智能漏電保護器的製作方法
2023-10-09 05:19:29
專利名稱：智能漏電保護器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電路安全保護裝置，尤其涉及一種漏電保護器。
背景技術：
為了保護各種電器設備和人身安全，漏電保護器已得到廣泛的應用。但現有漏電保護器存在以下不足之處。1、跳閘後不能繼續檢測漏電故障的解除情況，並自動復位；2、漏電保護器的零序電流互感器的感應磁通易受外界及電器的幹擾，容易產生誤動作；3、無漏電電流顯示，不能根據漏電電流的大小判斷出現故障的大小及故障可能出現的位置。本發明人已授權的實用新型專利「自動復位漏電保護器」(CN200420053999.8)已提出了解決方案，但其缺點是線路複雜，調節困難，受環境影響較大。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種抗幹擾能力強、數據控制準確、自動檢測、自動復位的智能漏電保護器。
為實現上述目的，本發明的技術方案是智能漏電保護器，包括電源電路、漏電流檢測電路、漏電流放大電路、漏電流指示電路、單片機單元以及控制繼電器單元，其特徵是所述的漏電流檢測電路包括零序電流互感器，所述的零序電流互感器連接有使零序電流互感器的磁芯產生穩定磁場的恆流交流偏磁電路，零序電流互感器的初級線圈為從智能漏電保護器的輸出端引入的相線和零線，零序電流互感器的次級線圈與漏電流檢測電路連接，漏電流檢測電路與漏電流放大電路連接，漏電流放大電路與單片機單元連接，單片機單元與控制繼電器單元、漏電流指示電路連接；所述零序電流互感器還設有在非供電狀態下的低壓二次漏電檢測線圈電路。
作為一種改進，所述低壓二次漏電檢測線圈電路包括低壓電源，與低壓電源連接的繼電器觸點，與繼電器觸點連接並且可作為零序電流互感器二次檢測的初級線圈，所述初級線圈通過繼電器觸點可與用戶的相線和零線連接。
由於採用上述技術方案，所述零序電流互感器還設有在非供電狀態下的低壓二次漏電檢測線圈電路，不需要用220伏的交流電測試漏電與否，使電路漏電檢測變得安全，不會造成人員和設備的傷害；單片機單元的採用，使得整個線路控制準確，線路簡單，運行可靠，故障率大大降低。
圖1是本發明實施例的原理框圖；圖2是本發明實施例的流程圖；圖3是本發明實施例的電氣原理圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2、圖3所示，智能漏電保護器，包括電源電路、漏電流檢測電路、漏電流放大電路、漏電流指示電路、單片機單元以及控制繼電器單元，所述的漏電流檢測電路包括零序電流互感器B1，所述的零序電流互感器B1連接有使零序電流互感器B1的磁芯產生穩定磁場的恆流交流偏磁電路，零序電流互感器B1的初級線圈為從智能漏電保護器的的輸出端引入的相線和零線，零序電流互感器B1的次級線圈L5與漏電流檢測電路連接，漏電流檢測電路與漏電流放大電路連接，漏電流放大電路與單片機單元IC5連接，單片機單元IC5與控制繼電器單元、漏電流指示電路連接；所述零序電流互感器B1還設有在非供電狀態下的低壓二次漏電檢測線圈電路。
其中，所述低壓二次漏電檢測線圈電路包括低壓電源L2，與低壓電源L2連接的繼電器觸點JK1、JK1』，與繼電器觸點JK1、JK1』連接並且可作為零序電流互感器二次檢測的初級線圈L3，所述初級線圈L3通過繼電器觸點可與用戶的相線和零線連接。
其中，所述的使零序電流互感器B1的磁芯產生穩定磁場的恆流交流偏磁電路包括穩壓二極體VD1、穩壓二極體VD2、二極體D1、二極體D2、橋式整流電路D3、電位器RP1、電阻R1至電阻R4和三極體V1、三極體V2，穩壓二極體VD1、穩壓二極體VD2組成二次交流穩壓電路，二極體D1、二極體D2組成溫度補償電路，以三極體V1、三極體V2為核心組成穩流電路，電位器RP2、電容C1組成相位補償電路，當電網頻率發生偏移或電網電壓波動時，對穩流電路進行相位和電壓上的補償。
其中，所述的控制繼電器單元包括電容C15、橋式整流器D12、橋式整流器D13、光電控制模塊IC4、繼電器J1、繼電器J2；其中橋式整流器D12、D13連接光電控制模塊IC4，光電控制模塊IC4連接繼電器J2，繼電器J1由單片機單元IC5控制。
本發明的工作原理是由L3、L4、L5及磁芯構成零序電流互感器B1，為信號電流的主要檢測部件，另外配以VD1、VD2、D1、D22、RP1整流電路D3以及以V1、V2為核心組成的交流恆流偏磁電路，完成對信號電流的正確檢測。其工作原理根據互感器原理I1n1/I2n2＝K，其中I1為原邊電流，I2為副邊電流，n1為原邊匝數，n2為副邊匝數，K為常數。當一個互感器作成之後，它的特性便已固定下來，其K值就為一固定值。K值的大小，就決定了一個互感器的電流傳輸特性。換句話說，它決定了一個互感器的電流傳輸效率。基於上述，我們在零序電流互感器B1的原邊加入了L3，作為二次檢測，在此也叫安全檢測，它是在電路出現異常漏電的情況下，通過繼電器J1的兩組常開觸點JK1、JK1』將安全電壓(36伏或48伏)加至L3。根據I1n1/I2n2＝K，當I1減小X倍，n1增加X倍。則有I1/X*Xn1＝I1n1，這就是我們能夠進行安全電壓下(即低壓下)檢測結果與實際狀況(高壓下)檢測結果一致的主要理論根據。使用此種檢測，具有線路簡單，結果一致性好，不誤動作等優點。但實際上每一個零序電流互感器都不可能是理想的，不管使用何種材料，其磁芯都有一個初始導磁率，為此我們加入了偏磁線圈L4以及能夠產生恆定電流的交流偏磁電路，它能夠使磁芯預先導磁，這樣就可以保證在原邊電流極其微弱的狀況下，副邊感應電流也能進入線性狀態，以保證信號電流檢測的準確性、可靠性。交流偏磁電路中的VD1、VD2為穩壓二極體，以保證偏磁電流的穩定，通過可調電阻RP1進行偏磁電流的調節。D1、D2為溫度補償二極體，以減少溫度對偏磁電流的影響。以整流器D3、三極體V1、V2為核心組成恆流電路，使流過穩壓二極體VD1、VD2的電流為一恆定值，以便進一步減小電路中電壓的變化對偏磁電流的影響，從而更進一步提高信號檢測的準確性。以三極體V3、V4、V5組成信號放大電路，本電路具有增益高、線性好、噪音低的特點，被放大的信號由三極體V5的集電極輸出，其負載為R24。R24上的輸出電壓是與從零序電流互感器B1檢測到的信號電流呈嚴格的線性比例的。所以通過檢測R24上的直流電壓，便可得知零序電流互感器B1內檢測到的信號電流的大小。
對R24上輸出的信號電壓的檢測、顯示、以及驅動執行電路，由邏輯控制電路IC5完成，其邏輯程序及邏輯功能見圖3。
以三極體V6、V7為核心組成恆流源，用以吸收因偏磁電流而產生的非信號檢測電流，以便使顯示器顯示出正確的信號電流值。
由三極體V9、V10整流器D12、D13和繼電器J1、J2以及IC4組成檢測與正常運行切換執行線路。三極體V10、繼電器J1、整流器D2組成檢測電路。當JK1、JK1』的常閉觸點處於閉合狀態時，而JK2、JK2』的常開觸點處於閉合狀態，整機處於正常運行。當JK1、JK1』常開觸點閉合狀態時，JK2、JK2』常閉觸點處於常閉狀態，整機處於檢測狀態。也就是說當繼電器J1吸合時，繼電器J2須處於釋放狀態。當繼電器J1釋放時，繼電器J2可處於吸合狀態。本電路在主繼電器J2吸合(整機處於正常運行狀態)時，由整流電路D13、光控器件IC4及JK1、JK1』的常閉觸點組成節能電路，即J2在吸合後其工作線圈處於低壓保持節能狀態。
權利要求
1.智能漏電保護器，包括電源電路、漏電流檢測電路、漏電流放大電路、漏電流指示電路、單片機單元以及控制繼電器單元，其特徵是所述的漏電流檢測電路包括零序電流互感器，所述的零序電流互感器連接有使零序電流互感器的磁芯產生穩定磁場的恆流交流偏磁電路，零序電流互感器的初級線圈為從智能漏電保護器的的輸出端引入的相線和零線，零序電流互感器的次級線圈與漏電流檢測電路連接，漏電流檢測電路與漏電流放大電路連接，漏電流放大電路與單片機單元連接，單片機單元與控制繼電器單元、漏電流指示電路連接；所述零序電流互感器還設有在非供電狀態下的低壓二次漏電檢測線圈電路。
2.如權利要求1所述的智能漏電保護器，其特徵是所述低壓二次漏電檢測線圈電路包括低壓電源，與低壓電源連接的繼電器觸點，與繼電器觸點連接並且可作為零序電流互感器二次檢測的初級線圈，所述初級線圈通過繼電器觸點可與用戶的相線和零線連接。
全文摘要
本發明公開了一種智能漏電保護器，由於所述的零序電流互感器L3連接有使零序電流互感器L3的磁芯產生穩定磁場的恆流交流偏磁電路，使零序電流互感器L3的磁芯首先產生一個穩定的磁場，在漏電電流較小時進入線性狀態，提高了漏電檢測靈敏度和整機的可靠性；由於採用了模數轉換電路與漏電流指示電路，使漏電流的數值直觀的顯示出來，方便了故障的判斷和解除；而邏輯控制電路可控制測試電路對切斷電源後的用戶線路進行漏電是否解除的繼續檢測，故障排除時，可自動復位，為用戶供電。
文檔編號H02H3/02GK1835317SQ20061004348
公開日2006年9月20日 申請日期2006年4月7日 優先權日2006年4月7日
發明者王曉明, 王繼存, 邴興增, 於紹龍 申請人:王繼存