CN105759172B - 主动式接地系统异常检测装置和方法 - Google Patents

主动式接地系统异常检测装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明的主动式接地系统异常检测装置，其特征在于：包括控制模块装置，以及分别与控制模块装置连接的继电器K1的控制端、继电器K2的控制端、电流测量电路和电压测量电路，还包括低压电源和电阻R。本发明还涉及一种主动式接地系统异常检测装置的检测方法。本发明的有益效果是，结构简单、使用方便，可以主动的对接地线路进行探查，检测到接地线路断路的情况后，发出告警信息，便于用户尽早发现问题，防患于未然。

Description

主动式接地系统异常检测装置和方法
技术领域
本发明属于检测装置领域，涉及一种主动式接地系统异常检测装置。
背景技术
电热水器现在几乎是居家必备的家用电器之一，属于I类器具，在使用过程中，易触及的金属部件进行接地处理是防止触电的重要措施，一旦出现漏电现象，电流可以通过接地线路流入大地，保护使用者不会遭受电击的伤害。
但是，由于我国的用电环境复杂，一些老旧小区以及偏远农村地区，建筑的布线不规范，地线不接或者与零线混接现象时有发生，导致接地保护不能完成其功能，甚至地线本身可能出现带电的情况，使用者仍有触电危险。有些厂商在自己的部分产品中使用了更进一步的防护措施，例如防电墙技术。
这些技术多为被动保护技术，其设计目的都是当地线带电时起到保护用户的作用，并不能主动的发现地线断路等现象。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便、自动化程度高的主动式接地系统异常检测装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明的主动式接地系统异常检测装置，其特征在于：包括控制模块装置，以及分别与控制模块装置连接的继电器K1的控制端、继电器K2的控制端、电流测量电路和电压测量电路，还包括低压电源和电阻R；
低压电源的一端连接大地，另一端通过继电器K1的被控制端与电阻R连接，电阻R与继电器K2的被控制端之间接入电流测量电路，继电器K2的被控制端还与热水器内的接地端子连接，接地端子通过电源线中的接地线路接入建筑物地线，然后接大地；
当继电器K1和继电器K2接通时，低压电源、电阻R、接地端子通过大地构成回路；
控制模块：协调整个系统运行，控制继电器K1、继电器K2的动作，进行测量点U1、点U2、点U3的电压，进行电流测量，根据数据判断是否发出报警信息；
继电器K1和继电器K2：根据测量需求接通或断开测量电路；
低压电源：产生一个安全特低电压，进行测量。
控制模块装置采用PLC控制器或者单片机。
低压电源采用12-34V的电源。
本发明的主动式接地系统异常检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、低压电源保持断电状态，继电器K1和继电器K2均断开，测量电压点U3，若此处电压不为零，则表明地线带电，报警；
二、低压电源通电工作，测量点U1电压，若没有电压，则判断为低压电源没有输出，报低压电源故障；
三、点U1电压正常，闭合继电器K1，测量点U2电压，如果点U2没有电压，判断为继电器K1未闭合，报继电器K1故障；
四、若点U2电压正常，闭合继电器K2，测量电流，若无电流,测量点U3电压，若点U3无电压，判断为继电器K2未闭合，报继电器K2故障；
五、若点U3电压与点U2接近，判断为接地线路断开，报警；
六、若步骤4中测量电流正常，判断为接地线路正常；
七、断开继电器K2，继续测量电流，如果还可以测量到，判断为继电器K2未断开，报继电器K2故障；
八、若电流已测量不到，断开继电器K1，测量点U2电压，若点U2仍有电压，判断为继电器K1未断开，报继电器K1故障；
九、若点U2无电压，低压电源断电，测量点U1电压，若仍能测到点U1电压，判断为低压电源未断电，报低压电源故障；
十、若点U1无电压，检测流程结束，报正常。
本发明的有益效果是，结构简单、使用方便，可以主动的对接地线路进行探查，检测到接地线路断路的情况后，发出告警信息，便于用户尽早发现问题，防患于未然。
附图说明
图1为本发明的电路示意图。图2为本发明的工作流程示意图的上部分，图3是工作流程示意图的下部分，图2中最下面的“闭合继电器K2”下面的竖线与图3中的“测量电流”上面的箭头对接，拼合成一个完整的箭头。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。
本发明的主动式接地系统异常检测装置，包括控制模块装置，以及分别与控制模块装置连接的继电器K1的控制端、继电器K2的控制端、电流测量电路和电压测量电路，还包括低压电源和电阻R；
低压电源的一个输出端通过膨胀螺栓或类似方法连接大地，另一端通过继电器K1的被控制端与电阻R连接，电阻R与继电器K2的被控制端之间接入电流测量电路，继电器K2被控制端的另一端与热水器内的接地端子连接，接线端子通过电源线中的接地线路接入建筑物地线，然后接大地，图中进行了简化。
当继电器K1和继电器K2接通时，低压电源、电阻R、接地线路通过大地构成回路，电路在其中流动。
整个系统由控制模块、低压电源、电阻R、继电器K1和K2、以及电流、电压测量电路组成。
1.控制模块：协调整个系统运行，控制继电器K1、继电器K2的动作，进行点U1、点U2、点U3和电流测量，根据数据判断是否发出报警信息等。
2.继电器K1和继电器K2：根据测量需求接通或断开测量电路。
3.电阻R：提供点U2电压，供控制模块测量。
4.低压电源：产生一个安全特低电压，进行测量。
控制模块装置采用PLC控制器或者单片机。
低压电源采用12-34V的电源。
本发明的工作过程：
1.低压电源保持断电状态，继电器K1和继电器K2均断开，测量电压点U3，若此处电压不为零，则表明地线带电，报警；
2.低压电源通电工作，测量点U1电压，若没有电压，则判断为低压电源没有输出，报低压电源故障；
3.点U1电压正常，闭合继电器K1，测量点U2电压，如果点U2没有电压，判断为继电器K1未闭合，报继电器K1故障；
4.若点U2电压正常，闭合继电器K2，测量电流，若无电流,测量点U3电压，若点U3无电压，判断为继电器K2未闭合，报继电器K2故障；
5.若点U3电压与点U2接近，判断为接地线路断开，报警；
6.若步骤4中测量电流正常，判断为接地线路正常；
7.断开继电器K2，继续测量电流，如果还可以测量到，判断为继电器K2未断开，报继电器K2故障；
8.若电流已测量不到，断开继电器K1，测量点U2电压，若点U2仍有电压，判断为继电器K1未断开，报继电器K1故障；
9.若点U2无电压，低压电源断电，测量点U1电压，若仍能测到点U1电压，判断为低压电源未断电，报低压电源故障；
10.若点U1无电压，检测流程结束，报正常。
本发明的特点和优点：本设计主要应用在带有防电墙技术的热水器中，作为防电墙的补充防护措施，采用主动式检测技术，使用安全特低电压对接地系统进行检查，利用双继电器隔离接地电路与检测电路，保证正常使用时检测电路不会对接地系统产生干扰，使用分段检查的方式，对检测电路和接地线路逐级检测，能够发现测试电路本身的故障，保证了检测的准确性，同时也防止检测电路本身的故障造成接地系统异常。
本发明的检测可以以定时或其他方式运行，尽早的发现接地系统异常，不必等到接地系统带电后才能发现，提高的家电和类似器具的安全性，保障用户安全。

Claims (2)

1.一种主动式接地系统异常检测装置，其特征在于：包括控制模块装置，以及分别与控制模块装置连接的继电器K1的控制端、继电器K2的控制端、电流测量电路和电压测量电路，还包括低压电源和电阻R；
低压电源的一端连接大地，另一端通过继电器K1的被控制端与电阻R连接，电阻R与继电器K2的被控制端之间接入电流测量电路，继电器K2的被控制端还与热水器内的接地端子连接，接地端子通过电源线中的接地线路接入建筑物地线，然后接大地；
当继电器K1和继电器K2接通时，低压电源、电阻R、接地端子通过大地构成回路；
控制模块：协调整个系统运行，控制继电器K1、继电器K2的动作，进行测量点U1、点U2、点U3的电压，进行电流测量，根据数据判断是否发出报警信息；控制模块装置采用PLC控制器或者单片机；
继电器K1和继电器K2：根据测量需求接通或断开测量电路；
低压电源：产生一个安全特低电压，进行测量；低压电源采用12-34V的电源。
2.一种权利要求1所述的主动式接地系统异常检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、低压电源保持断电状态，继电器K1和继电器K2均断开，测量电压点U3，若此处电压不为零，则表明地线带电，报警；
二．低压电源通电工作，测量点U1电压，若没有电压，则判断为低压电源没有输出，报低压电源故障；
三、点U1电压正常，闭合继电器K1，测量点U2电压，如果点U2没有电压，判断为继电器K1未闭合，报继电器K1故障；
四、若点U2电压正常，闭合继电器K2，测量电流，若无电流,测量点U3电压，若点U3无电压，判断为继电器K2未闭合，报继电器K2故障；
五、若点U3电压与点U2接近，判断为接地线路断开，报警；
六、若步骤四中测量电流正常，判断为接地线路正常；
七、断开继电器K2，继续测量电流，如果还可以测量到，判断为继电器K2未断开，报继电器K2故障；
八、若电流已测量不到，断开继电器K1，测量点U2电压，若点U2仍有电压，判断为继电器K1未断开，报继电器K1故障；
九、若点U2无电压，低压电源断电，测量点U1电压，若仍能测到点U1电压，判断为低压电源未断电，报低压电源故障；
十、若点U1无电压，检测流程结束，报正常。
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