CN210894642U - 一种用电设备的主动式漏电检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用电设备的主动式漏电检测装置，属于漏电检测技术领域。包括用电设备的外壳，其特征在于：在用电设备外壳的表面固定放电尖端（7），在放电尖端（7）的外部设置有电量收集机构（2），自电量收集机构（2）表面引出引线（3），引出（3）接入检测电路（4），检测电路（4）接地；电量收集机构（2）包括若干朝向放电尖端（7）的吸电针（8），引线（3）与吸电针（8）相连。在本用电设备的主动式漏电检测装置中，主动在用电设备表面设置放电尖端，用电设备出现漏电情况时通过放电尖端主动向电量收集机构内的吸电针放电，并利用检测电路进行检测，实现了对用电设备漏的情况的主动检测。

Description

一种用电设备的主动式漏电检测装置

技术领域

一种用电设备的主动式漏电检测装置，属于漏电检测技术领域。

背景技术

用电设备在使用过程中因接地不良或其他故障等原因，设备可能会存在漏电情况，设备发生漏电之后大量的电荷会在设备外壳上进行聚集，并逐渐移动至外壳的尖锐部位进行放电（尖端放电），由于设备发生漏电后，其放电位置不容易被察觉，因此当人体靠近设备时容易受到电击，而用电设备周围存在可燃气体时，可燃气体在电荷的作用下容易燃烧甚至发生爆炸，存在较大的安全隐患，因此设计一种能对用电设备的漏电情况进行主动检测，以便及时消除安全隐患的方案成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种主动在用电设备表面设置放电尖端，用电设备出现漏电情况时通过放电尖端主动向电量收集机构内的吸电针放电，并利用检测电路进行检测，实现了对用电设备进行主动检测的用电设备的主动式漏电检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该用电设备的主动式漏电检测装置，包括用电设备的外壳，其特征在于：在用电设备外壳的表面设置放电尖端，在放电尖端的外部设置有集电罩，集电罩固定在用电设备外壳表面并将所述放电尖端罩设在其内，在集电罩的内表面设置有至少一条吸电针，吸电针的针尖朝向放电尖端的尖端处；设置有引线，引线与集电罩内的吸电针连接，将放电尖端对吸电针的放电电荷引出。

优选的，所述的放电尖端为固定在所述用电设备外壳上的尖端状物体；

或在用电设备外壳上敲击形成的尖端或/和凸起。

优选的，在所述集电罩与用电设备外壳的贴合面处设置有绝缘垫。

优选的，所述放电尖端与吸电针的尖端间隔设置。

优选的，所述集电罩为金属材质的半球状罩体，所述引线连接在集电罩的外表面，通过集电罩的罩体连接吸电针。

优选的，所述的引线自集电罩输出后将放电电荷引入检测电路。

优选的，所述的检测电路包括电流互感器，引线连接电流互感器的一次侧，电流互感器的二次侧连接微处理器的输入端，微处理器的输出端连接报警器。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

在本申请的用电设备的主动式漏电检测装置中，主动在用电设备表面设置放电尖端，用电设备出现漏电情况时通过放电尖端主动向电量收集机构内的吸电针放电，并利用检测电路进行检测，实现了对用电设备漏的情况的主动检测，消除了用电设备因漏电而带来的安全隐患。

在本申请的用电设备的主动式漏电检测装置中，也可以应用在铁塔等设备上，适用性好。

在输变电系统中，当零线与接地线短接时会在零线和接地线之间产生电信号，本申请的技术方案同样可以连接在输变电系统的零线和接地线之间，对零线与接地线之间的短接进行检测。

附图说明

图1为用电设备的主动式漏电检测装置结构示意图。

图2为图1中A处放大图。

图3为实施例1检测电路电路原理图。

图4为实施例2检测电路电路原理图。

图5为实施例3结构示意图。

图6为实施例4结构示意图。

图7为实施例5结构示意图。

图8为实施例6结构示意图。

图9为实施例7结构示意图。

其中：1、用电设备 2、电量收集机构 3、引线 4、检测电路 5、绝缘垫 6、集电罩 7、放电尖端 8、吸电针 9、放电盒 10、放电针 11、光纤 12、放电腔 13、触发盒。

具体实施方式

图1~3是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~9对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种用电设备的主动式漏电检测装置，包括电量收集机构2，电量收集机构2固定在用电设备1的外壳上，自电量收集机构2上引出引线3，引线3通过检测电路4接地。用电设备1如果出现漏电情况，电荷会聚集在外壳表面并被电量收集机构2收集，在检测电路4内将放电形成的脉冲电流转换为感应电压，并由微处理器对感应电压进行判断，当感应电压的幅值达到一定数值时，微处理器驱动报警器（图中未画出）进行报警。

参照图2，电量收集机构2包括设置在用电设备1外壳表面的放电尖端7，放电尖端7为金属材质并通过焊接等方式固定在外壳表面，若用电设备1发生漏电情况，电荷会经由外壳表面逐步汇集到放电尖端7处。在放电尖端7的外部罩设有集电罩6，集电罩6为金属材质的半球状罩体，在集电罩6与用电设备1外壳的贴合面处设置有绝缘垫5。在集电罩6的内端面上固定有若干吸电针8，吸电针8的尖端朝向放电尖端7且与放电尖端7间隔设置。上述的引线3固定在集电罩6的外端面上。

如图3所示，在上述的检测电路4中包括电流传感器B1，通过电流传感器B1实现待测设备漏电的收集，M表示电流传感器B1一次回路和二次回路间的互感系数；电阻R1和电感L1为传感器线圈的内阻和自感；电容C1表示为杂散电容，电阻R2为积分电阻。高频电流传感器由磁芯材料上缠绕多匝导电线圈制成。放电尖端7发生放电时，会产生高频脉冲电流（图3中I（t）），当脉冲电流穿过传感器时，引起的交变电磁场会在线圈上产生感应电压（图3中U（t））。

产生的感应电压通过常规的模数转换芯片（图中未画出）进行模数转换，然后送至微处理器（图中未画出），由微处理器对感应电压进行判断，当感应电压的幅值达到一定数值时，微处理器驱动报警器（图中未画出）进行报警，微处理器驱动报警器报警可采用本领域的公知技术实现，如通过触发三极管导通的方式实现报警器供电回路的接通，或通过驱动继电器动作的方式实现报警器供电回路的接通，微处理器可采用市售常见的单片机实现。

具体工作过程及原理如下：

在本实施例中，用电设备1如果出现漏电情况，电荷会聚集在外壳表面并逐步汇集到放电尖端7处，放电尖端7向吸电针8放电，吸电针8将接收到的电荷通过输出到集电罩6的罩体处，并通过引线3引入检测电路4中，在检测电路4内通过电流传感器将放电形成的脉冲电流转换为感应电压，并由微处理器对感应电压进行判断，当感应电压的幅值达到一定数值时，微处理器驱动报警器（图中未画出）进行报警。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：漏电的测量原理不同，如图4所示，I（t）表示金属屏蔽层上流过的局部放电脉冲电流信号，电感L2表示屏蔽层接地沿线的集总电感，电容C2表示传感器的空间电容，电容C3表示同轴信号电缆的集总电容。由于电感L2对脉冲信号的高阻低通作用，因此I（t）中的高频成分主要流向C2、C3的串联支路，并在该支路产生压降，而电容C2~C3构成电容分压器结构，故从电容C3两端可以获取到脉冲电压信号，这样就可以实现对于放电信号的测量。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：如图5所示，在本实施例中，放电尖端7不是固定在用电设备外壳的表面，而是通过常规手段（冲压）自外壳的内表面向外加工而成。

实施例4：

本实施例与实施例3的区别在于：如图6所示，在本实施例中，放电尖端7不是尖端状，而是在外壳表面通过常规手段（冲压）形成向外的凸起，凸起的拐角处作为放电端。

实施例5：

本实施例与实施例3的区别在于：如图7所示，在本实施例中，放电尖端7不是尖端状，而是在外壳表面通过常规手段（冲压）形成向内的凹陷，凹陷的拐角处作为放电端。

实施例6：

本实施例与实施例3的区别在于：如图8所示，在本实施例中，吸电针8只设置有一条。

实施例7：

本实施例与实施例1的区别在于：在本实施例中利用尖端放电产生的光信号实现对漏电的检测，在本实施例中，吸电针8直接与用电设备外壳接触，将漏电电流引出。

如图9所示，设置有放电盒9和触发盒13。在放电盒9内间隔形成多个独立的放电腔12，在每一个放电腔12中固定有两个放电针10，两个放电针10分别自放电腔12的两侧进入，且两个放电针10的尖端在放电腔12内相对设置，两个放电针10的尖端之间间隔形成放电间隙。自放电腔12两侧装入的两组放电针10分别连接于一处，其中一组与引线3连接，另一组接地。

在每一个放电腔12内设置有一条光纤11，光纤11正对放电针10之间的放电间隙。在放电盒9的外部设置有触发盒13，在触发盒13内设置有光触发电路，光纤11自放电腔12引出后接入触发盒13内并正对触发盒13内的光触发电路。光纤11可采用市售常见的玻璃光纤或塑料光纤实现。

在本实施例中，触发盒13内的光触发电路采用光敏三极管实现，光敏三极管的集电极同时连接电源Vcc和输出端OUT，输出端OUT连接外部微处理器（图中未画出）的输入端，光敏三极管的发射极接地，所有光纤11朝向光敏三极管的光接收端。当光纤11未发出光信号时，光敏三极管截止，当光纤11发出光信号之后光敏三极管导通，因此通过输出端OUT相微处理器发出的信号电平发生变化，微处理器根据不同的电平变化驱动声光报警装置进行报警。

在此需要特别指出的是：微处理器根据其输入端的电平变化直接驱动灯泡或/和蜂鸣器进行声光报警，或通过驱动继电器间接驱动灯泡或/和蜂鸣器进行声光报警属于本领域公知常识和本领域普通技术人员的常规手段，并不需要借助特定的软件程序实现。

具体工作过程及工作原理如下：

当用电设备发生漏电时，吸电针8接收的漏电电流会经过引线3以及放电针10进入放电腔12中。放电电荷进入放电腔12之后会在放电间隙之间发生尖端放电现象，在发生尖端放电现象之后会产生电光，由于制成放电盒9的材质采用不透光材质实现，因此每个放电腔12内均为黑暗环境，因此放电腔12中因放电出现电光后，正对放电间隙的光纤11会将光信号传送至触发盒13内，并将其内光触发电路触发。

光电路触发后外部控制器（微处理器）输入端的电平信号发生变化，微处理器驱动声光报警装置进行报警，表示设备发生漏电，以便工作人员进行人共排查。

实施例8：

本实施例与实施例7的区别在于：在本实施例中利用尖端放电产生的声音信号实现对漏电的检测，在本实施例中利用尖端放电产生的声音信号实现对漏电的检测，在放电腔12内去除光纤11，并同时去除触发盒13以及其内的光触发电路。在放电腔12内放置声音传感器，将声音传感器的信号线从放电腔12中引出，并与外部的微处理器连接。当用电设备因尖端放电发生声音时，声音传感器向微处理器发出信号，微处理器驱动报警器进行报警。

实施例9：

本实施例与实施例7的区别在于：在本实施例中利用尖端放电产生的电磁信号实现对漏电的检测，在放电腔12内去除光纤11，并同时去除触发盒13以及其内的光触发电路。在放电腔12内放置霍尔传感器，将霍尔传感器的信号线从放电腔12中引出，并与外部的微处理器连接。当用电设备因尖端放电发生声音时，霍尔传感器向微处理器发出信号，微处理器驱动报警器进行报警。

实施例10：

本实施例与实施例7的区别在于：在本实施例中利用尖端放电产生的温度信号实现对漏电的检测，在放电腔12内去除光纤11，并同时去除触发盒13以及其内的光触发电路。在放电腔12内放置温度传感器，将温度传感器的信号线从放电腔12中引出，并与外部的微处理器连接。当用电设备因尖端放电发生温度变化时，温度传感器向微处理器发出信号，微处理器驱动报警器进行报警。

实施例11：

本实施例与实施例1的区别在于：在本实施例中吸电针8（放电针10）的尖端可采用其他形式，如球面，圆管端面，圆环，直线刀刃，十字刀刃，多边刀刃，圆柱面，棱角等。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种用电设备的主动式漏电检测装置，包括用电设备的外壳，其特征在于：在用电设备外壳的表面设置放电尖端（7），在放电尖端（7）的外部设置有集电罩（6），集电罩（6）固定在用电设备外壳表面并将所述放电尖端（7）罩设在其内，在集电罩（6）的内表面设置有至少一条吸电针（8），吸电针（8）的针尖朝向放电尖端（7）的尖端处；设置有引线（3），引线（3）与集电罩（6）内的吸电针（8）连接，将放电尖端（7）对吸电针（8）的放电电荷引出。

2.根据权利要求1所述的用电设备的主动式漏电检测装置，其特征在于：所述的放电尖端（7）为固定在所述用电设备外壳上的尖端状物体；

或在用电设备外壳上敲击形成的尖端或/和凸起。

3.根据权利要求1所述的用电设备的主动式漏电检测装置，其特征在于：在所述集电罩（6）与用电设备外壳的贴合面处设置有绝缘垫（5）。

4.根据权利要求1所述的用电设备的主动式漏电检测装置，其特征在于：所述放电尖端（7）与吸电针（8）的尖端间隔设置。

5.根据权利要求1所述的用电设备的主动式漏电检测装置，其特征在于：所述集电罩（6）为金属材质的半球状罩体，所述引线（3）连接在集电罩（6）的外表面，通过集电罩（6）的罩体连接吸电针（8）。

6.根据权利要求1所述的用电设备的主动式漏电检测装置，其特征在于：所述的引线（3）自集电罩（6）输出后将放电电荷引入检测电路（4）。

7.根据权利要求6所述的用电设备的主动式漏电检测装置，其特征在于：所述的检测电路包括电流互感器，引线（3）连接电流互感器的一次侧，电流互感器的二次侧连接微处理器的输入端，微处理器的输出端连接报警器。

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