專利名稱：一種漏電觸電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種漏電觸電用保護(hù)裝置，特別涉及一種智能型漏電觸電保護(hù)器，屬電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
漏電觸電保護(hù)器又稱漏電保安器，是一種較常見的電力安全保護(hù)裝置。以往的鑒相式、脈沖式保護(hù)器存在如下缺陷1、只能對觸漏電信號做定性分析，無法做定量分析，存在保護(hù)死區(qū)，即由于交流電的矢量疊加原因，往往存在三相中的兩相產(chǎn)生不可靠動作或不動作；2、抗干擾能力差，也即在外界干擾信號作用下極易產(chǎn)生誤動作；3、通常該類裝置的電路設(shè)計多采用模擬電路，使得控制精度及抗干擾能力低；4、對于區(qū)分漏電和觸電，這類裝置往往不能定量地分析解決。
本實用新型的目的在于提供一種消除漏電觸電保護(hù)死區(qū)，提高抗干擾能力，對漏電、觸點(diǎn)能定量分析判斷的新型漏電觸電保護(hù)器。
為達(dá)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案本實用新型由外殼和控制線路組成，控制線路中設(shè)有CPU電路11，CPU電路11輸出端連接執(zhí)行電路17、狀態(tài)指示電路15，CPU電路11復(fù)位端連接定時器電路16，基準(zhǔn)電路12依序連接基準(zhǔn)放大電路13、整形觸發(fā)II電路14后與CPU電路11的一個輸入端相連，傳感器電路1依序連接限幅放大電路2、放大電路5、整形觸發(fā)I電路8后與CPU電路11的一個輸入端相連，傳感器電路1還依序連接限幅放大電路2、加法器電路3、跟隨器I電路4、跟隨器II電路6、放大器電路9、V/F變換電路10后與CPU電路11的一個輸入端相連，控制線路中還包括電源電路18。
控制線路中跟隨器II電路6與傳感器電路1之間還設(shè)有顯示電路7。
傳感器電路1是一只電流互感器L。限幅放大電路2、加法器電路3、跟隨器II電路6、跟隨器I電路4、放大器電路9、放大電路5、基準(zhǔn)放大電路13分別由運(yùn)算放大器集成電路IC1-IC7與外圍電路構(gòu)成，整形觸發(fā)I電路8、整形觸發(fā)II電路14分別由整形脈沖觸發(fā)集成電路IC9、IC8與外圍電路構(gòu)成，V/F變換電路10由集成V/F轉(zhuǎn)換電路IC15及外圍電路構(gòu)成，CPU電路11由單片機(jī)集成電路IC10構(gòu)成，定時器電路16由集成定時器電路IC14與外圍電路構(gòu)成，電源電路18由變壓器T、三級穩(wěn)壓集成電路IC11-IC13與外圍電路構(gòu)成，電源電路18中的變壓器T次級線圈構(gòu)成基準(zhǔn)電路12，狀態(tài)指示電路15由CPU電路輸出端相連接的三極管、與三極管輸出端相連接的電阻、發(fā)光管構(gòu)成，執(zhí)行電路17由與CPU電路輸出端相連接的三極管，與三極管輸出端相連接的繼電器J構(gòu)成。
顯示電路7由串接的電流表A、電位器及按鈕AN構(gòu)成。
傳感器電路1將檢測到的合成漏、觸電電流信號送入限幅放大電路2、放大電路5、跟隨器1電路4以及跟隨器II電路6中，限幅放大電路2輸出端分別與加法器電路3和放大電路5相連，加法器電路3與跟隨器I電路4相連，跟隨器I電路4的輸出端分別與加法器電路3，跟隨器II電路6、顯示電路7的輸入端相連。放大電路5的兩個輸入端分別連接傳感器電路1、限幅放大電路2的輸出端，其輸出信號經(jīng)整形觸發(fā)I電路8整形后送入CPU電路11 ；跟隨器II電路6的兩個輸入端分別接傳感器電路1及跟隨器I電路4的輸出端，其輸出端分別連接顯示電路7及放大器電路9，放大器電路9放大后的電壓信號經(jīng)V/F變換電路10變換成頻率信號送入CPU電路11中，顯示電路7還與傳感器電路1的一端相接；基準(zhǔn)電路12的基準(zhǔn)信號經(jīng)基準(zhǔn)放大電路13放大后經(jīng)整形觸發(fā)II電路整形送入CPU電路11中；定時器電路16是一個集成定時器電路，這個定時信號送入CPU電路11的復(fù)位端，CPU電路11的工作狀態(tài)信號送入狀態(tài)指示電路15中以顯示不同工作狀態(tài)，其工作信號送入執(zhí)行電路17中，電源電路18為整個線路提供不同的工作電壓。
本實用新型的工作原理是傳感器電路輸出一個合成的漏電電流矢量，包括突變的觸電分量和緩變的漏電分量，經(jīng)限幅放大，加法運(yùn)算，放大然后由V/F變換后進(jìn)入CPU，檢測出合成漏電電流幅度；基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)信號經(jīng)放大整形送入CPU，傳感器電路檢測到的合成漏電觸電電流經(jīng)放大整形進(jìn)入CPU、CPU將該信號與基準(zhǔn)信號進(jìn)行信息處理，將漏、觸電電流的相位檢出并進(jìn)一步確定是漏電信號還是觸電信號，然后CPU進(jìn)行漏電電流的相位和幅度的計算并與整定值進(jìn)行比較，以判斷是否觸發(fā)執(zhí)行電路動作。定時器電路起到對CPU的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的作用，保證整個CPU系統(tǒng)可靠精確地工作。
本實用新型具有很高的靈敏度和靈敏度均勻型，且靈敏度的不受漏電的影響，完全克服了漏、觸電的保護(hù)死區(qū)問題；能夠準(zhǔn)確地區(qū)分漏電和觸電狀態(tài)；采用多級保護(hù)形式，具有極高的保護(hù)可靠性；具有電路漏電自適應(yīng)性，可對整個線路工作狀態(tài)自行調(diào)整；同時還具有自檢及自送電功能；本實用新型還具有結(jié)構(gòu)緊湊，性價比高，安裝使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。
附圖及圖面說明


圖1-本實用新型的控制線路電原理方框圖；圖2-本實用新型控制線路的最佳實施例電原理圖。
在圖中，1傳感器電路，2限幅放大電路，3加法器電路，4跟隨器I電路，5放大電路，6跟隨器II電路，7顯示電路，8整形觸發(fā)I電路，9放大器電路，10V/F變換電路，11CPU電路，12基準(zhǔn)電路，13基準(zhǔn)放大電路，14整形觸發(fā)II電路，15狀態(tài)指示電路，16定時器電路，17執(zhí)行電路，18電源電路，a、b、c、d、e、f、g分別為電路的各個相應(yīng)的互連點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步描述。
參照圖1、圖2，本實用新型給出的最佳實施例是傳感器電路1是一只電流互感器L。集成電路IC1及二極管D6、D7，電阻R26、R27組成限幅放大器2，IC1的兩個輸入端與L相連，其輸出端分別與加法器電路3及放大器電路5相連，加法器電路3由IC2及電阻R28、R29、電位器RP4及二極管D12組成。IC2的反相輸入端分別連接限幅放大電路2的輸出端、跟隨器I電路4的輸出端，其同相輸入端連接互感器L的一端，其輸出端與跟隨器I電路4的同相輸入端相連。集成電路IC4及電阻R30、R31組成跟隨器I電路4，IC4的同相輸入端與IC2的輸出端相連，反相輸入端與輸出端及IC2反相輸入端相連，其輸出端還與顯示電路7及跟隨器II電路6的同相輸入端相接。放大電路5是一塊集成電路IC6，其同相輸入端與L一端相連，反相端與限幅放大電路2的輸出端相連，輸出端與整形觸發(fā)I電路8相接。整形觸發(fā)I電路8由IC9及R23組成，IC9的輸入端與IC6的輸出端相接，其輸出端與CPU的輸入端7腳相接。集成電路IC3及電阻R33、R34、二極管D8-D11、電容C20-C22、電位器RP1組成跟隨器II電路6，IC3的反相輸入端與輸出端相連，同相輸入端與傳感器電路1相連，其輸出端還與顯示電路2相接。集成電路IC5及電阻R35-R37、R39-R42、電容C23組成放大器電路9,IC5的反相輸入端通過R42與輸出端相連，其同相輸入端通過R36與IC3輸出端相接，其輸出端與V/F變換電路10相接。IC15、電阻R43-R47、電容C24、C25、電位器RP3組成V/F變換電路10，IC15的輸入端(7腳)通過R44與IC5的輸出端相接，1、6腳相接后通過并接的R43、C24接地，5腳通過C25接地并通過R45接電源電路18的C連接點(diǎn)，2腳通過R46、RP3接地，3腳為輸出端接CPU8腳并通過R47接電源電路18的d連接點(diǎn)?；鶞?zhǔn)電路12即為電源變壓器T的次級線圈?；鶞?zhǔn)放大電路13由IC7及R20、R21組成，IC7的反相輸出端通過R20接L的一端并通過R21與同相輸入端相接，同相輸入端還分別連接L的另一端及電源電路18的C連接點(diǎn)，輸出端與整形觸發(fā)II電路14的輸入端相連。IC8及R22組成整形觸發(fā)II電路14，IC8的輸入端通過R22與IC7的輸出端相連，其輸出端與CPU的6腳相連。集成電路IC10、晶振JT、電容C26、C27組成CPU電路11，IC10的6、7、8、1、19腳均為控制信號輸入端，分別與整形觸發(fā)II電路14、整形觸發(fā)I電路8、V/F變換電路10以及定時器電路16相接，其9、16、17、18腳為輸出端，其中9腳與執(zhí)行電路17相接，16、17、18腳分別與狀態(tài)指示電路15的三個輸入端相接，4、5腳間并聯(lián)JT并分別通過C26、C27接地。狀態(tài)指示電路15由三極管VT1-VT3、電阻R51-R57、發(fā)光管LED1-LED4組成。VT1-VT3的基極分別通過R51-R53接IC10的18、17、16腳，VT1-VT3的集電極分別通過串聯(lián)的R54LED4、R55LED3、R56LED2按電源電路18的d連接點(diǎn)，其發(fā)射極均接地，發(fā)射極還通過R57LED，接d連接點(diǎn)。集成電路IC14及電阻R50組成定時器電路16。IC4是一塊定時器電路，其1、8腳相接，3、4腳接地，2腳接電源電路18的d連接點(diǎn)并通過R50接6腳，6腳還接IC10的19腳、7腳接IC10的1腳。三極管VT4、繼電器J、二極管D13、電阻R58組成執(zhí)行電路17，VT4基極通過R58與IC10的9腳相接，發(fā)射極接地，集電極通過并聯(lián)的J、D13接電源電路18的a連接點(diǎn)。顯示電路7由電流表A、電位器RP2、電阻R38、R32及按鈕開關(guān)AN組成，其中R32的一端接跟隨器I電路4的輸出端，另一端通過AN接地；RP2、R38、A串聯(lián)后一端接跟隨器II電路6的輸出端，另一端接L的一端。集成電路IC11-IC13，變壓器T、二極管D1-D5、D14、電阻R10、電容C10-C18組成電源電路18，其中D1-D4組成橋式整流器，IC11-IC13為三組集成穩(wěn)壓器，與橋式整流器一同組成4個不同等級的輸出電壓即a、b、c、d互連點(diǎn)。
上述電路1至17的作用分別是傳感器電路1檢出漏、觸電信號(檢合成漏、觸電電流)；限幅放大2放大漏、觸電信號；加法器3將限幅放大信號與跟隨器I的輸出信號進(jìn)行加法運(yùn)算；跟隨器I電路4進(jìn)行阻抗匹配并反饋到加法放大器中；放大電路5對限幅信號與傳感信號進(jìn)行差分放大；整形觸發(fā)I電路6對放大電路5輸出的信號進(jìn)行整形并形成特定脈寬的CPU觸發(fā)信號；跟隨器II電路7對跟隨器I電路6及傳感器電路1的輸出信號進(jìn)行疊加運(yùn)算后自行阻抗匹配；顯示電路8顯示漏、觸電合成電流信號并可模擬觸電試驗；放大器電路9對跟隨器II與電源信號進(jìn)行比較放大；V/F變換電路10將合成的漏、觸電信號進(jìn)行電壓/頻率變換輸送到CPU中作采樣信號用；CPU電路11對待控制信號進(jìn)行數(shù)字信息處理；基準(zhǔn)電路12對交流信號進(jìn)行取樣(從T的次級取樣)；基準(zhǔn)放大13對取樣信號與直流電源信號進(jìn)行比較放大疊加以提高抗干擾能力；整形觸發(fā)II電路14對基準(zhǔn)放大信號進(jìn)行整形，并形成特定脈寬的CPU觸發(fā)信號；狀態(tài)指示電路15顯示CPU的工作狀態(tài)；定時器電路16提高CPU的抗干擾能力即當(dāng)干擾信號存在時使CPU強(qiáng)行復(fù)位；執(zhí)行電路17對CPU的輸出信號進(jìn)行工作執(zhí)行。
本實施例的漏電觸電保護(hù)器解決了漏、觸電保護(hù)死區(qū)問題，可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。
在本實施例中，IC1-IC7為LM324型集成放大器，IC10為AT89C2051型單片機(jī)電路，IC11-IC13分別為7815、7809、7805型集成穩(wěn)壓電路，IC14為MAX813型定時器電路，IC15為LM331型V/F轉(zhuǎn)換集成電路，IC8、IC9為P521型整形脈沖觸發(fā)集成電路。
權(quán)利要求1.一種漏電觸電保護(hù)器，包括外殼和控制線路，其特征在于控制線路中設(shè)有CPU電路(11)，CPU電路(11)輸出端連接執(zhí)行電路(17)、狀態(tài)指示電路(15)，CPU電路(11)復(fù)位端連接定時器電路(16)，基準(zhǔn)電路(12)依序連接基準(zhǔn)放大電路(13)、整形觸發(fā)(II)電路(14)后與CPU電路(11)的一個輸入端相連，傳感器電路(1)依序連接限幅放大電路(2)、放大電路(5)、整形觸發(fā)(I)電路(8)后與CPU電路(11)的一個輸入端相連，傳感器電路(1)還依序連接限幅放大電路(2)、加法器電路(3)、跟隨器(I)電路(4)、跟隨器(II)電路(6)、放大器電路(9)、V/F變換電路(10)后與CPU電路(11)的一個輸入端相連，控制線路中還包括電源電路(18)。
2.按照權(quán)利要求1所述的漏電觸電保護(hù)器，其特征在于所述控制線路中跟隨器(II)電路(6)與傳感器電路(1)之間還設(shè)有顯示電路(7)。
3.按照權(quán)利要求1所述的漏電觸電保護(hù)器，其特征在于傳感器電路(1)是一只電流互感器(L)，限幅放大電路(2)、加法器電路(3)、跟隨器(II)電路(6)、跟隨器(I)電路(4)、放大器電路(9)、放大電路(5)、基準(zhǔn)放大電路(13)分別由運(yùn)算放大器集成電路(IC1)-(IC7)與外圍電路構(gòu)成，整形觸發(fā)(I)電路(8)、整形觸發(fā)(II)電路(14)分別由整形脈沖觸發(fā)集成電路(IC9)、(IC8)與外圍電路構(gòu)成，V/F變換電路(10)由集成V/F轉(zhuǎn)換電路(IC15)及外圍電路構(gòu)成，CPU電路(11)由單片機(jī)集成電路(IC10)構(gòu)成，定時器電路(16)由集成定時器電路(IC14)與外圍電路構(gòu)成，電源電路(18)由變壓器(T)、三級穩(wěn)壓集成電路(IC11)-(IC13)與外圍電路構(gòu)成，電源電路(18)中的變壓器(T)次級線圈構(gòu)成基準(zhǔn)電路(12)，狀態(tài)指示電路(15)由CPU電路輸出端相連接的三極管、與三極管輸出端相連接的電阻、發(fā)光管構(gòu)成，執(zhí)行電路(17)由與CPU電路輸出端相連接的三極管、與三極管輸出端相連接的繼電器(J)構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求2所述的漏電觸電保護(hù)器，其特征在于所述顯示電路(7)由串接的電流表(A)、電位器及按鈕(AN)構(gòu)成。
專利摘要本實用新型漏電觸電保護(hù)器為一種安全保護(hù)裝置。控制線路中包括CPU電路、與CPU電路輸出、復(fù)位端相連的執(zhí)行、狀態(tài)指示、定時器電路，與CPU電路輸入端相連的基準(zhǔn)、基準(zhǔn)放大、整形觸發(fā)電路，傳感器、限幅放大、放大、整形觸發(fā)電路，傳感器、限幅放大、加法器、跟隨器、放大器、V/F變換電路，以及電源電路。本實用新型克服了漏、觸點(diǎn)保護(hù)死區(qū)問題，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便，靈敏度高，可靠性強(qiáng)。
文檔編號H02H3/08GK2355484SQ9822153
公開日1999年12月22日 申請日期1998年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月15日
發(fā)明者楊文豪, 徐學(xué)平, 欒洪峰, 柳長勝, 王翠珍, 連歲興, 李嚴(yán)偉 申請人:棲霞市宏遠(yuǎn)電力有限公司