數字脈衝型觸電漏電保護器的製作方法

2023-12-02 20:21:11

專利名稱：數字脈衝型觸電漏電保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於用電保護器技術領域，特別是一種數字脈衝型觸電漏電保護器。
現在用電系統使用的漏電保護器絕大多數是摸擬、漏電型的，配合空氣開關，對用電系統的漏電進行保護，這種漏電保護器測量電路為摸擬電路，相應的處理信號也為摸擬信號，當用電系統不論是人畜觸電或是線路絕緣不良引起的漏電情況發生，保護器便使空氣開關跳閘，不能自動恢復送電，根據國家有關安全用電規定，人體觸電安全電流為≤30mA，而線路的漏電允許值為200mA，上述保護器的設計動作漏電電流為30－60mA，還分不開觸電與漏電，這樣，上述保護器在線路漏電較大的情況下就會頻繁跳閘，且跳閘後不能自動恢復送電，需人為合閘送電，如果漏電長期超過設計動作電流，則根本送不住電，給用戶帶來極大不便。最近幾年已有能區別開觸電及漏電的脈衝型保護器問世，但電路都是採用分離元件與摸擬集成電路，使得電路複雜，調試麻煩，抗幹擾能力差，時常誤動作，且維修難度大，給用戶帶來很多不便。
本實用新型的目的是設計一種新型的觸電漏電保護器，採用數字集成電路，使摸擬量經數位技術處理變為數字量，採用脈衝技術，將突然性的觸電信號與緩慢變化的漏電信號區別開，與交流接觸器配合，觸電跳閘後能延時自動合閘。
本實用新型包括由電源變壓器、橋式整流器、濾波電容和三端集成穩壓器構成的整流濾波穩壓電路，在整流濾波穩壓電路的輸出端並聯有由運算放大器構成的信號放大電路和由三極體及繼電器構成的推動輸出電路，其特徵是在信號放大電路的輸出端接有脈衝變換電路，脈衝變換電路包括由電阻、電容構成的微分和積分電路，脈衝變換電器的A、B兩點分別與比較電路的輸入端相連接，比較電路由集成運算放大器構成，比較電路的輸出端與數字邏輯處理電路的輸入端連接，數字邏輯處理電路由數字集成電路施密特觸發器構成，數字邏輯處理電路的輸出端與推動輸出電路的輸入端連接。
由於本實用新型採用了脈衝技術和數字邏輯處理技術，能區別開觸電信號與漏電信號，在線路漏電較大的情況下也能正常運行，觸電跳閘後能自動恢復送電，信號處理全部採用集成電路，使得電路可靠，結構簡單，調試維修方便，可代替目前使用的各種漏電保護器，廣泛用於各種供電系統作觸電漏電保護之用。
附圖
示出了本實用新型的實施例的電原理圖。
在本實施例中，數字脈衝型觸電漏電保護器包括由電源變壓器B、橋式整流器D1－D4、濾波電容C1、C2、C3及三端集成穩壓器IC1構成的整流濾波穩壓電路(1)，在整流濾波穩壓電路(1)的輸出端接有由集成運算放大器IC2－1構成的信號放大電路(2)，其中L1為零序電流互感線圈，被保護的用電線路穿過其中，當被保護的用電線路對地有觸電漏電信號時，L1的兩端便感應出一個電壓信號，這個信號經C4濾波，通過R2、R3分別接至運算放大器IC2－1的2腳和3腳，D5、D6為運算放大器IC2－1輸入端限幅保護元件，R1為穩壓二極體DW1的限流電阻，DW1的作用是給IC2－1提供一個合適的電壓工作點，R4為負反饋電阻，D7為檢波二極體，R5為負載電阻，C5、R6、C6構成π型濾波器，π型濾波器的輸出端接有脈衝變換電路(3)，脈衝變換電路(3)由C7、R7、C8、R8構成，C7、R7構成積分器，鑑別出漏電信號從A點輸出，對觸電信號不起作用。C8、R8構成微分器，鑑別出觸電脈衝信號由B點輸出，對漏電信號不起作用。A、B兩點的輸出信號與比較電路(4)的輸入端相連接，比較電路(4)由集成運算放大器IC2－2、IC2－3、IC2－4構成，脈衝變換電路(3)的A點輸出端與IC2－2的5腳連接，脈衝變換電路(3)的B點輸出端與IC2－3、IC2－4的10腳和13腳連接，IC2－2構成漏電比較器，W1的滑動頭與IC2－2的6腳連接，調整W1可設定漏電信號的大小，當漏電電壓信號使得IC2－2的5腳的電位高於IC2－2的6腳設定電位時，IC2－2的7腳輸出高電平，D11和R10構成漏電閉鎖反饋電路。IC2－3、IC2－4構成窗口比較器，W2設定窗口比較器的上限電壓，W2的滑動頭接IC2－3的9腳，W3設定窗口比較器的下限電壓，W3的滑動頭接IC2－4的12腳，R9為分壓電阻，當B點的觸電脈衝電壓信號使得IC2－3的10腳電位高於IC2－3的9腳的設定電位時，IC2－3的8腳輸出高電平，當B點輸出的觸電脈衝電壓信號使得IC2－4的13腳電位低於IC2－4的12腳的設定電位時，IC2－4的14腳輸出高電平。D8、D9、D10構成或門電路，將IC2的7、8、14腳的輸出信號以或門邏輯關係輸出至數字邏輯處理電路(5)的輸入端。數字邏輯處理電路(5)由數字集成電路施密特觸發器IC3構成，比較電路(4)的輸出端通過R11與IC3－1的1腳連接，IC3－1的1腳上還並聯有儲電電容C9和洩放電阻R12與IC3－1構成單穩態電路。IC3－2構成重合閘延時閉鎖電路，其作用是當IC3－1的2腳由低電平變為高電平(即保護器由斷電至恢復送電)時，在一定時間內將IC3－1的輸入端閉鎖。IC3－2的外圍元件有C10、R13、D12，C10的一端與IC3－1的2腳連接，另一端和R13串聯後接地，C10和R13的連接點接IC3－2的3腳。D12的正極接IC3－1的1腳，負極接IC3－2的4腳。數字邏輯處理電路(5)的輸出端與推動輸出電路(6)的輸入端連接。推動輸出電路(6)由三極體T1及繼電器J1構成，其他構成元件有限流電阻R14、R15、R16，濾波電容C11、洩放二極體D13、發光顯示二極體LED1，J1－1和J1－2為繼電器J1的常閉觸點和常開觸點。
在本實施例中，主要元器件的選擇如下IC1LM7812IC2LM324IC3CD40106T1C8050主要技術性能為額定觸電脈衝動作電流30mA額定漏電動作電流200mA脈衝分斷時間≤0.2S延時重合閘時間20－70S工作電壓AC220V±15％使用時，用於總保護時，將電力變壓器的接地線穿過零序電流互感線圈L1。用於分電盤保護時，若是兩相電，須將零線和火線一起穿過零序電流互感線圈L1中，若是三相電，須將三根火線和零線一起穿過零序電流互感線圈L1中。常開觸點J1－2串接在交流接觸器的吸合線圈中。
權利要求數字脈衝型觸電漏電保護器，它包括整流濾波穩壓電路(1)，在整流濾波穩壓電路(1)的輸出端並聯有由運算放大器構成的信號放大電路(2)和由三極體及繼電器構成的推動輸出電路(6)，其特徵在於信號放大電路(2)的輸出端接有脈衝變換電路(3)，脈衝變換電路(3)包括由電阻、電容構成的微分和積分電路，脈衝變換電路(3)的A、B兩點分別與比較電路(4)的輸入端相連接，比較電路(4)由集成運算放大器構成，比較電路(4)的輸出端與數字邏輯處理電路(5)的輸入端連接，數字邏輯處理電路(5)由數字集成電路施密特觸發器構成，數字邏輯處理電路(5)的輸出端與推動輸出電路(6)的輸入端連接。
專利摘要數字脈衝型觸電漏電保護器，它包括在整流濾波穩壓電路的輸出端並聯有信號放大電路和推動輸出電路，在信號放大電路的輸出端接有脈衝變換電路，其A、B兩點分別與比較電路的輸入端連接，比較電路的輸出端與數字邏輯處理電路的輸出端連接，數字邏輯處理電路的輸出端與推動輸出電路的輸入端連接。本實用新型能區別開觸電信號與漏電信號，觸電跳閘後能自動恢復送電，廣泛應用於各種供電系統作觸電漏電保護之用。
文檔編號H02H3/02GK2186966SQ93232500
公開日1995年1月4日 申請日期1993年11月30日 優先權日1993年11月30日
發明者李增華, 郝少林, 孟慶賢, 姜奇志 申請人:李增華