CN1040473C - 集成的漏电警告系统 - Google Patents

Abstract

一个集成的漏电警告系统，其中把对应地连接到放置在一个建筑物每一楼层或特定区域的电线路上的单个漏电(或电泄漏)检测电路装在一个单独的电路板上，并且采用两者之间同步的单片微处理机和CMOS集成电路(IC)把每个可调整的漏电灵敏度开关连接到对应的单个漏电检验电路上，这样就可获得一个简单的外部电路装置并且减少了整个存取时间，因此减少了延迟时间且避免了错误的操作，其中电涌信号和/或外部噪声是作为一个漏电流处理。

Description

集成的漏电警告系统

本发明涉及一种集成的漏电警告系统，在该漏电警告系统中，漏电的灵敏度是可被调整的，以使适合于具有布置了电线路(或电线)的建筑物的每层或特定区域，并且可将所伴随的漏电状况显示在显示装置上。

一种漏电(或电泄漏)警告系统通常作为一种防止由于漏电(或电泄漏)而引起的意外事故(如火灾)的措施共已公知，该漏电警告系统单独地连接到在一个建筑物的每层或特定区域中所布置的、具有600V额定电压的电线路(或电线)上。

然后，将该电线路与一个模拟火灾警告设备(例如一个漏电警告装置)相连接，该模拟火灾警告设备能从该建筑物中所布置的电线路检测出电泄漏。

另外，根据这样的一种常规漏电警告设备，可把用以形成一个单元电路的电路板单独地设置在该建筑物的所有楼层中。其结果是，这样的漏电警告装置的结构是相当复杂的。另外，漏电的范围是根据在该电路板上的电压比较器的电位差而定的，因而由于外界温度或电涌信号的影响很可能出现判定漏电的误差，并且构成漏电警告设备的主电路的部件或元件的数量增加很多。据此，由于不希望地减慢了漏电警告设备的响应速率，因而在主电路的部件或元件之间的信号转移速率也减慢了。

由于该漏电警告设备是这样构制的，因而它在事先调整好的灵敏度水平上工作并产生一个报警信号，但是在实际使用中的漏电量或者低于事先调整好的灵敏度水平的漏电量不能直接测出，因而防止漏电的预防性测量或后来的检修都很困难。

据此，本发明的一个目的是提供一个集成的漏电警告系统，该集成的漏电警告系统可以调整漏电灵敏度，以适合于一个建筑物的每层或特定区域，并且可以显示出电线路(或电线)的漏电量值。

为了实现上述的目的，根据本发明的一个方面，这里提供一种集成的漏电警告系统，在该系统中在一个建筑物每层或特定区域中所布置的电线路上相应连接的单元漏电(或电泄露)检测电路装配在一个单一的电路板上，并且每个可调整的漏电灵敏度开关连接到相应的单元漏电检测电路上，该单元漏电检测电路具有一个单片微处理器和CMOS集成电路(IC)，这两者之间相同步，这样就可获得一个简单的外围电路装置并且减少系统的整个存取时间，从而减少了延迟时间且避免了误操作，其中电涌信号和/或外部噪声是作为一个漏电流来处理的。

通过参照以下附图和下文的描述就会对上述的目的和其它目的、特点和优点更加清楚明了。

图1示出根据本发明的一种集成的漏电警告系统的整个电路配置的方框图；

图2示出图1所示的漏电检测器的电路图；

图3示出根据本发明的漏电警告系统的开关阵列电路的输入/输出装置、微处理器和显示器装置以及指示器的电路图；

图4示出图1所示的灵敏度设定电路的电路图；

图5示出图1所示的电路工作指示器装置的电路图。

下文将详细地描述本发明的一个优选实施例。

参照图1，该图从原理上示出根据本发明的一种集成的漏电警告系统的体电路配置图，一个漏电检测电路用标号1表示，其作用是将在相应的电线(或导线)L1、L2、……L9和L10上所安排的零相序变流器(ZCT)即ZCT1、ZCT2、……ZCT9和ZCT10的信号转变成为交流(AC)电压。一个线路检测电路用标号2表示，用于检测任何可从漏电检测电路1引入交流电压的线路，并把此交流电压转变成为一个串行数据，一个输入放大器3，连接到线路检测器2上，其作用是以一个恒定的放大系数放大由线路检测器2提供的串行的交流电压数据。一个模/数转换器4，其作用是把输入放大器3来的串行交流电压数据转变成为数字信号。一个界线线路检测器5，其作用是根据漏电检测器1和线路检测器2的检测结果来检测出一个漏电的线路。

一个电源6，根据一个外部交流电源产生出各种不同的工作电压，例如5V、12V和-12V。一个同步信号发生器7，其作用是根据电源6所供应的工作电压产生一个具有预定频率的同步信号。

一个系统同步控制器用标号8表示，它根据从同步信号发生器7来同步信号，输出一个系统同步信号，以使该系统中的整个电路部件同步。还有，一个开关阵列电路9，它包括一个电路检验开关、一个自动检验(或自检)开关、一个自动/手动方式转换开关、一个蜂鸣器工作开关、一个复位开关、一个ZCT导电性检验开关、等。这些开关允许使用者输入一个所希望的操作。一个开关信号可判读电路10，其作用是根据该开关阵列电路9中的各开关的开/关状态确定一个所希望的操作。一个灵敏度处理器电路12，它具有多个灵敏度可调整的滑动开关，其作用是根据从一个灵敏度设定电路11来的输入、确定事先为每个线路所设定的灵敏度电流值，该灵敏度设定电路11用于设定界限线路灵敏度电流的量值，以及一个中央处理单元13，用于控制全体部件和电路并通过一个信号输出电路14输出各种的控制信号。

根据本发明的系统，该模/数转换器4、界限线路检测器5、系统同步控制器8、开关信号可判读电路10、灵敏度处理器12和中央处理单元3实际上集成在一起成为一个单片微处理器A。

一个漏电线路显示装置用标号15表示，用于根据通过信号输出电路14提供到此的集中信号、显示出发生漏电的线路的号码。一个漏电量显示装置16，用于显示出该线路的漏电流量值。一个电路工作指示器17，用于指示构成漏电警告系统的部件和/或电路的现行工作状况，它具有LED元件，用于指示每个线路的工作情况，以及一个ZCT导电性指示器18，其内含多个LED元件，用于指示零相序变流器ZCT1到ZCT10的工作状态。一个自动/连续(手动)方式警告指示器19，它具有一个LED元件，用于指明漏电状况是自动地还是连接地指示。另外，一个报警部分20，它具有一个蜂鸣器，用以产生一个报警，以及一个蜂鸣器警告指示器21，它具有一个LED，用以指示该蜂鸣器是关断的还是开启的。

图2示出图1所示的漏电检测器1的详细结构图。首先，从相应安排在每个线路上的零相序变流器ZCT1到ZCT10所导得的电流值通过漏电检测电路1a……1j转变成为交流电压值，每个漏电检测电路包括：二极管、电阻和电容D1_a、D2_a、R1_a、C_a；……D1j、D2j、R1j、Cj。把已转变的交流电压值提供到线路检测器2的模拟开关IC1、IC2和IC3，这些开关按串行地输出交流电压值，并分别产生代表了从中检测交流电压的线路的地址信号A0到A2。该地址信号A0到A2输入到微处理器A的界限线路检测器5中。

从该线路检测器2串行输出的交流电压由输入放大器3的运算放大器OP1以一个恒定的放大系数(此例中为5倍)进行放大。此交流电压的放大的根据是可变电阻VR的电平。由运算放大器OP1所放大的交流电压由运算放大器OP2整流和放大，然后输入到该微处理器A中的模/数转换器4。

图3示出微处理器A和开关阵列电路5的输入和输出配置和显示装置及指示器的详细电路图。

微处理器A从同步信号发生器7接收具有恒定频率的一个时钟信号，该同步信号发生器7可以例如由一个晶体振荡器形成。微处理器A具有一个复位端(RESET)，一个复位转换开关SW1的开/关状态信号通过一个复位集成电路(IC)IC4提供到该复位端上。另外，微处器A接收由用户通过电路检验开关SW2、自动检验开关SW3、自动/连续(手动)方式选择开关SW4和蜂鸣器开/关选择开关SW5选择的输入信号，并且向漏电线显示装置15的模块IC元件IC5以及漏电量显示装置16的模块IC元件IC6、IC7和IC8输出数据信号D0-D3和集成电路中芯片选择信号CS0-CS3，以便通过显示装置DISP1、DISP2、DISP3和DISP4显示出该线路的号码和从该线路泄漏的电流量值。

当电路检验开关SW2反复地关闭或开启时，漏电线路的号码和从该线路的漏电量值按序地在显示装置15和16上显示。如果任何开关未被按压几秒钟，则这些显示数据就自动抹掉。

再则，一旦自动检验开关SW3开启，用于自检报警输出、蜂鸣器和LED元件的自动工作检验自动地起作用，所有漏电线路的号码和漏电量值按序地在显示装置15和16上显示。

在自动检验完成之后，在显示装置15和16上的显示的内容自动抹掉。当自动/连续(手动)方式选择开关SW4开启时，漏电状态以自动方式指示出来，并且如果再按下开关SW4，则以一个手动方式指示漏电状况。

在按下蜂鸣器开/关选择开关SW5时，即使漏电量值高于参考值，报警信号也被减弱声音。如果再次按下开关SW5，则当从线路中检测到漏电时，报警信号就会正常地产生。

与此同时，在电路工作指示器17中的多路转换器IC9和IC10是由来自微处理器A的地址信号A0至A2和集成电路芯片选择信号CS启动的，该多路转换器IC9和IC10的作用是有选择地驱动与漏电线路号码相对应的LED元件LED1至LED10。还有，微处理机A在输出部分PC5和PC6产生输出信号，来控制自动/连续方式警告指示器20的LED元件LED11变亮，因而指示出由自动/连续方式选择开关SW4所选择的自动方式，并且同时控制一个LED元件LED12开和关，以指示由蜂鸣器开/关开关SW5所选择的报警信号声音减弱的方式。

图4示出灵敏度设定电路结构的详细电路图。首先，灵敏度设定电路11的可调整灵敏度的滑动开关SW6至SW15之中的每个接收来自接点a、b和c的模拟数值，这些接点分别相应地连接到输入电源的电阻组R2a、R3a、R4a，……R2b、R3b、R4b，……R2j、R3j、R4j，这些电阻用于对输入电源进行分压。该模拟值通过模拟开关IC11和IC12串行地输出，然后提供给微处理器A的设定灵敏度处理器12。据此，当把可调整灵敏度的滑动开关SW6至SW15有选择地分别连接到接点a、b和c的任何一个，并把漏电流设定在一个从0.2A、0.5A、1.0A等之中所选定的电流值上时，已选定的漏电流值被数字化，并输入到微处理器A中的中央处理单元18，该中央处理单元18把已选定的漏电流值与由漏电检测器1所检测的漏电流的每单元时间的平均值相比较，以便确定线路的漏电状态。

图5示出电路工作指示器的电路图。如图5所示，电路工作检验开关SW16至SW25有两个接点，一个接点t1通过LED元件LED1至LED10接收交流电源，而另一个接点t3直接接收交流电源。开关SW16至SW25也分别具有接点P3和P4。各相应的接点t3分别连接到动接点P2和P1上。动接点P2和P1两端连接到在零相序变流器ZCT1至ZCT10与漏电检测器2之间的电线C1a、C2a，……；C1j、C2j上。当把动接点P1和P2同时连接到接点t1和t2以便把零相变流器ZCT1至ZCT10连接到微处理器A时，电路工作指示器17的LED元件LED1至LED10由零相变流器ZCT1至ZCT10的次级电流和用于检验的交流电源电压来开启。

此时，工作电流提供应到模拟开关IC1和IC2上。据此，响应工作电流，零相序交流器ZCT1至ZCT10的导电状态以及相应的电路可以得到检验。另一种可以替代的方案是，当把工作检验开关SW16至SE25的动接点P1和P2连接到接点t3和t4时，零相序变流器ZCT1至ZCT10的每个通过接点t2和P1连接到漏电检测器1a至1j中的相应的一个上，以保证一种正常的漏电检测方式。在这里，工作检验开关SW16至SW25的动接点P1和P2是相互操作的。

根据本发明的集成的漏电警告系统，零相序变流器ZCT1至ZCT10放置在相应的线路L1至L10上，借助于灵敏度设定电路11的可调整灵敏的滑动开关SW6至SW15，并根据线路的现状，漏电流的灵敏度从0.2A、0.5A或1.0A中选择。据此，所提供的漏电流的模拟数值由模/数转换器4转换成为数字信号。该漏电流是从零相序列变流器ZCT1至ZCT10通过漏电检测器1、线路检测器2和输入放大器3而获得的。该数字信号输进微处理器A的CPU13中，以便根据一个内计时器所设定的一个单元时间计算出一个平均值。如果该平均值大于由灵敏度设定电路11所设定的参考值，则漏电线路的号码通过输出电路14输出到漏电线路显示装置15。为此，漏电线路的号码显示在显示装置15上。同时，漏电流量值通过输出电路14输出，以便在漏电流量值显示装置16上显示，并且由报警部分19产生一个报警信号。

在漏电线路完全修复之后，如果复位开关SW1闭合，则该系统被初始化并且漏电检测如上所述地发挥作用。

如上所述，根据本发明的漏电警告系统，当把一个恒定时段内从线路中所检测到的平均值与从零相序变流器ZCT1至ZC10的漏电流相比、以便检测电泄露时，由于漏电流的参考值可以由灵敏度设定电路的可调整灵敏度的滑动开关SW6至SW15可变地设定，因而线路存在漏电情况可以有效地得到监控。如果发生漏电现象，则由报警电路20中的蜂鸣器产生一个报警信号。同时，漏电线路的号码可在漏电线路显示装置15上显示，并且漏电流量值可在漏电量值显示装置16上显示。其结果是，该系统可以合适地被利用，以便防止或检修由于漏电而引起的意外事故。

虽然本发明是以具体的实施例描述的，但可以理解在不偏离本发明的精神和范围的前提下可作出许多变化和修改。

Claims (1)

1.一种集成的漏电警告系统，其响应于由连接到电线路上的零相序变流器所检测的电流，用于预防由于漏电流而引起的意外事故，其特征在于，包括：

灵敏度设定装置，它具有多个可调整灵敏度的滑动开关，所述的滑动开关可有选择性地连接到接点上，所述的接点包括至少一个动接点，用于设定工作参考值，所述的接点连接到电阻组上，所述的电阻用于对输入的交流电源进行分压；

一个中央处理单元，设在一个微处理器中，该中央处理单元从所述的灵敏度设定装置接收所述的工作参考值，并且根据从所述的线路上所检测到的电流来判定漏电状况；

根据从所述的中央处理单元来的数据信号、显示出漏电线路号码的装置；和

由来自所述的中央处理单元的数据信号和一个芯片选择信号所起动的、用于显示出漏电流量值的装置。

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