CN212366532U - 保护装置和具有该保护装置的配电箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种保护装置和具有该保护装置的配电箱，保护装置包括：信号检测电路，用于检测公共地接点和本地地线起点之间的第一电压、所述公共地接点和本地地线终点之间的第二电压、以及本所述地地线起点和所述本地地线终点之间的第三电压；以及控制器，与所述信号检测电路、所述漏电保护电路分别电连接；在第一差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第一电压的均值的比值、第二差值与所述当前时刻之前预设时间段内检测获得的第二电压的均值的比值和第三差值与所述当前时刻之前预设时间段内检测获得的第三电压的均值中的任一个大于预设比值阈值时，所述控制器输出触发信号至所述漏电保护电路，以触发漏电保护电路断开。

Description

保护装置和具有该保护装置的配电箱

技术领域

本实用新型涉及电力保护领域，尤其涉及一种保护装置和具有该保护装置的配电箱。

背景技术

用电设备常用的保护装置有过流保护器、漏电保护器等，其中，过流保护器用于限制电流以防止用电设备中的电线过载而产生发热烧毁，漏电保护器用于检测是否漏电以保护用户。然而，上述限流、漏电检测策略仅起到一定的保护作用。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种保护装置和具有该保护装置的配电箱。

本实用新型实施例的第一方面提供一种保护装置，用于配电箱，所述配电箱包括漏电保护电路和本地地线，所述漏电保护电路用于接入市电的火线和零线，以接入电源，所述本地地线与公共地线串联连接；所述保护装置包括：

信号检测电路，用于检测公共地接点和本地地线起点之间的第一电压、所述公共地接点和本地地线终点之间的第二电压、以及本所述地地线起点和所述本地地线终点之间的第三电压；以及

控制器，与所述信号检测电路、所述漏电保护电路分别电连接；

在第一差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第一电压的均值的比值、第二差值与所述当前时刻之前预设时间段内检测获得的第二电压的均值的比值和第三差值与所述当前时刻之前预设时间段内检测获得的第三电压的均值中的任一个大于预设比值阈值时，所述控制器输出触发信号至所述漏电保护电路，以触发漏电保护电路断开；

其中，所述第一差值为所述当前时刻检测获得的第一电压和所述当前时刻之前预设时间段内检测获得的第一电压的均值的差值；

所述第二差值为所述当前时刻检测获得的第二电压和所述当前时刻之前预设时间段内检测获得的第二电压的均值的差值；

所述第三差值为所述当前时刻检测获得的第三电压和所述当前时刻之前预设时间段内检测获得的第三电压的均值的差值。

可选地，所述信号检测电路包括至少三个比较器；

至少三个所述比较器中的一个比较器的同相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线起点中的一个，反相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线起点中的另一个；

至少三个所述比较器中的一个比较器的同相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线终点中的一个，反相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线终点中的另一个；

且至少三个所述比较器中的一个比较器的同相输入端用于连接所述本地地线起点和所述本地地线终点中的一个，反相输入端用于连接所述本地地线起点和所述本地地线终点中的另一个。

可选地，所述比较器的数量为6，包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器和第六比较器；

其中，所述第一比较器的同相输入端用于连接所述公共地接点，反相输入端用于连接所述本地地线起点；

所述第二比较器的同相输入端用于连接所述公共地接点，反相输入端用于连接所述本地地线终点；

所述第三比较器的同相输入端用于连接所述本地地线起点，反相输入端用于连接所述本地地线终点；

所述第四比较器的同相输入端用于连接所述本地地线起点，反相输入端用于连接所述公共地接点；

所述第五比较器的同相输入端用于连接所述本地地线终点，反相输入端用于连接所述公共地接点；

所述第六比较器的同相输入端用于连接所述本地地线终点，反相输入端用于连接所述本地地线起点。

可选地，所述控制器包括单片机。

可选地，所述保护装置还包括测试按钮，电连接于所述本地地线起点和所述本地地线终点之间，以断开或接通所述本地地线起点和所述本地地线终点的电连接；

当所述测试按钮断开时，所述本地地线起点和所述本地地线终点的电连接断开，所述控制器用于获取所述漏电保护电路的状态，以判断所述漏电保护电路是否导通。

可选地，所述保护装置还包括负载，所述负载的地线与所述本地地线起点或所述本地地线的终点串联连接。

本实用新型实施例第二方面提供了一种配电箱，所述配电箱包括：

本实用新型实施例第一方面所述的保护装置；

其中，所述漏电保护电路包括串联连接的漏电保护器和漏电开关，所述漏电保护器用于接入市电的火线和零线，所述漏电开关与所述保护装置的控制器电连接。

可选地，公共地地线与所述本地地线通过浸水无触保护器串接。

可选地，所述漏电开关为漏电空气开关。

本实用新型实施例提供的技术方案中，通过信号检测电路实时监控公共地接点和本地地线起点之间的第一电压、公共地接点和本地地线终点之间的第二电压、以及本地地线起点和本地地线终点之间的第三电压，控制器在第一电压、第二电压和第三电压任一个的变化较大时，控制漏电保护电路断开，从而切断电源，更加保证用电安全。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的保护装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中的配电箱的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中的保护装置的电路示意图；

图4A为本实用新型一实施例中的保护装置的负载正确接线示意图；

图4B为保护装置的一种负载错误接线示意图；

图4C为保护装置的另种负载错误接线示意图。

附图标记：

100：漏电保护电路；110：漏电保护器；120：漏电开关；

200：本地地线；210：本地地线起点；220：本地地线终点；

300：保护装置；310：信号检测电路；311：比较器；R1：第一电阻；R2：第二电阻；320：控制器；330：测试按钮；340：负载；

400：浸水无触保护器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述实施例可以进行组合。

图1为本实用新型一实施例中的保护装置的结构示意图，图2为本实用新型一实施例中的配电箱的结构示意图。本实用新型实施例的保护装置可以用于配电箱，也可以用于其他配电装置中。

请结合图1和图2，本实用新型实施例的配电箱可以包括漏电保护电路 100和本地地线200，其中，漏电保护电路100用于接入市电的火线和零线，以接入电源，对配电箱进行供电。在本实施例中，本地地线200与公共地线串联连接。需要说明的是，公共地线是指电力公司引进的接地线，本地地线 200是指配电箱中另外增加的地线，本地线用来吸收配电箱漏电时多余的电荷。本地地线200、公共地线可以为直径6毫米、长至少20米的铜线，但不限于此。本实施例的市电的电压可以为110V或220V。

请再次结合图1和图2，本实用新型实施例的保护装置300可以包括信号检测电路310和控制器320，其中，控制器320与信号检测电路310、漏电保护电路100分别电连接。

在本实施例中，信号检测电路310用于检测公共地接点和本地地线起点 210之间的第一电压、公共地接点和本地地线终点220之间的第二电压、以及本地地线起点210和本地地线终点220之间的第三电压。

控制器320用于在第一差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第一电压的均值的比值、第二差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第二电压的均值的比值和第三差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第三电压的均值中的任一个大于预设比值阈值时，输出触发信号至漏电保护电路100，以触发漏电保护电路100断开。其中，第一差值为当前时刻检测获得的第一电压和当前时刻之前预设时间段内检测获得的第一电压的均值的差值；第二差值为当前时刻检测获得的第二电压和当前时刻之前预设时间段内检测获得的第二电压的均值的差值；第三差值为当前时刻检测获得的第三电压和当前时刻之前预设时间段内检测获得的第三电压的均值的差值。

预设比值阈值的大小可以根据需要设置，例如，预设比值阈值可以为3％，当任一比值超过该预设比值阈值时，说明第一电压、第二电压和第三电压任一个的变化较大，公共地接点、本地地线起点210和本地地线终点220可能不共地，线路存在漏电、过流等风险，本实用新型实施例的保护装置300，通过信号检测电路310实时监控公共地接点和本地地线起点210之间的第一电压、公共地接点和本地地线终点220之间的第二电压、以及本地地线起点210 和本地地线终点220之间的第三电压，控制器320在第一电压、第二电压和第三电压任一个的变化较大时，控制漏电保护电路100断开，从而切断电源 (即切断配电箱的电源)，更加保证用电安全。

而在其他实施例中，控制器320用于在第一差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第一电压的均值的比值大于第一预设比值阈值、和/或第二差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第二电压的均值的比值大于第二预设比值阈值、和/或第三差值与当前时刻之前预设时间段内检测获得的第三电压的均值大于第三预设比值阈值时，输出触发信号至漏电保护电路100，以触发漏电保护电路100断开。本实施例中，第一预设比值阈值、第二预设比值阈值和第三预设比值阈值中部分不相等。可以理解地，第一预设比值阈值、第二预设比值阈值和第三预设比值阈值的大小可以根据需要设置。

预设时间段的大小也可以根据需要设置，例如预设时间段的大小可以为1 秒，也可以为其他。示例地，控制器320每1毫秒取样一次，获得第一电压、第二电压和第三第三，并在每秒钟计算前一秒钟取样的数据的均值。

在某些实施例中，请参见图3，信号检测电路310包括比较器311，比较器311的数量为至少三个。

本实施例中，至少三个比较器311中的一个比较器311的同相输入端用于连接公共地接点和本地地线起点210中的一个，反相输入端用于连接公共地接点和本地地线起点210中的另一个；至少三个比较器311中的一个比较器311的同相输入端用于连接公共地接点和本地地线终点220中的一个，反相输入端用于连接公共地接点和本地地线终点220中的另一个；且至少三个比较器311中的一个比较器311的同相输入端用于连接本地地线起点210和本地地线终点220中的一个，反相输入端用于连接本地地线起点210和本地地线终点220中的另一个。

示例地，请再次参见图3，在一些实施例中，比较器311的数量为6，包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器和第六比较器。其中，第一比较器的同相输入端用于连接公共地接点，反相输入端用于连接本地地线起点210；第二比较器的同相输入端用于连接公共地接点，反相输入端用于连接本地地线终点220；第三比较器的同相输入端用于连接本地地线起点210，反相输入端用于连接本地地线终点220；第四比较器的同相输入端用于连接本地地线起点210，反相输入端用于连接公共地接点；第五比较器的同相输入端用于连接本地地线终点220，反相输入端用于连接公共地接点；第六比较器的同相输入端用于连接本地地线终点220，反相输入端用于连接本地地线起点210。本实施例中，公共地接点、本地地线起点210和本地地线终点220两两组合输入一个比较器311，由于公共地接点、本地地线起点 210和本地地线终点220两两组合中的电压高低不确定，故正反交换再组合一次。

示例地，在一些实施例中，比较器311的数量为3，包括第七比较器、第八比较器和第九比较器。第七比较器的同相输入端用于连接公共地接点，反相输入端用于连接本地地线起点210，或者，第七比较器的同相输入端用于连接本地地线起点210，反相输入端用于连接公共地接点。第八比较器的同相输入端用于连接公共地接点，反相输入端用于连接本地地线终点220，或者，第八比较器的的同相输入端用于连接本地地线终点220，反相输入端用于连接公共地接点。第九比较器的同相输入端用于连接本地地线起点210，反相输入端用于连接本地地线终点220。可选地，其中一个比较器311另一个比较器311，或者第九比较器的同相输入端用于连接本地地线终点220，反相输入端用于连接本地地线起点210。本实施例适用于公共地接点、本地地线起点210和本地地线终点220两两组合中的电压高低已知的情况，具体地，第七比较器的同相输入端用于连接公共地接点和本地地线起点210中的电压较大者，反相输入端用于连接公共地接点和本地地线起点210中的电压较小者。第八比较器的同相输入端用于连接公共地接点和本地地线终点220中的电压较大者，反相输入端用于连接公共地接点和本地地线终点220中的电压较小者。第九比较器的同相输入端用于连接本地地线起点210和本地地线终点220中的电压较大者，反相输入端用于连接本地地线起点210和本地地线终点220中的电压较小者。

可以理解地，比较器311的数量也可以为其他大于3的数值大小。另外，本申请实施例对比较器311的类型不作具体限定，可选地，比较器311为差分放大器。

可选地，请再次参见图3，至少三个比较器311中的一个比较器311的同相输入端经第一电阻R1连接公共地接点和本地地线起点210中的一个，反相输入端经第一电阻R1连接公共地接点和本地地线起点210中的另一个；至少三个比较器311中的一个比较器311的同相输入端经第一电阻R1连接公共地接点和本地地线终点220中的一个，反相输入端经第一电阻R1连接公共地接点和本地地线终点220中的另一个；且至少三个比较器311中的一个比较器 311的同相输入端经第一电阻R1连接本地地线起点210和本地地线终点220 中的一个，反相输入端经第一电阻R1连接本地地线起点210和本地地线终点 220中的另一个。

进一步地，请再次参见图3，每个比较器311的同相输入端和反相输入端之间还串联连接有第二电阻R2。

第一电阻R1、第二电阻R2的阻值大小可以根据需要选择，例如，第一电阻R1的大小为100兆欧，第二电阻R2的大小为1兆欧。

可选地，控制器320包括单片机，如ARM(Advanced RISC Machines， RISC微处理器)、AVR(出RISC精简指令集高速8位单片机)等单片机；当然，控制器320也可以包括专门的芯片等能够处理和传输数据的器件，如ASIC (Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)芯片，也可以是FPGA (FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、CPLD (Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)等可编程器件。

请参见图2，漏电保护电路100可以包括串联连接的漏电保护器110和漏电开关120，其中，漏电保护器110用于接入市电的火线和零线，漏电开关与保护装置300的控制器320电连接。

请再次参见图2，保护装置300还可以包括测试按钮330，该测试按钮330 电连接于本地地线起点210和本地地线终点220之间，以断开或接通本地地线起点210和本地地线终点220的电连接；并且，测试按钮330还与漏电开关120电连接。当测试按钮330断开时，本地地线起点210和本地地线终点 220的电连接断开，控制器320用于获取漏电保护电路100的状态(即漏电开关120的状态)，以判断漏电保护电路100是否导通。通过测试按钮330可以检查本地地线起点210与本地地线终点220的电连接断开时，测试按钮330 是否会触发漏电保护电路100关闭，以作为平时检查。

请结合图2和图4A，保护装置300还可以包括负载340，负载340的地线与本地地线起点210或本地地线200的终点串联连接，这样，任何一个负载340的地线断开，都能立刻被发现。也即，自本地地线起点210起与每一负载340的地线串联连接。而图4B(T字接法)和图4C(分线型接法)为错误的接法，图4A-4C中，空接部分是指断路。本申请实施例的负载340可以包括任意负载，也可以包括能够连接任意负载的连接器如插座。

本实用新型实施例中，请参见图2，测试按钮330的一端与负载340的地线的一端连接，以实现测试按钮330与本地地线起点210的连接；测试按钮 330的另一端与负载340的地线的另一端连接，以实现测试按钮330与本地地线终点220的连接。

本实用新型实施例还提供一种配电箱，请参见图2，该配电箱包括漏电保护电路100、本地地线200和上述实施例的保护装置300。其中，漏电保护电路100用于接入市电的火线和零线，以接入电源。本地地线200与公共地线串联连接。

可选地，公共地地线与本地地线200通过浸水无触保护器400串接。请再次参见图2，公共地线与浸水无触保护器400的一端连接，本地地线起点 210与浸水无触保护器400的另一端连接，以实现公共地地线与本地地线200 之间的串联连接。

请再次参见图2，漏电保护电路100包括串联连接的漏电保护器110和漏电开关120，漏电保护器110用于接入市电的火线和零线，漏电开关与保护装置300的控制器320电连接。漏电开关120可以为漏电空气开关，也可以为其他类型的漏电开关。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种保护装置，用于配电箱，所述配电箱包括漏电保护电路(100)和本地地线(200)，所述漏电保护电路(100)用于接入市电的火线和零线，以接入电源，所述本地地线(200)与公共地线串联连接；其特征在于，所述保护装置(300)包括：

信号检测电路(310)，用于检测公共地接点和本地地线起点(210)之间的第一电压、所述公共地接点和本地地线终点(220)之间的第二电压、以及所述本地地线起点和所述本地地线终点(220)之间的第三电压；以及

控制器(320)，与所述信号检测电路(310)、所述漏电保护电路(100)分别电连接。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述信号检测电路(310)包括至少三个比较器(311)；

至少三个所述比较器(311)中的一个比较器(311)的同相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线起点(210)中的一个，反相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线起点(210)中的另一个；

至少三个所述比较器(311)中的一个比较器(311)的同相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线终点(220)中的一个，反相输入端用于连接所述公共地接点和所述本地地线终点(220)中的另一个；

且至少三个所述比较器(311)中的一个比较器(311)的同相输入端用于连接所述本地地线起点(210)和所述本地地线终点(220)中的一个，反相输入端用于连接所述本地地线起点(210)和所述本地地线终点(220)中的另一个。

3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述比较器(311)的数量为6，包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器和第六比较器；

其中，所述第一比较器的同相输入端用于连接所述公共地接点，反相输入端用于连接所述本地地线起点(210)；

所述第二比较器的同相输入端用于连接所述公共地接点，反相输入端用于连接所述本地地线终点(220)；

所述第三比较器的同相输入端用于连接所述本地地线起点(210)，反相输入端用于连接所述本地地线终点(220)；

所述第四比较器的同相输入端用于连接所述本地地线起点(210)，反相输入端用于连接所述公共地接点；

所述第五比较器的同相输入端用于连接所述本地地线终点(220)，反相输入端用于连接所述公共地接点；

所述第六比较器的同相输入端用于连接所述本地地线终点(220)，反相输入端用于连接所述本地地线起点(210)。

4.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述控制器(320)包括单片机。

5.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置(300)还包括测试按钮(330)，电连接于所述本地地线起点(210)和所述本地地线终点(220)之间，以断开或接通所述本地地线起点(210)和所述本地地线终点(220)的电连接；

当所述测试按钮(330)断开时，所述本地地线起点(210)和所述本地地线终点(220)的电连接断开，所述控制器(320)用于获取所述漏电保护电路(100)的状态，以判断所述漏电保护电路(100)是否导通。

6.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置(300)还包括负载(340)，所述负载(340)的地线与所述本地地线起点(210)或所述本地地线的终点串联连接。

7.一种配电箱，其特征在于，所述配电箱包括：

权利要求1-6任一项所述的保护装置(300)；

其中，所述漏电保护电路(100)包括串联连接的漏电保护器(110)和漏电开关(120)，所述漏电保护器(110)用于接入市电的火线和零线，所述漏电开关与所述保护装置(300)的控制器(320)电连接。

8.根据权利要求7所述的配电箱，其特征在于，公共地地线与所述本地地线(200)通过浸水无触保护器(400)串接。

9.根据权利要求7所述的配电箱，其特征在于，所述漏电开关(120)为漏电空气开关。

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