CN211603509U - 新型漏电电流检测电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新型漏电电流检测电路，包括火线电流采样互感器、零线电流采样互感器、采样电阻与计量芯片，其中，火线电流采样互感器的输入端与火线进线端子连接，零线电流采样互感器的输入端与零线进线端子连接，火线电流采样互感器的二次侧输出端、零线电流采样互感器的二次侧输出端与采样电阻串联连接；计量芯片与采样电阻并联连接。本申请提供的检测电路通过电流采样互感器直接对火零线之间的电流进行采样，降低了环境温度及其他EMC影响带来的误差，检测出的电流值可以直接反映漏电电流的大小，大大提高了漏电电流的检测精度。

Description

新型漏电电流检测电路

技术领域

本申请涉及电力测量技术领域，尤其涉及一种新型漏电电流检测电路。

背景技术

随着工商业和居民家庭用电设备日益增加，低压用电节点越来越多，由于用电设备和接线的不规范、或者设备老化，导致因漏电引起的各种安全用电事故频发，给社会财产和人身安全带来了巨大的损失。为了防止漏电引起安全用电事故，需要对用电设备和用电线路进行漏电保护，而对六点电流的检测是漏电保护中重要的一环。

目前市场上一般的电能计量装置或漏电保护器，对于漏电电流的检测，采用软件进行判断，如图1所示，通过分别对火线、零线进行测量，用计量芯片分别读出火线、零线电流大小，将火线、零线电流相减，两者差值的绝对值若大于某个规定的数值，则判断漏电电流过大，然后进行保护。

但是，目前火线、零线电流是分开检测的，对于漏电电流的检测并不直接，且采样装置火线采用锰铜分流器，零线采用互感器，两个采样装置的采样方式、特性及温度漂移等都不一致，所以漏电电流的检测数据误差大，精度不高。

实用新型内容

本申请提供了一种新型漏电电流检测电路，以解决目前彩色硅橡胶难以产生色彩响应性变化的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种新型漏电电流检测电路，包括火线电流采样互感器、零线电流采样互感器、采样电阻与计量芯片，其中，

所述火线电流采样互感器的输入端与火线进线端子连接，所述零线电流采样互感器的输入端与零线进线端子连接，所述火线电流采样互感器的二次侧输出端、所述零线电流采样互感器的二次侧输出端与所述采样电阻串联连接；所述计量芯片与所述采样电阻并联连接。

可选的，所述火线电流采样互感器的二次侧输出端输出的二次电流I1方向与所述零线电流采样互感器的二次侧输出端输出的二次电流I2方向相反。

可选的，所述二次电流I1与所述二次电流I2产生的差模电流流过所述采样电阻。

可选的，所述采样电阻包括相串联的第一电阻与第二电阻，所述第一电阻的一端接地，所述第一电阻的另一端连接所述计量芯片的正极电流信号采集通道；

所述第二电阻的一端接地，所述第二电阻的另一端连接所述计量芯片的负极电流信号采集通道。

可选的，还包括抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器与所述采样电阻并联连接。

可选的，所述抗混叠滤波器包括第三电阻、第一共模电容、第四电阻与第二共模电容，所述第三电阻的一端与所述第一电阻连接，所述第三电阻的另一端与所述第一共模电容的一端连接，所述第一共模电容的另一端接地；

所述第二共模电容的一端与所述第一共模电容的接地端连接，所述第二共模电容的另一端与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二电阻连接。

可选的，所述火线电流采样互感器与所述零线电流采样互感器为相同参数的互感器。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的新型漏电电流检测电路包括火线电流采样互感器、零线电流采样互感器、采样电阻与计量芯片，其中，火线电流采样互感器的输入端与火线进线端子连接，对产品的火线电流进行取样；零线电流采样互感器的输入端与零线进线端子连接，对产品的零线电流进行采样；火线电流采样互感器的二次侧输出端、零线电流采样互感器的二次侧输出端与采样电阻串联连接，即串联后的火线电流采样互感器输出的电流与零线电流采样互感器输出的电流产生差模电流，差模电流能实时反映漏电电流的大小；差模电流流过采样电阻，产生差模电压信号；计量芯片与采样电阻并联连接，使得差模电压信号传递至计量芯片进行测量，测得的电流值即为漏电电流值。本申请通过电流采样互感器直接对火零线之间的电流进行采样，可以降低环境温度及其他EMC影响带来的误差，并将其差值传递给计量芯片，从而能够提高漏电电流的检测精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为目前检测漏电电流大小的实现方式；

图2为本申请实施例提供的一种新型漏电电流检测电路的原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图2，为本申请实施例提供的一种新型漏电电流检测电路的原理图。

如图2所示，本申请实施例提供的新型漏电电流检测电路包括火线电流采样互感器H1、零线电流采样互感器H2、采样电阻与计量芯片U1，其中，

火线电流采样互感器H1的输入端与火线进线端子连接，零线电流采样互感器H2的输入端与零线进线端子连接，即通过两个互感器分别对产品的火、零线电流进行取样。火线电流采样互感器H1的二次侧输出端、零线电流采样互感器H2的二次侧输出端与采样电阻串联连接，即将两个互感器的二次侧输出端进行串联，此时，当火线、零线都有电流流过时，两个互感器的二次侧输出端分别产生二次电流I1与二次电流I2，由于火、零线在这两个互感器上产生的电流方向相反，因此二次电流I1的方向与二次电流I2的方向相反，两者的差模电流I0(I0＝I1-I2)流过采样电阻形成回路，该差模电流实时反映了漏电电流的大小。

火线电流采样互感器H1与零线电流采样互感器H2为相同参数的互感器，可以降低环境温度及其他EMC影响带来的误差。采用的火线电流采样互感器H1与零线电流采样互感器H2精度越高，动态范围越大。

采样电阻包括相串联的第一电阻Ra24与第二电阻Ra27，第一电阻Ra24的一端接地、另一端连接计量芯片U1的正极电流信号采集通道，差模电流I0流过第一电阻Ra24，使第一电阻Ra24对AGND产生电压信号IBP，并将电压信号IBP传递至计量芯片U1的正极电流信号采样通道；第二电阻Ra27的一端接地、另一端连接计量芯片U1的负极电流信号采集通道，差模电流I0流过第二电阻Ra27，使第二电阻Ra27对AGND产生电压信号IBN，并将电压信号IBN传递至计量芯片U1的负极电流信号采样通道。

计量芯片U1的1脚为供电电源VCC，4脚为地，2脚为正极电流信号采样通道，电压信号IBP传递至计量芯片的2脚，3脚为负极电流信号采样通道，电压信号IBN传递至计量芯片的3脚。计量芯片U1可通过检测IBP与IBN之间的差模信号的大小，来判断出漏电电流的大小。

本示例中，检测电路还包括抗混叠滤波器，抗混叠滤波器与采样电阻(第一电阻Ra24、第二电阻Ra27)并联连接，用于对市电中的高频信号进行滤除。抗混叠滤波器包括第三电阻Ra21、第一共模电容Ca25、第二共模电容Ca28与第四电阻Ra29，第三电阻Ra21的一端与第一电阻Ra24连接、另一端与第一共模电容Ca25的一端连接，第二共模电容Ca25的另一端接地，即第三电阻Ra21、第一共模电容Ca25串联后与第一电阻Ra24并联，使得市电中的低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。

第二共模电容Ca28的一端与第一共模电容Ca25的接地端连接、另一端与第四电阻Ra29的一端连接，第四电阻的另一端与第二电阻Ra27连接，即第二共模电容Ca28、第四电阻Ra29串联后与第二电阻Ra27并联，使得市电中的低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。

本申请实施例提供的新型漏电电流检测电路的原理为：将火线电流采样互感器H1与零线电流采样互感器H2的二次侧输出端短接，此时，当火线、零线都有电流流过时，火线电流采样互感器H1的二次侧输出端产生二次电流I1，零线电流采样互感器H2的二次侧输出端产生二次电流I2，且二次电流I1与二次电流I2的方向相反，差模电流I0流过第一电阻Ra24与第二电阻Ra27形成回路，使得第一电阻Ra24与第二电阻Ra27分别对AGND产生电压信号IBP、IBN，电压信号IBP、IBN之间的差模电压信号传递给计量芯片U1，计量芯片通过检测IBP、IBN之间的差模信号的大小，来判断出漏电电流的大小。

本申请提供的新型漏电电流检测电路采用更直接的检测方式，通过两个互感器直接对火、零线之间的电流进行采样，得到差模电流，该差模电流实时反映了漏电电流的大小；在通过让该差模电流流过采样电阻，产生差模电压信号，传递给计量芯片进行测量，测得的电流值即为漏电电流值，大大提高了漏电电流的检测精度。

本申请提供的新型漏电电流检测电路可应用于电能计量装置或漏电保护产品，此处的电能计量装置是用于测量、记录发电量、供(互供)电量、厂用电量、线损电量和用户用电量的计量器具。电能计量装置指由电能表(有功、无功电能表，最大需量表，复费率电能表等)、计量用互感器(包括电压互感器和电流互感器)及二次连接导线构成的总体，通过该新型漏电电流检测电路来测量电能计量装置或漏电保护产品剩余电流的大小。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (7)

1.一种新型漏电电流检测电路，其特征在于，包括火线电流采样互感器、零线电流采样互感器、采样电阻与计量芯片，其中，

所述火线电流采样互感器的输入端与火线进线端子连接，所述零线电流采样互感器的输入端与零线进线端子连接，所述火线电流采样互感器的二次侧输出端、所述零线电流采样互感器的二次侧输出端与所述采样电阻串联连接；所述计量芯片与所述采样电阻并联连接。

2.根据权利要求1所述的新型漏电电流检测电路，其特征在于，所述火线电流采样互感器的二次侧输出端输出的二次电流I1方向与所述零线电流采样互感器的二次侧输出端输出的二次电流I2方向相反。

3.根据权利要求2所述的新型漏电电流检测电路，其特征在于，所述二次电流I1与所述二次电流I2产生的差模电流流过所述采样电阻。

4.根据权利要求3所述的新型漏电电流检测电路，其特征在于，所述采样电阻包括相串联的第一电阻与第二电阻，所述第一电阻的一端接地，所述第一电阻的另一端连接所述计量芯片的正极电流信号采集通道；

所述第二电阻的一端接地，所述第二电阻的另一端连接所述计量芯片的负极电流信号采集通道。

5.根据权利要求4所述的新型漏电电流检测电路，其特征在于，还包括抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器与所述采样电阻并联连接。

6.根据权利要求5所述的新型漏电电流检测电路，其特征在于，所述抗混叠滤波器包括第三电阻、第一共模电容、第四电阻与第二共模电容，所述第三电阻的一端与所述第一电阻连接，所述第三电阻的另一端与所述第一共模电容的一端连接，所述第一共模电容的另一端接地；

所述第二共模电容的一端与所述第一共模电容的接地端连接，所述第二共模电容的另一端与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二电阻连接。

7.根据权利要求1所述的新型漏电电流检测电路，其特征在于，所述火线电流采样互感器与所述零线电流采样互感器为相同参数的互感器。

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