專利名稱：飛弧漏電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電弧故障、漏電故障的線路保護(hù)裝置，尤其是指一種應(yīng)用于低電壓供電系統(tǒng)中，當(dāng)輸電線路之間或輸電線與地之間由于故障而引發(fā)的電弧或者漏電時(shí)，可自動(dòng)切斷電源供電，防止發(fā)生火災(zāi)的飛弧漏電保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，家用電器設(shè)備越來越多，而且使用的單機(jī)功率在不斷增大。而在低壓配電供給系統(tǒng)中，隨著電器設(shè)備的不斷增加、單機(jī)功率的不斷增大，使供電線路經(jīng)常處于滿負(fù)荷狀態(tài)甚至超負(fù)荷狀態(tài)，有時(shí)甚至長期處于過載狀態(tài)，因而，其供電線路表面的絕緣層極易老化；并且，一般的空氣開關(guān)和對(duì)地漏電保護(hù)開關(guān)對(duì)于由于線路表面絕緣層老化發(fā)生的電弧進(jìn)而引起的燃燒不能進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，造成輸電線路中的電弧并產(chǎn)生電弧燃燒的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種對(duì)家用電器設(shè)備和低壓電器裝置而引發(fā)的電弧或者漏電，可進(jìn)行自動(dòng)切斷電源供電，防止發(fā)生火災(zāi)的飛弧漏電保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征是由控制電路板、輸出與所述控制電路板相連，輸入與負(fù)載產(chǎn)生的電弧及漏電的故障信號(hào)的輸入端相連的故障檢測組件以及分別與所述控制電路板的動(dòng)作的信號(hào)輸出端及負(fù)載電源的電源供應(yīng)端相連的脫扣裝置組成，其中所述的控制電路板包括
提供本實(shí)用新型裝置的電源電路，包括兩個(gè)降壓電容C14、C15、一個(gè)整流橋D1電路，再經(jīng)過電容C16吸收掉電磁干擾后和一個(gè)經(jīng)整流橋D1整流后經(jīng)由電阻R4、MOSFETQ2、電阻R5、穩(wěn)壓二極管VD2、電阻R9與R6及三極管Q1組成的線性穩(wěn)壓電路；與所述故障檢測組件中檢測到的電弧信號(hào)連接的檢波電路，是對(duì)所述電弧信號(hào)進(jìn)行檢波的部件，由檢波元件D5以及與檢波元件D5并聯(lián)的限幅二極管D6、積分電容C10、信號(hào)負(fù)載電阻R20組成；與所述檢波電路以及與所述故障檢測組件中檢測到的漏電信號(hào)連接的信號(hào)放大電路，是放大檢波后的電弧信號(hào)以及漏電信號(hào)的部件，采用芯片；與所述信號(hào)放大電路連接的信號(hào)能量提取電路，是測量所述漏電信號(hào)能量分布的電路，由二極管D7以及由與二極管D7串聯(lián)的電阻R30、R29和電容C16組成的積分電路構(gòu)成；與所述能量提取電路和信號(hào)放大電路分別連接的信號(hào)分析處理電路，這是對(duì)所述電弧信號(hào)及漏電信號(hào)進(jìn)行分析處理，最后判斷是否需要發(fā)出脫扣信號(hào)的部件，采用帶比較器和AD轉(zhuǎn)換器的芯片；以及與所述信號(hào)分析處理電路的輸出連接的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路，這是當(dāng)所述信號(hào)分析處理電路發(fā)出脫扣信號(hào)時(shí)，對(duì)該脫扣信號(hào)放大后迫使所述脫扣裝置動(dòng)作，以迅速切斷電器設(shè)備的電源輸入的部件，所述動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)為整流橋D3、與所述整流橋D3并聯(lián)的可控硅V1，所述可控硅V1的柵極與電容C2和電阻R12相連，所述電容C2和電阻R12的并接端與電阻R11連接；所述的故障檢測組件包括檢測飛弧電流的電弧檢測部件及檢測漏電電流的零序電流檢測部件所述的電弧檢測部件包括電弧檢測互感裝置L3，串接在交流電源的火線或零線上，檢測電線路中產(chǎn)生電弧時(shí)發(fā)出的電磁波；輔助元件，包括與電弧檢測互感裝置L3的一端連接的信號(hào)負(fù)載電阻R25、與電弧檢測互感裝置L3的另一端連接的高頻分離偶合電容C11、與電容C11連接的另一負(fù)載電阻R26、與電孤檢測互感裝置L3的兩端分別連接所述的檢波元件D5、與負(fù)載電阻R25連接的檢波電容C10、檢波電容C10的放電電阻R20，以及與檢波電容C10和放電電阻R20的并接端連接的信號(hào)限幅保護(hù)二極管D6；所述的零序電流檢測部件包括零序電流檢測互感裝置L2，是串在交流電源輸入/輸出雙線回路中的；輔助元件，包括信號(hào)負(fù)載電阻R24、EMI吸收電容C8、C9，其中電阻R24和電容C8直接并聯(lián)在零序電流檢測互感裝置L2兩端，且零序電流檢測互感裝置L2一端接直流地，另一端通過電阻R23連接到所述信號(hào)放大電路U3的3腳，并且所述信號(hào)放大電路U3的3腳和直流地之間接電容C9。
故障信號(hào)包括飛弧和漏電故障經(jīng)信號(hào)檢波電路2、信號(hào)放大電路3、信號(hào)分析處理電路5，然后在信號(hào)分析處理電路5中通過判斷、分析，發(fā)出特定的信號(hào)，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路7驅(qū)動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)脫扣裝置8動(dòng)作。
所述的脫扣裝置由開關(guān)S1、S2和控制所述開關(guān)動(dòng)作的控制部件未提示組成，所述控制部件與所述動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路連接。
本實(shí)用新型的效果本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置提供了一種新的低壓電裝置的安全保護(hù)裝置。該實(shí)用新型對(duì)家用電器設(shè)備和低壓電器裝置而引發(fā)的電弧或者漏電，迅速切斷電器設(shè)備的電源輸入，從而避免火災(zāi)事故的發(fā)生。如果企業(yè)應(yīng)用本實(shí)用新型的裝置可以防止設(shè)備的故障擴(kuò)大，減少設(shè)備維護(hù)經(jīng)費(fèi)。本實(shí)用新型也可以運(yùn)用在汽車領(lǐng)域，以防止汽車自燃事故。
綜上所述本實(shí)用新型可以有效的防止和減少由電器設(shè)備的漏電流、電弧等引起的不安全事故的發(fā)生，對(duì)于減少家庭和社會(huì)的火災(zāi)事故是十分有意義的。
本實(shí)用新型的裝置還具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、運(yùn)行可靠、無需另加電源以及裝置本身安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。


圖1為本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置的電原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置的電子線路圖；圖3為本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置應(yīng)用在三相電器設(shè)備的使用狀態(tài)圖；具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置是由電流互感裝置通過對(duì)漏電器設(shè)備的漏電流、電弧(飛弧)進(jìn)行檢測后的信號(hào)經(jīng)檢波、放大、然后到微處理裝置進(jìn)行分析處理，最后判斷是否需要發(fā)出脫扣信號(hào)，發(fā)出的脫扣信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大后迫使脫扣裝置動(dòng)作，以迅速切斷電器設(shè)備的電源輸入。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置的實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。
參見圖1、2，圖1為本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置的電原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的飛弧漏電保護(hù)裝置的電子線路圖。
本實(shí)用新型的裝置包括控制電路板、輸出與所述控制電路板相連，輸入與負(fù)載產(chǎn)生的飛弧(電弧)及漏電的故障信號(hào)的輸入端相連的故障檢測組件、以及分別與所述控制電路板的動(dòng)作的信號(hào)輸出端及負(fù)載電源的電源供應(yīng)端相連的脫扣裝置。
所述的控制電路板包括提供本實(shí)用新型裝置的電源電路1、與所述故障檢測組件中檢測到的電弧信號(hào)連接的檢波電路2，是對(duì)電弧信號(hào)進(jìn)行檢波的部件、與檢波電路2連接的信號(hào)放大電路3(為了表示清楚本實(shí)用新型的電原理，在圖1中畫了兩個(gè)信號(hào)放大電路6，實(shí)際上信號(hào)放大電路6與信號(hào)放大電路3是在同一個(gè)芯片里，是放大檢波后的電弧信號(hào)以及漏電信號(hào)的部件、與所述信號(hào)放大電路3連接的信號(hào)能量提取電路4、與所述能量提取電路4和信號(hào)放大電路3分別連接的信號(hào)分析處理電路5，這是對(duì)電弧信號(hào)及漏電信號(hào)進(jìn)行分析處理，最后判斷是否需要發(fā)出脫扣信號(hào)的一個(gè)部件，以及與所述信號(hào)分析處理電路5的輸出連接的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路7，這是當(dāng)所述信號(hào)分析處理電路5發(fā)出脫扣信號(hào)時(shí)對(duì)該脫扣信號(hào)放大后迫使脫扣裝置動(dòng)作，以迅速切斷電器設(shè)備的電源輸入的部件。
所述的電源電路包括兩個(gè)降壓電容C14、C15、一個(gè)整流橋D1電路，再經(jīng)過電容C16吸收掉EMI(電磁干擾)后和一個(gè)經(jīng)整流橋D1整流后經(jīng)由電阻R4、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET Q2、電阻R5、穩(wěn)壓二極管VD2、電阻R9、電阻R6、三極管Q1組成的線性穩(wěn)壓電路，控制提供給本實(shí)用新型的裝置一個(gè)穩(wěn)定的低壓直流電源，以供使用。
所述的信號(hào)檢波電路2由檢波元件D5以及與檢波元件D5并聯(lián)的限幅二極管D6、積分電容C10、信號(hào)負(fù)載電阻R20組成。
所述信號(hào)分析處理電路5是微處理器MCU，本實(shí)施例中MCU是采用帶比較器和AD轉(zhuǎn)換器的PIC12F676芯片、有八路輸入的AD轉(zhuǎn)換器、外部中斷輸入以及十二路通用輸入輸出端(IO)。
所述信號(hào)放大電路(U3)3采用LM358芯片。
所述信號(hào)能量提取電路4包括二極管D7以及由與二極管D7串聯(lián)的電阻R30、R29和電容C16組成的積分電路構(gòu)成，是測量飛弧的能量分布的部件。
所述動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路7的結(jié)構(gòu)為整流橋D3、與所述整流橋D3并聯(lián)的可控硅V1，可控硅V1的柵極與電容C2和電阻R12相連，電容C2和電阻R12的并接端與電阻R11連接，R11的另一端接到信號(hào)分析處理電路5的微處理器U2的7腳。
所述的故障檢測組件包括檢測飛弧電流的電弧檢測部件9及檢測漏電電流的零序電流檢測部件10。
所述的電弧檢測部件9包括電弧檢測互感裝置L3、與電弧檢測互感裝置L3的一端連接的信號(hào)負(fù)載電阻R25、與電弧檢測互感裝置L3的另一端連接的高頻分離偶合電容C11、與電容C11連接的另一負(fù)載電阻R26、分別與L3兩端連接的檢波元件D5，與負(fù)載電阻R25連接的檢波電容C10、檢波電容C10的放電電阻R20，以及與檢波電容C10和放電電阻R20的并接端連接的信號(hào)限幅保護(hù)二極管D6。
電弧檢測互感裝置L3串接在交流電源的火線或零線上，檢測電線路中產(chǎn)生電弧時(shí)發(fā)出的EMI(電磁波)。
信號(hào)負(fù)載電阻R25并聯(lián)在電弧檢測互感裝置L3的一端和公共地之間，信號(hào)負(fù)載電阻R26并聯(lián)在電弧檢測互感裝置L3的另一端經(jīng)過C11后的地之間，檢測到的電弧故障信號(hào)通過信號(hào)耦合電容C11后送入上述信號(hào)檢波電路2；再經(jīng)過信號(hào)放大電路(U3)3放大后的信號(hào)一路送到信號(hào)分析處理電路5的AD轉(zhuǎn)換器通道，另一路經(jīng)過積分也送到信號(hào)分析處理電路5的另一路AD轉(zhuǎn)換器通道。
本實(shí)用新型的電弧檢測互感裝置L3可以選用多種軟磁材料，可以用比較好的粉芯材料、鉑鉬合金、非晶或者很便宜的鐵氧體工型材料。
所述的零序電流檢測部件10包括零序電流檢測互感裝置L2，零序電流檢測互感裝置L2是串在交流電源輸入/輸出雙線回路中的，零序電流檢測部件10還包括信號(hào)負(fù)載電阻R24、EMI吸收電容C8、C9，其中電阻R24和電容C8直接并聯(lián)在零序電流檢測互感裝置L2兩端，且零序電流檢測互感裝置L2一端接直流地。L2的另一端通過電阻R23連接到信號(hào)放大電路U3的3腳，并且U3的3腳和直流地之間接電容C9。
經(jīng)零序電流檢測互感裝置L2檢測到的信號(hào)，通過信號(hào)放大電路(U3)6(即上述的放大電路3)、穩(wěn)壓二極管VD4、積分電路(R27、R28、C12)后到三極管V3，經(jīng)過V3倒相放大后送入信號(hào)分析處理電路5中。
本實(shí)施例中零序電流檢測互感裝置L2中的傳感裝置磁環(huán)是采用導(dǎo)磁材料—鉑鉬合金材料或者超微晶制作的。
上述故障信號(hào)(包括飛弧和漏電故障)經(jīng)信號(hào)檢波電路2、信號(hào)放大電路3、信號(hào)分析處理電路5，然后在信號(hào)分析處理電路5中通過判斷、分析，發(fā)出特定的信號(hào)，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路7驅(qū)動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)脫扣裝置8動(dòng)作。
所述的脫扣裝置8由開關(guān)(S1、S2)和控制所述開關(guān)動(dòng)作的控制部件(未提示)組成，所述控制部件與所述動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路7連接，所述的脫扣裝置8可以是專用的脫扣裝置，也可以是繼電器，或者可以是過電流脫扣裝置。
本實(shí)用新型的電路工作原理如下如圖2所示，230V(120V)的交流電，經(jīng)過一個(gè)由吸收高頻的瓷介電容C1、吸收浪涌的壓敏電阻RY1、貼片電阻R1、R16組成的高壓浪涌保護(hù)電路，然后連接到脫扣裝置8(由本實(shí)用新型的裝置中的電路部件控制、可以使電源和電器設(shè)備負(fù)載分離的裝置，比如繼電器等)，此外，上述高壓浪涌保護(hù)電路還經(jīng)電感L1后連接到整流橋D3，將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，配合可控硅V1控制脫扣裝置。兩根電源線分別經(jīng)過兩個(gè)降壓電容C14、C15后到整流橋D1，整流后再經(jīng)過C16吸收掉EMI(電磁干擾)后由MOSFET Q2、穩(wěn)壓二極管VD2、R6、R9控制提供給線路一個(gè)穩(wěn)定的低壓直流電源，以供使用。
與整流橋D3直流端并聯(lián)的是可控硅V1，它的陽極和陰極直接與整流橋D3并聯(lián)，柵極與電容C2和電阻R12相連，R11接到信號(hào)分析處理電路5的微處理器U2的7腳。當(dāng)柵極接到一個(gè)從R11傳來的動(dòng)作電壓信號(hào)后，陽極和陰極馬上導(dǎo)通，在回路上產(chǎn)生一個(gè)大電流以便驅(qū)動(dòng)L1以使線路供電回路中閉合的電磁控制開關(guān)脫開。
電阻R3與發(fā)光二極管LED(發(fā)光二極管LED指示ACVOUT是否通電)串聯(lián)后再與整流橋D1直流端并聯(lián)。
整個(gè)控制線路板的線路由一個(gè)電源部分提供電源，即上述的電源電路1。電源電路1的電壓取自整流橋D1出來的直流高壓。該直流高壓經(jīng)電阻R4和R5限流后，分別供給金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET Q2的漏極和三極管Q1的集電極，電壓通過穩(wěn)壓二極管VD2的反饋，經(jīng)過R9、R6后回到三極管Q1的基極，三極管Q1隨著直流電源的電壓微小的變化放大后送到MOSFET Q2的柵極，MOSFET Q2就隨著三極管Q1的反饋來及時(shí)調(diào)整自己的內(nèi)阻，來控制由源極輸出的電壓，以保證直流電源的穩(wěn)定。
直流電源上還接了一個(gè)穩(wěn)壓二極管VD3，主要是為了防止萬一在有直流電源以外過壓的時(shí)候提供限壓保護(hù)，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性和實(shí)用性。MOSFET Q2的漏極串接一降壓電阻R4，以減少M(fèi)OSFET Q2的熱損耗；MOSFET Q2輸出的3.6V直流經(jīng)過C4、儲(chǔ)能后供電給信號(hào)分析處理電路5和放大線路等使用。由于使用了電容、電阻、MOSFET Q2的多次降壓，所以電源的發(fā)熱非常小，可以更可靠的不間斷工作，同時(shí)也提供了在更高電源電壓下工作的條件。
信號(hào)分析處理電路5的微處理器U2的1腳接電源，3、5、6、9腳懸空，7腳輸出；U2的13腳是比較裝置的正向輸入端和AD轉(zhuǎn)換輸入端，12腳是比較裝置的反向輸入端、AD轉(zhuǎn)換輸入端和AD轉(zhuǎn)換參考電壓輸入端，14腳接地。在U2判斷到電路有故障后，它會(huì)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，經(jīng)電阻R11，提供給可控硅V1的柵極一個(gè)動(dòng)作信號(hào)。其中微處理器U2對(duì)通過上述零序電流檢測部件10檢測的漏電電流大小，電弧檢測部件9檢測的飛弧信號(hào)的瞬時(shí)狀態(tài)和飛弧信號(hào)的能量分布，進(jìn)行綜合處理分析，以便判斷是否需要保護(hù)。
與微處理器U2的2、8腳相連的是上述漏電電流的檢測電路，即零序電流檢測部件10，其中信號(hào)放大電路(U3)3的3腳通過電容C9與地相連并連到L2的一端，C9起一個(gè)消除運(yùn)算放大裝置誤動(dòng)作的作用；L2的另一端接地。U3的2腳通過R21與1腳相連接，U3的2腳還通過R22接地，主要起到一個(gè)負(fù)反饋的作用能夠控制放大的比例；C8和R24則與零序電流檢測互感裝置L2并聯(lián)，C8起著抗干擾吸收EMI的作用，R24是信號(hào)負(fù)載防止信號(hào)非線性失真，并將感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為電壓以供采樣，電阻R24的大小可以決定著漏電電流數(shù)據(jù)采樣的靈敏度。
漏電電流信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路(U3)3放大后的信號(hào)(1腳)分成兩路，一路直接到微處理器U2的一路AD轉(zhuǎn)換8腳，以便在分析電弧故障的時(shí)候同時(shí)分析漏電。另外一路經(jīng)過VD4后再經(jīng)過R27、R28、C12積分后給V3的基極，此部分電路對(duì)信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行了區(qū)分，滿足條件的才可以經(jīng)過V3，然后到達(dá)U2的2腳，U2的2腳是一個(gè)進(jìn)行外部中斷處理的輸入腳，這樣的結(jié)構(gòu)主要是在微處理器MCU休眠的時(shí)候出現(xiàn)漏電情況，微處理器MCU有同樣的處理響應(yīng)能力。
零序電流檢測互感裝置L2檢測通過它的導(dǎo)線的漏電流，如無漏電現(xiàn)象，則信號(hào)放大電路(U3)3的1腳就輸出一個(gè)低電平給U2的8腳，如有漏電，則U3的1腳就輸出一個(gè)和漏電信號(hào)一致的被按比例放大的電壓信號(hào)；MCU(U2)正常運(yùn)行的時(shí)候由U2的8腳輸入信號(hào)，經(jīng)過U2內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換后進(jìn)行處理，若U2在休眠中，則信號(hào)由VD4、R28、R27、C12經(jīng)V3倒相放大后送到U2的2腳供它處理，來喚醒U2并判斷是否需要脫扣。
與U2的13腳相連的是電弧檢測部件9，電弧檢測互感裝置L3的一端接頻率分離電容C11后，送到檢波元件D5的一個(gè)交流輸入端，同時(shí)該端還連接并聯(lián)的電阻R26、到檢波電路的檢波元件D5的直流負(fù)輸出端(直流地)，L3的另一端直接接到D5的另一個(gè)交流輸入端，同時(shí)該端同樣并聯(lián)一電阻R25到直流地。由檢波元件D5檢波后的信號(hào)再到信號(hào)限幅元件D6，經(jīng)過一個(gè)R20和C10組成的低通濾波器后送到信號(hào)放大電路U3的正輸入端5腳，U3的輸出端7腳一路送到U2的AD轉(zhuǎn)換13腳，一路由R15、R16分壓后送回U3的負(fù)輸入端6腳，還有一路經(jīng)過二極管D7后由R30、R29、C16組成的積分電路積分后送到U2的AD轉(zhuǎn)換輸入端11腳。
電弧檢測互感裝置L3檢測電路中是否有電弧及漏電現(xiàn)象產(chǎn)生，如有則產(chǎn)生一個(gè)電流信號(hào)；C11起到信號(hào)耦合的作用，R25、R26是信號(hào)負(fù)載，主要用來控制信號(hào)處理的穩(wěn)定性；信號(hào)檢波電路2中的D5主要是用來檢波，D6是信號(hào)幅度限制。能量提取電路4(二極管D7、電阻R30與R29、電容C16組成)是測量能量分布，信號(hào)檢波電路2的輸出與U2的10腳有一電阻R18相連接，和U2的4腳連接的是一個(gè)測試電路，當(dāng)需要測試的時(shí)候，U2自己產(chǎn)生一個(gè)波形，用來測試整個(gè)信號(hào)通道是否正常。
所述信號(hào)分析處理電路5還與一個(gè)測試電路連接，是保護(hù)裝置自檢判斷信號(hào)通道是否正常工作的電路，測試電路由電阻R13、電容C6和測試開關(guān)SW1組成。電阻R13一端接直流電源的+3.6V，另一端接C6、SW1和U2的4腳，當(dāng)按下SW1的時(shí)候U2的4腳出現(xiàn)一個(gè)低電平，U2的10腳就輸出一個(gè)交替變化的信號(hào)，即發(fā)出模擬故障信號(hào)，通過R18送到信號(hào)檢波電路2上，如果信號(hào)通道正常，那么就模擬一次脫扣動(dòng)作，來表示線路可以放心使用。
本實(shí)用新型裝置的工作電壓廣(從60V到500V都可以正常工作)，擴(kuò)展容易(如圖3所示)，只要增加兩路信號(hào)取樣檢波電路2，也就是把圖2中的電弧檢測互感裝置L3和輔助元件變成LA、LB、LC及其分別的輔助元件組成的電路就擴(kuò)展成為三相的保護(hù)裝置。如圖3所示具有集電弧故障、對(duì)地漏電故障、短路故障和過流故障檢測等功能于一身的特點(diǎn)，它能在正常供電時(shí)自動(dòng)檢測故障，并在極短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷電源的功能(一般在15ms左右就可以判斷動(dòng)作)。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征在于由控制電路板、輸出與所述控制電路板相連，輸入與負(fù)載產(chǎn)生的電弧及漏電的故障信號(hào)的輸入端相連的故障檢測組件以及分別與所述控制電路板的動(dòng)作的信號(hào)輸出端及負(fù)載電源的電源供應(yīng)端相連的脫扣裝置組成，其中所述的控制電路板包括提供本實(shí)用新型裝置的電源電路，包括兩個(gè)降壓電容(C14、C15)、一個(gè)整流橋(D1)電路，再經(jīng)過電容(C16)吸收掉電磁干擾后和一個(gè)經(jīng)整流橋(D1)整流后經(jīng)由電阻(R4)、MOSFET(Q2)、電阻(R5)、穩(wěn)壓二極管(VD2)、電阻R9與R6及三極管Q1組成的線性穩(wěn)壓電路；與所述故障檢測組件中檢測到的電弧信號(hào)連接的檢波電路，是對(duì)所述電弧信號(hào)進(jìn)行檢波的部件，由檢波元件(D5)以及與檢波元件(D5)并聯(lián)的限幅二極管(D6)、積分電容(C10)、信號(hào)負(fù)載電阻(R20)組成；與所述檢波電路以及與所述故障檢測組件中檢測到的漏電信號(hào)連接的信號(hào)放大電路，是放大檢波后的電弧信號(hào)以及漏電信號(hào)的部件，采用芯片；與所述信號(hào)放大電路連接的信號(hào)能量提取電路，是測量所述電弧信號(hào)能量分布的電路，由二極管(D7)以及由與二極管(D7)串聯(lián)的電阻(R30、R29)和電容(C16)組成的積分電路構(gòu)成；與所述能量提取電路和信號(hào)放大電路分別連接的信號(hào)分析處理電路，這是對(duì)所述電弧信號(hào)進(jìn)行分析處理，最后判斷是否需要發(fā)出脫扣信號(hào)的部件，采用帶比較器和AD轉(zhuǎn)換器的芯片；以及與所述信號(hào)分析處理電路的輸出連接的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路，這是當(dāng)所述信號(hào)分析處理電路發(fā)出脫扣信號(hào)時(shí)，對(duì)該脫扣信號(hào)放大后迫使所述脫扣裝置動(dòng)作，以迅速切斷電器設(shè)備的電源輸入的部件，所述動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)為整流橋(D3)、與所述整流橋(D3)并聯(lián)的可控硅(V1)，所述可控硅(V1)的柵極與電容(C2)和電阻(R12)相連，所述電容(C2)和電阻(R12)的并接端與電阻(R11)連接；所述的故障檢測組件包括檢測飛弧電流的電弧檢測部件及檢測漏電電流的零序電流檢測部件所述的電弧檢測部件包括電弧檢測互感裝置(L3)，串接在交流電源的火線或零線上，檢測電線路中產(chǎn)生電弧時(shí)發(fā)出的電磁波；輔助元件，包括與電弧檢測互感裝置(L3)的一端連接的信號(hào)負(fù)載電阻(R25)、與電弧檢測互感裝置(L3)的另一端連接的高頻分離偶合電容(C11)、與電弧檢測互感裝置(L3)的兩端分別連接的所述的檢波元件(D5)、與電容(C11)連接的另一負(fù)載電阻(R26)、與負(fù)載電阻(R25)連接的檢波電容(C10)、檢波電容(C10)的放電電阻(R20)，以及與檢波電容(C10)和放電電阻(R20)的并接端連接的信號(hào)限幅保護(hù)二極管(D6)；所述的零序電流檢測部件包括零序電流檢測互感裝置(L2)，是串在交流電源輸入/輸出雙線回路中的；輔助元件，包括信號(hào)負(fù)載電阻(R24)、EMI吸收電容(C8、C9)，其中電阻(R24)和電容(C8)直接并聯(lián)在零序電流檢測互感裝置(L2)兩端，且零序電流檢測互感裝置(L2)一端接直流地，另一端通過電阻R23連接到所述信號(hào)放大電路(U3)的3腳，并且所述信號(hào)放大電路(U3)的3腳和直流地之間接電容(C9)。所述的脫扣裝置由開關(guān)(S1、S2)和控制所述開關(guān)動(dòng)作的控制部件(未提示)組成，所述控制部件與所述動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述信號(hào)放大電路(U3)采用LM358集成電路。
3.如權(quán)利要求1所述的飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述信號(hào)分析處理電路包括微處理器MCU是采用帶比較器和AD轉(zhuǎn)換器的PIC12F676芯片、有八路輸入的AD轉(zhuǎn)換器、外部中斷輸入以及十二路通用輸入輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述電弧檢測互感裝置(L3)選用粉芯材料或鉑鉬合金或非晶或鐵氧體工型材料的軟磁材料制成。
5.如權(quán)利要求1所述的飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述零序電流檢測互感裝置(L2)中的傳感裝置磁環(huán)是采用鉑鉬合金材料或者超微晶的導(dǎo)磁材料制作的。
6.如權(quán)利要求1所述的飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述的脫扣裝置是繼電器或者是過電流脫扣裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的飛弧漏電保護(hù)裝置，其特征在于所述信號(hào)分析處理電路還與一個(gè)測試電路連接，是保護(hù)裝置自檢判斷信號(hào)通道是否正常工作的電路，所述測試電路由電阻(R13)、電容(C6)和測試開關(guān)(SW1)組成，其中電阻(R13)一端接直流電源連接，另一端接電容(C6)和測試開關(guān)(SW1)以及和所述信號(hào)分析處理電路的微處理器(U2)，當(dāng)按下測試開關(guān)(SW1)的時(shí)候，微處理器(U2)發(fā)出模擬故障信號(hào)，通過電阻(R18)送到所述信號(hào)檢波電路上，就模擬一次脫扣動(dòng)作，表示線路正常工作。
專利摘要一種飛弧漏電保護(hù)裝置，是由控制電路板、輸出與控制電路板相連，輸入與負(fù)載產(chǎn)生的電弧及漏電的故障信號(hào)的輸入端相連的故障檢測組件以及分別與控制電路板的動(dòng)作的信號(hào)輸出端及負(fù)載電源供應(yīng)端相連的脫扣裝置組成。本實(shí)用新型是利用電流互感裝置通過對(duì)漏電器設(shè)備的漏電流、電弧進(jìn)行檢測后的信號(hào)經(jīng)檢波、放大、然后到微處理裝置進(jìn)行分析處理，最后判斷是否需要發(fā)出脫扣信號(hào)，發(fā)出的脫扣信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大后迫使脫扣裝置動(dòng)作，以迅速切斷電器設(shè)備的電源輸入。本實(shí)用新型可以有效地防止和減少由電器設(shè)備的漏電流、電弧等引起的不安全事故的發(fā)生，對(duì)于減少家庭和社會(huì)的火災(zāi)事故是十分有意義的。
文檔編號(hào)H02H3/14GK2817164SQ2005200434
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者蔣闖 申請(qǐng)人:蔣闖