專利名稱：大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種漏電綜合保護(hù)器，尤其是指一種智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器。
二背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人曾設(shè)計(jì)了一種“智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器”(ZL02280316.5，
公開日2003.10.22)，它包括空氣斷路器和分合閘操作機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括漏電保護(hù)及欠壓保護(hù)檢測(cè)與控制電路，一零序電流互感器有兩個(gè)副邊，一個(gè)副邊與按鈕SW1～SW4和電阻R9～R13所構(gòu)成的漏電模擬發(fā)生電路與單片機(jī)連接、另一個(gè)副邊與漏電信號(hào)放大電路連接，漏電信號(hào)放大電路與單片機(jī)連接，電壓檢測(cè)電路與單片機(jī)連接，電源單元電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)連接電動(dòng)分合閘控制電路和漏電電流顯示電路，構(gòu)成了所述的漏電保護(hù)及欠壓保護(hù)檢測(cè)與控制電路。它不但具有漏電鑒相鑒幅功能，而且具有接地故障、過電流、短路、欠壓、過壓保護(hù)和顯示等綜合功能，但是它不適用于漏電電流大于600mA的保護(hù)。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有自診斷功能的智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，它不但具有漏電鑒相鑒幅功能及接地故障、過電流、短路、欠壓、過壓保護(hù)和顯示等綜合功能，而且能實(shí)現(xiàn)大漏電電流范圍的保護(hù)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的解決方案是一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，它包括空氣斷路器、分合閘操作機(jī)構(gòu)、零序互感器LH、單片機(jī)U2、漏電模擬發(fā)生電路、電壓檢測(cè)電路、電源單元電路、漏電電流顯示電路、電動(dòng)分合閘控制電路，它還設(shè)置有多級(jí)漏電信號(hào)放大電路，多級(jí)漏電信號(hào)放大電路至少有兩級(jí)。
運(yùn)算發(fā)大器U3A負(fù)端接電阻R19和電阻R20、正端接電阻R17和電阻R18、輸出端接電阻R20另一端和電阻R21，電阻R19另一端接電容C7，電容C7另一端接電容C6和電阻R16，電阻R16另一端接電容C5和電阻R15，構(gòu)成第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路；運(yùn)算發(fā)大器U3B負(fù)端接電阻R29和電阻R30、正端接電阻R17和電阻R18、輸出端接電阻R30另一端和電阻R31，構(gòu)成第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路。
該漏電綜合保護(hù)器采用單片機(jī)U2，大大簡(jiǎn)化了外圍電路。漏電信號(hào)經(jīng)放大后，變成符合單片機(jī)U2輸入要求的信號(hào)。單片機(jī)U2檢測(cè)漏電信號(hào)，計(jì)算出漏電信號(hào)的幅值I及相位θ，并計(jì)算出A、B、C三相的漏電電流，還可以計(jì)算出漏電突變電流和突變電流的相位。單片機(jī)U2由根據(jù)檢測(cè)出的漏電電流幅值及漏電突變電流實(shí)現(xiàn)鑒相鑒幅漏電保護(hù)。
該漏電綜合保護(hù)器由于采用了單片機(jī)U2，可以將漏電電流及A、B、C三相的漏電電流輸出到漏電電流顯示電路，便于用戶進(jìn)行故障分析。同時(shí)，漏電動(dòng)作后，還可以顯示出是緩變漏電動(dòng)作還是突變漏電動(dòng)作，在突變漏電動(dòng)作時(shí)還可以顯示出是突變漏電發(fā)生在A相、還是B相或是C相。
該漏電綜合保護(hù)器采用單片機(jī)U2控制下的電路，并和空氣斷路器組合使用，其功能不僅可以完全代替以前的鑒相鑒幅漏電繼電器、接觸器和斷路器組成的保護(hù)系統(tǒng)，而且在功能上增加了漏電電流(三相漏電矢量和，A相、B相、C相漏電電流)顯示、漏電動(dòng)作方式(緩變漏電動(dòng)作、突變漏電動(dòng)作)顯示、任意組合額定緩變漏電電流和額定突變漏電電流等智能化功能。采用工業(yè)級(jí)單片機(jī)U2芯片，不僅保證了產(chǎn)品性能先進(jìn)，也保證了工作的可靠性。
該漏電綜合保護(hù)器通過設(shè)置有多級(jí)漏電信號(hào)放大電路，零序互感器LH將檢測(cè)出的漏電信號(hào)送入第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電信號(hào)的放大，放大后的漏電信號(hào)一方面輸入單片機(jī)U2，由單片機(jī)U2實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電信號(hào)的處理，另一方面輸入給第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路，對(duì)漏電信號(hào)進(jìn)行再放大，放大后的漏電信號(hào)一方面輸入單片機(jī)U2，由單片機(jī)U2實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電信號(hào)的處理，設(shè)置第三級(jí)、第四級(jí)…漏電信號(hào)放大電路的，對(duì)漏信號(hào)放大再放大。因此，該智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器不但具有漏電鑒相鑒幅功能及接地故障、過電流、短路、欠壓、過壓保護(hù)和顯示等綜合功能，而且能實(shí)現(xiàn)大漏電電流范圍的保護(hù)。當(dāng)漏電信號(hào)較小時(shí)，單片機(jī)U2根據(jù)第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)漏電信號(hào)較大時(shí)，單片機(jī)U2根據(jù)第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值進(jìn)行保護(hù)。單片機(jī)U2同時(shí)根據(jù)第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路和第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)后的值再?zèng)Q定使用第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值還使用第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值，因此不存在轉(zhuǎn)換時(shí)間。通過采用多級(jí)漏電信號(hào)放大電路，可以增加到第三級(jí)或第四級(jí)漏電信號(hào)放大電路，達(dá)到大漏電電流保護(hù)范圍的目的，并實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)漏電電流保護(hù)范圍的電流檢測(cè)精度，大大提高了漏電保護(hù)的可靠性和有效性。
四

圖1是本實(shí)施例的電路圖。
圖2是本實(shí)施例的電氣原理框圖。
五具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型再作描述。
參見圖1和圖2，一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，它包括空氣斷路器、分合閘操作機(jī)構(gòu)、零序互感器LH、單片機(jī)U2、漏電模擬發(fā)生電路、電壓檢測(cè)電路、電源單元電路、漏電電流顯示電路、電動(dòng)分合閘控制電路，它還設(shè)置有多級(jí)漏電信號(hào)放大電路，多級(jí)漏電信號(hào)放大電路至少有兩級(jí)。
參見圖1，運(yùn)算發(fā)大器U3A負(fù)端接電阻R19和電阻R20、正端接電阻R17和電阻R18、輸出端接電阻R20另一端和電阻R21，電阻R19另一端接電容C7，電容C7另一端接電容C6和電阻R16，電阻R16另一端接電容C5和電阻R15，構(gòu)成第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路；運(yùn)算放大器U3B負(fù)端接電阻R29和電阻R30、正端接電阻R17和電阻R18、輸出端接電阻R30另一端和電阻R31，構(gòu)成第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路。
單片機(jī)U2為16C72芯片，運(yùn)算放大器U3為MCP602芯片，第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)為2。
參見圖1，零序互感器LH的一個(gè)副邊將檢測(cè)出的漏電信號(hào)送入第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電信號(hào)的放大，放大后的漏電信號(hào)一方面輸入單片機(jī)U2，由單片機(jī)U2實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電信號(hào)的處理，另一方面輸入給第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路，對(duì)漏電信號(hào)進(jìn)行再放大，放大后的漏電信號(hào)一方面輸入單片機(jī)U2，由單片機(jī)U2實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電信號(hào)的處理。當(dāng)漏電信號(hào)較小時(shí)，單片機(jī)U2根據(jù)第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)漏電信號(hào)較大時(shí)，單片機(jī)U2根據(jù)第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值進(jìn)行保護(hù)。第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)為2，當(dāng)漏電電流小于600mA時(shí)，單片機(jī)U2根據(jù)第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)漏電電流大于600mA時(shí)，單片機(jī)U2根據(jù)第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值進(jìn)行保護(hù)。單片機(jī)U2同時(shí)根據(jù)第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路和第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)后的值再?zèng)Q定使用第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值還使用第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的值，因此不存在轉(zhuǎn)換時(shí)間。通過采用兩級(jí)漏電信號(hào)放大電路，達(dá)到大漏電電流保護(hù)范圍的目的，可以實(shí)現(xiàn)1000mA的漏電電流進(jìn)行保護(hù)，并實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)漏電電流保護(hù)范圍的電流檢測(cè)精度，大大提高了漏電保護(hù)的可靠性和有效性。
在本實(shí)施例中，空氣斷路器是由DZ25斷路器或其他空氣斷路器組成，具有過載、短路、缺相、過壓、漏電、延時(shí)等保護(hù)功能，其主要部分由斷路器殼體、觸頭滅弧系統(tǒng)、過載短路保護(hù)系統(tǒng)組成。分合閘操作機(jī)構(gòu)由手動(dòng)分閘操作機(jī)構(gòu)、電動(dòng)分合閘操作機(jī)構(gòu)、分閘指示機(jī)構(gòu)部分組成。電動(dòng)分合閘操作機(jī)構(gòu)主要由永磁直流電機(jī)M1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成。
參見圖1，在變壓器B1、二極管D2及集成穩(wěn)壓管T1等元件構(gòu)成的電源單元電路中，二極管D1、D2整流出電壓直接給繼電器J1和永磁直流電機(jī)M1供電。變壓器B1輸出端接二極管D1和二極管D2的陽極，集成穩(wěn)壓管T1的1腳接二極管D1和二極管D2的陰極、電容C1、電容C2正端，集成穩(wěn)壓管T1的3腳接電容C3正端和電容C4，構(gòu)成所述的的電源單元電路。
參見圖1，繼電器J1線圈一端接永磁直流電機(jī)M1、另一端接三極管T2集電極，三極管T2基極接電阻R14，構(gòu)成所述的電動(dòng)分合閘控制電路。單片機(jī)U2通過對(duì)三極管T2的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器J1和永磁直流電機(jī)M1的控制，從而完成對(duì)繼電器J1的合、分閘操作。
參見圖1，零序互感器LH有兩個(gè)副邊，一個(gè)副邊接按鈕SW1～SW4及電阻R9～R12，構(gòu)成所述的漏電模擬發(fā)生電路。當(dāng)按鈕SW1按下，液晶顯示器LED1顯示“A”，當(dāng)按鈕SW2按下，液晶顯示器LED1顯示“B”，當(dāng)按鈕SW3按下，液晶器LED1顯示“C”，當(dāng)按鈕SW4按下，液晶顯示器LED1顯示“E”或數(shù)字(顯示“E”表示超過量程，顯示數(shù)字表示漏電電流)。
參見圖1，運(yùn)算放大器U1A～U1C的正端接電阻R7和電阻R8，運(yùn)算放大器U1A負(fù)端接二極管D3陰極，二極管D3陽極接電阻R1和電阻R2，運(yùn)算放大器U1B負(fù)端接二極管D6陰極，二極管D6陽極接電阻R3和電阻R4，運(yùn)算放大器U1C負(fù)端接二極管D7陰極，二極管D7陽極接電阻R5和電阻R6，運(yùn)算放大器U1A輸出端接二極管D4，運(yùn)算放大器U1B輸出端接二極管D5，運(yùn)算放大器U1C輸出端接二極管D8，構(gòu)成所述的電壓檢測(cè)電路。當(dāng)有一相或兩相或三相電壓低于設(shè)定值時(shí)，運(yùn)算放大器U1A或U1B或U1C輸出高電平，觸發(fā)雙向可控硅SCR1，脫扣線圈J3得電，脫扣線圈J3動(dòng)作使空氣斷路器分?jǐn)?。同時(shí)單片機(jī)U2可以根據(jù)檢測(cè)的漏電信號(hào)，也可以直接觸發(fā)雙向可控硅SCR1，使空氣斷路器分?jǐn)唷?br> 參見圖1，電阻R22～R28并聯(lián)后接液晶顯示器LED1，三極管T3～T5發(fā)射極接液晶顯示器LED1，構(gòu)成所述的漏電電流顯示電路。漏電電流顯示電路由單片機(jī)U2直接驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)U2根據(jù)漏電電流、欠壓等情況進(jìn)行輸出顯示。
與同類產(chǎn)品相比，該漏電綜合保護(hù)器具有以下優(yōu)點(diǎn)1、實(shí)現(xiàn)了大漏電電流范圍的保護(hù)。
2、實(shí)現(xiàn)了三相漏電電流顯示，便于用戶進(jìn)行故障分析。
3、實(shí)現(xiàn)了斷路器的自動(dòng)合閘和分閘。
4、實(shí)現(xiàn)了低電壓保護(hù)功能。
權(quán)利要求1.一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，它包括空氣斷路器、分合閘操作機(jī)構(gòu)、零序互感器(LH)、單片機(jī)(U2)、漏電模擬發(fā)生電路、電壓檢測(cè)電路、電源單元電路、漏電電流顯示電路、電動(dòng)分合閘控制電路，其特征在于它還設(shè)置有多級(jí)漏電信號(hào)放大電路，多級(jí)漏電信號(hào)放大電路至少有兩級(jí)；運(yùn)算發(fā)大器(U3A)負(fù)端接電阻(R19)和電阻(R20)、正端接電阻(R17)和電阻(R18)、輸出端接電阻(R20)另一端和電阻(R21)，電阻(R19)另一端接電容(C7)，電容(C7)另一端接電容(C6)和電阻(R16)，電阻(R16)另一端接電容(C5)和電阻(R15)，構(gòu)成第一級(jí)漏電信號(hào)放大電路；運(yùn)算放大器(U3B)負(fù)端接電阻(R29)和電阻(R30)、正端接電阻(R17)和電阻(R18)、輸出端接電阻(R30)另一端和電阻(R31)，構(gòu)成第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，其特征在于單片機(jī)(U2)為16C72芯片，運(yùn)算放發(fā)大器(U3)為MCP602芯片，第二級(jí)漏電信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)為2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，其特征在于變壓器(B1)輸出端接二極管(D1)和二極管(D2)的陽極，集成穩(wěn)壓管(T1)的1腳接二極管(D1)和二極管(D2)的陰極、電容(C1)、電容(C2)正端，集成穩(wěn)壓管(T1)的3腳接電容(C3)正端和電容(C4)，構(gòu)成所述的的電源單元電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，其特征在于繼電器(J1)線圈一端接永磁直流電機(jī)(M1)、另一端接三極管(T2)集電極，三極管(T2)基極接電阻(R14)，構(gòu)成所述的電動(dòng)分合閘控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，其特征在于零序互感器(LH)有兩個(gè)副邊，一個(gè)副邊接按鈕(SW1～SW4)及電阻(R9～R12)，構(gòu)成所述的漏電模擬發(fā)生電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，其特征在于運(yùn)算放大器(U1A～U1C)的正端接電阻(R7)和電阻(R8)，運(yùn)算放大器(U1A)負(fù)端接二極管(D3)陰極，二極管(D3)陽極接電阻(R1)和電阻(R2)，運(yùn)算放大器(U1B)負(fù)端接二極管(D6)陰極，二極管(D6)陽極接電阻(R3)和電阻(R4)，運(yùn)算放大器(U1C)負(fù)端接二極管(D7)陰極，二極管(D7)陽極接電阻(R5)和電阻(R6)，運(yùn)算放大器(U1A)輸出端接二極管(D4)，運(yùn)算放大器(U1B)輸出端接二極管(D5)，運(yùn)算放大器(U1C)輸出端接二極管(D8)，構(gòu)成所述的電壓檢測(cè)電路；當(dāng)有一相或兩相或三相電壓低于設(shè)定值時(shí)，運(yùn)算放大器(U1A)或(U1B)或(U1C)輸出高電平，觸發(fā)雙向可控硅(SCR1)，脫扣線圈(J3)得電，脫扣線圈(J3)動(dòng)作使空氣斷路器分?jǐn)?；同時(shí)單片機(jī)(U2)根據(jù)檢測(cè)的漏電信號(hào)，直接觸發(fā)雙向可控硅(SCR1)，使空氣斷路器分?jǐn)唷?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，其特征在于電阻(R22～R28)并聯(lián)后接液晶顯示器(LED1)，三極管(T3～T5)發(fā)射極接液晶顯示器(LED1)，構(gòu)成所述的漏電電流顯示電路，漏電電流顯示電路由單片機(jī)(U2)直接驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)(U2)根據(jù)漏電電流、欠壓情況進(jìn)行輸出顯示。
專利摘要一種大電流智能鑒相鑒幅漏電綜合保護(hù)器，它包括空氣斷路器、分合閘操作機(jī)構(gòu)、零序互感器LH、單片機(jī)U2、漏電模擬發(fā)生電路、電壓檢測(cè)電路、電源單元電路、漏電電流顯示電路、電動(dòng)分合閘控制電路，它還設(shè)置有多級(jí)漏電信號(hào)放大電路，多級(jí)漏電信號(hào)放大電路至少有兩級(jí)。它不但具有漏電鑒相鑒幅功能及接地故障、過電流、短路、欠壓、過壓保護(hù)和顯示等綜合功能，而且能實(shí)現(xiàn)大漏電電流范圍的保護(hù)。
文檔編號(hào)H01H83/14GK2765360SQ20052000364
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者鄭祥衡, 李奎 申請(qǐng)人:鄭祥衡