电气安全系统剩余电流监控模块技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电气安全系统剩余电流监控模块，包括MCU控制电路、电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路，MCU控制电路与电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路连接；所述剩余电流测量电路由A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路、电流信号调理电路、滤波电路及差分输入电路组成，所述电压测量电路由电压互感器隔离电路、电流电压转换电路和滤波输入电路组成，所述开关量输入输出电路由控制信号采集端、光耦隔离电路和输入输出电路组成。本实用新型专利技术能够直接测量三相电流值、剩余电流值及电压等参数，无需再外接二次互感器，从而可在持续通电过程中进行安装，方便使用。

Residual current monitoring module of electrical safety system

The utility model discloses a residual current monitoring module for electrical safety system, including MCU control circuit, voltage measurement circuit, storage circuit, residual current measurement circuit, switch quantity input and output circuit and RS485 communication circuit, MCU control circuit and voltage measurement circuit, storage and storage circuit, residual current measurement circuit and switch. The quantity input and output circuit is connected with the RS485 communication circuit, and the residual current measurement circuit consists of a board level coupling circuit of a A/B/C/N four line current signal, a current signal conditioning circuit, a filter circuit and a differential input circuit. The voltage measurement circuit is composed of a voltage transformer isolation circuit, a current voltage conversion circuit, and a filter input. The switch input and output circuit is composed of a control signal acquisition terminal, an optocoupler isolation circuit and an input and output circuit. The utility model can directly measure the parameters of the three phase current value, the residual current value and the voltage, without the need of another two transformer, so that it can be installed in the process of continuous electrifying and convenient to use.

【技术实现步骤摘要】
电气安全系统剩余电流监控模块
本技术涉及一种电量采集装置，具体是一种电气安全系统剩余电流监控模块。
技术介绍
随着社会的发展，人民生活水平的提高，各种用电装置和用电量逐步攀升，由此引发的电气火灾也越来越多，而其中由于装置老化、导线绝缘层老化导致事故的比例也越来越大。通过检测配电柜中配电线路的各相(含零相)电流矢量和剩余电流的大小，可以判断配电线路的接地情况，从而减少人身电击事故、电气火灾和电气装置损坏事故。现有的剩余电流测量模块，均需要将三相和中性线穿过零序互感器，然后计算得出剩余电流，但是由于零序互感器需断电安装，而对于医院和一些加工企业是需要持续通电，从而无法完成断电安装，最终导致无法采集剩余电流情况。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种电气安全系统剩余电流监控模块，在配电线路中通过一次电流互感器将信号接入本模块，能够直接测量三相电流值和剩余电流值，并可测量电压、功率和谐波等参数，无需再外接二次互感器，从而可在持续通电过程中进行安装，方便使用。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：该种电气安全系统剩余电流监控模块，包括MCU控制电路、电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路，MCU控制电路与电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路连接；所述剩余电流测量电路由A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路、电流信号调理电路、滤波电路及差分输入电路组成，A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路与电流信号调理电路连接，电流信号调理电路与滤波电路连接，滤波电路与差分输入电路连接；所述电压测量电路由电压互感器隔离电路、电流电压转换电路和滤波输入电路组成，电压互感器隔离电路与电流电压转换电路连接，电流电压转换电路与滤波输入电路连接；所述开关量输入输出电路由控制信号采集端、光耦隔离电路和输入输出电路组成，控制信号采集端与光耦隔离电路连接，光耦隔离电路与输入输出电路连接。进一步，所述A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路中设有5A/5mA电流互感器。进一步，所述MCU控制电路采用的控制芯片为STM32F407处理芯片。与现有技术相比，本技术采用MCU控制电路、电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路相结合的方式，其中剩余电流测量电路设置的5A/5mA电流互感器，可代替现有剩余电量采集装置在接入配电线路的一次互感器后还需要接入二次互感器，本技术仅需配电线路中的一次互感器，即可直接实时采集配电线路的三相电压、电流、剩余电流的瞬时值，然后经MCU控制电路得出有功/无功功率、电能、功率因数、谐波电流等电力参数；并可通过存储电路实时存储采集的三相电压、电流的波形数据，以便发生故障后进行数据查看分析；然后通过RS485通讯电路可连接触摸屏进行查看，或者连接管理机后将数据上传给平台，使监控中心获得实时、准确的电网运行数据和电网运行状态，并进行相应的控制操作。由于本技术无需穿过零序互感器，解决了现场相线和零线距离远无法安装零序互感器以及不能停电安装电流互感器的问题，从而可在持续通电过程中进行安装，方便各个地方的使用。附图说明图1是本技术的电原理框图；图2是本技术中电压测量电路的电路原理图；图3是本技术中剩余电流测量电路的电原理框图；图4是本技术中剩余电流测量电路的电路原理图。具体实施方式下面将对本技术作进一步说明。如图1至图4所示，本技术包括MCU控制电路、电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路，MCU控制电路与电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路连接；所述剩余电流测量电路由A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路、电流信号调理电路、滤波电路及差分输入电路组成，A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路与电流信号调理电路连接，电流信号调理电路与滤波电路连接，滤波电路与差分输入电路连接；所述电压测量电路由电压互感器隔离电路、电流电压转换电路和滤波输入电路组成，电压互感器隔离电路与电流电压转换电路连接，电流电压转换电路与滤波输入电路连接；所述开关量输入输出电路由控制信号采集端、光耦隔离电路和输入输出电路组成，控制信号采集端与光耦隔离电路连接，光耦隔离电路与输入输出电路连接。进一步，所述A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路中设有5A/5mA电流互感器。进一步，所述MCU控制电路采用的控制芯片为STM32F407处理芯片。上述组成本技术的各个部分电路均为本领域公知电路，并且单独的电路都可从市场上直接获得封装成品。将本技术接入配电设备的一次互感器处，剩余电流的测量：剩余电流信号通过A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路进行信号耦合，然后经其带有的5A/5mA电流互感器进行互感后，依次经电流信号调理电路、滤波电路及差分输入电路的相应作用后传递给MCU控制电路；电压的测量：高压交流信号经端子、限流电阻后接入精密电流型电压互感器，隔离后再经过电压转换匹配电路、滤波输入电路送入MCU电路，最终MCU控制电路得出有功/无功功率、电能、功率因数、电压、谐波电流等电力参数；并可通过存储电路实时存储采集的三相电压、电流的波形数据，以便发生故障后进行数据查看分析；然后通过RS485通讯电路可连接触摸屏进行查看，或者连接管理机后将数据上传给平台。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气安全系统剩余电流监控模块，其特征在于，包括MCU控制电路、电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路，MCU控制电路与电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路连接；所述剩余电流测量电路由A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路、电流信号调理电路、滤波电路及差分输入电路组成，A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路与电流信号调理电路连接，电流信号调理电路与滤波电路连接，滤波电路与差分输入电路连接；所述电压测量电路由电压互感器隔离电路、电流电压转换电路和滤波输入电路组成，电压互感器隔离电路与电流电压转换电路连接，电流电压转换电路与滤波输入电路连接；所述开关量输入输出电路由控制信号采集端、光耦隔离电路和输入输出电路组成，控制信号采集端与光耦隔离电路连接，光耦隔离电路与输入输出电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种电气安全系统剩余电流监控模块，其特征在于，包括MCU控制电路、电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路，MCU控制电路与电压测量电路、存储电路、剩余电流测量电路、开关量输入输出电路和RS485通讯电路连接；所述剩余电流测量电路由A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路、电流信号调理电路、滤波电路及差分输入电路组成，A/B/C/N四线电流信号的板级耦合电路与电流信号调理电路连接，电流信号调理电路与滤波电路连接，滤波电路与差分输入电路连接；所述电压测量电路由电压互感器隔离电路、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁军，孙鑫，李白，董偲楠，李荣安，
申请(专利权)人：江苏昂内斯电力科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32