CN103701091B - 断路器漏电控制器 - Google Patents

Abstract

一种断路器漏电控制器，包括零序互感器、零序电流调理电路、微处理器和断路器分闸继电器电路，所述的零序互感器采集漏电电流，它与零序电流调理电路的信号输入端相连，零序电流调理电路输出端与微处理器相连，微处理器的输出与断路器分闸继电器电路输入端相连，当漏电电流超过设定值时，微处理器输出控制信号接通继电器接点，继电器工作并连接断路器脱扣线圈对断路器进行分闸，切断输入电源。本发明采用零序互感器和零序调理电路采集漏电电流，并采用微处理器对断路器的分闸线圈进行控制达到在漏电时及时的切断断路器。本技术与常规的技术比较处理速度快，而且漏电保护与断路器检测和控制为一体，能最大限度的减少另配置的电路的成本。

Description

断路器漏电控制器

技术领域

本发明涉及低压断路器控制装置，能检测和控制漏电产生对电路的影响。是采用微处理器的控制原理，结构先进。

背景技术

当前我国正在进行智能电网建设，在智能电网中关键的一点是输配电运行的安全可靠性。特别是在输配电上由于漏电等因数产生的事故占总事故的20%以上，虽然不少产品采用相关的技术，如采用漏电保护开关但功能单一，无法满足日益增长的智能电网建设要求，特别是在低压断路器上还没有一种既能承担过载、过流以及过压和漏电保护为一体的智能断路器控制装置。因此在一定程度上无法实现多功能的输配电保护，特别是在漏电保护上已经预防和监控。起到事故的前期预测和防护。

发明内容

本发明针对目前输配电设备存在的不足，提供一种带漏电保护的断路器控制装置，能有效预防漏电带来的事故隐患。

本发明的技术方案是：

一种断路器漏电控制器，它包括零序互感器、零序电流调理电路、微处理器和断路器分闸继电器电路，所述的零序互感器安装在断路器的供电线路上，用于采集漏电电流，所述的零序互感器的信号输出端与零序电流调理电路的信号输入端相连，所述的零序电流调理电路的信号输出端与微处理器的信号输入端相连，微处理器的控制信号输出端与断路器分闸继电器电路的控制信号输入端相连，当漏电电流超过设定值时，微处理器输出控制信号接通继电器接点，继电器工作并连接断路器脱扣线圈对断路器进行分闸，切断输入电源。

本发明的断路器分闸继电器电路为断路器的分闸线圈。

本发明的零序电流调理电路包括电阻R1-R10、电容C1-C2、二极管VD1-VD3和放大器A1-A4，零序互感器的输出通过电阻R1将电流转换成电压信号，二级管VD1和VD2并接在电阻R1上，电阻R2和电容C1组成低通道滤波器并接在电阻R1的两端，电容C1的一端串接电容C2、电阻R3后连接至放大器A1的同相比例信号输入端，电容C1的另一端串接电阻R4后连接至放大器A1的反相比例信号输入端，放大器A1的反相比例信号输入端和输出端之间并接电阻R5，放大器A1的输出端串接电阻R6后连接至放大器A2的同相比例信号输入端，放大器A1的输出端串接电阻R7后连接至放大器A3的同相比例信号输入端，放大器，放大器A2的反相比例信号输入端与放大器A3的同相比例信号输入端串联，放大器A3的反相比例信号输入端串接电阻R8后接地，放大器A3的同相比例信号输入端和输出端之间串接二极管VD3，所述的放大器A2的同相比例信号输入端和输出端之间串接电阻R9，放大器A2的输出端连接放大器A4的同相比例信号输入端，放大器A4的反相比例信号输入端和输出端之间并接电阻R10，所述的放大器A4的输出端作为零序电流调理电路的输出连接微处理器的对应信号输入端。

本发明的断路器漏电控制器还包括电流互感器、电压互感器、电流调理电路和电压调理电路，所述的电流互感器和电压互感器均安装在断路器的供电线路上，分别用于采集断路器的电流和电压，电流互感器和电压互感器的信号输出端分别连接电流调理电路和电压调理电路的对应信号输入端，电流调理电路和电压调理电路的信号输出端连接微处理器的对应信号输入端；所述的电流调理电路和电压调理电路均为断路器控制器中的常规电路。

本发明的断路器漏电控制器还包括与微处理器连接的按键输入模块、LED显示电路、报警光电管、长延时电流控制电路和短路瞬时分闸控制电路；所述的长延时电流控制电路和短路瞬时分闸控制电路均为断路器控制器中的常规电路。

本发明的断路器漏电控制器还包括与微处理器连接的RS485串口通讯电路，所述的RS485串口通讯电路用于上传断路器的各项用电信息至上位机控制器。

本发明的微处理器为ATmega128微处理器。

本发明的有益效果：

本发明采用零序互感器和零序调理电路采集漏电电流，并采用ATmega128微处理器，微处理器具有输出继电器的信号，并对断路器的分闸线圈进行控制达到在漏电时及时的切断断路器。 本技术与常规的技术比较处理速度快，而且漏电保护与断路器检测和控制为一体，能最大限度的减少另配置的电路的成本。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的零序电流调理电路的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种断路器漏电控制器，零序互感器、电流互感器、电压互感器、零序电流调理电路、电流调理电路、电压调理电路、ATmega128微处理器、LED显示电路、报警光电管、断路器分闸继电器电路、RS485串口通讯电路、长延时电流控制电路、漏电电流检测电路、短路瞬时分闸控制电路、按键输入。

输入电源用电缆穿过零序互感器然后在没有漏电的情况下或者小于30mA电流通过时零序电流调理电路简称漏电电流采集上没有漏电情况下是不输出电流，小于30mA电流时虽然输出给ATmega128微处理器，微处理器上设定的软件是不会工作的，只有大于30mA电流时才能进行输出，输出给ATmega128微处理器才能进行工作，ATmega128微处理器在经过输入漏电电流后在接通继电器接点，然后继电器工作，并连接断路器脱扣线圈对断路器进行分闸切断输入的电源，使得漏电处断电。ATmega128微处理器上输出到报警光电管当漏电时报警光电管会灯亮进行报警显示。ATmega128微处理器上通过输出连接IED显示电路与显示器连接通过按键输入能选择其换面进行切换，显示剩余电流的数值和图像。也可以通过RS485串口通讯电路与上位机连接进行数据的交流和储存。

电流互感器）主要对输入的电流经过电流调理电路进行电流的采集，输入到已经设定软件经过ATmega128微处理器在控制器上，当过载和短路时，过载和短路没有超过规定的时间时长延时电流控制电路不会启动继电器工作，只有超过规定的时间时继电器才能工作，通过输出的继电器接点连接短路瞬时分闸控制电路迅速的断开电路。起到保护的作用，在ATmega128微处理器上输出到报警光电管当电流过载和短路时报警光电管会灯亮进行报警显示。ATmega128微处理器上通过输出连接IED显示电路与显示器连接通过按键输入能选择其换面进行切换，显示电流的数值和图像。也可以通过RS485串口通讯电路与上位机连接进行数据的交流和储存。

电压互感器主要对输入的电压经过电压调理电路进行电压的采集，输入到已经设定软件经过ATmega128微处理器在控制器上，当电压断相和电压过高时，断相和电压过高时ATmega128微处理器启动继电器接点接点连接短路瞬时分闸控制电路迅速的断开电路，对电路起到保护的作用。并在ATmega128微处理器上输出到报警光电管当电流过载和短路时报警光电管会灯亮进行报警显示。ATmega128微处理器上通过输出连接IED显示电路与显示器连接通过按键输入能选择其换面进行切换，显示电压的数值和图像。也可以通过RS485串口通讯电路与上位机连接进行数据的交流和储存。

图2是零序电流调理电路的原理框图，控制电源穿过零序互感器，零序互感器输出通过电阻R1，电阻R1是一种采样电阻，主要将零序互感器产生的电流转换成电压信号。二个二级管VD1和VD2主要是进行反向电流的输入到零序互感器上，电阻R2和电容C1组成低通道滤波器电路对高频率起到隔截，放大器起到对信号放大并输入到ATmega128微处理器进行处理。

本装置主要采用的ATmega128微处理器具有2个继电器输出的接口与断路器分闸接点进行控制分闸线圈使得在最快的时间内进行分闸确保线路的安全运行。ATmega128微处理器还具有显示电路的输出功能，确保各数据通过LED显示屏进行数据的显示。还具有通讯的功能实现上位机与控制器的交换。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种断路器漏电控制器，其特征是它包括零序互感器、零序电流调理电路、微处理器和断路器分闸继电器电路，所述的零序互感器安装在断路器的供电线路上，用于采集漏电电流，所述的零序互感器的信号输出端与零序电流调理电路的信号输入端相连，所述的零序电流调理电路的信号输出端与微处理器的信号输入端相连，微处理器的控制信号输出端与断路器分闸继电器电路的控制信号输入端相连，当漏电电流超过设定值时，微处理器输出控制信号接通继电器接点，继电器工作并连接断路器脱扣线圈对断路器进行分闸，切断输入电源；所述的零序电流调理电路包括电阻R1-R10、电容C1-C2、二极管VD1-VD3和放大器A1-A4，零序互感器的输出通过电阻R1将电流转换成电压信号，二级管VD1和VD2并接在电阻R1上，电阻R2和电容C1组成低通道滤波器并接在电阻R1的两端，电容C1的一端串接电容C2、电阻R3后连接至放大器A1的同相比例信号输入端，电容C1的另一端串接电阻R4后连接至放大器A1的反相比例信号输入端，放大器A1的反相比例信号输入端和输出端之间并接电阻R5，放大器A1的输出端串接电阻R6后连接至放大器A2的同相比例信号输入端，放大器A1的输出端串接电阻R7后连接至放大器A3的同相比例信号输入端，放大器A2的反相比例信号输入端与放大器A3的同相比例信号输入端串联，放大器A3的反相比例信号输入端串接电阻R8后接地，放大器A3的同相比例信号输入端和输出端之间串接二极管VD3，所述的放大器A2的同相比例信号输入端和输出端之间串接电阻R9，放大器A2的输出端连接放大器A4的同相比例信号输入端，放大器A4的反相比例信号输入端和输出端之间并接电阻R10，所述的放大器A4的输出端作为零序电流调理电路的输出连接微处理器的对应信号输入端；所述的断路器分闸继电器电路为断路器的分闸线圈。

2.根据权利要求1所述的断路器漏电控制器，其特征是它还包括电流互感器、电压互感器、电流调理电路和电压调理电路，所述的电流互感器和电压互感器均安装在断路器的供电线路上，分别用于采集断路器的电流和电压，电流互感器和电压互感器的信号输出端分别连接电流调理电路和电压调理电路的对应信号输入端，电流调理电路和电压调理电路的信号输出端连接微处理器的对应信号输入端。

3.根据权利要求1所述的断路器漏电控制器，其特征是它还包括与微处理器连接的按键输入模块、LED显示电路、报警光电管、长延时电流控制电路和短路瞬时分闸控制电路。

4.根据权利要求1所述的断路器漏电控制器，其特征是它还包括与微处理器连接的RS485串口通讯电路，所述的RS485串口通讯电路用于上传断路器的各项用电信息至上位机控制器。

5.根据权利要求1所述的断路器漏电控制器，其特征是所述的微处理器为ATmega128微处理器。