CN200947538Y - 一种合闸前短路检测漏电保护开关 - Google Patents

一种合闸前短路检测漏电保护开关 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种合闸前短路检测漏电保护开关，包括主开关、电压采集单元、电流采集单元、漏电采集单元、微控制器和检测开关，其中：检测开关经电阻与主开关开联；电压采集单元、电流采集单元、漏电采集单元分别接微控制器的输入端，微控制器的两个输出端分别控制检测开关、主开关的开合。本实用新型在主开关闭合前能对供电电压和负载短路故障进行检测，在运行过程中，能对供电电压和过载、短路、漏电等故障进行跟踪检测，在出现故障时及时切断电源，使用电更为安全可靠；同时通过附设的一组指示灯，显示故障情况，为线路检修提供方便。

Description

一种合闸前短路检测漏电保护开关
技术领域
本实用新型涉及一种电源开关，特别是带短路检测的漏电保护开关。
背景技术
具有漏电安全保护的电源开关，一般通称为漏电保护开关。现在的漏电保护开关较多是漏电和过电流保护开关，即它在用电电路出现过载、短路或漏电时，能自动切断电源，以达到保护用电线路、设备和人身安全的目的。也有一些漏电保护开关，在过电流保护的基础上增加了过电压保护或电路故障报警的功能，如专利95214023.3《一种过流短路过压漏电保护开关》、专利00239421.9《超额用电报警保护开关》，前者公开了一种过载、短路、过电压、漏电保护的漏电保护开关；后者则在过电流保护开关的基础上增加了报警装置，在用电电路发生过载或短路时能及时报警并切断电源。但是上述的漏电保护开关，均只有在用电电路闭合运行时才能检测出电路故障的信号，从而切断电源，防止用电设备损坏和保护人身安全；如果在供电电压异常或电路存在故障时合闸，仍然会造成用电设备损坏和安全事故，因而用电安全得不到充分的保护。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种带短路检测并能保护用电线路启动和运行安全及附有故障显示的漏电保护开关。
本实用新型是通过以下方案来实现的：
本实用新型的一种合闸前短路检测漏电保护开关，包括主开关、电压采集单元、电流采集单元、漏电采集单元、微控制器和检测开关，其特征在于：主开关由接点与电源相线串联，检测开关接电阻与主开关并联；电压采集单元、电流采集单元、漏电采集单元分别与微控制器的输入端连接；微控制器的两个输出控制端分别与两个三极管的基极连接，该两个三极管的发射极分别与检测开关、主开关的继电器连接，通过继电器控制检测开关、主开关的开合，微控制器的输出指示端接一组指示灯。所述的电压采集单元包括变压器和运算放大器，变压器初级线圈一端经电阻接电源相线，另一端接电源零线，其次级线圈接运算放大器。所述的电流采集单元包括为电阻线和运算放大器，电阻线串联接入电源输入零线，其一端经电阻接运算放大器。
本实用新型的带短路检测漏电保护开关，起始时主开关和检测开关处于断开状态；接通电源后，检测电路开始运行，如果供电电路压异常或负载电路有短路故障，则主开关不会闭合，输出(负载)线路没有电；供电电压和负载线路正常时，则主开关自动闭合，输出(负载)线路通电，检测电路对运行中的用电电路进行跟踪检测，如果出现供电电压异常或负载电路过载、短路或漏电，则主开关自动跳闸断开电源，同时通过指示灯显示故障情况。与现有的漏电保护开关比较，本实用新型能对负载线路的启动和运行起到安全保护作用，使用电更安全可靠；同时通过指示灯显示故障情况，可为线路检修提供方便。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构图；
图2是本实用新型实例电路图；
图3是本实用新型工作程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图所示，本实用新型包括主开关K2、电压采样单元T1与U2B、电流采集单元CT1与U2D、漏电采集单元CT2与U2C、微控制器MCU、三极管Q1和Q2、检测开关K1和一组指示灯E1～E5，其中：主开关K2由接点与电源相线(L)串联，检测开关K1接电阻R1与主开关K2并联；电压采样单元中T1为变压器，该变压器的初级线圈一端经电阻R1与相线L输入端连接，另一端与电源零线N连接，该变压器的次级线圈的一端与运算放大器U2B的输入端电阻R3连接，其另一端接地；电流采集单元中CT1是一个电阻线，该电阻线串联在输入零线N中，其一端与运算放大器U2D的输入端电阻R11连接，另一端接地；漏电采集单元CT2为漏电传感器，该传感器感应电源相线L和零线N的电流代数和，其输出的一端与运算放大器U2C的输入端电阻R7连接，另一端接地；运算放大器U2B、运算放大器U2D、运算放大器U2C的输出端分别与微控制器MCU的输入端ADC1、ADC3、ADC2连接，微控制器MCU的输出端PA6、PA7分别与三极管Q1、Q2的基极连接，三极管Q1、Q2的发射极分别与检测开关K1、主开关K2的继电器J1、J2连接，三极管Q1、Q2的集电极接地，继电器J1、J2的电源由整流电源VCC提供；指示灯E1～E5分别接在微控制器MCU的输出端PA1～PA5上。按钮开关S2接通时模拟产生漏电，以便定期检查开关是否可靠动作。
本实用新型的工作程序流程如图3所示。起始时，主开关K2、检测开关K1处于断开状态；接通电源开关S1后，程序开始运行，变压器T1输出为线路感应电压，如果供电电压高于或低于额定安全值，则微控制器MCU的输出端PA7没有电压输出，三极管Q2处于截止状态，继电器J2没有电流通过主开关K2、检测开关K1仍处于断开状态，不对负载线路供电；当供电电压正常时，微控制器MCU控制输出端PA6有电压输出，三极管Q1导通，使继电器J1吸合检测开关K1，电源通过电阻R1、检测开关K1与负载电路连通，此时若负载线路短路，则变压器T1输出没有电压；短路检测后，微控制器MCU输出端PA6电压消失，检测开关K1回复到断开状态；若负载线路正常，则微控制器MCU的输出端PA7有电压输出，三极管Q2导通，继电器J2吸合主开关K2，使用电电路进入运行状态；在正常运行的情况下，主开关K2始终处于闭合状态，电压检测电路、电流检测电路、漏电检测电路处于跟踪检测状态，若用电电路运行中出现电压异常或负载电路过载、短路、漏电，则检测是电路输入的故障信号都会使微控制器MCU的输出端PA7电压消失，从而使三极管Q2截止，主开关K2自动断开。另外断开开关S1时，电压VCC消失，主开关K2、检测开关K1也会自动断开。在合闸前和运行中，指示灯E1～E5会分别显示电路正常或电压、电流、短路、漏电的故障信号。

Claims (3)

1、一种合闸前短路检测漏电保护开关，包括主开关、电压采集单元、电流采集单元、漏电采集单元、微控制器和检测开关，其特征在于：主开关由接点与电源相线串联，检测开关接电阻与主开关并联；电压采集单元、电流采集单元、漏电采集单元分别与微控制器的输入端连接；微控制器的两个输出控制端分别与两个三极管的基极连接，该两个三极管的发射极分别与检测开关、主开关的继电器连接，通过继电器控制检测开关、主开关的开合，微控制器的输出指示端接一组指示灯。
2、根据权利要求1所述的合闸前短路检测漏电保护开关，其特征在于所述的电压采集单元包括变压器和运算放大器，变压器初级线圈一端经电阻接电源相线，另一端接电源零线，其次级线圈接运算放大器。
3、根据权利要求1所述的合闸前短路检测漏电保护开关，其特征在于所述的电流采集单元包括为电阻线和运算放大器，电阻线串联接入电源输入零线，其一端经电阻接运算放大器。
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