流傳感器均為LZZBJ9-10A3G電流互感器。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述第一電壓信號調理電路、第二電壓信號調理電路和第三電壓信號調理電路均包括運放LM358和比較器LM211D。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：第一電流信號調理電路、第二電流信號調理電路和第三電流信號調理電路包括運放AD705和比較器LM339。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述A/D轉換電路包括晶片ADC0809。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述降壓整流電路包括變壓器和與所述變壓器輸出端相接的整流橋。
上述的一種漏電檢測保護裝置，其特徵在於：所述控制器包括MSP430單片機或STC89S52單片機。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點：
1、本實用新型通過設置漏電檢測模塊，實時檢測供電線路的三相線電流和三相對地電壓，避免供電線路發生單相接地造成供電線路漏電，增加供電線路的安全性。
2、所採用的電壓檢測模塊，包括第一電壓檢測模塊、第二電壓檢測模塊和第三電壓檢測模塊，分別對供電線路中的A相對地電壓、B相對地電壓和C相對地電壓進行檢測，並將檢測到的A相對地電壓、B相對地電壓和C相對地電壓發送至A/D轉換電路，所採用的電流檢測模塊，包括第一電流檢測模塊、第二電流檢測模塊和第三電流檢測模塊，分別對供電線路中的A相線電流、B相線電流和C相線電流進行檢測，並將檢測到的A相線電流、B相線電流和C相線電流發送至A/D轉換電路，起到漏電檢測作用。
3、本實用新型通過設置無線微控制器和第一無線通信模塊，可以將檢測供電線路的三相線電流和三相對地電壓，無線發送至控制器，控制器根據三相線電流和三相對地電壓進行處理，不需要有線布設，方便快捷。
4、通過設置繼電器保護模塊，當供電線路發生單相接地造成供電線路漏電，可切斷供電線路，增加供電線路的安全性。
5、本實用新型通過設置指示模塊，包括第一指示燈、第二指示燈和第三指示燈，分別用於指示供電線路的漏電故障是A相接地故障、B相接地故障和C相接地故障，便於工作人員進行維修。
綜上所述，本實用新型結構簡單，設計合理，使用簡便，實時檢測供電線路的三相線電流和三相對地電壓，避免供電線路發生單相接地造成供電線路漏電，增加供電線路的安全性，實用性強，便於推廣使用。
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖說明
圖1為本實用新型的電路原理框圖。
圖2為本實用新型電壓檢測模塊和A/D轉換電路的電路原理圖。
圖3為本實用新型電流檢測模塊和A/D轉換電路的電路原理圖。
附圖標記說明:
1—控制器； 2—第一無線通信模塊； 3—無線微控制器；
4—A/D轉換電路； 5—電壓檢測模塊； 5-1—第一電壓傳感器；
5-2—第一電壓信號調理電路； 5-3—第一採樣保持器；
5-4—第二電壓傳感器 5-5—第二電壓信號調理電路；
5-6—第二採樣保持器； 5-7—第三電壓傳感器；
5-8—第三電壓信號調理電路； 5-9—第三採樣保持器；
6—電流檢測模塊； 6-1—第一電流傳感器；
6-2—第一電流信號調理電路； 6-3—第四採樣保持器；
6-4—第二電流傳感器； 6-5—第二電流信號調理電路；
6-6—第五採樣保持器； 6-7—第三電流傳感器；
6-8—第三電流信號調理電路； 6-9—第六採樣保持器；
7—時鐘電路； 8—參數設定單元； 9—第二無線通信模塊；
10—上位機； 11—第一指示燈； 12—第二指示燈；
13—第三指示燈； 14—隔離模塊； 15—第二繼電器；
16—蓄電池； 17—第一繼電器； 18—電壓轉換電路；
19—降壓整流電路； 20—220V電源。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括控制器1、電源模塊、漏電檢測模塊以及與控制器1相接的第一無線通信模塊2和第二無線通信模塊9，所述電源模塊包括市電供電模塊和蓄電池16，所述市電供電模塊包括依次相接的220V電源20、降壓整流電路19和電壓轉換電路18，所述蓄電池16為控制器1供電的供電迴路中串聯有第一繼電器17，所述第一繼電器17由控制器1進行控制，所述漏電檢測模塊包括無線微控制器3、電壓檢測模塊5和電流檢測模塊6，所述電壓檢測模塊5和電流檢測模塊6的輸出端均接有A/D轉換電路4，所述A/D轉換電路4的輸出端與無線微控制器3的輸入端相接，所述控制器1的輸入端接有時鐘電路7和參數設定單元8，所述控制器1的輸出端接有用於指示單相接地故障的指示模塊和用於切斷供電線路的繼電器保護模塊，所述指示模塊包括用於指示A相接地故障的第一指示燈11、用於指示B相接地故障的第二指示燈12和用於指示C相接地故障的第三指示燈13，所述繼電器保護模塊包括隔離模塊14和與隔離模塊14輸出端相接的第二繼電器15，所述隔離模塊14、第一指示燈11、第二指示燈12和第三指示燈13的輸入端均與控制器1的輸出端相接；
所述電壓檢測模塊5包括用於檢測A相對地電壓的第一電壓檢測模塊、用於檢測B相對地電壓的第二電壓檢測模塊和用於檢測C相對地電壓的第三電壓檢測模塊，所述電流檢測模塊6包括用於檢測A相線電流的第一電流檢測模塊、用於檢測B相線電流的第二電流檢測模塊和用於檢測C相線電流的第三電流檢測模塊，所述第一電壓檢測模塊、所述第二電壓檢測模塊、所述第三電壓檢測模塊、所述第一電流檢測模塊、所述第二電流檢測模塊和所述第三電流檢測模塊的輸出端均與A/D轉換電路4的輸入端相接。
本實施例中，通過設置第二無線通信模塊9與設置在監控室內的上位機10進行無線通信，便於監控室內的工作人員進行監控。
本實施例中，通過設置無線微控制器3和第一無線通信模塊2，可以將實時檢測供電線路的三相線電流和三相對地電壓，無線發送至控制器1，控制器1根據三相線電流和三相對地電壓進行處理，不需要有線布設，方便快捷。
本實施例中，通過設置繼電器保護模塊，當供電線路發生單相接地造成供電線路漏電，可切斷供電線路，增加供電線路的安全性。
本實施例中，通過設置第一指示燈11、第二指示燈12和第三指示燈13，分別用於指示供電線路的漏電故障是A相接地故障、B相接地故障和C相接地故障，便於工作人員進行維修。
如圖2所示，本實施例中，所述第一電壓檢測模塊包括依次相接的第一電壓傳感器5-1、第一電壓信號調理電路5-2和第一採樣保持器5-3，所述第二電壓檢測模塊包括依次相接的第二電壓傳感器5-4、第二電壓信號調理電路5-5和第二採樣保持器5-6，所述第三電壓檢測模塊包括依次相接的第三電壓傳感器5-7、第三電壓信號調理電路5-8和第三採樣保持器5-9，所述第一採樣保持器5-3、第二採樣保持器5-6和第三採樣保持器5-9的輸出端均與A/D轉換電路4的輸入端相接。
如圖3所示，本實施例中，所述第一電流檢測模塊包括依次相接的第一電流傳感器6-1、第一電流信號調理電路6-2和第四採樣保持器6-3，所述第二電流檢測模塊包括依次相接的第二電流傳感器6-4、第二電流信號調理電路6-5和第五採樣保持器6-6，所述第三電流檢測模塊包括依次相接的第三電流傳感器6-7、第三電流信號調理電路6-8和第六採樣保持器6-9，所述第四採樣保持器6-3、第五採樣保持器6-6和第六採樣保持器6-9的輸出端均與A/D轉換電路4的輸入端相接。
本實施例中，所述第一電壓傳感器5-1、第二電壓傳感器5-4和第三電壓傳感器5-7均為JDXN2-35電壓互感器。
本實施例中，所述第一電流傳感器6-1、第二電流傳感器6-4和第三電流傳感器6-7均為LZZBJ9-10A3G電流互感器。
本實施例中，所述第一電壓信號調理電路5-2、第二電壓信號調理電路5-5和第三電壓信號調理電路5-8均包括運放LM358和比較器LM211D。
本實施例中，第一電流信號調理電路6-2、第二電流信號調理電路6-5和第三電流信號調理電路6-8包括運放AD705和比較器LM339。
本實施例中，所述A/D轉換電路4包括晶片ADC0809。
本實施例中，所述降壓整流電路19包括變壓器和與所述變壓器輸出端相接的整流橋。
本實施例中，所述控制器1包括MSP430單片機或STC89S52單片機。
本實用新型使用時，220V電源20經過降壓整流電路19送入電壓轉換電路18，經過電壓轉換電路18處理為控制器1供電，或者控制器1通過第一繼電器17工作，蓄電池16通過第一繼電器17為控制器1供電，控制器1進入工作狀態，通過參數設定單元8預先設定A相對地電壓閾值、B相對地電壓閾值和C相對地電壓閾值，第一電壓傳感器5-1實時檢測供電線路A相對地電壓，並將採集到的A相對地電壓信號發送至第一電壓信號調理電路5-2進行處理後，發送給第一採樣保持器5-3，第二電壓傳感器5-2實時檢測供電線路B相對地電壓，並將採集到的B相對地電壓信號發送至第二電壓信號調理電路5-5進行處理後，發送給第二採樣保持器5-6，第三電壓傳感器5-7實時檢測供電線路C相對地電壓，並將採集到的C相對地電壓信號發送至第三電壓信號調理電路5-8進行處理後，發送給第三採樣保持器5-9，第一採樣保持器5-3、第二採樣保持器5-6和第三採樣保持器5-9分別對A相對地電壓信號、B相對地電壓信號和C相對地電壓信號進行採樣保持，並將採樣保持的A相對地電壓信號、B相對地電壓信號和C相對地電壓信號輸出給A/D轉換電路4，A/D轉換電路4將A相對地電壓信號、B相對地電壓信號和C相對地電壓信號分別轉換為A相對地電壓值、B相對地電壓值和C相對地電壓值完成模擬信號到數位訊號的轉換，並將轉換後的數字A相對地電壓值、B相對地電壓值和C相對地電壓值發送至無線微控制器3；第一電流傳感器6-1實時檢測供電線路A相線電流，並將採集到的A相線電流信號發送至第一電流信號調理電路6-2進行處理後，發送給第四採樣保持器6-3，第二電流傳感器6-2實時檢測供電線路B相線電流，並將採集到的B相線電流信號發送至第二電流信號調理電路6-5進行處理後，發送給第五採樣保持器6-6，第三電流傳感器6-7實時檢測供電線路C相線電流，並將採集到的C相線電流信號發送至第三電流信號調理電路6-8進行處理後，發送給第六採樣保持器6-9，第四採樣保持器6-3、第五採樣保持器6-6和第六採樣保持器6-9分別對A相線電流信號、B相線電流信號和C相線電流信號進行採樣保持，並將採樣保持的A相線電流信號、B相線電流信號和C相線電流信號輸出給A/D轉換電路4，A/D轉換電路4將A相線電流信號、B相線電流信號和C相線電流信號分別轉換為A相線電流值、B相線電流值和C相線電流值完成模擬信號到數位訊號的轉換，並將轉換後的數字A相線電流值、B相線電流值和C相線電流值發送至無線微控制器3，時鐘電路7實時統計各個檢測參數的變化時間，便於查看，無線微控制器3將接收到的A相對地電壓值、B相對地電壓值和C相對地電壓值、A相線電流值、B相線電流值和C相線電流值分別通過第一無線通信模塊2發送至控制器1，控制器1通過第二無線通信模塊9將接收到的A相對地電壓值、B相對地電壓值和C相對地電壓值、A相線電流值、B相線電流值和C相線電流值發送至上位機10，便於監控室內的工作人員進行監控，控制器1將接收到的A相線電流值、B相線電流值和C相線電流值進行求和處理，當A相線電流值、B相線電流值和C相線電流值之和為零，供電線路不存在漏電；當A相線電流值、B相線電流值和C相線電流值之和不為零，供電線路存在漏電；控制器1將接收到的A相對地電壓值、B相對地電壓值和C相對地電壓值分別與A相對地電壓閾值、B相對地電壓閾值和C相對地電壓閾值進行比較，當第一電壓傳感器5-1檢測到A相對地電壓值不符合和A相對地電壓閾值時，控制器1控制第一指示燈11亮，用於指示A相發生接地故障，確保供電線路發生漏電故障，同時，控制器1通過隔離模塊14控制第二繼電器15工作，切斷供電線路，當第二電壓傳感器5-4檢測到B相對地電壓值不符合和B相對地電壓閾值時，控制器1控制第二指示燈12亮，用於指示B相發生接地故障，確保供電線路發生漏電故障，同時，控制器1通過隔離模塊14控制第二繼電器15工作，切斷供電線路；當第三電壓傳感器5-7檢測到C相對地電壓值不符合和C相對地電壓閾值時，控制器1控制第三指示燈13亮，用於指示C相發生接地故障，確保供電線路發生漏電故障，同時，控制器1通過隔離模塊14控制第二繼電器15工作，切斷供電線路，避免供電線路發生單相接地造成供電線路漏電，增加供電線路的安全性，實用性強。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。