CN217085231U - 电力安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力安全技术领域，提出了电力安全监控系统，包括与主控电路连接的漏电监测电路，漏电监测电路包括电流互感器T1、电阻R32、电阻R31、三极管Q2、电阻R29和漏电监测芯片U5，电流互感器T1的初级线圈用于连接电力系统，次级线圈第一端串联电阻R31后连接漏电监测芯片U5的输入端，电流互感器T1的次级线圈第二端连接漏电监测芯片U5的参考电压端，电阻R32并联在电流互感器T1的次级线圈之间，漏电监测芯片U5的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过电阻R29连接VCC电源，三极管Q2的集电极还连接主控电路。通过上述技术方案，解决了现有技术中安装困难、使用寿命短以及使用安全性能低的问题。

Description

电力安全监控系统

技术领域

本实用新型涉及电力安全技术领域，具体的，涉及电力安全监控系统。

背景技术

当今社会中人们对电力的安全性能要求大大提高。人们不仅仅只满足于电力系统的使用，而是更在乎整个电力系统的安全性能。在这其中，漏电是电力安全领域比较常见的故障，目前市场上所使用的漏电监测装置为带漏电监测插头的漏电监测装置，这种监测装置存在安装困难、使用寿命短以及使用安全性能低等问题，给大家的使用也带来极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提出电力安全监控系统，通过在机组内部PCB主控板上辅配漏电监测电路，解决了现有技术中安装困难、使用寿命短以及使用安全性能低的问题。

本实用新型的技术方案如下：

电力安全监控系统，包括与主控电路连接的漏电监测电路，所述漏电监测电路包括电流互感器T1、电阻R32、电阻R31、三极管Q2、电阻R29和漏电监测芯片U5，所述电流互感器T1的初级线圈用于连接电力系统，电流互感器T1的次级线圈第一端串联所述电阻R31后连接所述漏电监测芯片U5的输入端，电流互感器T1的次级线圈第二端连接所述漏电监测芯片U5的参考电压端，所述电阻R32并联在电流互感器T1的次级线圈之间，漏电监测芯片U5的输出端连接所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R29连接VCC电源，所述三极管Q2的集电极还连接所述主控电路。

进一步，本实用新型还包括第一整流器和过压监测电路，所述第一整流器的输入端用于连接电力系统，所述过压监测电路包括运放U1A、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电容C1，所述电阻R4的第一端连接所述整流器的输出端，所述电阻R4的第二端连接运放U1A的同相输入端，所述电阻R2串联在电阻R4的第二端和地之间，所述电容C1并联在电阻R2两端，运放U1A的反相输入端连接所述电阻R5和R6的连接点，所述电阻R5和R6串联在基准电压REF与地之间，运放U1A的输出端连接所述主控电路。

进一步，本实用新型包括括欠压监测电路，所述欠压监测电路包括运放U1B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R12和电容C2，所述电阻R9的第一端连接所述第一整流器的输出端，所述电阻R9的第二端连接运放U1B的反相输入端，所述电阻R12串联在电阻R9的第二端和地之间，所述电容C2并联在电阻R12两端，运放U1B的同相输入端连接所述电阻R7和R8的连接点，所述电阻R7和R8串联在基准电压REF与地之间，运放U1B的输出端连接所述主控电路。

进一步，本实用新型包括电流互感器T2、第二整流器和短路监测电路，所述短路监测电路包括电阻R15、稳压二极管D3和运放U3，所述电流互感器T2的初级线圈用于连接电力系统，所述第二整流器连接电流互感器T2的次级线圈，所述运放U3的反相输入端连接第二整流器的输出端，运放U3的同相输入端连接所述稳压二极管D3的阴极，所述稳压二极管D3的阳极接地，所述稳压二极管D3的阴极还通过电阻R15连接VCC电源，运放U3的输出端连接所述主控电路。

进一步，本实用新型包括保护电路，所述保护电路包括电阻R16、电阻R17、发光二极管LED1、继电器K2、三极管Q1和电阻R17，所述三极管Q1的基极通过所述电阻R17连接主控电路，所述三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极通过所述继电器K2的输入端后连接VCC电源，所述电阻R16的第一端连接继电器的第一输入端，电阻R16的第二端连接所述发光二极管LED1的阳极，所述发光二极管LED1的阴极连接所述继电器K2的第二输入端。

进一步，本实用新型还包括报警提示电路，所述报警提示电路包括四路结构相同的报警提示支路，任一所述报警支路包括报警器LS1和电阻R18，所述报警器LS1第一端接VCC电源，第二端通过所述电阻R18后连接主控电路。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中在线路与电力系统正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，电流互感器T1的二次侧绕组无信号输出，电路不动作。当发生漏电故障时，各相电流的矢量和不为零，故障电流使电流互感器T1的环形铁芯中产生磁通，电流互感器T1的二次侧输出感应电流。负载电阻R32将电流信号转换成电压信号输出给漏电监测芯片U5。在经过漏电监测芯片U5判断后，当监测到的电压值达到设定值时，漏电监测芯片U5输出高电平驱动三极管Q2导通，向主控电路发送低电平信号，主控电路判断此时发生漏电。本实用新型安装简单、稳定性好，能够很好的监测电力系统的漏电故障，使工作人员采取相应措施，大大提高了电力系统的安全性能。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为本实用新型漏电监测电路图；

图3为本实用新型过压监测电路图；

图4为本实用新型欠压监测电路图；

图5为本实用新型短路监测电路图；

图6为本实用新型保护电路电路图；

图7为本实用新型报警提示电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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，本领域普通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，都涉及本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～图2所示，本实施例提出了与主控电路连接的漏电监测电路，漏电监测电路包括电流互感器T1、电阻R32、电阻R31、三极管Q2、电阻R29和漏电监测芯片U5，电流互感器T1的初级线圈用于连接电力系统，电流互感器T1的次级线圈第一端串联电阻R31后连接漏电监测芯片U5的输入端，电流互感器T1的次级线圈第二端连接漏电监测芯片U5的参考电压端，电阻R32并联在电流互感器T1的次级线圈之间，漏电监测芯片U5的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过电阻R29连接VCC电源，三极管Q2的集电极还连接主控电路。

在线路与电力系统正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，电流互感器T1的二次侧绕组无信号输出，电路不动作。当发生漏电故障时，各相电流的矢量和不为零.故障电流使电流互感器T1的环形铁芯中产生磁通，电流互感器T1的二次侧感应电压使其电路元件动作。电流互感器T1监测电流值为Ii，根据电流互感器固定的初级/次级线圈匝数比C，可确定输出电流Io＝Ii/C。负载电阻R32将电流信号转换成电压信号输出给漏电监测芯片U5。在经过漏电监测芯片U5判断后，当监测到的电压值达到设定值时，漏电监测芯片U5输出高电平驱动三极管Q2动作，同时三极管Q2的集电极会将漏电信号发送给主控电路。电阻R29负责给三极管Q2提供合适的偏置电压，电阻R31用于调整输入到漏电监测芯片U5电压值。

进一步，如图3所示，本实施例中包括第一整流器和过压监测电路，第一整流器的输入端用于连接电力系统，过压监测电路包括运放U1A、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电容C1，电阻R4的第一端连接整流器的输出端，电阻R4的第二端连接运放U1A的同相输入端，电阻R2串联在电阻R4的第二端和地之间，电容C1并联在电阻R2两端，运放U1A的反相输入端连接电阻R5和R6的连接点，电阻R5和R6串联在基准电压REF与地之间，运放U1A的输出端连接主控电路。

电阻R2和电阻R4作为过压采样电阻，电阻R6和电阻R5作为过压比较基准电压采样电阻，REF为整个电路系统中的基准电压网络，可提供稳定的基准电压，因此，整个电路的原理就是输入采样电压与基准电压比较。

首先通过整流器将收到的过压信号进行整流和滤波处理，通过电阻R2和电阻R4对其进行采样，电阻R6和电阻R5对基准电压REF进行采样，然后将两个采样信号进行比较，当电路过压时，运放U1A的同相输入端电压高于反相输入端电压，运放U1A输出端输出高电平，同时此高电平信号会发送到主控电路，C1可防止电源波动造成监测电路误触发，起一定的抗干扰作用。

进一步，如图4所示，本实施例中包括欠压监测电路，欠压监测电路包括运放U1B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R12和电容C2，电阻R9的第一端连接第一整流器的输出端，电阻R9的第二端连接运放U1B的反相输入端，电阻R12串联在电阻R9的第二端和地之间，电容C2并联在电阻R12两端，运放U1B的同相输入端连接电阻R7和R8的连接点，电阻R7和R8串联在基准电压REF与地之间，运放U1B的输出端连接主控电路。

电阻R12和电阻R9作为欠压采样电阻，电阻R8和电阻R7组成欠压比较基准电压采样电阻，REF为整个电路系统中的基准电压网络，可提供稳定的基准电压，因此，整个电路的原理就是输入采样电压与基准电压比较。

首先通过整流器将收到的欠压信号进行整流和滤波处理，通过电阻R9和电阻R12对其进行采样，电阻R7和电阻R8对基准电压REF进行采样，然后将两个采样信号进行比较，当电路欠压时，运放U1B的反相输入端电压低于同相输入端电压，运放U1B输出端输出高电平，同时此高电平信号会发送到主控电路，C2可防止电源波动造成监测电路误触发，起一定的抗干扰作用。

进一步，如图5所示，本实施例中包括电流互感器T2、第二整流器和短路监测电路，短路监测电路包括电阻R15、稳压二极管D3和运放U3，电流互感器T2的初级线圈用于连接电力系统，第二整流器连接电流互感器T2的次级线圈，运放U3的反相输入端连接第二整流器的输出端，运放U3的同相输入端连接稳压二极管D3的阴极，稳压二极管D3的阳极接地，稳压二极管D3的阴极还通过电阻R15连接VCC电源，运放U3的输出端连接主控电路。

若电力系统中没有发生短路时，各相电流的矢量和等于零，因此，电流互感器T2的二次侧绕组无信号输出，电路不动作。

当电力系统中的线路发生短路时，将产生很大的故障电流，故障电流使电流互感器T2的环形铁芯中产生磁通，电流互感器T2的二次侧感应电压使其电路元件动作，整流器将感应信号经过整流滤波后的高电平信号送至运放U3反相输入端，稳压二极管D3和电阻R15负责为运放的同相输入端提供稳定的基准电压，将整流滤波后的电压信号与基准电压进行比较，在发生短路时运放U3的输出端将会输出一个低电平信号，同时此低电平信号会发送到主控电路。

进一步，如图6所示，本实施例中包括保护电路，保护电路包括电阻R16、电阻R17、发光二极管LED1、继电器K2、三极管Q1和电阻R17，三极管Q1的基极通过电阻R17连接主控电路，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极通过继电器K2的输入端后连接VCC电源，电阻R16的第一端连接继电器的第一输入端，电阻R16的第二端连接发光二极管LED1的阳极，发光二极管LED1的阴极连接继电器K2的第二输入端。

当任何一种故障发生时，主控电路会通过电阻R17向三极管Q1的基极发送一个低电平信号，三极管Q2导通，进一步驱动继电器K2导通，使继电器K2的常闭端断开，从而使主电路断电停止工作。同时，发光二极管LED1亮起，电阻R16起限流的作用，直至故障问题解决后，三极管Q1的基极由低电平变为高电平，此时发光二极管LED1熄灭，继电器K2回复初始状态。

进一步，如图7所示，本实施例中还包括报警提示电路，报警提示电路包括四路结构相同的报警提示支路，任一报警支路包括报警器LS1和电阻R18，报警器LS1第一端接VCC电源，第二端通过电阻R18后连接主控电路。

报警器LS1和电阻R18组成支路对应的是漏电监测电路；报警器LS2和电阻R19组成支路对应的是过压监测电路；报警器LS3和电阻R20组成支路对应的是欠压监测电路；报警器LS4和电阻R21组成支路对应的是短路监测电路。当其中任一监测电路出现故障时，主控电路会向所对应的报警支路发送一个低电平信号，从而使所对应的报警支路发出鸣响，当现场工作人员听见报警器发出的鸣响时，可以根据报警器支路所对应的故障做出相应的措施，同时现场人员可以通过按下开关K1关闭报警器的鸣响提示。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.电力安全监控系统，其特征在于，包括与主控电路连接的漏电监测电路，所述漏电监测电路包括电流互感器T1、电阻R32、电阻R31、三极管Q2、电阻R29和漏电监测芯片U5，所述电流互感器T1的初级线圈用于连接电力系统，电流互感器T1的次级线圈第一端串联所述电阻R31后连接所述漏电监测芯片U5的输入端，电流互感器T1的次级线圈第二端连接所述漏电监测芯片U5的参考电压端，所述电阻R32并联在电流互感器T1的次级线圈之间，漏电监测芯片U5的输出端连接所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R29连接VCC电源，所述三极管Q2的集电极还连接所述主控电路。

2.根据权利要求1所述的电力安全监控系统，其特征在于，还包括第一整流器和过压监测电路，所述第一整流器的输入端用于连接电力系统，所述过压监测电路包括运放U1A、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电容C1，所述电阻R4的第一端连接所述整流器的输出端，所述电阻R4的第二端连接运放U1A的同相输入端，所述电阻R2串联在电阻R4的第二端和地之间，所述电容C1并联在电阻R2两端，运放U1A的反相输入端连接所述电阻R5和R6的连接点，所述电阻R5和R6串联在基准电压REF与地之间，运放U1A的输出端连接所述主控电路。

3.根据权利要求2所述的电力安全监控系统，其特征在于，还包括欠压监测电路，所述欠压监测电路包括运放U1B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R12和电容C2，所述电阻R9的第一端连接所述第一整流器的输出端，所述电阻R9的第二端连接运放U1B的反相输入端，所述电阻R12串联在电阻R9的第二端和地之间，所述电容C2并联在电阻R12两端，运放U1B的同相输入端连接所述电阻R7和R8的连接点，所述电阻R7和R8串联在基准电压REF与地之间，运放U1B的输出端连接所述主控电路。

4.根据权利要求1所述的电力安全监控系统，其特征在于，还包括电流互感器T2、第二整流器和短路监测电路，所述短路监测电路包括电阻R15、稳压二极管D3和运放U3，所述电流互感器T2的初级线圈用于连接电力系统，所述第二整流器连接电流互感器T2的次级线圈，所述运放U3的反相输入端连接第二整流器的输出端，运放U3的同相输入端连接所述稳压二极管D3的阴极，所述稳压二极管D3的阳极接地，所述稳压二极管D3的阴极还通过电阻R15连接VCC电源，运放U3的输出端连接所述主控电路。

5.根据权利要求1所述的电力安全监控系统，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括电阻R16、电阻R17、发光二极管LED1、继电器K2、三极管Q1和电阻R17，所述三极管Q1的基极通过所述电阻R17连接主控电路，所述三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极通过所述继电器K2的输入端后连接VCC电源，所述电阻R16的第一端连接继电器的第一输入端，电阻R16的第二端连接所述发光二极管LED1的阳极，所述发光二极管LED1的阴极连接所述继电器K2的第二输入端。

6.根据权利要求1所述的电力安全监控系统，其特征在于，还包括报警提示电路，所述报警提示电路包括四路结构相同的报警提示支路，任一所述报警提示支路包括报警器LS1和电阻R18，所述报警器LS1第一端接VCC电源，第二端通过所述电阻R18后连接主控电路。

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