電流異常保護電路的製作方法
2023-12-10 05:22:31 1
專利名稱：電流異常保護電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力管理技術，尤其涉及一種應對電流異常現象的保護電路。
背景技術：
目前，在電網管理中經常會碰到電網中的電流出現異常這樣的情況。例如，當電網中存在竊電行為或者漏電現象時，電流將會出現異常。這種情況下，供電部門或者終端用戶的電力財產將遭受重大損失。再如，當終端用戶的負荷過大時，也會引起電流增大等異常現象，而這種增大的電流輕則會燒壞用電設備，重則易引起火災。因此，為了保障電力部門和終端用戶的財產不受損失，迫切地需要採取有效措施來應對電網中的電流異常現象。然而，現有的電網管理中還沒有針對上述電流異常現象的較為有效的應對措施。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種電流異常保護電路，其能夠在電流出現異常時切斷線路中的火線或者同時切斷火線和零線的電力線連接，以阻止竊電行為或者漏電現象，或者防止燒壞用電設備以及發生火災，進而有效地保證電力部門和終端用戶的財產不受損失。
為此，本發明的技術方案為提供一種電流異常保護電路，其包括電源單元、電流檢測單元、控制單元和執行單元，其中，所述電源單元用於為所述電流檢測單元、控制單元和執行單元提供工作電壓；所述電流檢測單元用於檢測被測電路中的電流是否出現異常，若被測電路中出現電流異常，則產生與所述電流異常相對應的電信號，並將其傳輸至控制單元；所述控制單元根據來自所述電流檢測單元的電信號產生相應的控制信號，並將所述控制信號傳輸至執行單元；所述執行單元根據所述控制信號而動作，以切斷所在線路的電力線連接。
其中，所述電流檢測單元包括電流平衡檢測子單元，當被測電路中的火線電流與零線電流之間失去平衡時，所述電流平衡檢測子單元便產生與之相對應的電信號，並將其傳輸至所述控制單元。
其中，所述電流檢測單元包括負載電流檢測子單元，當被測電路中的負載電流過大時，所述負載電流檢測子單元便產生與之相對應的電信號，並將其傳輸至所述控制單元。
優選地，所述電流平衡檢測子單元包括電流平衡檢測元件和比較器，所述電流平衡檢測元件包括零序電流互感器或成對設置的錳銅片。其中，所述零序電流互感器套在被測電路的火線和零線上，當火線電流和零線電流之間失去平衡時，所述零序電流互感器的線圈感應出相應的電壓信號，並將其傳輸至比較器的同相輸入端，所述比較器將所述電壓信號與輸入到其反相輸入端的預定的第一基準電壓值進行比較，並且當來自零序電流互感器的電壓信號高於所述第一基準電壓值時，所述比較器將表示電流失去平衡的高電平信號傳輸至所述控制單元。所述成對設置的一對錳銅片中的第一錳銅片和第二錳銅片分別串接在被測電路的火線中以及串接在被測電路的零線中，對應於流過所述錳銅片的電流，所述第一錳銅片的兩端產生第一電壓差，所述第二錳銅片產生第二電壓差，所述第一電壓差和第二電壓差經過放大後，再分別通過對應的信號隔離電路而隔離傳輸至所述比較器的同相輸入端和反相輸入端，並且當所述第一電壓差和第二電壓差不相等時，所述比較器將表示電流失去平衡的高電平信號傳輸至所述控制單元。
優選地，所述負載電流檢測子單元包括負載電流檢測元件和比較器，所述負載電流檢測元件包括負載電流互感器和錳銅片。其中，所述負載電流互感器套在被測電路的火線上，對應於流經所述火線的電流，所述負載電流互感器的線圈感應出相應的電壓信號，並將其傳輸至比較器的同相輸入端，所述比較器將所述電壓信號與輸入到其反相輸入端的預定的第二基準電壓值進行比較，當來自負載電流互感器線圈電壓信號高於所述第二基準電壓值時，所述比較器將表示負載過大的高電平信號傳輸至所述控制單元。所述錳銅片串接在被測電路的火線中，對應於流過所述錳銅片的火線電流，所述錳銅片產生相應的電壓信號，並將其傳輸至所述比較器的同相輸入端，所述比較器將所述電壓信號與輸入到其反相輸入端的預定的第二基準電壓值進行比較，當來自所述錳銅片的電壓信號高於所述第二基準電壓值時，所述比較器將表示負載過大的高電平信號傳輸至所述控制單元。
優選地，所述第二基準電壓值根據實際需要可調。
優選地，本發明提供的電流異常保護電路還包括電子封的動封檢測單元，其用於檢測所述電子封的封體是否被鬆動，若檢測到所述封體被鬆動，便產生表示所述封體被鬆動的電信號，並將其傳輸至控制單元；所述控制單元根據來自動封檢測單元的電信號產生相應的控制信號，並將所述控制信號傳輸至執行單元；所述執行單元根據所述控制信號而動作，以切斷所在線路的電力線連接。
其中，所述動封檢測單元包括壓力傳感器或常開開關。所述壓力傳感器檢測到來自封體的壓力小於設定值時，便產生表示所述封體被鬆動的動封電信號，並將其傳輸至控制單元。所述常開開關在所述封體未被鬆動時，其動觸點在封體的壓迫下與靜觸點接觸，常開開關處於閉合狀態；當所述封體被鬆動時，所述動觸點與靜觸點分離，常開開關處於斷開狀態，便產生表示所述封體被鬆動的動封電信號，並將其傳輸至控制單元。
優選地，所述控制單元還包括至少為兩級級聯的三極體，當電流異常時，第一級三極體導通，第二級三極體截止，使得繼電器動作以切斷所在線路的電力線連接；在電流恢復正常後，第一級三極體截止，第二級三極體導通，使得繼電器自動閉合併恢復所在線路的電力線連接。
優選地，所述執行元件為繼電器和/或可控矽。
相對於現有技術，本發明的有益效果為由於本發明提供的電流異常保護電路包括電流檢測單元、控制單元和執行單元，這樣，一旦電路中出現電流異常，電流檢測單元便產生與該電流異常相對應的電壓信號，並將該電壓信號傳輸至控制單元；控制單元將該電壓信號同預先設定的基準電壓值進行比較，一旦該電壓信號偏離基準電壓值，便向執行單元發出控制信號，以控制執行單元切斷所在線路的電力線連接(即，切斷電力供應)，這樣便可以有效地阻止竊電行為或者漏電現象，或者防止燒壞用電設備並避免發生火災，進而可以保證電力部門和終端用戶的財產不受損失。
此外，在本發明提供的一個優選實施方式中，還包括電子封的動封檢測單元，當檢測到所述封體被鬆動時，該動封檢測單元便產生表示所述封體被鬆動的電信號，並將其傳輸至控制單元，控制單元根據該電信號產生相應的控制信號來控制執行單元而動作，以切斷所在線路的電力線連接。這樣就能夠在電流出現異常和/或有人動封竊電時，都可以切斷所在線路的電力線連接，從而更為有效地保證電力部門和終端用戶的財產不受損失。
再有，在本發明提供的一個優選實施方式中，控制單元可以採用三個三極體級聯的方式(當然，也可以為兩個三極體級聯的方式或者為更多個三極體級聯的方式)，這樣便可以在電流異常時，使第一級三極體導通，第二級三極體截止，控制繼電器動作以切斷所在線路的電力線連接；並在電流恢復正常後，使第一級三極體截止，第二級三極體導通，控制繼電器自動閉合併恢復所在線路的電力線連接，從而免去了人工合閘的麻煩，節省了人工。
圖1為本發明第一實施例的電流異常保護電路的原理框圖；圖2為本發明第一實施例中的電流異常保護電路的具體電路圖；圖3為本發明第一實施例中所採用的電子封的具體電路圖；圖4為圖3中動封檢測單元的另一種實現方式；圖5為本發明第一實施例中所採用的電子封的機械結構示意圖；圖6為圖5所示電子封的封體被鬆動時的結構示意圖；圖7為本發明第二實施例的電流異常保護電路的原理框圖；
圖8為本發明第二實施例的電流異常保護電路的具體電路圖。
具體實施例方式
為使本技術領域的人員更好地理解本發明的方案，下面結合附圖對本發明提供的電流異常保護電路進行詳細描述。
請參閱圖1，本發明提供的電流異常保護電路包括電源單元210、電流檢測單元220、控制單元230和執行單元240。其中，電流檢測單元220又包括電流平衡檢測子單元221和負載電流檢測子單元222。
電源單元210為電流平衡檢測子單元221、負載電流檢測子單元222、控制單元230和執行單元240提供工作電壓。該電源單元210可以是將電網中的相線(火線)電壓經過降壓、整流濾波後，轉變為各單元所需的工作電壓；也可以是直流電壓源(例如，+5V的電源)。
電流檢測單元220用於檢測電流異常。當電路中存在電流異常時，所述電流檢測單元220便產生與所述電流異常相對應的電信號，並將所述電信號傳輸至控制單元230。具體地，當電路中火線電流和零線電流失去平衡時，所述電流平衡檢測子單元221便產生與所述失衡電流相對應的第一電信號，並將所述第一電信號向控制單元230輸出；當電路中的負載電流過大時，所述負載電流檢測子單元222便產生與所述過大負載電流相對應的第二電信號，並將所述第二電信號向控制單元230輸出。
控制單元230根據來自電流檢測單元220的電信號(即，來自電流平衡檢測子單元221的第一電信號和/或來自負載電流檢測子單元222的第二電信號)產生控制信號，並將該控制信號傳輸至執行單元240。
執行單元240根據來自控制單元230的控制信號而動作，以切斷所在線路的火線連接或者同時切斷所在線路的火線連接和零線連接，即切斷所在線路的電力供應。其中，執行單元240可以包括繼電器和/或可控矽。
優選地，本發明提供的電流異常保護電路還可以帶有電子封的功能。即，本發明提供的電流異常保護電路還可以包括動封檢測單元250，用以檢測電子封的封體是否被鬆動。若動封檢測單元250檢測到封體被鬆動，便產生表示該封體被鬆動的第三電信號，並將其傳輸至控制單元230；控制單元230根據該第三電信號產生相應的控制信號，並將該控制信號傳輸至執行單元240；該執行單元240根據該控制信號而動作，以切斷所在線路的電力供應。
其中，動封檢測單元250的檢測元件可以為壓力傳感器。當該壓力傳感器檢測到來自封體的壓力小於設定值時，便產生表示該封體被鬆動的第三電信號，並將其傳輸至控制單元230。
當然，動封檢測單元250的檢測元件也可以為常開開關。該常開開關在該封體未被鬆動時，其動觸點在封體的壓迫下與靜觸點接觸，常開開關處於閉合狀態；當該封體被鬆動時，常開開關的動觸點與靜觸點分離，常開開關便處於斷開狀態，從而產生表示該封體被鬆動的第三電信號，並將其傳輸至控制單元230。
請參閱圖2，電源單元包括電容C1、C2，電阻R1、R2、R3，二極體D1、D2、D3、D4，三極體T1、T2。其中，來自火線A和零線N的電壓經電容C1降壓後，再經二極體D1-D4橋式整流得到直流電壓，然後經電容C2濾波。濾波後的直流電壓經取樣電阻R2和R3、三極體T1和T2穩壓後，輸出穩定的直流電壓給電流檢測單元220、控制單元230和執行單元240。
電流平衡檢測元件包括零序電流互感器CT1，其套在火線A與零線N上。當火線A的電流和零線N的電流之間失去平衡時，該零序電流互感器CT1感應出相應的電壓信號，並將其傳輸至比較器IC1的同相輸入端。該比較器IC1的反相輸入端輸入有由電阻R6確定的第一基準電壓值，該第一基準電壓值是根據實際需要而預先設定的，其可以通過調整分壓電阻R4和R6的阻值來改變設定值。比較器IC1將來自零序電流互感器CT1的電壓信號與第一基準電壓值進行比較，當來自零序電流互感器的電壓信號高於第一基準電壓值時，比較器IC1輸出表示電流失去平衡的高電平信號，該高電平信號經二極體D9和電阻R7輸入到三極體T3的基極，使得三極體T3導通，而三極體T4和T5相應地截止，於是，繼電器J1和J2這兩個執行元件同時分別斷開火線A的電力線連接和零線N的電力線連接，即切斷供電。
負載電流檢測元件包括負載電流互感器CT2，其套在火線A上。對應於流經火線A的電流，該負載電流互感器CT2感應出相應的電壓信號，並將該電壓信號傳輸至比較器IC2的同相輸入端。該比較器IC2的反相輸入端輸入有由可調電阻R11確定的第二基準電壓值，該第二基準電壓值是根據實際需要而預先設定的，其可以通過調節可調電阻R11的阻值來改變設定值。比較器IC2將來自負載電流互感器CT2的電壓信號與第二基準電壓值進行比較，當來自負載電流互感器CT2的電壓信號高於第二基準電壓值時，比較器IC2輸出表示負載電流過大的高電平信號，該高電平信號經二極體D8和電阻R7輸入到三極體T3的基極，使得三極體T3導通，三極體T4和T5相應地截止，於是，繼電器J1和J2這兩個執行元件同時分別斷開火線A的電力線連接和零線N的電力線連接，即切斷電力供應。
可以理解，在本實施例中的控制單元採用三個三極體聯連的方式，這既可以在電流異常時，實現T3導通，T4、T5截止，從而使得繼電器J1和J2動作以同時切斷火線A的電力線連接和零線N的電力線連接；又可以在電流恢復正常後，實現T3截止，T4、T5導通，從而使得繼電器J1和J2動作以自動恢復已被切斷的火線A的電力線連接和零線N的電力線連接，這樣便能夠免去了人工合閘的麻煩。
請參閱圖3，為本發明第一實施例中所採用的電子封的具體電路圖。
其中，電源單元的電路構成和工作原理類似於圖2所示的電源單元，在此不再贅述。
動封檢測單元包括微動開關K，電阻2R4、2R5、2R7、2R8，二極體2D5、2D6，比較器2IC1。其中，電阻2R7、2R8為分壓電阻，以電阻2R8的電壓為基準電壓，該基準電壓輸入到2IC1的反相輸入端。微動開關K被斷開時，a點電位升高，經二極體2D5、電阻2R5輸入到比較器2IC1的同相輸入端，經與基準電壓比較後，比較器2IC1輸出高電位(即，第三電信號)給控制單元，同時該高電位經二極體2D6、電阻2R5輸入到比較器2IC1的同相輸入端以使電路自鎖，從而使該電子封所對應的線路無法恢復供電。
控制單元包括二極體2D7、2D8、2D9，電阻2R6，三極體2T3、2T4、2T5和2T6。該控制單元進行如下兩種控制第一種，對執行單元中的執行元件進行控制，以切斷電力供應(即，切斷該電子封所對應電路的火線A和/或零線N的連接)；第二種，對執行單元中的示警單元進行控制，使其發出示警信息，即，控制執行單元的示警單元藉助於載波發射電路向控制終端(圖未示)傳輸控制信號以進行遠程示警。
示警單元可以包括警告單元和/或報警單元。示警單元根據來自控制單元的控制信號執行各種示警操作，例如，通過語音、文字等多種形式來警告動封人員「勿擅自動封」，和/或通過聲、光、電、文字等多種形式進行報警以便提醒用戶/管理人員等有關人員「有人動封」，促使用戶/管理人員等採取措施阻止動封，從而避免損失。因此，本發明提到的示警既包括用以提醒用戶/管理人員等有關人員的報警，也包括用以警示動封人員的警告。
執行單元的執行元件包括繼電器2J1、2J2。當動封檢測單元中的比較器2IC1輸出高電位時，控制單元的三極體2T3導通，三極體2T4、2T5截止，執行單元的繼電器2J1、2J2相應地斷開，從而該電子封所對應的火線A和/或零線N的連接被斷開，即，切斷了電力供應。
執行單元的示警單元的部分電路包括電阻2R9～2R13，電容2C3～2C5，電感2L1、2L2，二極體2D10、2D11，發光二極體LED，三極體2T6、2T7，晶振BC，編碼開關DIP，集成電路2IC2、2IC3等。當動封檢測單元中的比較器2IC1輸出的高電位經控制單元中的二極體2D8輸入三極體2T6的基極時，2T6導通，使得執行單元中的集成電路2IC2的管腳17輸出的信號經電阻2R11傳輸至集成電路2IC3，集成電路2IC3的管腳6輸出的頻率信號經二極體LED和電阻2R13傳輸至三極體2T7的基極，三極體2T7對應於該頻率而導通或截至，線圈2L1相應地通電或斷電，於是感應線圈2L2相應地將感應電信號向外發射出去，以待控制終端接收並執行相應的示警操作。
可以看出，在圖3的示警單元中並沒有示出通過聲、光、電、文字等多種形式發出示警信息的電路，而這部分電路對於本領域的技術人員而言是公知的常識，在此不再贅述。
實際應用中，本實施例的電子封的工作過程為當封體1被鬆動時，動封檢測單元的微動開關K斷開，二極體2D5的正極電位升高，比較器2IC1的同相輸入電位升高，並高於基準電壓，此時比較器2IC1產生第三電信號，並將其傳輸至控制單元，執行單元的繼電器2J1、2J2在控制單元的控制下斷開，從而實現切斷電力供應的功能；同時，執行單元的示警單元通過載波發射電路將來自控制單元的控制信號發送至遠程控制終端進行遠程示警，以提醒控制終端處的管理人員等採取相應的保護措施，避免損失。
本實施例中的比較器2IC1可以採用集成電路LM324、UA741，集成電路2IC2可以採用PT2262，集成電路2IC3可以採用CD4069。
請參閱圖4，圖3中的動封檢測單元的電路可以由三極體開關電路來替代。將圖4中的X、Y、Z點分別與圖3中動封檢測單元相應的X、Y、Z點連接即可完成該替代並實現相同的功能，即，當封體1被鬆動時，微動開關K斷開，二極體DA的正極電位升高，使得三極體TA基極的電位升高，於是三極體TA導通，相應地Z點電位升高，這樣便產生了第三電信號，然後再通過後續電路將該第三電信號傳輸至控制單元。
下面參照圖5和圖6說明應用於本發明第一實施例中的電子封的機械結構。
請參閱圖5，該電子封包括封體1、封座2和微動開關3。其中，封體1為螺杆，微動開關3為常開開關。在本實施例中，封座2固定於被封物體的例如電量表箱的箱體(圖未示)上，微動開關3設置於封座2的下部。封體1穿過電量表箱的箱蓋(圖未示)並旋進封座2，從而對箱蓋與箱體施封，以防止非法開啟該電量表箱。正常情況下，封體1的下端壓住微動開關3的彈片33，使微動開關3的動觸點31與靜觸點32閉合。此時，電子封不產生表示封體1被鬆動的第三電信號。
請參閱圖6，圖6與圖5結構類似，二者不同之處在於微動開關3所處的狀態不同圖5中，微動開關3處於閉合狀態；圖6中，微動開關3處於斷開狀態。如圖6所示，封體1被鬆動，微動開關3的動觸點31與靜觸點32分開。此時，電子封將產生第三電信號。
請參閱圖7，為本發明第二實施例的電流異常保護電路的原理框圖。本實施例中的電流異常保護電路包括電源單元300、電流檢測單元310、控制單元320和執行單元330。
其中，電源單元300為電流檢測單元310、控制單元320和執行單元330提供工作電壓。
電流檢測單元310包括電流平衡檢測子單元和負載電流檢測子單元。電流平衡檢測子單元和負載電流檢測子單元分別將各自檢測到的電流異常情況所對應的電信號傳輸至控制單元320。
具體地，電流平衡檢測子單元包括火線電流檢測電路301、第一信號放大電路302、第一信號隔離電路303、零線電流檢測電路311、第二信號放大電路312、第二信號隔離電路313以及電流平衡比較電路314。火線電流檢測電路301實時檢測被測電路中的火線電流，並輸出與該火線電流相對應的電壓信號至第一信號放大電路302，以進行放大；經放大後的電壓信號被傳輸至第一信號隔離電路303，由第一信號隔離電路303將其隔離輸出至電流平衡比較電路314。同時，零線電流檢測電路311實時檢測被測電路中的零線電流，並輸出與該零線電流相對應的電壓信號至第二信號放大電路312，以進行放大；經放大後的電壓信號被傳輸至第二信號隔離電路313，由第二信號隔離電路313將其隔離輸出至電流平衡比較電路314。電流平衡比較電路314將輸入其中的對應於火線電流的電壓信號和對應於零線電流的電壓信號進行比較，只要這兩個電壓信號不一致，則輸出表示被測電路的電流失衡的電信號，並將其傳輸至控制單元320。
負載電流檢測子單元包括火線電流檢測電路301、第一信號放大電路302、第一信號隔離電路303以及負載電流比較電路304。火線電流檢測電路301實時檢測被測電路中的火線電流，並輸出與該火線電流相對應的電壓信號至第一信號放大電路302，以進行放大；經放大後的電壓信號被傳輸至第一信號隔離電路303，由第一信號隔離電路303將其隔離輸出至負載電流比較電路304。負載電流比較電路304將輸入其中的對應於火線電流的電壓信號同預定的基準電壓信號進行比較，若對應於火線電流的電壓信號大於基準電壓信號，則輸出表示被測電路的負載過大的電信號，並將其傳輸至控制單元320。
至於控制單元320和執行單元330的工作原理類似於圖1中的控制單元230和執行單元240，在此不再贅述。
在本實施例中，電流平衡檢測子單元中的檢測元件為成對設置的一對錳銅片。其中，第一錳銅片和第二錳銅片分別串接在被測電路的火線中以及串接在被測電路的零線中。對應於流過錳銅片的電流，第一錳銅片的兩端產生第一電壓差，第二錳銅片產生第二電壓差。
在本實施例中，負載電流檢測子單元中的檢測元件為錳銅片，其串接在被測電路的火線中。對應於流過該錳銅片的火線電流，該錳銅片產生相應的電壓信號。
請參閱圖8，為本發明第二實施例的電流異常保護電路的具體電路圖。其中，火線電流檢測模塊的火線電流檢測元件包括錳銅片1R2；火線電流檢測模塊的電流信號放大電路包括電容1C5、1C6、1C7、電阻1R4、1R5、1R6、1R7和集成電路1IC5；火線電流檢測模塊的信號隔離電路包括IC3。
零線電流檢測模塊的零線電流檢測元件包括錳銅片1R8；零線電流檢測模塊的電流信號放大電路包括1C8、1C9、1C13、電阻1R9、1R10、1R11、1R12和集成電路1IC6；零線電流檢測模塊的信號隔離包括1IC4。
電流平衡比較電路包括集成電路1IC3、1IC4、1IC7-1，電阻1R14、1R16和二極體1D8。
負載電流比較電路包括集成電路1IC7-2，電阻1R21、1R22和二極體1D9。
控制單元包括電阻1R15，三極體1V2、1V3和二極體1D3。執行單元包括繼電器1J1。
電源單元包括由電容1C1、1C4、電阻1R1、二極體1D1、穩壓管1DW1和集成電路1IC1組成的火線電流信號放大電路的電源電路，由電容1C2、電阻1R3、二極體1D2、穩壓管1DW2、集成電路1IC8組成的零線電流信號放大電路的電源電路，以及由壓敏電阻1R21、電阻1R13、1R17、1R18、1R19、電容1C3、1C11、1C12和集成電路1IC2組成的控制電路的電源電路。
本實施例的電流異常保護電路的工作原理及過程為當有電流通過由電阻1R2表示的第一錳銅片或由1R8表示的第二錳銅片時，第一錳銅片1R2或第二錳銅片1R8的兩端形成相應的電壓差。第一錳銅片1R2兩端的電壓差(第一電壓差)經火線電流檢測模塊的電流信號放大電路放大後，再經火線電流檢測模塊的信號隔離電路隔離輸送到電流平衡比較電路中的比較器1IC7-1的同相輸入端。第二錳銅片1R8兩端的電壓差(第二電壓差)經零線電流檢測模塊的電流信號放大電路放大後，再經零線電流檢測模塊的信號隔離電路隔離輸送到電流平衡比較電路中的比較器1IC7-1的反相輸入端。這樣，通過比較器1IC7-1來對第一電壓差和第二電壓差進行比較。若通過電阻1R2的火線電流和通過電阻1R8的零線電流不平衡，則第一電壓差和第二電壓差不相等，這種情況下，電流平衡比較電路中的比較器1IC7-1將輸出高電位。該高電位經二極體1D8、1R15而輸入到三極體1V2的基極，於是，三極體1V2導通，三極體1V3相應地截止，從而使得繼電器1J1動作，以斷開電源供給。並且，當火線電流和零線電流恢復平衡時，比較器1IC7-1不輸出高電位，於是三極體1V2截至，三極體1V3相應地導通，從而使得繼電器1J1動作，以自動恢復已被斷開的電力線連接，即恢復電源供給。
此外，第一錳銅片1R2兩端的電壓差經火線電流檢測模塊的電流信號放大電路放大後，再經火線電流檢測模塊的信號隔離電路隔離輸送到負載電流比較電路中的比較器1IC7-2的同相輸入端，比較器1IC7-2的反相輸入端輸入有基準電壓值。當由第一錳銅片1R2檢測到的負載電流大於預置的基準電壓值時，負載電流比較電路中的比較器1IC7-2輸出高電位。該高電位經二極體1D9，電阻1R15而輸入到三極體1V2的基極，於是，三極體1V2導通，三極體1V3相應地截止，從而使得繼電器1J1動作，以斷開電源供給。並且，當火線電流恢復正常時，比較器1IC7-2不輸出高電位，於是三極體1V2截至，三極體1V3相應地導通，從而使得繼電器1J1動作，以自動恢復已被斷開的電力線連接，即恢復電源供給。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種電流異常保護電路，其特徵在於包括電源單元、電流檢測單元、控制單元和執行單元，其中所述電源單元用於為所述電流檢測單元、控制單元和執行單元提供工作電壓；所述電流檢測單元用於檢測被測電路中的電流是否出現異常，若被測電路中出現電流異常，則產生與所述電流異常相對應的電信號，並將其傳輸至控制單元；所述控制單元根據來自所述電流檢測單元的電信號產生相應的控制信號，並將所述控制信號傳輸至執行單元；所述執行單元根據所述控制信號而動作，以切斷所在線路的電力線連接。
2.如權利要求1所述的電流異常保護電路，其特徵在於所述電流檢測單元包括電流平衡檢測子單元，當被測電路中的火線電流與零線電流之間失去平衡時，所述電流平衡檢測子單元便產生與之相對應的電信號，並將其傳輸至所述控制單元。
3.如權利要求1或2所述的電流異常保護電路，其特徵在於所述電流檢測單元包括負載電流檢測子單元，當被測電路中的負載電流過大時，所述負載電流檢測子單元便產生與之相對應的電信號，並將其傳輸至所述控制單元。
4.如權利要求2所述的電流異常保護電路，其特徵在於所述電流平衡檢測子單元包括電流平衡檢測元件和比較器，所述電流平衡檢測元件包括零序電流互感器或成對設置的錳銅片，其中所述零序電流互感器套在被測電路的火線和零線上，當火線電流和零線電流之間失去平衡時，所述零序電流互感器的線圈感應出相應的電壓信號，並將其傳輸至比較器的同相輸入端，所述比較器將所述電壓信號與輸入到其反相輸入端的預定的第一基準電壓值進行比較，並且當來自零序電流互感器的電壓信號高於所述第一基準電壓值時，所述比較器將表示電流失去平衡的高電平信號傳輸至所述控制單元；所述成對設置的一對錳銅片中的第一錳銅片和第二錳銅片分別串接在被測電路的火線中以及串接在被測電路的零線中，對應於流過所述錳銅片的電流，所述第一錳銅片的兩端產生第一電壓差，所述第二錳銅片產生第二電壓差，所述第一電壓差和第二電壓差經過放大後，再分別通過對應的信號隔離電路而隔離傳輸至所述比較器的同相輸入端和反相輸入端，並且當所述第一電壓差和第二電壓差不相等時，所述比較器將表示電流失去平衡的高電平信號傳輸至所述控制單元。
5.如權利要求3所述的電流異常保護電路，其特徵在於所述負載電流檢測子單元包括負載電流檢測元件和比較器，所述負載電流檢測元件包括負載電流互感器和錳銅片，其中所述負載電流互感器套在被測電路的火線上，對應於流經所述火線的電流，所述負載電流互感器的線圈感應出相應的電壓信號，並將其傳輸至比較器的同相輸入端，所述比較器將所述電壓信號與輸入到其反相輸入端的預定的第二基準電壓值進行比較，當來自負載電流互感器線圈電壓信號高於所述第二基準電壓值時，所述比較器將表示負載過大的高電平信號傳輸至所述控制單元；所述錳銅片串接在被測電路的火線中，對應於流過所述錳銅片的火線電流，所述錳銅片產生相應的電壓信號，並將其傳輸至所述比較器的同相輸入端，所述比較器將所述電壓信號與輸入到其反相輸入端的預定的第二基準電壓值進行比較，當來自所述錳銅片的電壓信號高於所述第二基準電壓值時，所述比較器將表示負載過大的高電平信號傳輸至所述控制單元。
6.如權利要求5所述的電流異常保護電路，其特徵在於根據實際需要，所述第二基準電壓值可調。
7.如權利要求1所述的電流異常保護電路，其特徵在於還包括電子封的動封檢測單元，其用於檢測所述電子封的封體是否被鬆動，若檢測到所述封體被鬆動，便產生表示所述封體被鬆動的電信號，並將其傳輸至控制單元；所述控制單元根據來自動封檢測單元的電信號產生相應的控制信號，並將所述控制信號傳輸至執行單元；所述執行單元根據所述控制信號而動作，以切斷所在線路的電力線連接。
8.如權利要求7所述的電流異常保護電路，其特徵在於所述動封檢測單元包括壓力傳感器或常開開關，其中所述壓力傳感器檢測到來自封體的壓力小於設定值時，便產生表示所述封體被鬆動的動封電信號，並將其傳輸至控制單元；所述常開開關在所述封體未被鬆動時，其動觸點在封體的壓迫下與靜觸點接觸，常開開關處於閉合狀態；當所述封體被鬆動時，所述動觸點與靜觸點分離，常開開關處於斷開狀態，便產生表示所述封體被鬆動的動封電信號，並將其傳輸至控制單元。
9.如權利要求1所述的電流異常保護電路，其特徵在於所述控制單元還包括至少為兩級級聯的三極體，當電流異常時，第一級三極體導通，第二級三極體截止，使得繼電器動作以切斷所在線路的電力線連接；在電流恢復正常後，第一級三極體截止，第二級三極體導通，使得繼電器自動閉合併恢復所在線路的電力線連接。
10.如權利要求1所述的電流異常保護電路，其特徵在於所述執行元件為繼電器和/或可控矽。
全文摘要
本發明公開了一種電流異常保護電路，其包括電源單元、電流檢測單元、控制單元和執行單元。電源單元用於為各單元提供工作電壓；電流檢測單元用於檢測被測電路中的電流是否出現異常，若被測電路中出現電流異常，則產生與電流異常相對應的電信號，並將其傳輸至控制單元；控制單元根據來自電流檢測單元的電信號產生相應的控制信號，並將其傳輸至執行單元；執行單元根據該控制信號而動作，以切斷所在線路的電力線連接。本發明提供的電流異常保護電路能夠在電流出現異常時切斷線路中的火線或者同時切斷火線和零線的電力線連接，以阻止竊電行為或者漏電現象，或者防止燒壞用電設備以及發生火災，進而有效地保證電力部門和終端用戶的財產不受損失。
文檔編號H02H3/32GK101060242SQ200710097019
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月18日 優先權日2006年4月18日
發明者萬家盛 申請人:湖北盛佳電器設備有限公司, 萬家盛