CN116430129A - 用电安全检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力检测技术领域，提出了用电安全检测系统，包括断电检测电路和主控单元，断电检测电路包括电压互感器T1、光耦U3、光耦U4和开关管Q1，电压互感器T1的第一输入端连接Ua相线，电压互感器T1的第一输出端连接光耦U3的第一输入端，电压互感器T1的第二输出端连接光耦U4的第一输入端和光耦U4的第一输入端，光耦U3的第二输入端连接光耦U4的第二输入端，光耦U3的第一输出端连接开关管Q1的控制端，光耦U3的第二输出端接地，开关管Q1的第一端连接5V电源，第二端接地，光耦U4的第一输出端连接主控单元，光耦U4的第一输出端连接开关管Q1的第一端，光耦U4的第二输出端接地，通过上述技术方案，解决了现有技术中缺相检测响应速度慢的问题。

Description

用电安全检测系统

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，具体的，涉及用电安全检测系统。

背景技术

三相电动机运行时缺相，如果负荷未变，即两相绕组承担原来三相绕组担负的工作，则这两相绕组的电流必然增大，造成电流表的示值上升或为零，电动机本体温度增高，振动加大和声音异常，长时间会烧坏电动机线圈。三相电动机缺一相电源，由于不能产生旋转转矩，因而不能启动。一旦发现三相电动机缺相运行，应立即启动备用机组，迅速切除故障电动机，告知检修人员前来检查原因和采取对策。传统的缺相检测通过对电网电压进行降压、整流和滤波处理后，再通过比较器判断是否缺相，这种检测手段存在响应速度慢的缺点，导致在缺相故障发生到检测到故障信号的这段时间内，电动机处于缺相运行。

发明内容

本发明提出用电安全检测系统，解决了现有技术中缺相检测响应速度慢的问题。

本发明的技术方案如下：

用电安全检测系统，包括断电检测电路和主控单元，所述断电检测电路连接所述主控单元，所述断电检测电路包括电压互感器T1、变阻器RP1、光耦U3、光耦U4、电阻R5、开关管Q1、振荡器U7和触发器U8，

所述电压互感器T1的第一输入端连接Ua相线，所述电压互感器T1的第二输入端连接Un零线，所述电压互感器T1的第一输出端连接所述变阻器RP1的第一端，所述电压互感器T1的第二输出端接地，所述变阻器RP1的第二端连接所述光耦U3的第一输入端，所述变阻器RP1的第二端连接所述光耦U4的第一输入端，所述变阻器RP1的滑动端连接所述变阻器RP1的第二端，所述光耦U3的第二输入端接地，所述光耦U4的第二输入端接地，所述光耦U3的第一输出端通过所述电阻R5连接所述开关管Q1的控制端，所述光耦U3的第二输出端接地，所述开关管Q1的第一端连接5V电源，所述开关管Q1的第二端接地，所述光耦U4的第一输出端连接所述振荡器U7的输入端，所述光耦U4的第一输出端连接所述开关管Q1的第一端，所述光耦U4的第二输出端接地，

所述振荡器U7的时钟端连接5V电源，所述振荡器U7的输出端连接所述触发器U8的时钟端，所述触发器U8的输入端连接所述振荡器U7的输入端，所述触发器U8的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

进一步，本发明中所述断电检测电路还包括电阻R6、非门U5、非门U6和电阻R7，所述电阻R6的第一端连接所述光耦U4的第一输出端，所述电阻R6的第二端连接所述非门U5的输入端，所述非门U5的输出端连接所述非门U6的输入端，所述非门U6的输出端通过所述电阻R7连接所述非门U5的输入端，所述非门U6的输出端连接所述振荡器U7第一输入端。

进一步，本发明中还包括Ua相线电压过零检测电路、Ub相线电压过零检测电路、Uc相线电压过零检测电路和相序检测电路，所述Ua相线电压过零检测电路用于检测Ua相线的电压正向过零点和负向过零点，所述Ub相线电压过零检测电路用于检测Ub相线的电压正向过零点和负向过零点，所述Uc相线电压过零检测电路用于检测Uc相线的电压正向过零点和负向过零点，

所述相序检测电路包括运放U10、运放U11、电阻R13、电阻R14、开关管Q2、电阻R10、开关管Q3、电阻R20、触发器U12和非门U13，所述运放U10的同相输入端连接所述Ua相线电压过零检测电路的输出端，所述运放U10的反相输入端接地，所述运放U10的输出端通过所述电阻R13连接所述开关管Q2的控制端，所述开关管Q2的第一端通过所述电阻R10连接5V电源，所述开关管Q2的第一端连接所述触发器U12的输入端，所述开关管Q2的第二端接地，

所述运放U11的同相输入端连接所述Ub相线电压过零检测电路的输出端，所述运放U11的反相输入端接地，所述运放U11的输出端通过所述电阻R14连接所述开关管Q3的控制端，所述开关管Q3的第一端接地，所述开关管Q3的第二端通过所述电阻R20连接5V电源，所述开关管Q3的第二端连接所述触发器U12的时钟端，所述触发器U12的输出端连接所述非门U13的输入端，所述非门U13的输出端连接所述主控单元的第二输入端。

进一步，本发明中所述Ua相线电压过零检测电路包括电阻R3、电阻R9、运放U9、二极管D1、非门U2、非门U1和电阻R1，电阻R3的第一端连接所述电压互感器T1的第一输出端，所述电阻R3的第二端连接所述运放U9的同相输入端，所述运放U9的反相输入端通过所述电阻R9接地，所述运放U9的输出端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接所述非门U2的输入端，所述非门U2的输出端连接所述非门U1的输入端，所述非门U1的输出端通过所述电阻R1连接所述非门U2的输入端，所述非门U1的输出端连接所述运放U10的同相输入端。

进一步，本发明中还包括电压超限检测电路，所述电压超限检测电路包括整流电路、二极管D2、电阻R12、变阻器RP2、电阻R11、运放U14和运放U15，

所述整流电路的第一输入端连接所述电压互感器T1的第一输出端，所述整流电路的第二输入端连接所述电压互感器T1的第二输出端，所述整流电路的第一输出端连接所述运放U14的反相输入端，所述整流电路的第二输出端接地，所述二极管D2的阳极连接所述运放U14的反相输入端，所述二极管D2的阴极通过所述电阻R12接地，所述运放U14的同相输入端连接所述变阻器RP2的滑动端，所述变阻器RP2的第一端连接5V电源，所述变阻器RP2的第二端通过所述电阻R11接地，所述运放U15的同相输入端连接所述二极管D2的阴极，所述运放U15的反相输入端连接所述变阻器RP2的第二端，所述运放U14的输出端连接所述主控单元的第三输入端，所述运放U15的输出端连接所述主控单元的第四输入端。

进一步，本发明中还包括保护电路，所述保护电路包括光耦U16、电阻R34、电阻R18、开关管Q8和继电器K1，所述光耦U16的第一输入端连接5V电源，所述光耦U16的第二输入端连接所述主控单元的第一输出端，所述光耦U16的第一输出端通过所述电阻R34连接12V电源，所述光耦U16的第二输出端通过所述电阻R18连接所述开关管Q8的控制端，所述开关管Q8的第一端连接所述继电器K1的第一输入端，所述继电器K1的第二输入端连接12V电源，所述继电器K1的常闭端连接供电系统，所述继电器K1的公共端连接电动机，所述开关管Q8的第二端接地。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，断电检测电路用于快速检测三相电是否存在缺相故障，并将检测结果送至主控单元。

以检测Ua相线为例，断电检测电路的工作原理为：电压互感器T1用于将Ua相线的高压交流电转为小电压交流电信号，当Ua相线交流电处于正半周时，电压互感器T1的第一输出端为正，电压互感器T1的第二输出端为负，当Ua相线交流电处于负半周时，电压互感器T1的第一输出端为负，电压互感器T1的第二输出端为正。

在Ua相线正半周内，光耦U4处于截止状态，由于变阻器RP1分压的作用，当电压互感器T1第一输出端的电压低于5V时，光耦U3不导通，光耦U3的第一输出端为高电平，开关管Q1截止，因此，振荡器U7的输入端为高电平，振荡器U7输出高电平加至触发器U8的时钟端（CLK引脚），且该高电平保持不变，由于振荡器U7的输入端为高电平，因此触发器U8输出高电平至主控单元；当电压互感器T1第一输出端的电压高于5V时，光耦U3导通，光耦U3的第一输出端为低电平，开关管Q1导通，振荡器U7的输入端为低电平，触发器U8的输出端也变为低电平。在Ua相线负半周内，光耦U3和开关管Q1均处于截止状态，当电压互感器T1第二输出端的电压高于-5V时，光耦U4截止，振荡器U7的输入端为高电平，同时触发器U8输出高电平至主控单元；当电压互感器T1第二输出端的电压低于-5V时，光耦U4导通，振荡器U7的输入端为低电平，同时触发器U8输出低电平至主控单元。

传统的缺相检测通过对电网电压进行降压、整流和滤波处理后，再通过比较器判断是否缺相，在此过程中会用到电容或电感元器件，由于电容和电感均为储能元件，电容或电感的充放电会占用一定的时间，从而导致主控单元接收到的故障信号会出现延迟，这样就会导致电动机在这段时间内处于缺相的运行状态，相比于传统的缺相检测而言，本发明中，当Ua相线正常供电时，主控单元会收到一个稳定且周期性变化的数字脉冲信号；当Ua相线断电时，主控单元收到高电平信号；当Ua相线接触不良时，主控单元收到的信号将发生较大的畸变，主控单元依此判断电动机是否断电，本发明中的断电检测电路在处理过程中完全没有涉及到储能元件，而且是通过数字量传递，因此，本发明的断电检测电路有响应速度快的优点。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明中断电检测电路的电路图；

图2为本发明中的波形图；

图3为本发明中相序检测电路的电路图；

图4为本发明中Ua相线电压过零检测电路的电路图；

图5为本发明中电压超限检测电路的电路图；

图6为本发明中保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

如图1-图2所示，本实施例提出了用电安全检测系统，包括断电检测电路和主控单元，断电检测电路连接主控单元，断电检测电路包括电压互感器T1、变阻器RP1、光耦U3、光耦U4、电阻R5、开关管Q1、振荡器U7和触发器U8，电压互感器T1的第一输入端连接Ua相线，电压互感器T1的第二输入端连接Un零线，电压互感器T1的第一输出端连接变阻器RP1的第一端，电压互感器T1的第二输出端接地，变阻器RP1的第二端连接光耦U3的第一输入端，变阻器RP1的第二端连接光耦U4的第一输入端，变阻器RP1的滑动端连接变阻器RP1的第二端，光耦U3的第二输入端接地，光耦U4的第二输入端接地，光耦U3的第一输出端通过电阻R5连接开关管Q1的控制端，光耦U3的第二输出端接地，开关管Q1的第一端连接5V电源，开关管Q1的第二端接地，光耦U4的第一输出端连接振荡器U7的输入端，光耦U4的第一输出端连接开关管Q1的第一端，光耦U4的第二输出端接地，振荡器U7的时钟端连接5V电源，振荡器U7的输出端连接触发器U8的时钟端，触发器U8的输入端连接振荡器U7的输入端，触发器U8的输出端连接主控单元的第一输入端。

三相电动机是一种将电能转变为机械能的电气设备，是最常见的用电设备。当三相电动机运行时出现缺相故障，电动机虽然还能运转，但绕组电流会增大以致烧毁电动机而引发火灾，因此需要对三相电动机的供电系统进行缺相检测，一旦发现三相电动机缺相运行，应立即启动备用机组，迅速切除故障电动机，告知检修人员前来检查原因和采取对策。本实施例中，断电检测电路用于快速检测三相电是否存在缺相故障，并将检测结果送至主控单元。

本实施例中，包括三路电路结构相同的断电检测电路，分别对Ua相线、Ub相线和Uc相线进行断电故障检测，以检测Ua相线为例，断电检测电路的工作原理为：电压互感器T1用于将Ua相线的高压交流电转为小电压交流电信号，当Ua相线交流电处于正半周时，电压互感器T1的第一输出端大于0，当Ua相线交流电处于负半周时，电压互感器T1的第一输出端小于0。

在Ua相线的正半周，光耦U4处于截止状态，由于变阻器RP1分压的作用，当电压互感器T1第一输出端的电压低于5V时，光耦U3不导通，光耦U3的第一输出端为高电平，开关管Q1截止，因此，振荡器U7的输入端为高电平，本实施例中，采用单稳态多谐振荡器作为振荡器U7，采用D触发器作为触发器U8，振荡器U7的时钟端（1CLR引脚）为5V，因此当振荡器U7输入端为高电平时，振荡器U7输出一个高电平脉冲加至触发器U8的时钟端（CLK引脚），由于振荡器U7的输入端为高电平，因此触发器U8输出高电平至主控单元。当电压互感器T1第一输出端的电压高于5V时，光耦U3导通，光耦U3的第一输出端为低电平，开关管Q1导通，开关管Q1的第一端为低电平，因此振荡器U7的输入端为低电平，触发器U8的输出端也变为低电平。同理，在Ua相线的负半周，光耦U3处于截止状态，开关管Q1也处于截止状态，当电压互感器T1第一输出端的电压高于-5V时，光耦U4截止，因此，振荡器U7的输入端为高电平，同时触发器U8输出高电平至主控单元；当电压互感器T1第一输出端的电压低于-5V时，光耦U4导通，振荡器U7的输入端为低电平，同时触发器U8输出低电平至主控单元。

当Ua相线断电时，光耦U3和光耦U4的输入端均为0，因此，光耦U3和光耦U4均截止，开关管Q1也截止，光耦U4的第一输出端为高电平，因此触发器U8输出高电平信号至主控单元。当Ua相线接触不良时，Ua相线的电压会出现忽高忽低不稳定的情况，因此电压互感器T1输出的交流信号不稳定，光耦U3和光耦U4的导通和截止时间不定，从而导致触发器U8输出的脉冲信号不呈周期性变化，波形变化情况不定，与Ua相线正常时的波形相比，当Ua相线接触不良时，触发器U8输出的波形发生畸变。

传统的缺相检测通过对电网电压进行降压、整流和滤波处理后，再通过比较器判断是否缺相，在此过程中会用到电容或电感元器件，由于电容和电感均为储能元件，电容或电感的充放电会占用一定的时间，从而导致主控单元接收到的故障信号会出现延迟，这样就会导致电动机在这段时间内处于缺相的运行状态，相比于传统的缺相检测而言，本实施例中，当Ua相线正常供电时，主控单元会收到一个稳定且周期性变化的数字脉冲信号；当Ua相线断电时，主控单元收到高电平信号；当Ua相线接触不良时，主控单元收到的信号将发生较大的畸变，本实施例的断电检测电路在处理过程中完全没有涉及到储能元件，而且是通过数字量传递，因此，本实施例的断电检测电路有响应速度快的优点。

本实施例中，采用P沟道增强型场效应管作为开关管Q1，P沟道增强型场效应管的栅极作为开关管Q1的控制端，P沟道增强型场效应管的源极作为开关管Q1的第一端，P沟道增强型场效应管的漏极作为开关管Q1的第二端。

如图1-图2所示，本实施例中断电检测电路还包括电阻R6、非门U5、非门U6和电阻R7，电阻R6的第一端连接光耦U4的第一输出端，电阻R6的第二端连接非门U5的输入端，非门U5的输出端连接非门U6的输入端，非门U6的输出端通过电阻R7连接非门U5的输入端，非门U6的输出端连接振荡器U7第一输入端。

本实施例中，随着电压互感器T1输出端电压的交变，在触发器U8的输入端形成一个数字脉冲信号，该数字脉冲信号存在噪声干扰，导致数字脉冲不稳定，在方波的上升沿或下降沿容易产生尖峰脉冲，瞬间的尖峰脉冲可能会对振荡器U7以及触发器U8造成损坏，为此在振荡器U7的输入端前加入施密特触发器，施密特触发器由电阻R6、非门U5、非门U6和电阻R7构成，起到波形整形的作用。

除此之外，非门U6输出脉冲信号送至主控单元，根据图2可知，在Ua相线交流信号的一个周期内，非门U6输出两个周期性变化的脉冲信号，即Ua相线交流信号的工频为50Hz，对应非门U6输出脉冲信号的频率为100Hz，将频率为100Hz脉冲信号送至主控单元，主控单元通过该脉冲信号可判断Ua相线的频率是否正常，因为频率是决定电动机转速的重要因素，频率太高，电动机的转速高，而转速高，转子上的离心力就增大，这就易使转子的某些部件损坏。频率太低，会导致电动机严重发热，绕组绝缘老化。因此对三相电的频率检测尤为重要，非门U6输出脉冲信号的频率为三相电的2倍频，提高了频率的检测精度。

如图3所示，本实施例中还包括Ua相线电压过零检测电路、Ub相线电压过零检测电路、Uc相线电压过零检测电路和相序检测电路，Ua相线电压过零检测电路用于检测Ua相线的电压正向过零点和负向过零点，Ub相线电压过零检测电路用于检测Ub相线的电压正向过零点和负向过零点，Uc相线电压过零检测电路用于检测Uc相线的电压正向过零点和负向过零点，相序检测电路包括运放U10、运放U11、电阻R13、电阻R14、开关管Q2、电阻R10、开关管Q3、电阻R20、触发器U12和非门U13，运放U10的同相输入端连接Ua相线电压过零检测电路的输出端，运放U10的反相输入端接地，运放U10的输出端通过电阻R13连接开关管Q2的控制端，开关管Q2的第一端通过电阻R10连接5V电源，开关管Q2的第一端连接触发器U12的输入端，开关管Q2的第二端接地，运放U11的同相输入端连接Ub相线电压过零检测电路的输出端，运放U11的反相输入端接地，运放U11的输出端通过电阻R14连接开关管Q3的控制端，开关管Q3的第一端接地，开关管Q3的第二端通过电阻R20连接5V电源，开关管Q3的第二端连接触发器U12的时钟端，触发器U12的输出端连接非门U13的输入端，非门U13的输出端连接主控单元的第二输入端。

除了三相电缺相会对电机造成影响之外，三相交流电的相序接错时会造成电机反转而损坏设备，严重的话会造成安全事故发生，为此，加入了相序检测电路，本实施例中，相序检测电路包括三路电路结构相同的电路，分别用于检测Ua相线和Ub相线之间的相序、Ub相线和Uc相线之间的相序以及Uc相线和Ua相线之间的相序，以检测Ua相线和Ub相线之间的相序为例，具体的，相序检测电路的电路原理如下：

本实施例中采用D触发器作为触发器U12，正常情况下，Ua相线超前Ub相线120°，在Ua相线的正半周，Ua相线电压过零检测电路输出高电平，运放U10的同相输入端首先为高电平，运放U10构成比较电路，运放U10输出高电平信号，开关管Q2截止，触发器U12的输入端为高电平，随后Ub相线电压过零检测电路输出高电平，运放U11的同相输入端变为高电平，运放U11构成比较电路，运放U11输出高电平，开关管Q3截止，触发器U12的时钟端为高电平，因此触发器U12输出高电信号至非门U13的输入端，然后非门U13输出低电平至主控单元。

当Ub相线超前Ua相线时，表明三相电出现逆相故障，在Ub相线的正半周，这时运放U11的同相输入端首先为高电平，运放U11输出高电平，开关管Q3截止，触发器U12的时钟端为高电平，此时由于运放U10输出为低电平，因此开关管Q2导通，触发器U12的输入端为低电平，因此触发器U12输出低电平至非门U13的输入端，非门U13输出高电平至主控单元。因此，主控单元根据接收到的信号为高电平还是低电平即可判断Ua相线和Ub相线的相序是否出现故障，相比传统的相序检测电路而言，本实施例的电路结构简单。

Ub相线和Uc相线以及Uc相线和Ua相线之间的相序检测电路的电路结构和工作原理相同，此处不再赘述。

如图4所示，本实施例Ua相线电压过零检测电路包括电阻R3、电阻R9、运放U9、二极管D1、非门U2、非门U1和电阻R1，电阻R3的第一端连接电压互感器T1的第一输出端，电阻R3的第二端连接运放U9的同相输入端，运放U9的反相输入端通过电阻R9接地，运放U9的输出端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接非门U2的输入端，非门U2的输出端连接非门U1的输入端，非门U1的输出端通过电阻R1连接非门U2的输入端，非门U1的输出端连接运放U10的同相输入端。

本实施例中，为了更好的检测三相电的相序故障问题，需要将交变的三相电变为数字量，Ua相线电压过零检测电路用于将交变的模拟量变为数字量信号，在Ua相线交流电的正半周，Ua相线电压过零检测电路输出高电平，在Ua相线交流电的负半周，Ua相线电压过零检测电路输出低电平。

具体的，Ua相线电压过零检测电路的电路原理为：电压互感器T1用于将Ua相线的高压交流电变为低压交流电，并送至运放U9的输入端，运放U9构成比较电路，在Ua相线的正半周，运放U9同相输入端电压大于运放U9反相输入端电压，运放U9输出5V电信号，在Ua相线的负半周，运放U9同相输入端电压低于运放U9反相输入端电压，运放U9输出-5V电信号，当运放U9输出5V电信号时，二极管D1导通，该5V电信号加至运放U10的同相输入端，当运放U9输出-5V电信号时，二极管D1截止，这时运放U10的同相输入端变为0，当Ua相线再次变为正半周时，运放U10的同相输入端再次变为5V的高电平信号，因此二极管D1的阴极能够输出幅值为5V的方波信号加至运放U10的同相输入端。

由于供电系统的复杂性，二极管D1阴极输出的方波信号在传输中经常发生波形畸变，出现上升沿和下降沿不理想的情况，为了提高方波信号的稳定性，本实施例在二极管D1的阴极和运放U10的同相输入端之间加入了施密特触发器，施密特触发器由非门U2、非门U1和电阻R1构成，起到波形整形的作用，从而保证相序检测电路可靠运行。

Ub相线电压过零检测电路以及Uc相线电压过零检测电路的电路结构和电路原理和Ua相线电压过零检测电路相同，此处不再赘述。

如图5所示，本实施例中还包括电压超限检测电路，电压超限检测电路包括整流电路、二极管D2、电阻R12、变阻器RP2、电阻R11、运放U14和运放U15，整流电路的第一输入端连接电压互感器T1的第一输出端，整流电路的第二输入端连接电压互感器T1的第二输出端，整流电路的第一输出端连接运放U14的反相输入端，整流电路的第二输出端接地，二极管D2的阳极连接运放U14的反相输入端，二极管D2的阴极通过电阻R12接地，运放U14的同相输入端连接变阻器RP2的滑动端，变阻器RP2的第一端连接5V电源，变阻器RP2的第二端通过电阻R11接地，运放U15的同相输入端连接二极管D2的阴极，运放U15的反相输入端连接变阻器RP2的第二端，运放U14的输出端连接主控单元的第三输入端，运放U15的输出端连接主控单元的第四输入端。

三相电的电压出现波动同样会导致三相电动机的转速发生变化，为此，本实施例添加了电压超限检测电路，电压超限检测电路包括三路电路结构相同的电路，分别用于检测Ua相线、Ub相线和Uc相线的交流电压波动情况，同样以Ua相线为例，电压超限检测电路的工作原理如下：

将Ua相线的高压交流电经电压互感器T1降压后，再经过整流和滤波得到直流电信号加至运放U14的反相输入端，同时经二极管D2后加至运放U15的同相输入端，U17为整流桥，起到整流的作用，电容C4起到滤波作用。

运放U14和运放U15分别构成比较电路，当Ua相线的电压正常时，运放U14的反相输入端电压低于运放U14同相输入端电压，运放U14输出高电平信号至主控单元，运放U15同相输入端电压高于运放U15反相输入端电压，运放U15输出高电平信号至主控单元，当Ua相线的电压高于设定上限时，运放U14的同相输入端电压低于运放U14反相输入端电压，运放U14输出低电平至主控单元，运放U15仍输出高电信号，当Ua相线的电压低于设定下限时，运放U15反相输入端电压高于运放U15同相输入端电压，运放U15输出低电平信号至主控单元，运放U14仍输出高电平，因此，主控单元根据电压超限检测电路输出的电平信号即可判断Ua相线的电压是否处于设定范围内。

如图6所示，本实施例中还包括保护电路，保护电路包括光耦U16、电阻R34、电阻R18、开关管Q8和继电器K1，光耦U16的第一输入端连接5V电源，光耦U16的第二输入端连接主控单元的第一输出端，光耦U16的第一输出端通过电阻R34连接12V电源，光耦U16的第二输出端通过电阻R18连接开关管Q8的控制端，开关管Q8的第一端连接继电器K1的第一输入端，继电器K1的第二输入端连接12V电源，继电器K1的常闭端连接供电系统，继电器K1的公共端连接电动机，开关管Q8的第二端接地。

当三相电动机的三相电出现缺相或相序故障时，应立即启动备用机组，迅速切除故障电动机，如果没有及时解决该问题，会造成三相电动机无法正常工作，甚至会对三相电动机造成损坏，为了保证三相电动机的安全，本实施例加入了保护电路，当三相电动机的三相电正常时，主控单元输出高电平信号至光耦U16的第二输入端，光耦U16截止，光耦U16输出低电平信号至开关管Q8的控制端，开关管Q8截止，继电器K1不工作，供电系统可正常为三相电动机供电，当三相电出现相序故障时，主控单元输出低电平信号，光耦U16导通，开关管Q8也导通，继电器K1的线圈得电，继电器K1的常闭端断开，供电系统停止向三相电动机提供三相电，从而对三相电动机起到保护作用。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.用电安全检测系统，其特征在于，包括断电检测电路和主控单元，所述断电检测电路连接所述主控单元，所述断电检测电路包括电压互感器T1、变阻器RP1、光耦U3、光耦U4、电阻R5、开关管Q1、振荡器U7和触发器U8，

所述电压互感器T1的第一输入端连接Ua相线，所述电压互感器T1的第二输入端连接Un零线，所述电压互感器T1的第一输出端连接所述变阻器RP1的第一端，所述电压互感器T1的第二输出端接地，所述变阻器RP1的第二端连接所述光耦U3的第一输入端，所述变阻器RP1的第二端连接所述光耦U4的第一输入端，所述变阻器RP1的滑动端连接所述变阻器RP1的第二端，所述光耦U3的第二输入端接地，所述光耦U4的第二输入端接地，所述光耦U3的第一输出端通过所述电阻R5连接所述开关管Q1的控制端，所述光耦U3的第二输出端接地，所述开关管Q1的第一端连接5V电源，所述开关管Q1的第二端接地，所述光耦U4的第一输出端连接所述振荡器U7的输入端，所述光耦U4的第一输出端连接所述开关管Q1的第一端，所述光耦U4的第二输出端接地，

所述振荡器U7的时钟端连接5V电源，所述振荡器U7的输出端连接所述触发器U8的时钟端，所述触发器U8的输入端连接所述振荡器U7的输入端，所述触发器U8的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

2.根据权利要求1所述的用电安全检测系统，其特征在于，所述断电检测电路还包括电阻R6、非门U5、非门U6和电阻R7，所述电阻R6的第一端连接所述光耦U4的第一输出端，所述电阻R6的第二端连接所述非门U5的输入端，所述非门U5的输出端连接所述非门U6的输入端，所述非门U6的输出端通过所述电阻R7连接所述非门U5的输入端，所述非门U6的输出端连接所述振荡器U7第一输入端。

3.根据权利要求1所述的用电安全检测系统，其特征在于，还包括Ua相线电压过零检测电路、Ub相线电压过零检测电路、Uc相线电压过零检测电路和相序检测电路，所述Ua相线电压过零检测电路用于检测Ua相线的电压正向过零点和负向过零点，所述Ub相线电压过零检测电路用于检测Ub相线的电压正向过零点和负向过零点，所述Uc相线电压过零检测电路用于检测Uc相线的电压正向过零点和负向过零点，

所述相序检测电路包括运放U10、运放U11、电阻R13、电阻R14、开关管Q2、电阻R10、开关管Q3、电阻R20、触发器U12和非门U13，所述运放U10的同相输入端连接所述Ua相线电压过零检测电路的输出端，所述运放U10的反相输入端接地，所述运放U10的输出端通过所述电阻R13连接所述开关管Q2的控制端，所述开关管Q2的第一端通过所述电阻R10连接5V电源，所述开关管Q2的第一端连接所述触发器U12的输入端，所述开关管Q2的第二端接地，

所述运放U11的同相输入端连接所述Ub相线电压过零检测电路的输出端，所述运放U11的反相输入端接地，所述运放U11的输出端通过所述电阻R14连接所述开关管Q3的控制端，所述开关管Q3的第一端接地，所述开关管Q3的第二端通过所述电阻R20连接5V电源，所述开关管Q3的第二端连接所述触发器U12的时钟端，所述触发器U12的输出端连接所述非门U13的输入端，所述非门U13的输出端连接所述主控单元的第二输入端。

4.根据权利要求3所述的用电安全检测系统，其特征在于，所述Ua相线电压过零检测电路包括电阻R3、电阻R9、运放U9、二极管D1、非门U2、非门U1和电阻R1，电阻R3的第一端连接所述电压互感器T1的第一输出端，所述电阻R3的第二端连接所述运放U9的同相输入端，所述运放U9的反相输入端通过所述电阻R9接地，所述运放U9的输出端连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接所述非门U2的输入端，所述非门U2的输出端连接所述非门U1的输入端，所述非门U1的输出端通过所述电阻R1连接所述非门U2的输入端，所述非门U1的输出端连接所述运放U10的同相输入端。

5.根据权利要求1所述的用电安全检测系统，其特征在于，还包括电压超限检测电路，所述电压超限检测电路包括整流电路、二极管D2、电阻R12、变阻器RP2、电阻R11、运放U14和运放U15，

所述整流电路的第一输入端连接所述电压互感器T1的第一输出端，所述整流电路的第二输入端连接所述电压互感器T1的第二输出端，所述整流电路的第一输出端连接所述运放U14的反相输入端，所述整流电路的第二输出端接地，所述二极管D2的阳极连接所述运放U14的反相输入端，所述二极管D2的阴极通过所述电阻R12接地，所述运放U14的同相输入端连接所述变阻器RP2的滑动端，所述变阻器RP2的第一端连接5V电源，所述变阻器RP2的第二端通过所述电阻R11接地，所述运放U15的同相输入端连接所述二极管D2的阴极，所述运放U15的反相输入端连接所述变阻器RP2的第二端，所述运放U14的输出端连接所述主控单元的第三输入端，所述运放U15的输出端连接所述主控单元的第四输入端。

6.根据权利要求1所述的用电安全检测系统，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括光耦U16、电阻R34、电阻R18、开关管Q8和继电器K1，所述光耦U16的第一输入端连接5V电源，所述光耦U16的第二输入端连接所述主控单元的第一输出端，所述光耦U16的第一输出端通过所述电阻R34连接12V电源，所述光耦U16的第二输出端通过所述电阻R18连接所述开关管Q8的控制端，所述开关管Q8的第一端连接所述继电器K1的第一输入端，所述继电器K1的第二输入端连接12V电源，所述继电器K1的常闭端连接供电系统，所述继电器K1的公共端连接电动机，所述开关管Q8的第二端接地。

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