CN115769453A - 多功能无触电保护系统及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无触电保护系统及保护方法，上述无触电保护系统包括：多功能接地故障屏蔽部，屏蔽接地故障电流并进行接地分配；以及多功能无触电保护部，通过屏蔽、吸收及减少漏电流来预防触电事故，并防止外部浪涌以预防产生过电压，上述多功能无触电保护部包括：噪声滤波部，配置在电源端子(L)和中性线端子(N)，屏蔽、吸收及减少漏电流；电源部，供给系统电源；主控制部，控制系统各个部，使漏电量在任何情况下都保持在5mmA以内，以向系统输出正常电源；异常电流检测部，当检测到主控制部的异常输出时，采集漏电流及噪声电流用作使用电源；脉宽调制控制部，从异常电流检测部接收电源并调制振幅及频率以进行补偿；以及极性显示部，检测并显示输入电源的极性错误，从而通过屏蔽、吸收及减少漏电流来防止触电，并阻断外部浪涌以预防电弧。

Description

多功能无触电保护系统及保护方法

技术领域

本发明涉及一种漏电防止装置，其防止因漏电流而引起漏电，尤其，涉及一种多功能无触电保护系统及保护方法，利用基于电气装置暴露在各种外部环境中等引起的电位现象所产生的波长范围对准方式，检测施加电源的异常状态及对非施加电源的频率进行正弦波段补偿，从而通过屏蔽、吸收及减少漏电流来防止触电，阻断外部浪涌。

背景技术

现有技术中具有代表性的有韩国专利第10-1915485号(2018.11.08)公开的“接地型无线电保护装置”，该现有技术中，输入端子部100以串联方式包括与相电压端子及中性点端子中的任一个电连接的第一输入端子110、与未电连接的任一个连接的第二输入端子120及与接地用端子连接的接地端子G，端子极性固定部200由开关部210、开关控制部220、开关模式电源部230(SMPS)及电源连接部240组成，输出端子部330包括第一输出端子310、第二输出端子320及中性点输出端子330，端子极性固定部200配置在输入端子部100与输出端子部300之间，使第一输入端子110及第二输入端子120分别与第一输出端子210及第二输出端子230电连接，第一输出端子210及第二输出端子230中的任一个输出端子与相电压端子电连接，中性点输出端子330与中性点端子电连接，连接端子部400具有由绝缘体制成的本体部以及第一连接端子410、第二连接端子420及中性点连接端子430，使第一输出端子310、第二输出端子320及中性点输出端子330分别与负载电连接，以在暴露于本体部的上表面的同时相互隔开配置来相互电绝缘，防漏电导体部500包括：垂直导体部510，从中性点连接端子430向下贯穿本体部，当第一输出端子310及第二输出端子320中的任一个输出端子与相电压端子电连接时，虽然未与相电压端子电连接的连接端子电连接，但与中性点端子电连接的中性点连接端子430电连接，从而配置在与相电压端子电连接的连接端子的周围；底面导体部520，从垂直导体部510的端部沿水平方向弯曲并穿过本体部的底部延伸到底部的外部；以及板状侧面导体部530，从底面导体部520的端部向上弯曲，与本体部的侧面相对地延长到不低于连接端子台的上表面的高度。

如上的现有技术，尤其是在韩国授权专利第10-1197414号中，多个输入端子通过开关部与多个输出端子连接，以解决电力线的电压及电流容量受开关部容量的限制，并且可能会根据开关部的电阻值导致能量损失及发热的问题，通过将多个输入端子直接与多个输出端子连接，使电力线的电压及电流容量不受开关部容量的限制，由于电力输入负载的电压和电流容量同样施加于具有多个输出端子的输出端子部，因此，当电气装置的暴露在外的多个端子浸水时，降低该端子之间流动的漏电流以防止触电并保证该电气装置的正常工作，减少外部产生的电磁波，减少了电气装置的内部电路暴露在外部产生的电磁波的现象。

然而，该现有技术在输入端子部及输出端子部之间具有电源连接部，用于激发开关部的继电器线圈以使端子极性固定部将相电压安全施加到负载，并且防止漏电，连接端子部由多个连接端子组成，其连接到在由绝缘体组成的本体部内以相互绝缘的状态隔开配置的负载，防漏电导体部由垂直导体部、水平导体部及侧面导体部组成，在支撑多个连接端子的同时面向通常由铁板或铜板材质制成的本体部。

在这种结构中，用于屏蔽电场线和阻断漏电的开关部可能会因瞬时高压及大电流而发生故障，仅保持电场的简单屏蔽的防漏电导体部由于相电压端子和接地端子之间的隔开距离及中性点端子的金属导体大小而无法避免电场的产生，当超过某个规定漏电流量时，会丧失其功能，无法避免产生漏电而发生触电，金属板(例如，电铜板)在长时间使用或小小的损伤时无法发挥其功能，即，由于接触空气及湿气而无法对漏电的电场线进行简单屏蔽，而且还会氧化和损坏，达到一定程度后会成为漏电的主要原因，因此大大增加漏电现象，从而导致人体触电。

并且，由于与电气装置串联，漏电量可能会根据负载容量成比增加，因此只适用于小尺寸。

鉴于此，可以看到仅凭现有技术中的对电场的简单屏蔽效果无法吸收并屏蔽规定以上的漏电流，将导致系统内部线路上存在漏电流，因此，优选地，需要额外屏蔽、吸收及减少漏电流的功能，消除电气装置的故障并通过在电路上检测非施加异常电压来检测施加电源时的电气装置的漏电，在浸水及潮湿的地区也能稳定地对负载施加电源，减少偶发性漏电引起的触电。

发明内容

技术问题

本发明的主要目的在于，提供一种多功能无触电保护系统及保护方法，通过接通电源来保持正常的电源施加及接地状态，使电气装置在不受各种外部环境的干扰下将频率改变为正弦波段的不受外部干扰的振幅，以电子方式排列电场线，进行“零电位化”以使各等电位之间不存在电位差，防止因谐波及噪声等而形成异常状态的波形，采集并屏蔽、吸收及减少漏电流，通过屏蔽、吸收及减少接地故障电流来防止触电，通过检测非施加异常状态并补偿频率来阻断外部浪涌。

本发明的再一目的在于，提供一种多功能无触电保护系统及保护方法，通过利用以频率正弦波形态进行补偿的调制补偿控制，以在不受外部干扰的状态下屏蔽电气装置的漏电流，通过显著降低系统的噪声及电磁波来预防故障、部件受损等，并且通过检测非施加异常状态并补偿频率识别过电压的产生，使配电盘的漏电断路器跳闸。

本发明的另一目的在于，提供一种多功能无触电保护系统及保护方法，避免对电场的吸收(消灭)及屏蔽的故障，即使在没有屏蔽规定以上漏电流的结构的状态下也通过电路检测漏电并进行屏蔽，检测非施加异常状态并补偿频率，以在浸水时也可以施加稳定负载的电源。

技术方案

本发明的用于防止触电的多功能无触电保护系统包括：多功能接地故障屏蔽部，检测施加电源的异常状态，屏蔽接地故障电流并进行接地分配；以及多功能无触电保护部，使电气装置在不受各种外部环境的干扰下将频率改变为正弦波段的不受外部干扰的振幅，将电场线电子化排列，进行“零电位化”以使各等电位之间不存在电位差，防止因谐波及噪声等而形成异常状态的波形，通过屏蔽、吸收(消灭)及减少漏电流来预防触电事故，并防止外部浪涌以预防施加过电压，上述多功能无触电保护部包括：噪声滤波部，配置在电源端子L和中性线端子N，具有滤波器，以屏蔽、吸收(消灭)及减少漏电流；电源部，供给系统电源；主控制部，控制系统各个部，使漏电量在任何情况下都保持在5mA以内，以向系统输出正常电源；异常电流检测部，当检测到主控制部的异常输出时，采集漏电流及噪声电流用作使用电源；脉宽调制控制部，从异常电流检测部接收电源并调制振幅及频率以进行补偿；以及极性显示部，检测并显示输入电源的极性错误。

在多功能接地故障屏蔽部中，电源端子L连接到由第一开关和第二开关组成的第一继电器的线圈CL的端子2，端子1上串联有第一二极管、第一发光二极管及第一电阻，第一电阻和线圈CL之间形成有中性线端子N，第一开关的端子4和第二开关的端子8共同经由第二电阻连接到负载端子E2，第一开关的端子3及第二开关的端子6同时连接到第一桥式电路的整流端子，第一桥式电路的多个输出端子上设置并排排列的多个第一氖灯及第二氖灯，第一开关的端子3连接到负载接地端子E1，第二开关的端子6在串联第三氖灯和第三电阻后连接到接地端子FG。

多功能接地故障屏蔽部在施加正常电源时点亮第一发光二极管并激发继电器的线圈CL，连接到负载端子E2和负载接地端子E1，从而达到对所要使用的电气装置(负载)(未示出)施加电源的状态。

在多功能接地故障屏蔽部中，当漏电检测端子EPG中因接地故障而产生漏电流时，第一开关及第二开关的端子6及端子3恢复为连接到端子7及端子4的原位置状态，将漏电流接入第一桥式电路的整流端子，点亮并联在输出端子的第一氖灯及第二氖灯，同时点亮端子6的第三氖灯并施加到第三电阻，从而在降低电压的同时使多功能无负载控制部识别出0～10V的电压。

噪声滤波部通过主控制部从连接到第一线圈的输出端1d的第二电容器及第三电容器之间的接地故障端子G1检测出因接地故障而导致的过电压，使多功能接地故障屏蔽部启动第一继电器的第一开关及第二开关，将漏电流接入第一桥式电路的整流端子，点亮并联在输出端子的第一氖灯及第二氖灯，同时点亮端子6的第三氖灯并施加到第三电阻，从而将电压降低至10V以下。

异常检测部具有连接在电源线L、中性线N及多个接地线FG之间的第一采集部、第二采集部及第三采集部，以及分别与其并联的第一频率补偿部、第二频率补偿部及第三频率补偿部，第一采集部经由输入电源的第三电源端子L3和第五电阻连接到第四氖灯，其输出在经由中性线端子N3连接到脉宽调制控制部的同时连接到第四氖灯并连接到接地端子FG，第二采集部的输入端连接到第四氖灯的接地端子FG，输出端在连接到脉宽调制部的同时连接到与负载接地端子E1连接的漏电检测端子EPG，第三采集部的输入端连接到中性线端子N4，输出端在连接到脉宽调制控制部的同时共同连接到第四氖灯的接地端子FG，并通过第四二极管设置为与第四氖灯的接地端子FG分离的状态，脉宽调制控制部识别到漏电压电流，通过调制脉宽补偿电压频率将其转换为规定振幅的电源电压，接收上述调制信号的主控制部对与正常电源之间的电位差进行“零电位化”，从周围所使用的电气装置中自行采集因接地故障而产生的漏电流，并在第四氖灯中消灭并进行屏蔽。

第一频率补偿部、第二频率补偿部及第三频率补偿部包括设置在基板上的导体、环绕上述导体的具有高导电性的网以及底部与上述网和导体接触并以接触网的中心的状态定位的强磁性体的圆筒形永磁体，将漏电流、电磁波、噪声吸引到周围，通过平板线圈采集并施加到脉宽调制部，从而精密调制频率及每个相位，对相位差进行“零电位化”，进而引导主控制部始终输出正常频率的电源。

在极性显示部中，漏电电源从接地故障检测端子G1经由地点A接入漏电检测端子EPG，电源从电源端子L经由噪声滤波部的线圈的输出端子3并经由地点B和中性线端子N4连接到第三采集部的接地端子FG，电源端子L1连接到地点C，地点D在连接到第二采集部的同时连接到第四氖灯55的接地部侧，地点B和地点C之间串联有第五二极管71、第四发光二极管及第六电阻，漏电流从接地故障检测端子G1接入地点B来点亮第四发光二极管，地点B连接正常电源检测部，在第三桥式电路中施加正常电源，通过第五发光二极管来表示正常电源的施加，使异常电压检测端G2检测出从电源端子L1连接到地点C的过电压，当施加过电压或反向电压时，通过点亮第六发光二极管来表示异常电压的施加。

多功能无触电保护方法包括如下步骤：在接通电源后，确认电源端子L、中性线端子N和接地端子FG的电源连接，判断是否为正常极性的施加，若确认到正常的电源施加，则进行系统控制工作；若不是正常极性的连接，则确认接地线是否连接，若中性线端子N或接地端子FG中施加了电源，则判断另一个端子是否接地，当接地线未连接而第五发光二极管被点亮时，改变电源极性进行连接以执行副触电保护部的控制工作；无触电保护部在接通电源时检测接地故障，检测用电设备的漏电流，并确认第一采集部、第二采集部及第三采集部的漏电流并判断是否施加了过电压；当检测到施加了过电压，则判断是否为电压10V及电流5mA以下，若达到电压10V及电流5mA以上，则在接地线未连接的情况下改变电源极性进行连接，执行副触电保护部的控制工作；若达到电压10V及电流5mA以下，主控制部则在切换到“零电位化”工作监测功能后依次采集漏电流，并切换到过电压检测模式，采集噪声并施加到脉宽控制部；以及判断是否为正常工作，若没有正常工作，则因非正常工作而启动配电盘的断路器，若正常工作，则保持运转状态。

发明的效果

本发明通过接通电源来保持正常的电源施加及接地状态，采集用电设备因暴露于各种外部环境而产生的漏电流，通过屏蔽、吸收及减少接地故障电流来防止触电并阻断外部浪涌，并且通过识别过电压的产生，使配电盘的漏电断路器跳闸，从而实现无触电。

附图说明

对描述本发明的附图的简要说明如下。

图1为现有技术中的接地型无线电防护装置的框图。

图2为本发明的具有多功能接地故障屏蔽部和多功能无触电保护部的多功能无触电保护系统的框图。

图3为本发明的多功能接地故障屏蔽部的详细电路图。

图4a及图4b分别为噪声滤波部及极性显示部的详细电路图。

图4c为示出上浮部结构的主视图及立体图。

图5为示出本发明的多功能接地故障屏蔽部的工作及多功能无触电保护部的系统控制工作流程的流程图。

具体实施方式

本发明的多功能无触电保护系统及保护方法是基于埃德温·霍华德·阿姆斯特朗(Edwin Howard Armstrong)于1936年发表的论文《通过频率调制系统减少无线电信号干扰的方法(A Method of Reducing Disturbances in Radio Signaling by a SystemofFrequency Modulation)》中发布的频率调制理论进行了应用。

其中，应用频率调制理论时，基于各个相间(单相、三相)等电位现象来运用波段实现了“频率正弦波段调制补偿控制装置”，如频率调制补偿原理说明图(1)所示，将频率补偿至正弦波段，在不受外部干扰的情况下，将频率改变为规定振幅，以电子方式排列电场线，从而消除电位差。因此，输入部可以在供电时保护因过电压引起的浪涌，通过应用完全屏蔽、消灭、耗散漏电流及所使用的电气装置的漏电流的原理，可以预防产品因人体的湿气或水等而引起的触电事故，并且，在内部的接地线设置在现场的情况下，结合电弧检测器来防止发生电气火灾事故。

此外，根据本发明，在印刷电路板上未保证足够的漏电量时，如图(2)所示，若周围的漏电流的正电荷占优势以使电场线集中在R端子和金属板(导体)之间，则导体为负电荷，反之也同样成立。

频率调制补偿原理说明图

(1)线圈补偿

(2)导电体补偿

因此，根据本发明，通过在规定的连续振幅中随电信号改变频率的同时，通过频率补偿信号在不受外部干扰的情况下保持规定的振幅，从而消除噪声及电磁波，使振幅稳定，即使受到周围的影响，也将振幅重新调节至规定的振幅，从而消除噪声。

如图2所示，本发明的用于防止触电的多功能无触电保护系统包括：多功能接地故障屏蔽部10，屏蔽接地故障电流并进行接地分配；以及多功能无触电保护部90，通过屏蔽、吸收(消灭)及减少漏电流来预防触电事故，并防止外部浪涌以预防产生过电压。

多功能接地故障屏蔽部10及多功能无触电保护部90共同接入彼此相同的3相输入，即相同的电源R相、中性线N相、接地G相的外部输入端子，并且相互补充以执行无触电保护工作。

如图3所示，在多功能接地故障屏蔽部10中，电源端子L连接到继电器1的线圈CL的端子2，端子1上串联有第一二极管2、第一发光二极管3及第一电阻4。第一电阻4和线圈CL之间形成有中性线端子N。继电器1由第一开关DY1及第二开关DY2组成，第一开关DY1的端子4和第二开关DY2的端子8共同经由第二电阻5连接到负载端子E2。在第一桥式电路11中，第一开关DY1的端子3及第二开关DY2的端子6同时连接到其整流输入端子，其输出端子上设置并排排列的多个第一氖灯6及第二氖灯7。第一开关DY1的端子3连接到接地端子E1。第二开关DY2的端子6在串联第三氖灯8和第三电阻9后连接到接地端子FG，同时连接到漏电检测端子EPG。

因此，该多功能接地故障屏蔽部10在施加正常电源时点亮第一发光二极管3并激发继电器的线圈CL，第一开关DY1及第二开关DY2切换至将继电器CL的端子6及端子3分别连接到端子4及8并连接到负载端子E2和负载接地端子E1，从而达到对所要使用的负载，即电气装置(未示出)施加电源的状态。

在多功能接地故障屏蔽部10中，当漏电检测端子EPG中因接地故障而产生漏电流时，经由第四电阻12，第一开关DY1及第二开关DY2的端子6及端子3恢复为连接到端子7及端子5的原位置状态，将漏电流接入第一桥式电路11的整流端子，点亮并联在输出端子的第一氖灯6及第二氖灯7，同时点亮端子6的第三氖灯8并施加到第三电阻9，从而在降低电压的同时使后述的主控制部40识别出0～10V的电压。

先简要说明一下无触电保护部90的结构，如图2所示，包括：噪声滤波部20，配置在电源端子L和中性线端子N，屏蔽、吸收及减少漏电流；电源部40，供给系统电源；控制部50，控制系统的各个部，使漏电量在任何情况下都保持在5mA以内，以向系统输出正常电源；异常电流检测部50，当检测到控制部50的异常输出时，采集漏电流及噪声电流用作使用电源；脉宽调制控制部60，从异常电流检测部50接收电源并调制振幅及频率以进行补偿；以及极性显示部70，检测并显示输入电源的极性错误。

更具体地，如图4a所示，噪声滤波部20由滤波器21组成，滤波器的端子2连接电源端子L，端子4连接中性线端子N，同时，滤波器的端子2经由第一电容器22连接到中性线端子N。滤波器输出端子1经由后述的异常电流检测部50的第五电阻54连接到第四氖灯55，同时经由第二电容器23及第三电容器24连接到极性显示部70和中性线端子N。

因此，该噪声滤波部20不仅去除了各相电源电压的纹波噪声，还从第二电容器23及第三电容器24中间的接地故障检测端子G1检测出因接地故障而导致的漏电流并引导至中性线端子N，因此，由于“零电位化”导致的零电位现象，使施加到主控制部40的接地故障电压不高于10V。

即，噪声滤波部20通过主控制部40从第二电容器23及第三电容器24之间的接地故障端子G1检测出因接地故障而导致的过电压，使接地故障屏蔽部10操作继电器1的第一开关DY1及第二开关DY2，将漏电流接入第一桥式电路11的整流端子，点亮并联在输出端子的第一氖灯6及第二氖灯7，同时点亮端子6的第三氖灯8并施加到第三电阻9从而引导电压降低至10V以下。

如图2所示，电源部30用于向主控制部40及脉宽控制部60施加电源，如后述内容所述，第二桥式电路31的整流端子上连接兼具电源端子L2和接地端子FG功能的中性线端子N2，中间端子上连接第五电阻32和第二发光二极管33。当施加正常电源时，第三发光二极管33被点亮。

在异常显示部80中，电源端子L1和中性线端子N1之间连接有第七电阻35，与第七发光二极管36反向地连接有第六二极管37，当异常电源施加到中性线端子N时，第七发光二极管36被点亮。

如后述内容所述，异常检测部50由作为本发明的特征的第一采集部51、第二采集部52及第三采集部53组成。为方便起见，该第一采集部51、第二采集部52及第三采集部53在附图中分别由第一线圈CL1和第一并联电容器C1、第二线圈CL2和第二并联电容器C2及第三线圈CL3和第三并联电容器C3组成。第一采集部51的电源输入与第三电源端子L3连接，其输出经由中性线端子N3连接到脉宽调制控制部60。并且，第一采集部51经由第五电阻54连接到第四氖灯55。第二采集部52的输入端经由第五电阻54连接到第四氖灯55的接地端子FG，输出端在连接到脉宽调制控制部60的同时连接到漏电检测端子EPG。第三采集部53的输入端连接到中性线端子N4，输出端在连接到脉宽调制控制部60的同时共同连接到第四氖灯55的接地端子FG，并通过第四二极管59设置为与第四氖灯55的接地端子FG分离的状态。

其中，值得注意的是，第一采集部51、第二采集部52及第三采集部53的结构将在下文中详细说明，它们分别连接到电源线L、中性线N和接地线FG之间，采集泄漏到接地线的电压，例如，220V电源时0～10V，电流0～500mA，以保持在5mA以内。脉宽调制控制部60识别出该漏电压电流，如图1所示，针对每相进行脉宽调制来补偿，将电压频率改变为规定振幅的电源电压。

之后，主控制部40对正常电源的电位差进行“零电位化”，从周围所使用的电气装置中自行采集因接地故障而产生的漏电流，并在第四氖灯55中消灭并进行屏蔽。

此外，第一采集部51、第二采集部52及第三采集部53分别并联有第一频率补偿部56、第二频率补偿部57及第三频率补偿部58，其在漏电流的采集量不足时，若泄漏到电源端子及中性线端子，则采集这些漏电流来进行补偿，如图2所示，受到磁场的影响，将漏电流，即电磁波和噪声吸引到周围，通过平板线圈采集并施加到脉宽调制部60，从而精密调制频率及每个相位，对相位差进行“零电位化”，进而引导主控制部40始终输出正常频率的电源。

如图4c所示，第一频率补偿部56、第二频率补偿部57及第三频率补偿部58包括设置在基板上的导体41、环绕该导体的具有高导电性的网42以及底部与该网和导体接触以接触网42的中心的状态定位的强磁性体的圆筒形永磁体43组成。

并且，异常检测部50预先从系统阻断150KHz～1GHz之间频段的进入线路的各种噪声，使主控制部40识别出线路上的外部信号，不让其进入基本线路，确保电场线不泄漏等电位化的电位，不受外部信号的第3次、5次、7次等谐波及通信的第2次、4次、6次等谐波的影响，使得用电设备内部线路上的信号不失真。

如图4b所示，在极性显示部70中，漏电电源从接地故障检测端子G1经由地点A接入漏电接地端子EPG，电源从电源端子L经由噪声滤波部20的线圈21的输出端子3并经由地点B和地点D连接到第二采集部52的输入端。电源端子L1连接到地点C，地点D在连接到第三采集部53的同时连接到第四氖灯55的接地部侧。

因此，地点B和地点C之间串联有第五二极管71、第四发光二极管75及第七电阻73，漏电流从漏电端子G1接入地点B来点亮第四发光二极管72。同时，地点B连接正常电源检测部61。正常电源检测部61中具有第三桥式电路62，该第三桥式电路62的输入端经由地点B连接到电源端L1以施加正常电源，输出端连接与第六发光二极管63和第六电容器64并联的第六电阻65。其中，第五发光二极管63表示正常电源的施加。

另一方面，从电源端子L1到地点C的，准确的说，连接到第六电阻73的输出端的异常过电压经过串联的二极管74、第六发光二极管75及第八电阻76在异常电压检测端G2中被检测出。该异常电压检测端G2中第一压降二极管77及第二压降二极管78以指向相反方向的方式接入第四氖灯55的接地端FG，同时经由第九电阻79并接入漏电检测端子EPG。因此，当施加过电压或反向电压时，第六发光二极管75被点亮以表示异常电源的施加。

如图5所示，本发明的多功能无触电保护方法在接通电源时确认电源是正常施加还是异常施加，对系统工作的说明如下。

为了使系统进行工作，在步骤S1中，将未示出的配电盘电源R相、N相或T相的电源接通到电源端子L、中性线端子N及接地端子FG。

在步骤S2中，确认电源端子L、中性线端子N和接地端子FG的电源连接。在步骤S3中，判断是否为正常极性的施加，若确认到正常的电源施加，则移步到步骤S10进行系统控制工作。若不是正常极性的连接，则移步到步骤S5确认接地线是否连接。即，当中性线端子N或接地端子FG中施加了电源，判断另一个端子是否接地。若未接地，则移步到步骤S6确认第四发光二极管72是否被点亮。

若在步骤S5中接地线未连接或在步骤S6中第四发光二极管72被点亮，则在步骤S7中改变电源极性并进行连接，在移步到步骤S10执行无触电保护部90的控制工作。

之后，在步骤S11中检测接地故障电流，检测用电设备的漏电流，检测接通电源时的漏电流，并确认第一采集部、第二采集部及第三采集部的漏电流，在步骤S12中，在未示出的自体显示部中表示1电压、2温度、3漏电量及4电弧电压。

在步骤S13中，判断是否施加了过电压。当检测到施加了过电压，则移步到步骤S4，否则移步到步骤S14来判断漏电电压是否为电压10V、电流5mA以下。

在步骤S14中，若漏电流的电压和电流分别为10V和5mA以上，则移步到步骤S5，若漏电流的电压和电流分别为10V和5mA以下，则移步到步骤S16，主控制部切换到“零电位化”工作检测功能。之后，在步骤S16、步骤S17、步骤S18中依次采集漏电流并切换到电弧检测模式，采集电磁波噪声并施加到脉宽控制部60。

之后，在步骤S19中，判断是否为正常工作，若没有正常工作，则在步骤S20中因非正常工作而启动配电盘的断路器，移步到步骤S21来保持运转状态。

附图标记的说明

10：多功能接地故障屏蔽部 20：噪声滤波部

30：电源部 40：主控制部

50：异常电流检测部 60：脉宽调制控制部

70：极性显示部 80：异常显示部

90：无触电保护部 1：继电器

6、7、8、55：第一氖灯、第二氖灯、第三氖灯、第四氖灯

51、52、53：第一采集部、第二采集部、第三采集部

56、57、58：第一频率补偿部、第二频率补偿部、第三频率补偿部

产业上的可利用性

本发明可以预防工业设施中因漏电流而引起的触电事故，即使在用电设备浸水时也不切断供给电流，在无触电的情况下工作，防止二次损害。

本发明预防因路灯/防盗灯的配电箱/分电箱及农业设施的浸水而引起的触电事故，减少因漏电流引起的断路器跳闸现象，防止二次损害。

Claims (8)

1.一种多功能无触电保护系统，其特征在于，包括：

多功能接地故障屏蔽部，屏蔽接地故障电流并进行接地分配；以及

多功能无触电保护部，通过屏蔽、吸收或消灭及减少漏电流来预防触电事故，并防止外部浪涌以防止产生过电压，

上述多功能无触电保护部包括：

噪声滤波部，配置在电源端子(L)和中性线端子(N)，屏蔽、吸收或消灭及减少漏电流；

电源部，供给系统电源；

主控制部，控制系统各个部，使漏电量保持在规定值以内，以向系统输出正常电源；

异常电流检测部，当检测到主控制部的异常输出时，采集漏电流及噪声电流用作使用电源；

脉宽调制控制部，从异常电流检测部接收电源并调制振幅及频率以进行补偿；以及

极性显示部，检测并显示输入电源的极性错误。

2.根据权利要求1所述的多功能无触电保护系统，其特征在于，在多功能接地故障屏蔽部中，电源端子(L)连接到由第一开关和第二开关组成的继电器的线圈(CL)的端子2，端子1上串联有第一二极管、第一发光二极管及第一电阻，第一电阻和线圈(CL)之间形成有中性线端子(N)，第一开关的端子4和第二开关的端子8共同经由第二电阻连接到负载端子(E2)，第一开关的端子3及第二开关的端子6同时连接到桥式电路的整流端子，桥式电路的多个输出端子上设置并排排列的多个第一氖灯及第二氖灯，第一开关的端子5及第二开关的端子7连接到漏电检测端子(EPG)，第二开关的端子6在串联第三氖灯和第三电阻后连接到接地端子(FG)。

3.根据权利要求1或2所述的多功能无触电保护系统，其特征在于，多功能接地故障屏蔽部在施加正常电源时点亮第一发光二极管并激发继电器的线圈(CL)，连接到负载端子(E2)和负载接地端子(E1)，从而在对所要使用的用电负载施加电源的状态下，当漏电检测端子(EPG)中因接地故障而产生漏电流时，第一开关及第二开关的端子6及端子3恢复为连接到端子7及端子4的原位置状态，将漏电流接入第一桥式电路的整流端子，点亮并联在输出端子的第一氖灯及第二氖灯，同时点亮端子6的第三氖灯并施加到第三电阻，从而在降低电压的同时使多功能无负载控制部识别出规定范围内的电压。

4.根据权利要求1所述的多功能无触电保护系统，其特征在于，噪声滤波部通过主控制部从第二电容器及第三电容器之间的接地故障端子(G2)检测出因接地故障而导致的过电压，使接地故障屏蔽部操作继电器的第一开关及第二开关，将漏电流接入第一桥式电路的整流端子，点亮并联在输出端子的第一氖灯及第二氖灯，同时点亮端子6的第三氖灯并施加到第三电阻，从而将电压降低至规定值以下。

5.根据权利要求1所述的多功能无触电保护系统，其特征在于，

异常检测部具有连接在电源线(L)、中性线(N)及多个接地线(FG)之间的第一采集部、第二采集部及第三采集部，以及分别与其并联的第一补偿部、第二补偿部及第三补偿部，

第一采集部的电源输入连接到第三电源端子(L3)，其输出在经由中性线端子(N3)连接到脉宽调制控制部的同时经由第五电阻连接到第四氖灯，

第二采集部的输入端连接到第四氖灯的接地端子(FG)，输出端在连接到脉宽调制控制部的同时连接到漏电检测端子(EPG)，

第三采集部的输入端连接到中性线端子(N4)，输出端在连接到脉宽调制控制部的同时共同连接到第四氖灯的接地端子(FG)，并通过二极管设置为与第四氖灯的接地端子(FG)分离的状态，使脉宽调制控制部识别到漏电压电流，通过调制脉宽补偿电压频率，将其转换为规定振幅的电源电压，主控制部对与正常电源之间的电位差进行“零电位化”，从周围所使用的电气设备中自行采集因接地故障而产生的漏电流，并在第四氖灯中消灭或吸收并进行屏蔽。

6.根据权利要求5所述的多功能无触电保护系统，其特征在于，第一补偿部、第二补偿部及第三补偿部包括设置在基板上的导体、环绕上述导体的具有高导电性的网以及底部与上述网和导体接触并以接触网的中心的状态定位的强磁性体的圆筒形永磁体，将漏电流和噪声吸引到周围，通过平板线圈采集并施加到脉宽调制部，从而精密调制频率及每个相位，对相位差进行“零电位化”，进而引导主控制部始终输出正常频率的电源。

7.根据权利要求1所述的多功能无触电保护系统，其特征在于，在极性显示部中，漏电电源从接地故障检测端子(G1)经由地点(A)接入漏电检测端子(EPG)，电源从电源端子(L)经由噪声滤波部的线圈的输出端子3并经由地点(B)和第三采集部连接到接地端子(FG)，电源端子(L1)连接到地点(C)，地点(D)在连接到第二采集部的同时连接到第四氖灯的接地部侧，地点(B)和地点(C)之间串联有第五二极管、第四发光二极管及第六电阻，漏电流从漏电端子(G1)接入地点(B)来点亮第四发光二极管，地点(B)连接正常电源检测部，在第三桥式电路中施加正常电源，通过第五发光二极管来表示正常电源的施加，使异常电压检测端(G2)检测出从电源端子(L1)连接到地点(C)的异常电压，当施加过电压或反向电压时，第五发光二极管被点亮以表示异常电压的施加。

8.一种多功能无触电保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

在接通电源后，确认电源端子(L)、中性线端子(N)和接地端子(FG)的电源连接，判断是否为正常极性的施加，若确认到正常的电源施加，则进行系统控制工作；

若不是正常极性的连接，则确认接地线是否连接，若中性线端子(N)或接地端子(FG)中施加了电源，则判断另一个端子是否接地，当接地线未连接而第五发光二极管被点亮时，改变电源极性进行连接以执行副触电保护部的控制工作；

无触电保护部在接通电源时检测接地故障，检测用电设备的漏电流，并确认第一采集部、第二采集部及第三采集部的漏电流并判断是否施加了过电压；

当检测到施加了过电压，则判断是否为规定值的电压及规定值的电流以下，若达到规定值的电压及规定值的电流以上，则在接地线未连接的情况下改变电源极性进行连接，执行副触电保护部的控制工作；

若达到规定值的电压及规定值的电流以下，主控制部则在切换到“零电位化”工作监测功能后依次采集漏电流，并切换到电弧检测模式，采集噪声并施加到脉宽控制部；以及

判断是否为正常工作，若没有正常工作，则因非正常工作而启动配电盘的断路器，若正常工作，则保持运转状态。

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