CN216056305U - 具有自检功能的剩余电流保护器 - Google Patents

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冼兴泉
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Abstract

一种具有自检功能的剩余电流保护器，主要由直流工作电源电路、剩余电流信号检测电路、脱扣保护电路、漏电保护电路和自检电路组成，所述自检电路主要由剩余电流互感器、调理电路、单片机MCU和自检驱动电流发生电路组成，自检驱动电流信号经调理输入单片机MCU端口GP0，经MCU内部数模转换、比较，从GP3端口输出灯光报警信号。本自检电路能实时检测保护器自身的剩余电流信号检测电路、漏电保护电路和脱扣保护电路是否处于正常工作状态，以确保其工作的可靠性，大大提高了对人身安全的保护。

Description

具有自检功能的剩余电流保护器
技术领域
本实用新型涉及漏电保护技术领域，特别涉及一种具有自检功能的剩余电流保护器。
背景技术
现有的剩余电流保护器，由于不能实时检测其电路的控制功能是否正常，这对于作为一个终端漏电保护装置来说，是一个不足之处。
现有的剩余电流检测电路中，都只能检测信号的半波。在要求瞬时动作的情况下就有可能损失10毫秒的信号半波，难以达到瞬时动作的效果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于提供一种具有自检功能的剩余电流保护器，它不但能对负载进行剩余电流检测和超值保护外，还能对保护器的检测控制电路进行实时自检，保证保护器始终处于正常、安全运行状态中。
本实用新型所提出的技术解决方案如下：
一种具有自检功能的剩余电流保护器，包括直流工作电源电路、剩余电流信号检测电路、脱扣保护电路、漏电保护电路和自检电路；
所述直流工作电源电路是由供电负载侧的相线L1和零线N1两端取电经第1整流桥ZQ1整流、电阻R4电容C1滤波和稳压二极管DW1稳压输出DC5V作为单片机MCU和调理电路的直流工作电源；
所述剩余电流信号检测电路由剩余电流互感器ZCT及其检测绕组LD和自检信号的激励绕组ZJ构成；
所述脱扣保护电路主要由第1整流桥ZQ1、可控硅Q2、脱扣电磁铁TQ1和开关K组成；
所述漏电保护电路主要由调理电路和单片机MCU组成，从检测绕组LD获得的漏电电流信号ILD输入调理电路经全波整流放大后输入MCU端口GP0，经模数转换后与存储在MCU内的基准值进行比较，如大于基准值则从端口GP2输出高电平给脱扣保护电路的可控硅Q2触发极使其导通，脱扣电磁铁TQ1动作，开关K打开，供电负载侧断电；
自检电路主要由剩余电流互感器ZCT、调理电路、单片机MCU和自检驱动电流Izj发生电路组成，当需要自检时，MCU通过自检驱动端口GP1输出高电平至自检驱动电流Izj发生电路的光耦合器OC1使其导通，激励绕组ZJ产生的自检驱动电流Izj经第2整流桥ZQ2的+端输出全波直流信号经电阻R1限流和稳压管DW2稳压使三极管Q1导通，并使该全波直流信号经电阻R3和三极管Q1到地，以向第2整流桥ZQ2的交流侧和激励绕组Zj提供一定数值的50Hz工频的自检驱动电流Izj，检测绕组LD感应到该自检驱动电流信号，经调理电路全波整流放大并输入MCU端口GP0，通过MCU内部模数转换与存储在MCU内的自检驱动电流信号的基准值进行比较，从GP3端口输出高电平或低电平至报警装置，通过报警装置的发光二极管的亮、熄状态表示被检电路工作正常与否。
所述单片机MCU采用DIC12F615处理器。所述单片机MCU输出端口GP4与测试开关按钮T钮一端相连接，T钮另一端接地。所述自检电路的自检周期设定在1秒左右。所述报警装置由限流电阻R5与发光二极管LED1串联而成，当MCU输出端口GP3输出高电平1秒、低电平3秒，发光二极管LED1亮1秒、熄3秒，表示自检电路工作正常，当MCU输出端GP3只输出高电平，发光二极管LED1长亮，表示被检电路工作不正常。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
（1）本剩余电流保护器设有自检电路，能实时检测自身的剩余电流信号检测电路、漏电保护电路、脱扣保护电路是否处于正常工作状态，以确保其工作的可靠性；大大地提高了对人身安全的保护。
（2）本剩余电流保护器的调理电路是将从剩余电流互感器ZCT的检测绕组LD获取的漏电电流信号ILD或自检驱动电流信号Izj转换成全波直流信号供MCU进行模数转换及比较处理，这样，在要求检测电路瞬时动作的条件下，不至于丢失一个电流信号的一个半波，从而提高了检测电路瞬时动作的效果。
附图说明
图1 是本实用新型一个实施例的具有自检功能的剩余电流保护器的电路结构示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图1所示，一种具有自检功能的剩余电流保护器，包括直流工作电源电路、剩余电流信号检测电路、脱扣保护电路、漏电保护电路和自检电路。
所述直流工作电源电路是由供电负载侧的相线L1和零线N1两端取电经第1整流桥ZQ1整流、电阻R4电容C1滤波和稳压二极管DW1稳压输出DC5V作为单片机MCU2和调理电路1的直流工作电源。
所述剩余电流信号检测电路由剩余电流互感器ZCT及其检测绕组LD和自检信号的激励绕组ZJ构成；当剩余电流通过剩余电流互感器ZCT时会在检测绕组LD感应出漏电电流信号ILD。
所述脱扣保护电路主要由第1整流桥ZQ1、可控硅Q2、脱扣电磁铁TQ1和开关K组成；脱扣电磁铁TQ1串联在第1整流桥ZQ1的直流侧，当发生漏电动作值大于设定值时，单片机MCU2通过驱动端口GP2输出高电平至可控硅Q2触发极使其导通，脱扣电磁铁TQ1线圈通电动作，拉开开关K，使供电线路的负载侧断电，起到脱扣保护作用。
所述漏电保护电路主要由调理电路1和单片机MCU2组成，从检测绕组LD获得的漏电电流信号ILD输入调理电路1经全波整流放大后输入MCU2端口GP0，经模数转换后与存储在MCU2内的基准值进行比较，如大于基准值则从端口GP2输出高电平给脱扣保护电路的可控硅Q2触发极使其导通，脱扣电磁铁TQ1动作，开关K打开，供电负载侧断电，实现剩余电流超值跳闸保护。
自检电路主要由剩余电流互感器ZCT、调理电路1、单片机MCU2和自检驱动电流Izj发生电路组成，当需要自检时，MCU2通过自检驱动端口GP1输出高电平至自检驱动电流Izj发生电路的光耦合器OC1使其导通，激励绕组ZJ产生的自检驱动电流Izj经第2整流桥ZQ2的+端输出全波直流信号经电阻R1限流和稳压管DW2稳压使三极管Q1导通，并使该全波直流信号经电阻R3和三极管Q1到地，以向第2整流桥ZQ2的交流侧和激励绕组Zj提供一定数值的50Hz工频的自检驱动电流Izj，检测绕组LD感应到该自检驱动电流信号，经调理电路1全波整流放大并输入MCU2端口GP0，通过MCU2内部模数转换与存储在MCU2内的自检驱动电流信号的基准值进行比较，从GP3端口输出高电平或低电平至报警装置3，通过报警装置3的发光二极管的亮、熄状态表示被检电路工作正常与否。
所述单片机MCU2采用DIC12F615处理器。所述单片机MCU2输出端口GP4与测试开关按钮T钮一端相连接，T钮另一端接地。当按下T钮后，单片机MCU2输出端口GP4端口的电平被拉低，通过单片机MCU2内部的执行程序使GP2端口输出高电平触发可控硅Q2导通，从而使设有反向二极管D1保护的电磁铁TQ1通电，拉动供电电路负载侧的开关K使负载和保护器断电，达到对执行机构核查的目的，一般要求每一个月按动一次，以确保执行机构的正常运行。所述自检电路的自检周期设定在1秒左右。所述报警装置3由限流电阻R5与发光二极管LED1串联而成，当MCU2输出端口GP3输出高电平1秒、低电平3秒，发光二极管LED1亮1秒、熄3秒，表示自检电路工作正常，当MCU2输出端GP3只输出高电平，发光二极管LED1长亮，表示被检电路工作不正常。

Claims (5)

1.一种具有自检功能的剩余电流保护器，其特征在于：包括直流工作电源电路、剩余电流信号检测电路、脱扣保护电路、漏电保护电路和自检电路；
所述直流工作电源电路是由供电负载侧的相线L1和零线N1两端取电经第1整流桥ZQ1整流、电阻R4电容C1滤波和稳压二极管DW1稳压输出DC5V作为单片机MCU（2）和调理电路（1）的直流工作电源；
所述剩余电流信号检测电路由剩余电流互感器ZCT及其检测绕组LD和自检信号的激励绕组ZJ构成；
所述脱扣保护电路主要由第1整流桥ZQ1、可控硅Q2、脱扣电磁铁TQ1和开关K组成；
所述漏电保护电路主要由调理电路（1）和单片机MCU（2）组成，从检测绕组LD获得的漏电电流信号ILD输入调理电路（1）经全波整流放大后输入MCU（2）端口GP0，经模数转换后与存储在MCU（2）内的基准值进行比较，如大于基准值则从端口GP2输出高电平给脱扣保护电路的可控硅Q2触发极使其导通，脱扣电磁铁TQ1动作，开关K打开，供电负载侧断电；
自检电路主要由剩余电流互感器ZCT、调理电路（1）、单片机MCU（2）和自检驱动电流Izj发生电路组成，当需要自检时，MCU（2）通过自检驱动端口GP1输出高电平至自检驱动电流Izj发生电路的光耦合器OC1使其导通，激励绕组ZJ产生的自检驱动电流Izj经第2整流桥ZQ2的+端输出全波直流信号经电阻R1限流和稳压管DW2稳压使三极管Q1导通，并使该全波直流信号经电阻R3和三极管Q1到地，以向第2整流桥ZQ2的交流侧和激励绕组Zj提供一定数值的50Hz工频的自检驱动电流Izj，检测绕组LD感应到该自检驱动电流信号，经调理电路（1）全波整流放大并输入MCU（2）端口GP0，通过MCU（2）内部模数转换与存储在MCU（2）内的自检驱动电流信号的基准值进行比较，从GP3端口输出高电平或低电平至报警装置（3），通过报警装置（3）的发光二极管的亮、熄状态表示被检电路工作正常与否。
2.根据权利要求1所述的具有自检功能的剩余电流保护器，其特征在于，所述单片机MCU（2）采用DIC12F615处理器。
3.根据权利要求1所述的具有自检功能的剩余电流保护器，其特征在于，所述单片机MCU（2）输出端口GP4与测试开关按钮T钮一端相连接，T钮另一端接地。
4.根据权利要求1所述的具有自检功能的剩余电流保护器，其特征在于，所述自检电路的自检周期设定在1秒左右。
5.根据权利要求1所述的具有自检功能的剩余电流保护器，其特征在于，所述报警装置（3）由限流电阻R5与发光二极管LED1串联而成，当MCU（2）输出端口GP3输出高电平1秒、低电平3秒，发光二极管LED1亮1秒、熄3秒，表示自检电路工作正常，当MCU（2）输出端GP3只输出高电平，发光二极管LED1长亮，表示被检电路工作不正常。
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