CN201477172U - 漏电检测电路系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及漏电检测保护电路系统。本实用新型的漏电检测电路系统，是零序电流互感器单元设置于电缆上，连接输出至串联的放大整流调整电路单元、模拟开关电路单元和A/D转换电路单元后，连接输入至单片机控制电路单元上，所述的单片机控制电路单元上还连接有继电器驱动电路单元、通信接口电路单元和看门狗电路单元。本实用新型采用如上技术方案，通过模拟开关模块的应用实现了多路多路漏电同步监测，本实用新型还采用51单片机和485通讯接口，可以实习组网管理监控，提高了漏电检测的灵敏性和智能性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及漏电检测保护电路系统。
背景技术
由于电能干净和电器种类的繁多。电已经广泛深入到生产生活中。许多大楼建筑的电线缆敷设十分密集。随着我国经济的快速发展，用电量大大增加。而在火灾中，漏电火灾一直占的比例是相当高，特别是人员密集场所，应注重电气火灾的早期发现预警、排除隐患。电气漏电火灾的发生，大部份因供电线路过电流、短路、断线和停电后又恢复供电时人们疏忽导致，据有关资料统计，电气火灾占火灾发生的30％以上。根据国家相关法规定，当火灾发生时，应能切断相应楼层的总电源，避免因通过电气线路将火灾蔓延，同时保护消防人员在灭火时的安全。而传统的漏电检测电路系统，由于采用模拟电路控制，虽然简单可靠，但是不具备功能设定和智能控制的功能。另外的，已有漏电检测电路系统仅对单路电线进行检测，多条电线要设置多个漏电检测电路系统，硬件成本高。且由于已有漏电检测电路系统的单独设置的，因此不能联网通讯管理。
实用新型内容
针对已有漏电检测电路系统的不足，本实用新型提出一种单片机智能控制的具有多路漏电监测且能联网通讯管理的漏电检测电路系统。
本实用新型的技术方案是：
本实用新型的漏电检测电路系统，是零序电流互感器单元设置于电缆上，连接输出至串联的放大整流调整电路单元、模拟开关电路单元和A/D转换电路单元后，连接输入至单片机控制电路单元上，所述的单片机控制电路单元上还连接有继电器驱动电路单元、通信接口电路单元和看门狗电路单元。
电路方式一：所述的电路系统进一步是：
多路零序电流互感器单元，其输出端均连接于模拟开关电路单元；
模拟开关电路单元，其输入端连接于所述的多路零序电流互感器单元，其输出端连接于放大整流调整电路单元；
放大整流调整电路单元，其输入端连接于所述的模拟开关电路单元，其输出端连接于A/D转换电路单元；
A/D转换电路单元，其输入端连接于所述的放大整流调整电路单元，其输出端连接于单片机控制电路单元；
单片机控制电路单元，其输入端连接于A/D转换电路单元和看门狗电路单元，其输出端连接于继电器驱动电路单元，其输入输出连端连接于通信接口电路单元；
继电器驱动电路单元，其输入端连接于所述的单片机控制电路单元，其输出连接于控制继电器；
看门狗电路单元，其输出端连接于所述的单片机控制电路单元；
通信接口电路单元，其输入输出端连接于所述的单片机控制电路单元。
电路方式二：所述的电路系统进一步是：
多路零序电流互感器单元，其输出端分别连接于多路放大整流调整电路单元；
多路放大整流调整电路单元，其输入端连接于所述的多路零序电流互感器单元，其输出端连接于模拟开关电路单元；
模拟开关电路单元，其输入端连接于所述的多路放大整流调整电路单元，其输出端连接于A/D转换电路单元；
A/D转换电路单元，其输入端连接于所述的模拟开关电路单元，其输出端连接于单片机控制电路单元；
单片机控制电路单元，其输入端连接于A/D转换电路单元和看门狗电路单元，其输出端连接于继电器驱动电路单元，其输入输出连端连接于通信接口电路单元；
继电器驱动电路单元，其输入端连接于所述的单片机控制电路单元，其输出连接于控制继电器；
看门狗电路单元，其输出端连接于所述的单片机控制电路单元；
通信接口电路单元，其输入输出端连接于所述的单片机控制电路单元。
进一步的，所述放大整流调整电路单元是一限流电阻后并联一可调电阻和一电容构成的RC单元，及并联二极性相反的二极管，再串联一电阻及一运算放大电路。
更进一步的，所述的运算放大电路的输出端还串联一正向极性二极管和一限流电阻，再并联一RC单元至地。
进一步的，所述的模拟开关电路单元是由4051芯片组成；所述的A/D转换电路单元是由串口A/D转换芯片组成，其调整端接高电平。
进一步的，所述的单片机控制电路单元是由51单片机芯片和连接于其上的晶体震荡支路组成的微控制电路。
进一步的，所述的看门狗电路单元是由5045芯片组成，其RESET端连接一并联RC构成的时间震荡周期源输入。
进一步的，所述的通信接口电路单元是51单片机芯片的端口串联一网络芯片及双向解码器芯片组成，所述的网络芯片是8019芯片，所述的双向解码器芯片是75176芯片。
进一步的，所述的继电器驱动电路单元是51单片机芯片的端口串联一限流电阻至光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端连接驱动三极管的控制极，所述的驱动三级管驱动继电器的控制极。
本实用新型采用如上技术方案，通过模拟开关模块的应用实现了多路多路漏电同步监测，本实用新型还采用51单片机和485通讯接口，可以实习组网管理监控，提高了漏电检测的灵敏性和智能性。
附图说明
图1是本实用新型的第一种电路实施方式的连接框图；
图2是本实用新型的第二种电路实施方式的连接框图；
图3是本实用新型的第一种电路实施方式的电路原理图；
图4是本实用新型的第二种电路实施方式的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实用新型的电路原理采用非晶零序到感器采集零序电流信号，相线和零线应同时穿过零序电流互感器，采集漏电电流信号，当相线有接地故障时，磁通和不再等零，产生微小的感应电压信号，此电压信号经放大、整流后，传送到模拟开关，进行分路循环检测，经单片机逻辑数据处理，实时显示当前漏电电流值，当某一监控回路超过设定漏电电流值时，发出声光报警信号，经RS485数据信号输出，传输到监控器。
本实用新型的漏电检测电路系统，是零序电流互感器单元设置于电缆上，连接输出至串联的放大整流调整电路单元、模拟开关电路单元和A/D转换电路单元后，连接输入至单片机控制电路单元上，所述的单片机控制电路单元上还连接有继电器驱动电路单元、通信接口电路单元和看门狗电路单元。
参阅图1、图3所示，是本实用新型的电路方式一。所述的电路系统进一步是：
多路零序电流互感器单元11、12、......、1N，其输出端均连接于模拟开关电路单元3；
模拟开关电路单元3，其输入端连接于所述的多路零序电流互感器单元11、12、......、1N，其输出端连接于放大整流调整电路单元2；
放大整流调整电路单元2，其输入端连接于所述的模拟开关电路单元3，其输出端连接于A/D转换电路单元4；
A/D转换电路单元4，其输入端连接于所述的放大整流调整电路单元2，其输出端连接于单片机控制电路单元5；
单片机控制电路单元5，其输入端连接于A/D转换电路单元4和看门狗电路单元7，其输出端连接于继电器驱动电路单元6，其输入输出连端连接于通信接口电路单元8；
继电器驱动电路单元6，其输入端连接于所述的单片机控制电路单元5，其输出连接于控制继电器；
看门狗电路单元7，其输出端连接于所述的单片机控制电路单元5；
通信接口电路单元8，其输入输出端连接于所述的单片机控制电路单元5。
参阅图2、图4所示，是本实用新型的电路方式二。所述的电路系统进一步是：
多路零序电流互感器单元11、12、......、1N，其输出端分别连接于多路放大整流调整电路单元21、22、......、2N；
多路放大整流调整电路单元21、22、......、2N，其输入端连接于所述的多路零序电流互感器单元11、12、......、1N，其输出端连接于模拟开关电路单元3；
模拟开关电路单元3，其输入端连接于所述的多路放大整流调整电路单元21、22、......、2N，其输出端连接于A/D转换电路单元4；
A/D转换电路单元4，其输入端连接于所述的模拟开关电路单元3，其输出端连接于单片机控制电路单元5；
单片机控制电路单元5，其输入端连接于A/D转换电路单元4和看门狗电路单元7，其输出端连接于继电器驱动电路单元6，其输入输出连端连接于通信接口电路单元8；
继电器驱动电路单元6，其输入端连接于所述的单片机控制电路单元5，其输出连接于控制继电器；
看门狗电路单元7，其输出端连接于所述的单片机控制电路单元5；
通信接口电路单元8，其输入输出端连接于所述的单片机控制电路单元5。
参阅图3、图4所示，所述放大整流调整电路单元是一限流电阻后并联一可调电阻和一电容构成的RC单元，及并联二极性相反的二极管，再串联一电阻及一运算放大电路。所述的运算放大电路的输出端还串联一正向极性二极管和一限流电阻，再并联一RC单元至地。这里的可调电阻也可通过调整开关的开合来改变电阻大小，到达调整要检测漏电电流的大小达目的。
所述的模拟开关电路单元3是由4051芯片U3组成；所述的A/D转换电路单元4是由串口A/D转换芯片U4组成，其调整端接高电平。
所述的单片机控制电路单元5是由51单片机芯片U1和连接于其上的晶体震荡支路组成的微控制电路。
进一步的，所述的看门狗电路单元7是由5045芯片U3组成，其RESET端连接一并联RC构成的时间震荡周期源输入。
所述的通信接口电路单元8是51单片机芯片U1的端口串联一网络芯片U2及双向解码器芯片U6组成，所述的网络芯片U2是8019芯片，所述的双向解码器芯片U6是75176芯片。
所述的继电器驱动电路单元6是51单片机芯片U1的端口串联一限流电阻至光电耦合器U7的输入端，光电耦合器U7的输出端连接驱动三极管的控制极，所述的驱动三级管驱动继电器的控制极。
本实用新型的电路原理是：以其中一路进行说明，其他类似。当第一路有漏电信号输入，先经过由电阻R2、电容C1、二极管组D1和D2成的限压滤波电路，经电阻R1限流，电阻R2分压，二极管限压D1和D2限压，向电容C1充电，再经电阻R4限流后，接入运算放大芯片U9的第(3)脚，经过运算放大电路将数据信号放大后由芯片的第(1)脚输出高电平，经二极管D3整流后接入由R8和C3组成的滤波电路，输出线性电压，输入模拟开关芯片U3的第(13)脚。
此时芯片U3的第(13)脚为高电平，输出端第(3)脚输出为高电平，输入AD转换芯片的输入端第(2)脚，经A/D转换后将数据信号从单片机U1第(2)脚输入。单片机U1检测到第(2)脚有数据信号输入后，分三路输出，第一路，由单片机U1的第(35)脚输出低电平，经电阻R11，使LED1亮，表示第一路有漏电产生；第二路，单片机U1的第(10)脚输出高电平，经电阻R25，使三极管导通，推动断电继电器吸合，使得断电机构脱扣动作；第三路，由单片机U1的第(4)脚、第(5)脚、第(6)脚串行数据输出分别加到控制芯片U2的第(x1)脚、第(x2)脚、第(x3)脚和信号收发芯片U6的通信接口第(1)脚、第(2、3)脚、第(4)脚将第一路的漏电信号传送到系统总线。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.漏电检测电路系统，其特征在于：零序电流互感器单元设置于电缆上，连接输出至串联的放大整流调整电路单元、模拟开关电路单元和A/D转换电路单元后，连接输入至单片机控制电路单元上，所述的单片机控制电路单元上还连接有继电器驱动电路单元、通信接口电路单元和看门狗电路单元。
2.根据权利要求1所述的漏电检测电路系统，其特征在于，所述的电路系统进一步是：
多路零序电流互感器单元(11、12、......、1N)，其输出端均连接于模拟开关电路单元(3)；
模拟开关电路单元(3)，其输入端连接于所述的多路零序电流互感器单元(11、12、......、1N)，其输出端连接于放大整流调整电路单元(2)；
放大整流调整电路单元(2)，其输入端连接于所述的模拟开关电路单元(3)，其输出端连接于A/D转换电路单元(4)；
A/D转换电路单元(4)，其输入端连接于所述的放大整流调整电路单元(2)，其输出端连接于单片机控制电路单元(5)；
单片机控制电路单元(5)，其输入端连接于A/D转换电路单元(4)和看门狗电路单元(7)，其输出端连接于继电器驱动电路单元(6)，其输入输出连端连接于通信接口电路单元(8)；
继电器驱动电路单元(6)，其输入端连接于所述的单片机控制电路单元(5)，其输出连接于控制继电器；
看门狗电路单元(7)，其输出端连接于所述的单片机控制电路单元(5)；
通信接口电路单元(8)，其输入输出端连接于所述的单片机控制电路单元(5)。
3.根据权利要求1所述的漏电检测电路系统，其特征在于，所述的电路系统进一步是：
多路零序电流互感器单元(11、12、......、1N)，其输出端分别连接于多路放大整流调整电路单元(21、22、......、2N)；
多路放大整流调整电路单元(21、22、......、2N)，其输入端连接于所述的多路零序电流互感器单元(11、12、......、1N)，其输出端连接于模拟开关电路单元(3)；
模拟开关电路单元(3)，其输入端连接于所述的多路放大整流调整电路单元(21、22、......、2N)，其输出端连接于A/D转换电路单元(4)；
A/D转换电路单元(4)，其输入端连接于所述的模拟开关电路单元(3)，其输出端连接于单片机控制电路单元(5)；
单片机控制电路单元(5)，其输入端连接于A/D转换电路单元(4)和看门狗电路单元(7)，其输出端连接于继电器驱动电路单元(6)，其输入输出连端连接于通信接口电路单元(8)；
继电器驱动电路单元(6)，其输入端连接于所述的单片机控制电路单元(5)，其输出连接于控制继电器；
看门狗电路单元(7)，其输出端连接于所述的单片机控制电路单元(5)；
通信接口电路单元(8)，其输入输出端连接于所述的单片机控制电路单元(5)。
4.根据权利要求2或3所述的漏电检测电路系统，其特征在于：所述放大整流调整电路单元是一限流电阻后并联一可调电阻和一电容构成的RC单元，及并联二极性相反的二极管，再串联一电阻及一运算放大电路。
5.根据权利要求4所述的漏电检测电路系统，其特征在于：所述的运算放大电路的输出端还串联一正向极性二极管和一限流电阻，再并联一RC单元至地。
6.根据权利要求1所述的漏电检测电路系统，其特征在于：所述的模拟开关电路单元(3)是由4051芯片(U3)组成；所述的A/D转换电路单元(4)是由串口A/D转换芯片(U4)组成，其调整端接高电平。
7.根据权利要求1所述的漏电检测电路系统，其特征在于：所述的单片机控制电路单元(5)是由51单片机芯片(U1)和连接于其上的晶体震荡支路组成的微控制电路。
8.根据权利要求1所述的漏电检测电路系统，其特征在于：所述的看门狗电路单元(7)是由5045芯片(U3)组成，其RESET端连接一并联RC构成的时间震荡周期源输入。
9.根据权利要求1所述的漏电检测电路系统，其特征在于：所述的通信接口电路单元(8)是51单片机芯片(U1)的端口串联一网络芯片(U2)及双向解码器芯片(U6)组成，所述的网络芯片(U2)是8019芯片，所述的双向解码器芯片(U6)是75176芯片。
10.漏电检测电路系统，其特征在于：所述的继电器驱动电路单元(6)是51单片机芯片(U1)的端口串联一限流电阻至光电耦合器(U7)的输入端，光电耦合器(U7)的输出端连接驱动三极管的控制极，所述的驱动三级管驱动继电器的控制极。
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