專(zhuān)利名稱(chēng)：智能漏電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種漏電檢測(cè)設(shè)備，屬于電路緊急保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
漏電保護(hù)器是低壓配電系統(tǒng)中不可缺少的裝置，它在配電線路中可以起到防止電擊事故的作用，也是防止漏電引起電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施。國(guó)內(nèi)外目前采用的大部分漏電保護(hù)器都有能夠同時(shí)完成檢測(cè)電流、將漏電流與基準(zhǔn)值相比較、當(dāng)漏電流超過(guò)基準(zhǔn)值時(shí)斷開(kāi)被保護(hù)電路等三個(gè)功能。但是在使用中用戶(hù)發(fā)現(xiàn)，這些電路保護(hù)器存在一些缺點(diǎn)需要加以改進(jìn)。如很多電路保護(hù)器在檢測(cè)漏電流時(shí)不能區(qū)分漏電發(fā)生在哪一相，這就給判斷故障和檢修帶來(lái)了困難，中國(guó)專(zhuān)利ZL95217004.3公開(kāi)的“鑒相鑒幅無(wú)聲運(yùn)行漏電保護(hù)器”即為這類(lèi)保護(hù)器之一。還有的電路保護(hù)器雖然進(jìn)行了改進(jìn)，能夠指示漏電相位，如中國(guó)專(zhuān)利ZL99215695.5公開(kāi)的“全數(shù)字鑒相鑒幅漏電保護(hù)器”和ZL01236678.1公開(kāi)的“鑒相鑒幅漏電保護(hù)器”，但是它們存在誤動(dòng)作頻繁、對(duì)用電的安全性和供電的穩(wěn)定性這一技術(shù)問(wèn)題解決得不好的問(wèn)題，仍然有改進(jìn)的必要。當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)漏電保護(hù)器的需要量是很大的，技術(shù)人員如果能夠開(kāi)發(fā)一種檢測(cè)準(zhǔn)確、穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格合理的產(chǎn)品，一定會(huì)受到廣大用戶(hù)的歡迎。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述產(chǎn)品的缺點(diǎn)，提供一種能自動(dòng)指示漏電的相位和數(shù)值、抗干擾性強(qiáng)、有效減少誤動(dòng)作、提高保護(hù)器的投運(yùn)率和穩(wěn)定性的智能漏電保護(hù)器。
解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是智能漏電保護(hù)器，它由外罩、空氣斷路器、電動(dòng)分合閘、手動(dòng)合閘、電子控制電路組成，電動(dòng)分合閘、手動(dòng)合閘與空氣斷路器相連接，電子控制電路的輸出信號(hào)端通過(guò)直流繼電器與電動(dòng)分合閘的直流電機(jī)相連接；電子控制電路包括電源電路、電磁脫扣電路、漏電取樣電路、電機(jī)控制電路、顯示輸出電路，其改進(jìn)之處是，電子控制電路中還包括相位鑒別電路和單片機(jī)控制電路；相位鑒別電路由運(yùn)放器T21、二極管D8、D9、電阻R5、R31、電容C6組成，運(yùn)放器T21的正向端通過(guò)電阻R31接地，負(fù)向端通過(guò)電阻R5接電源電路的輸出端，輸出端接單片機(jī)T31的I/O口，二極管D8、D9反向并接在運(yùn)放器T21的正向端和負(fù)向端之間，是雙向限幅二極管，電容C6也并接在運(yùn)放器T21的正向端和負(fù)向端之間；單片機(jī)控制電路由單片機(jī)T31、晶振XT1、三極管T4、穩(wěn)壓管T10、電阻R10、R11、R12、電容C15、C16、C17組成，單片機(jī)T31的VDD端口接電源VCC，VSS端口接地，電容C17跨接在VSS端口和VDD端口之間，單片機(jī)T31的CIKin端口與CIKout端口分別接在晶振XT1的兩端，再通過(guò)電容C15、C16接地，三極管T4的基極和發(fā)射極接電源VCC，穩(wěn)壓管T10、電阻R10、R11接在T4的基極，是穩(wěn)壓分壓電阻，T4的集電極接單片機(jī)T31的一個(gè)I/O口，單片機(jī)T31的其它I/O口分別接電磁脫扣電路、電機(jī)控制電路和顯示電路。
上述智能漏電保護(hù)器，它還有觸電、漏電電流值組合電路，由四位組合開(kāi)關(guān)JP1～JP4、電阻R13～R20組成，JP1～JP4的一端接地，另一端通過(guò)總線分別接單片機(jī)T31的對(duì)應(yīng)I/O口，電源VCC與JP1～JP4的連接總線的一端相連接，電阻R17～R20和分別接在JP1～JP4與單片機(jī)T31的I/O口之間，電阻R13～R16分別接在JP1～JP4與電源VCC之間。
上述智能漏電保護(hù)器，它還有漏電試驗(yàn)電路，由按鈕AN1～AN4、電阻R41～R44組成，按鈕AN1～AN4的一端并聯(lián)后接繞在環(huán)形磁芯上的漏電取樣線圈DL1，另一端分別通過(guò)電阻R41～R44接電源進(jìn)線端A、B、C，R41對(duì)應(yīng)A相，R42對(duì)應(yīng)B相，R43、R44對(duì)應(yīng)C相相連接。
采用這種結(jié)構(gòu)的智能漏電保護(hù)器，可以自動(dòng)指示漏電的相位和數(shù)值，還可以對(duì)觸電、漏電電流進(jìn)行區(qū)分和判斷，因此抗干擾性強(qiáng)，可有效減少誤動(dòng)作，提高保護(hù)器的投運(yùn)率和穩(wěn)定性，本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精煉、緊湊，價(jià)格合理，便于推廣，是理想的漏電保護(hù)裝置。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的電子控制電路原理圖。
圖中標(biāo)號(hào)內(nèi)容如下電源電路1 電磁脫扣電路2 漏電取樣電路3 電機(jī)控制電路4單片機(jī)控制電路5 顯示輸出電路6 觸電、漏電電流值組合電路7相位鑒別電路8 漏電試驗(yàn)電路9分合閘手柄11 夾緊固定架12 連接軸13 拉桿14 電機(jī)支架15 拉桿軸16 電機(jī)17 電機(jī)曲臂輪18 PCB板支架19 PCB板20變壓器21 空氣斷路器上蓋22 紅色分合閘指示桿23 藍(lán)色手動(dòng)分閘桿24 出線孔2具體實(shí)施方式
從圖1、2中可以看到，本實(shí)用新型由外罩、空氣斷路器、電動(dòng)分合閘、手動(dòng)合閘和電子控制電路組成。電動(dòng)分合閘、手動(dòng)合閘與空氣斷路器相連接，電子控制電路的輸出信號(hào)端通過(guò)直流繼電器與電動(dòng)分合閘的直流電機(jī)相連接。
圖2顯示，固定在空氣斷路器上的直流電機(jī)17通過(guò)電機(jī)曲臂輪18和拉桿14將電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，電機(jī)17的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)拉桿14，連接分合閘手柄11實(shí)現(xiàn)空氣斷路器的分?jǐn)嗯c閉合。紅色分合閘指示桿23指示出其分?jǐn)嗯c閉合狀態(tài)，藍(lán)色手動(dòng)分閘桿24可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)分閘?？諝鈹嗦菲魃仙w22正面還裝有變壓器21，為控制電路提供低壓電源，并安裝了小PCB板20，在空氣斷路器右下方開(kāi)了出線孔25，將A、B、C、N三相電源及電磁脫扣電路2、分合閘位置微動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線從出線孔25引出?？諝鈹嗦菲魃仙w22正上方是外罩，外罩內(nèi)側(cè)裝有電子控制電路的線路板。
圖3顯示，電子控制電路由電源電路1、電磁脫扣電路2、漏電取樣電路3、電機(jī)控制電路4、單片機(jī)控制電路5、顯示輸出電路6、觸電、漏電電流值組合電路7、相位鑒別電路8、漏電試驗(yàn)電路9組成。
電源電路1的電源進(jìn)線取自空氣斷路器的A、N相，經(jīng)開(kāi)關(guān)BW后變壓器B1變壓，變壓器次級(jí)接二極管D2、D3、D4、D5組成兩路電源，一路由D2輸出經(jīng)C2、C3、C4、C5濾波、三端穩(wěn)壓塊T11穩(wěn)壓，輸出+5V直流電源，另一路經(jīng)D5輸出經(jīng)C7、C8、R6濾波輸出+12V直流電源。
電磁脫扣電路2由空氣斷路器DL分?jǐn)嘤|頭的機(jī)械連鎖機(jī)構(gòu)與電磁脫扣線圈DC相連鎖，電磁脫扣線圈DC與雙向可控硅SCR串聯(lián)后接開(kāi)關(guān)BE下端的引入的A、N兩線上，可控硅SCR的控制極通過(guò)二極管D1接單片機(jī)T31的一個(gè)I/O口，由單片機(jī)發(fā)出指令，控制雙向可控硅SCR導(dǎo)通或截止，來(lái)接通或分?jǐn)嚯姶琶摽劬€圈DC。
漏電取樣電路3的漏電取樣線圈DL2和漏電試驗(yàn)線圈DL1分別繞在坡莫合金做成的環(huán)形磁芯上，漏電取樣線圈DL2并聯(lián)接于電容C1、雙向限幅二極管D6、D7、取樣電阻R2、限流電阻R3、R4后接到運(yùn)放器T21的正、反向輸入端，對(duì)信號(hào)放大，放大的信號(hào)由運(yùn)放器T21的輸出端送到單片機(jī)T31的一個(gè)I/O口。
電機(jī)控制電路4由單片機(jī)T31的兩個(gè)I/O口發(fā)出指令，通過(guò)三極管T1、T2、T3組成的放大電路放大，輸送給直流繼電器ZL線圈，直流繼電器ZL的常開(kāi)觸點(diǎn)接在直流電機(jī)的供電回路中，常開(kāi)觸點(diǎn)的閉合或打開(kāi)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斷路器的自動(dòng)分合閘和重合閘，在三極管T2的發(fā)射極還接有分合閘位置狀態(tài)微動(dòng)開(kāi)關(guān)WK1，它的動(dòng)點(diǎn)接T2的發(fā)射極，常開(kāi)點(diǎn)接電源VCC，常閉點(diǎn)接地。
單片機(jī)控制電路5由單片機(jī)T31、晶振XT1、三極管T4、穩(wěn)壓管T10、電阻R10、R11、R12、電容C15、C16、C17組成。本實(shí)施例采用型號(hào)為DIP28的單片機(jī)。單片機(jī)T31的1腳接由三極管T4、穩(wěn)壓管D10、電阻R10、R11、R12組成的掉電復(fù)位電路，2腳接漏電取樣電路3的輸出端，3腳接相位鑒別電路8的輸出端。5、6腳輸出信號(hào)給電機(jī)控制電路4，8腳與電磁脫扣電路2相連接，9、10腳接晶振XT1，11～14腳接觸電、漏電電流值組合電路7的四位組合開(kāi)關(guān)，19腳接地，20腳接電源，21～28腳接顯示輸出電路6。單片機(jī)T31對(duì)輸入的漏電信號(hào)、相位信號(hào)在單片機(jī)內(nèi)通過(guò)程序進(jìn)行比較、運(yùn)算，并按照程序發(fā)出指令，分?jǐn)嗷蜷]合空氣斷路器，同時(shí)將所得到的信號(hào)送到顯示器進(jìn)行顯示。
顯示輸出電路6由三位數(shù)碼顯示器、電阻R21～R27組成，顯示輸出漏電斷路器的狀態(tài)、漏電電流幅值和相位。
觸電、漏電電流值組合電路7由四位組合開(kāi)關(guān)JP1～JP4、電阻R13～R20組成，四位組合開(kāi)關(guān)從邏輯組合上從0000、0001……到1110、1111，共可組成16種狀態(tài)，這些不同的狀態(tài)組合送到單片機(jī)T31，組成不同的觸電電流值和漏電電流值的組合，用于在不同的季節(jié)，不同的周?chē)h(huán)境時(shí)，設(shè)定觸電電流和漏電電流的響應(yīng)閾值。
相位鑒別電路8接收由變壓器B1次級(jí)取來(lái)的單相半波整流信號(hào)，經(jīng)電容C6濾波、二極管D8、D9雙向限幅限流后送入運(yùn)放器T21放大，放大后的信號(hào)送入單片機(jī)T31，對(duì)漏電信號(hào)進(jìn)行相位判斷。
漏電試驗(yàn)電路9由按鈕AN1～AN4、電阻R41～R44組成，按鈕AN1～AN4的一端并聯(lián)后接繞在環(huán)形磁芯上的漏電取樣線圈DL1，另一端分別通過(guò)限流電阻R41～R44接電源線A、B、C三相上，R41對(duì)應(yīng)A相，R42對(duì)應(yīng)B相，R43、R44對(duì)應(yīng)C相連接。用以試驗(yàn)漏電相位和超過(guò)漏電或觸電電流的幅值。
本實(shí)用新型對(duì)檢測(cè)到的漏電流可以由單片機(jī)自動(dòng)區(qū)別是人身觸電的突變漏電，還是泄漏的緩變漏電，并判斷漏電發(fā)生在哪一相，幅值多大，都可以在顯示器上顯示出來(lái)。在三相漏電不平衡的情況下，各相對(duì)人身觸電突變動(dòng)作一致性好消除了觸電突變漏電死區(qū)。用戶(hù)還可以通過(guò)調(diào)節(jié)觸電、漏電電流組合值來(lái)設(shè)定觸電和漏電的響應(yīng)閾值，對(duì)于很小的人身觸電突變電流即可以啟動(dòng)保護(hù)器動(dòng)作，而對(duì)于緩變的泄漏電流可以設(shè)定合理的電流響應(yīng)值，這樣既可以保證供電的可靠性，又可以保證用電的安全性，有效地減少誤判斷跳閘次數(shù)，提高了保護(hù)器投運(yùn)率與穩(wěn)定性。
為了避免由于各種原因造成的假性觸電、漏電引起的誤跳閘，本實(shí)用新型還有一次性重合閘功能，在空氣斷路器接到指令跳閘后，單片機(jī)會(huì)命令斷路器在指定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行一次重合閘，以排除各種偶然因素造成的誤跳閘，如果重合閘后仍然有觸電、漏電信號(hào)出現(xiàn)，使得又一次跳閘，就判斷是正確跳閘，不再重合閘。該項(xiàng)功能由單片機(jī)發(fā)出指令，電機(jī)控制電路執(zhí)行。
權(quán)利要求1.智能漏電保護(hù)器，它由外罩、空氣斷路器、電動(dòng)分合閘、手動(dòng)合閘、電子控制電路組成，電動(dòng)分合閘、手動(dòng)合閘與空氣斷路器相連接，電子控制電路的輸出信號(hào)端通過(guò)直流繼電器與電動(dòng)分合閘的直流電機(jī)相連接；電子控制電路包括電源電路 電磁脫扣電路 漏電取樣電路 電機(jī)控制電路 顯示輸出電路 其特征在于電子控制電路中還有相位鑒別電路 和單片機(jī)控制電路 相位鑒別電路 由運(yùn)放器T21、二極管D8、D9、電阻R5、R31、電容C6組成，運(yùn)放器T21的正向端通過(guò)電阻R31接地，負(fù)向端通過(guò)電阻R5接電源電路的輸出端，輸出端接單片機(jī)T31的I/O口，二極管D8、D9反向并接在運(yùn)放器T21的正向端和負(fù)向端之間，是雙向限幅二極管，電容C6也并接在運(yùn)放器T21的正向端和負(fù)向端之間；單片機(jī)控制電路 由單片機(jī)T31、晶振XT1、三極管T4、穩(wěn)壓管T10、電阻R10、R11、R12、電容C15、C16、C17組成，單片機(jī)T31的VDD端口接電源VCC，VSS端口接地，電容C17跨接在VSS端口和VDD端口之間，單片機(jī)T31的CIKin端口與CIKout端口分別接在晶振XT1的兩端，再通過(guò)電容C15、C16接地，三極管T4的基極和發(fā)射極接電源VCC，穩(wěn)壓管T10、電阻R10、R11接在T4的基極，是穩(wěn)壓分壓電阻，T4的集電極接單片機(jī)T31的一個(gè)I/O口，單片機(jī)T31的其它I/O口分別接電磁脫扣電路 電機(jī)控制電路 和顯示電路
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能漏電保護(hù)器，其特征在于它還有觸電、漏電電流值組合電路 觸電、漏電電流值組合電路 由四位組合開(kāi)關(guān)JP1～JP4、電阻R13～R20組成，JP1～JP4的一端接地，另一端通過(guò)總線分別接單片機(jī)T31的對(duì)應(yīng)I/O口，電源VCC與JP1～JP4的連接總線的一端相連接，電阻R17～R20和分別接在JP1～JP4與單片機(jī)T31的I/O口之間，電阻R13～R16分別接在JP1～JP4與電源VCC之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能漏電保護(hù)器，其特征在于它還有漏電試驗(yàn)電路 漏電試驗(yàn)電路 由按鈕AN1～AN4、電阻R41～R44組成，按鈕AN1～AN4的一端并聯(lián)后接繞在環(huán)形磁芯上的漏電取樣線圈DL1，另一端分別通過(guò)電阻R41～R44接電源進(jìn)線端A、B、C，R41對(duì)應(yīng)A相，R42對(duì)應(yīng)B相，R43、R44對(duì)應(yīng)C相連接。
專(zhuān)利摘要智能漏電保護(hù)器，屬于電路緊急保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能自動(dòng)指示漏電的相位和數(shù)值、抗干擾性強(qiáng)、有效減少誤動(dòng)作的漏電保護(hù)器。其技術(shù)解決方案是它由空氣斷路器、電動(dòng)分合閘、電子控制電路組成，電子控制電路的輸出信號(hào)端與直流電機(jī)相連接，控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斷路器的自動(dòng)分合閘。電子控制電路中包括相位鑒別電路和單片機(jī)控制電路。相位鑒別電路由運(yùn)放器、雙向限幅二極管、電阻、電容組成，單片機(jī)控制電路由單片機(jī)、晶振、三極管、穩(wěn)壓管、電阻、電容組成。這種智能漏電保護(hù)器，可以自動(dòng)指示漏電的相位和數(shù)值，還可以對(duì)觸電、漏電電流進(jìn)行區(qū)分和判斷，抗干擾性強(qiáng)，可有效減少誤動(dòng)作，提高保護(hù)器的投運(yùn)率和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02H3/32GK2746621SQ20042008919
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者任增輝, 武一, 于鳳文, 馬玉會(huì), 張瑞坤, 關(guān)濤, 杜志英, 張春耕 申請(qǐng)人:任增輝