CN102354946A

CN102354946A - 一种智能漏电保护开关

Info

Publication number: CN102354946A
Application number: CN2011102756147A
Authority: CN
Inventors: 陈茂金
Original assignee: ZHONGSHAN KAIWEI MOTOR CO Ltd
Current assignee: ZHONGSHAN KAIWEI MOTOR CO Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明公开了一种智能漏电保护开关，包括零序电流互感器、脱扣线圈、稳压电路、信号处理电路和提示讯响器，脱扣线圈一端接市电，另一端与稳压电路相连，稳压电路与信号处理电路相连，对信号处理电路提供稳定的工作电源，信号处理电路的动作控制端连接到脱扣线圈的一端，以触发脱扣线圈的脱扣动作，其提示音控制端连接提示讯响器，零序电流互感器的输入端接市电，输出端接外部负载，其信号输出端与信号处理电路相连，本发明采用数字化设计，不仅动作精度高、可靠性好，而且还具有智能化程度高等优点，因此具备良好的应用前景。

Description

一种智能漏电保护开关

技术领域

本发明涉及漏电保护装置技术领域，特别是涉及一种智能漏电保护开关。

背景技术

漏电保护开关是一种应用于电力电网上的漏电保护装置，目前市面上出现的漏电保护开关，主要包括触头、零序电流互感器、脱扣线圈以及电子线路板，电流从输入端输入，从输出接口输出，当漏电保护开关处于正常工作状态时，通过零序电流互感器进出两端的各相电流平衡，矢量和为零，零序电流互感器的二次侧无输出，当出现漏电或触电情况时，零序电流互感器的二次侧会输出小信号，小信号经电子线路放大后，对脱扣线圈进行激励，促使脱口线圈脱扣断开，以完成对外设的保护，传统的漏电保护开关主要存在以下不足之处：（1）传统的漏电保护开关的电路为模拟电路，漏电动作精度不高；（2）传统漏电保护开关的提示音一般设置为一个月警示一次，然后需要人去重置开关，如若遇到没有重置开关的情形，则漏电保护开关会在一段时间后停止警示，但不会自动归零，安全性低；（3）计时分辨率、提示音强度低且智能化水平不够高。

鉴于上述问题及其缺陷，有必要对现有漏电保护开关的设计提出新的改进。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种精度高、可靠性好且提示音可控的新型智能漏电保护开关。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能漏电保护开关，其特征在于包括：零序电流互感器、脱扣线圈、稳压电路、信号处理电路和提示讯响器，所述脱扣线圈一端接市电，另一端与稳压电路相连，所述稳压电路与信号处理电路相连，对信号处理电路提供稳定的工作电源，所述信号处理电路的动作控制端连接到脱扣线圈的一端，以触发脱扣线圈的脱扣动作，其提示音控制端连接提示讯响器，所述零序电流互感器的输入端接市电，输出端接外部负载，其信号输出端与信号处理电路相连。

作为对上述方案的进一步改进，所述信号处理电路包括集成芯片U1、出口控制电路和时间基准获取电路，所述出口控制电路一端连接集成芯片U1，另一端与脱扣线圈相连，所述时间基准获取电路一端连接集成芯片U1，另一端与市电相连。

进一步，所述出口控制电路包括电阻R5、R17、R4及R11、电容C1、二极管D4和可控开关Q1，所述可控开关Q1正极与脱扣线圈相连，负极接市电零线，其控制极分别连接二极管D4负极和电阻R11，所述电阻R11的另一端接地，所述二极管D4分别连接电容C1和电阻R4，所述电容C1的另一端接地，电阻R4的另一端接电阻R17，所述电阻R17的另一端与电阻R5并联后接到集成芯片U1，所述电阻R5的另一端接地。

进一步，所述时间基准获取电路包括二极管D6、电阻R10及R16，所述电阻R10一端接稳压电路，另一端通过电阻R16后分为两条支路，一条支路与集成芯片U1相连，另一条连接二极管D6的正极，所述二极管D6的负极与稳压电路供电端VCC相连。

进一步，所述提示讯响器包括蜂鸣器LS1、电阻R9、R18及W1和三极管Q4，所述电阻R9一端连接集成芯片U1，另一端与三极管Q4的基极相连，所述三极管Q4的发射极接地，其集电极分为两条支路，一条连接电阻R18，另一条支路与蜂鸣器LS1相连，所述电阻R18的另一端与稳压电路供电端VCC相连，蜂鸣器LS1的另一端通过电阻W1后与稳压电路供电端VCC相连。

此外，所述蜂鸣器LS1为压电陶瓷片。

本发明的有益效果是：本发明作为一种智能漏电保护开关，一方面，本发明采用信号数字化设计，漏电动作值精度高，稳定性好；另一方面，本发明由于采用数字化设计，按月设置提示音，并发出警报，提示音讯响时长为一小时，如果遇到无人理会的情况，系统会自动归零，安全性能提高；其次，本发明可按指定时间间隔设定提示音，最小分辨率为0.01s，最小掉电不丢失累计时间为1H，由于提示讯响器采用压电陶瓷片，结合数字信号处理模块，不仅可以控制提示音强度，且最大值可达90DB；此外，本发明还具有高可靠出口控制性能，在脱扣机构出现卡涩状况时，系统会反复尝试驱动脱扣电路三次，相对于传统的脱扣电路而言，可靠性大大提高，且数字电路可以记录空开动作次数，便于日后对产品进行管理和维护，智能化水平有很大提升；因此具备良好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明方框图；

图2为本发明电路原理结构示意图。

具体实施方式

参照图1-图2，一种智能漏电保护开关，包括零序电流互感器1、脱扣线圈2、稳压电路3、信号处理电路4和提示讯响器5，脱扣线圈2一端接市电，另一端与稳压电路3相连，稳压电路3与信号处理电路4相连，对信号处理电路4提供稳定的工作电源，信号处理电路4的动作控制端连接到脱扣线圈2的一端，以触发脱扣线圈2的脱扣动作，其提示音控制端连接提示讯响器5，零序电流互感器1的输入端接市电，输出端接外部负载，其信号输出端与信号处理电路4相连，信号处理电路4包括集成芯片U1、出口控制电路41和时间基准获取电路42，出口控制电路41一端连接集成芯片U1，另一端与脱扣线圈2相连，时间基准获取电路42一端连接集成芯片U1，另一端与市电相连，出口控制电路41包括电阻R5、R17、R4及R11、电容C1、二极管D4和可控开关Q1，可控开关Q1正极与脱扣线圈2相连，负极接市电零线，其控制极分别连接二极管D4负极和电阻R11，电阻R11的另一端接地，二极管D4分别连接电容C1和电阻R4，电容C1的另一端接地，电阻R4的另一端接电阻R17，所述电阻R17的另一端与电阻R5并联后接到集成芯片U1，电阻R5的另一端接地。

本发明的基本工作原理为，基于差流原理的高灵敏度的零序电流互感器1在检测到零火线电流不平衡时，产生对应的小信号IDL传送给信号处理电路4，信号处理电路4经积分放大后，对信号进行量化和数字滤波，过滤高频杂波干扰，并对信号进行加权，以完成对信号有效值的提取，具有施密特触发特征的出口控制电路41部分在信号达到预设动作值后，控制信号TZKZ触发脱扣线圈2动作，其动作前的延时时间不大于100ms，所述稳压电路3的主要作用为在电网出现波动时，为信号处理电路4提供稳定的工作电压VDD/VCC，以避免电压波动所引起的动作阀值的波动，需要指出的是，由脱扣线圈COIL和ZD1组成的电路，置于输入端，主要起到输入过电压保护以及EMI滤波的作用。

时间基准获取电路42包括二极管D6、电阻R10及R16，电阻R10一端接稳压电路3，另一端通过电阻R16后分为两条支路，一条支路与集成芯片U1相连，另一条连接二极管D6的正极，二极管D6的负极与稳压电路3供电端VCC相连，时间基准获取电路42可从电网上获取20ms基准时钟FREQ，用于计时。

提示讯响器5包括蜂鸣器LS1、电阻R9、R18及W1和三极管Q4，所述电阻R9一端连接集成芯片U1，另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极接地，其集电极分为两条支路，一条连接电阻R18，另一条支路与蜂鸣器LS1相连，电阻R18的另一端与稳压电路3供电端VCC相连，蜂鸣器LS1的另一端通过电阻W1后与稳压电路3供电端VCC相连，蜂鸣器LS1为压电陶瓷片，所述压电陶瓷片LS1构成试验提示音和状态提示音输出，漏电保护器外壳针对性的谐振腔设计结构是蜂鸣器提示音在10cm外产生不低于60DB的连续声强，电路控制的谐振频率变化可等效产生音量控制效果，是音量范围在60DB-90DB可控。

额外的状态发光指示器由元件R8和RUN组成，可用于在多台漏电保护器集中安装时，清楚地指示发生状态变化的设备位置。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，这些都不构成对本实施方式的任何限制，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims

1.一种智能漏电保护开关，其特征在于包括：零序电流互感器（1）、脱扣线圈（2）、稳压电路（3）、信号处理电路（4）和提示讯响器（5），所述脱扣线圈（2）一端接市电，另一端与稳压电路（3）相连，所述稳压电路（3）与信号处理电路（4）相连，对信号处理电路（4）提供稳定的工作电源，所述信号处理电路（4）的动作控制端连接到脱扣线圈（2）的一端，以触发脱扣线圈（2）的脱扣动作，其提示音控制端连接提示讯响器（5），所述零序电流互感器（1）的输入端接市电，输出端接外部负载，其信号输出端与信号处理电路（4）相连。

2.根据权利要求1所述的一种智能漏电保护开关，其特征在于：所述信号处理电路（4）包括集成芯片U1、出口控制电路（41）和时间基准获取电路（42），所述出口控制电路（41）一端连接集成芯片U1，另一端与脱扣线圈（2）相连，所述时间基准获取电路（42）一端连接集成芯片U1，另一端与市电相连。

3.根据权利要求2所述的一种智能漏电保护开关，其特征在于：所述出口控制电路（41）包括电阻R5、R17、R4及R11、电容C1、二极管D4和可控开关Q1，所述可控开关Q1正极与脱扣线圈（2）相连，负极接市电零线，其控制极分别连接二极管D4负极和电阻R11，所述电阻R11的另一端接地，所述二极管D4分别连接电容C1和电阻R4，所述电容C1的另一端接地，电阻R4的另一端接电阻R17，所述电阻R17的另一端与电阻R5并联后接到集成芯片U1，所述电阻R5的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的一种智能漏电保护开关，其特征在于：所述时间基准获取电路（42）包括二极管D6、电阻R10及R16，所述电阻R10一端接稳压电路（3），另一端通过电阻R16后分为两条支路，一条支路与集成芯片U1相连，另一条连接二极管D6的正极，所述二极管D6的负极与稳压电路（3）供电端VCC相连。

5.根据权利要求1所述的一种智能漏电保护开关，其特征在于：所述提示讯响器（5）包括蜂鸣器LS1、电阻R9、R18及W1和三极管Q4，所述电阻R9一端连接集成芯片U1，另一端与三极管Q4的基极相连，所述三极管Q4的发射极接地，其集电极分为两条支路，一条连接电阻R18，另一条支路与蜂鸣器LS1相连，所述电阻R18的另一端与稳压电路（3）供电端VCC相连，蜂鸣器LS1的另一端通过电阻W1后与稳压电路（3）供电端VCC相连。

6.根据权利要求5所述的一种智能漏电保护开关，其特征在于：所述蜂鸣器LS1为压电陶瓷片。