一种智能化集成漏电保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种漏电保护装置，尤其涉及一种智能化的漏电保护装置。本发明专利技术所提供的漏电保护装置集成了对过载、短路、缺相、过压、欠压、漏电、电击、自动重合等功能为一体，可方便地控制多路漏电保护开关系统与显示低压交流电网的负载电压、负载电流、漏电流等参量，还可显示漏电保护装置的目前工作状态、漏电保护开关的历史工作状态等功能，并具有友好的人机界面，同时还可以辨别出漏电电流和电击电流，可以减少电气线路、设备漏电引起的漏电保护装置的非必要跳闸动作，又可提高漏电保护装置的安全性目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种漏电保护装置，尤其涉及一种智能化的漏电保护装置。
技术介绍
在低压交流电网中广泛使用的剩余电流动作保护器又称为漏电保护器，其 基本原理是低压交流电网线路穿过零序电流互感器，零序电流互感器二次侧输 出感应到的低压交流电网线路的剩余电流，来反映低压交流电网和大地之间的 漏电流情况，在低压交流电源相线与大地之间发生动物触电或电气线路、设备 发生漏电情况时，零序电流互感器输出感应的剩余电流发生变化，在检测到剩 余电流变化并且达到额定数值时，启动脱扣机构切除电源，以达到保护动物生 命、避免发生电气事故的目的。目前市场现有的漏电保护器，大多存在缺少智能化控制、功能不全、分体 结构、接线复杂、缺少有效的人机对话界面等缺陷，而且不能区分漏电电流和 电击电流，存在过多的非必要脱扣动作，对用电者造成很多不便。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一 种功能齐全、安装简单、使用寿命长、实用性强、智能化集成的漏电保护装置， 该装置集成了漏电继电器、交流接触器以及空气断路器三者的功能，采用微电 脑芯片编程控制，完成对信号的采集、处理、分析并做出相应的控制动作，把 过载、短路、缺相、过压、欠压、漏电、电击、自动重合等功能全部集成在一 台电磁吸合式的开关内。本专利技术的技术方案 一种智能化集成漏电保护装置，包括一个壳体，该壳体内设有印刷控制电路板、磁力开关、电源变压器、零序电流互感器和负载电流 互感器，所述印刷控制电路板包含以下单元 主控制器单元；与磁力开关相连并接入主控制器单元的磁力开关控制单元，用于接收主控 制器单元的控制信号以控制磁力开关的通断；与电源变压器相连并接入主控制器单元的电源处理单元，用于为装置提供 电源以及采集电压信号传入主控制器单元；与零序电流互感器相连并接入主控制器单元的漏电流信号处理单元，用于 采集零序电流互感器感应到的剩余电流并将采集信号传入主控制器单元；与负载电流互感器相连并接入主控制器单元的负载电流信号处理单元，用 于采集负载电流互感器感应的负载电流并将采集信号传入主控制器单元；与电源变压器相连并接入主控制器单元的相位过零检测单元，用于采集电 源变压器交流输出信号并将采集信号传入主控制器单元；与主控制器单元相连的三相电压处理单元，用于采集三相电压并将采集信 号传入主控制器单元；与主控制器单元相连的键盘处理单元，用于人机交互功能；与主控制器单元相连的显示单元，用于显示电压、电流的数值、单位及相位；与主控制器单元相连的状态指示单元，用于指示当前漏电保护装置的运行 状态以及线路的故障状态。所述的电源处理单元经整流后分为两路，其中一路经滤波、各级稳压之后， 作为装置的供电电源使用，另一路经过滤波、分压后，将所得的信号送入主控 制器单元，用于判断负载电压的运行情况。所述的漏电流信号处理单元分为两路， 一路将接收到的信号放大、整流、 滤波、再次放大之后送入主控制器单元，用于电击信号的判断；另一路将接收 到的信号放大、隔直、再次放大之后送入主控制器单元，用于漏电信号的判断。所述的负载电流信号处理单元将接收到的信号经过整流、滤波后分为两路， 一路将信号通过反时限保护电路处理后送入主控制器单元，用于判断负载电流 的过载及短路情况；另一路将信号经过再次滤波后送入主控制器单元，用于确 定三相的负载电流运行状态和三相平衡情况。所述的主控制器单元还接有预留信号传输接口，用于与外部设备进行数据 输入输出和软件的升级。所述的漏电流信号处理单元的一路将接收到的信号放大、整流、滤波、再 次放大之后送入主控制器单元，主控制器单元执行以下电击信号判断步骤1) 读取剩余电流波形；2) 逐个周波比较正弦交流电角频率相同时刻的剩余电流波形；3) 计算逐个周波的变化波形；4) 当逐个周波的变化波形满足一定预设的电击电流波形要求，且幅值在3 个周波内逐个周波上升且达到最低额定设置值，并保持数值在2个周波以上， 则判断变化的波形为动物电击时流过的电流波形，这部分增加的电流波形数值 为电击电流，输出电击信号。本专利技术所提供的漏电保护装置，满足了一种简便安装、使用可靠、功能齐 全的高集成智能化漏电保护功能的要求。漏电保护装置集成了对过载、短路、 缺相、过压、欠压、漏电、电击、自动重合等功能为一体，可方便地控制多路 漏电保护开关系统与显示低压交流电网的负载电压、负载电流、漏电流等参量, 还可显示漏电保护装置的目前工作状态、漏电保护开关的历史工作状态等功能,并具有友好的人机界面,同时还可以辨别出漏电电流和电击电流，可以减少电气 线路、设备漏电引起的漏电保护装置的非必要跳闸动作，又可提高漏电保护装 置的安全性目的。本专利技术以较低的代价,较大地提高漏电保护装置性能,既提高了 供电质量与减少了供电管理者的无效劳动,也进一步提高了漏电保护装置的投运 率。附图说明图1是本专利技术的电路原理框图； 图2是本专利技术的电路原理图； 图3是本专利技术的漏电流信号处理单元原理框图； 图4是本专利技术的负载电流信号处理单元原理框图； 图5是本专利技术的智能化集成漏电保护装置的信号显示图。具体实施例方式如附图1、 2、 3、 4所示，主控制器单元10的芯片IC1为带A/D功能的 Mc68hc908gt16微处理器。三相低压交流电源接N、 A、 B、 C端子，三相四线 导线同方向穿过零序电流互感器1后到负载侧N' 、 A' 、 B' 、 C'端子，零 序电流互感器1的二次侧接漏电流信号处理单元2的输入端，漏电流信号处理 单元2负责将接收到的信号，分别送入独立运行的两个通道，其中一个通道为 漏电电流处理电路14对该信号进行放大、整流、滤波后送入主控制器单元10， 进行漏电信号的分析判断；另外一个通道为电击电流处理电路15对该信号进行 放大、隔离直流分量、再次放大后送入主控制器单元10，由主控制器单元10对 该信号进行实时读取，进行电击信号的分析判断。因为从电工原理上来说，交流电源相线和大地之间发生动物电击也是一种 漏电现象，和电器线路、设备漏电没有本质上的区别，但是允许流经动物特别是人体的安全电流值与允许电气线路、设备漏电的电流值相比要小的多，出于 保护动物安全、减少非必要脱扣的目的，本专利技术采用将漏电电流信号和电击电 流信号分为独立工作的两个通道运行，并通过主控制器将漏电电流和电击电流 区分开，其中电击电流信号的判断方法如下1) 读取剩余电流波形；2) 逐个周波比较正弦交流电角频率相同时刻的剩余电流波形；3) 计算逐个周波的变化波形；4) 当逐个周波的变化波形满足一定预设的电击电流波形要求，且幅值在3 个周波内逐个周波上升且达到最低额定设置值，并保持数值在2个周波以上， 则判断变化的波形为动物电击时流过的电流波形，这部分增加的电流波形数值 为动物电击电流，输出动物电击信号。根据奈奎斯特采样定理要想采样后能够不失真地还原出原信号，则采样 频率必须大于两倍信号谱的最高频率。对于50Hz的正弦交流电，只需要每秒钟 采样大于100次即可数字化描述该电流，又因为采样的是三相交流电信号，为 了描述出三相的每一相情况，所以对剩余电流的最低采样频率为每个周波6次。 又因为三相交流电的每相相位差是120° ，根据在正弦交流电流作用下基本呈电 阻性的情况，在对每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化集成漏电保护装置，包括一个壳体，该壳体内设有印刷控制电路板、磁力开关（５）、电源变压器（７）、零序电流互感器（１）和负载电流互感器（３），其特征在于，所述印刷控制电路板包含以下单元：　主控制器单元（１０）；　与磁力开关（５）相连并接入主控制器单元（１０）的磁力开关控制单元（６），用于接收主控制器单元（１０）的控制信号以控制磁力开关（５）的通断；　与电源变压器（７）相连并接入主控制器单元（１０）的电源处理单元（８），用于为装置提供电源以及采集电压信号传入主控制器单元（１０）；　与零序电流互感器（１）相连并接入主控制器单元（１０）的漏电流信号处理单元（２），用于采集零序电流互感器（１）感应到的剩余电流并将采集信号传入主控制器单元（１０）；　与负载电流互感器（３）相连并接入主控制器单元（１０）的负载电流信号处理单元（４），用于采集负载电流互感器（３）感应的负载电流并将采集信号传入主控制器单元（１０）；　与电源变压器（７）相连并接入主控制器单元（１０）的相位过零检测单元（１２），用于采集电源变压器（７）交流输出信号并将采集信号传入主控制器单元（１０）；　与主控制器单元（１０）相连的三相电压处理单元（９），用于采集三相电压并将采集信号传入主控制器单元（１０）；　与主控制器单元（１０）相连的键盘处理单元（１３），用于人机交互功能；与主控制器单元相连的显示单元（１１），用于显示电压、电流的数值、单位及相位；　与主控制器单元相连的状态指示单元（２６），用于指示当前漏电保护装置的运行状态以及线路的故障状态。...

【技术特征摘要】
1、一种智能化集成漏电保护装置，包括一个壳体，该壳体内设有印刷控制电路板、磁力开关(5)、电源变压器(7)、零序电流互感器(1)和负载电流互感器(3)，其特征在于，所述印刷控制电路板包含以下单元主控制器单元(10)；与磁力开关(5)相连并接入主控制器单元(10)的磁力开关控制单元(6)，用于接收主控制器单元(10)的控制信号以控制磁力开关(5)的通断；与电源变压器(7)相连并接入主控制器单元(10)的电源处理单元(8)，用于为装置提供电源以及采集电压信号传入主控制器单元(10)；与零序电流互感器(1)相连并接入主控制器单元(10)的漏电流信号处理单元(2)，用于采集零序电流互感器(1)感应到的剩余电流并将采集信号传入主控制器单元(10)；与负载电流互感器(3)相连并接入主控制器单元(10)的负载电流信号处理单元(4)，用于采集负载电流互感器(3)感应的负载电流并将采集信号传入主控制器单元(10)；与电源变压器(7)相连并接入主控制器单元(10)的相位过零检测单元(12)，用于采集电源变压器(7)交流输出信号并将采集信号传入主控制器单元(10)；与主控制器单元(10)相连的三相电压处理单元(9)，用于采集三相电压并将采集信号传入主控制器单元(10)；与主控制器单元(10)相连的键盘处理单元(13)，用于人机交互功能；与主控制器单元相连的显示单元(11)，用于显示电压、电流的数值、单位及相位；与主控制器单元相连的状态指示单元(26)，用于指示当前漏电保护装置的运行状态以及线路的故障状态。2、 根据权利要求l所述的一种智能化集成漏电保护装置，其特征在于，所述的电源处理单元(8)经整流后分为两路，其中一路经滤波、各级稳压之后，作为装置的供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢传銮，王士纲，
申请(专利权)人：临安亿安电子有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]