本實用新型涉及電力系統(tǒng)領域，尤其涉及一種智能檢測剩余電流的動作保護裝置。

背景技術：

現在的低壓電網采用安裝剩余電流動作保護器來防止人身單相觸電和因漏電發(fā)生的火災事故。其原理是當低壓電網中的三相不平衡漏電電流達到剩余電流動作保護器動作值時，它能夠驅動開關跳閘切斷電源，從而保護人身設備安全。

目前剩余電流斷路器都沒有設置剩余電流指示，存在著不能直觀的看到所保護的各段線路設備因絕緣阻抗降低而引起的較小漏電電流，使一些絕緣阻抗較低的線設備得不到及時處理。只能在漏電電流達到剩余電流動作保護器的動作值跳閘后才去查找處理。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術中的不足，本實用新型的目的在于，提供一種智能檢測剩余電流的動作保護裝置，包括：漏電檢測電路、通信模塊、漏電顯示電路、動作執(zhí)行單元、單片機；

漏電檢測電路、通信模塊、漏電顯示電路、動作執(zhí)行單元分別與單片機連接；

漏電檢測電路包括：零序電流互感器和信號處理單元；

零序電流互感器用于檢測電網的漏電電流，并將檢測的漏電電流經過信號處理單元處理后，傳輸至單片機；

單片機包括：漏電電流比較判斷模塊、漏電流動作設置模塊、延時動作設置模塊、漏電動作輸出模塊；

漏電電流比較判斷模塊用于將接收的漏電電流與預設值進行比較判斷，當漏電電流大于設定值，且經過預設的延時時長后，漏電動作輸出模塊向動作執(zhí)行單元發(fā)出動作信號；

漏電流動作設置模塊用于設置漏電保護動作的額定值；

延時動作設置模塊用于設置漏電保護動作的延時時長；

動作執(zhí)行單元用于根據漏電動作輸出模塊發(fā)送的動作信號，完成漏電保護功能；

漏電顯示電路用于根據單片機的控制指令，顯示電網的漏電電流的動作值。

優(yōu)選地，還包括：溫度采集電路和濕度采集電路；

溫度采集電路和濕度采集電路通過隔離的485通訊接口與RS－485局域控制網組網連接，RS－485局域控制網設有32個溫度采集電路和32個濕度采集電路掛在RS－485局域控制網總線上。

優(yōu)選地，通信模塊采用sim900a模塊，將檢測的漏電電流及單片機的控制數據遠程上傳至上位機，同時可接收上位機發(fā)送的數據信息。

優(yōu)選地，還包括：用于給各元件供電的電源模塊；

電源模塊包括：用于將220V相電壓變換為12V交流電壓的多繞組變壓器、用于將12V交流電壓轉換為直流電壓的橋式整流電路、用于對直流電壓進行濾波的濾波電路。

優(yōu)選地，電源模塊包括：5v電源電路；

5v電源電路包括：電源接口，第一穩(wěn)壓芯片，第二穩(wěn)壓芯片，第一電容，第二電容，第三電容，第四電容，第五電容，第六電容；

電源接口三腳連接第一電容第一端，第一穩(wěn)壓芯片一號腳；第一穩(wěn)壓芯片二號腳連接第三電容第一端，第五電容第一端及5v輸出端；

電源接口一腳連接第二電容第一端，第二穩(wěn)壓芯片一號腳；第一穩(wěn)壓芯片三號腳連接第四電容第一端，第六電容第一端及-5v輸出端；

電源接口二腳連接第一電容第二端，第一穩(wěn)壓芯片三號腳，第三電容第二端，第五電容第二端，第二電容第二端，第二穩(wěn)壓芯片一號腳，第四電容第二端，第六電容第二端及大地。

優(yōu)選地，還包括：報警模塊；

報警模塊與單片機連接，當漏電電流大于設定值，且經過預設的延時時長后，單片機控制報警模塊報警。

優(yōu)選地，零序電流互感器采用LJWZ-3型；

信號處理單元采用低通濾波器；

低通濾波器包括：濾波第一電容、濾波第二電容、濾波第三電容、濾波第四電容、濾波第五電容、濾波第一電阻、濾波第二電阻、濾波第三電阻、濾波第四電阻、濾波第五電阻、濾波第六電阻、濾波二極管一、濾波二極管二、濾波運放器一、濾波運放器二；

濾波第一電阻第一端、濾波二極管一負極、濾波二極管二正極與濾波第二電阻第一端連接；濾波第一電阻第二端，濾波二極管一正極，濾波二極管二負極，濾波第一電容第一端同時接地；濾波第二電阻第二端，濾波第一電容第二端，濾波第三電阻第一端連接；濾波第三電阻第二端，濾波第二電容第一端，濾波第四電阻第一端同時連接，濾波第四電阻第二端，濾波第三電容第一端，濾波運放器一正極輸入端同時連接，濾波第三電容第二端接地；濾波運放器一負極輸入端，濾波運放器一輸出端，濾波第二電容第二端，濾波第五電阻第一端同時連接；濾波第五電阻第二端，濾波第四電容，濾波第六電阻同時連接，并通過濾波第四電容接地；濾波第六電阻接濾波運放器二的正極輸入端；濾波運放器二的負極輸入端，濾波運放器二的輸出端，濾波第四電容同時連接；

濾波運放器一、濾波運放器二分別連接5V電源。

優(yōu)選地，動作執(zhí)行單元包括：動作執(zhí)行電路和剩余電流動作斷路器；

動作執(zhí)行電路與單片機連接，用于接收漏電動作輸出模塊發(fā)送的動作信號，控制剩余電流動作斷路器動作；

動作執(zhí)行電路的SSR1連接至單片機的一個設置為輸出的I/O口,通過I/O口接收動作信號； JP1接剩余電流動作斷路器的控制回路，控制剩余電流動作斷路器的分合；動作執(zhí)行電路包括：與處理器連接的SSR1端，電阻Rzk1一端連接SSR1端，另一端連接光電隔離一腳，光電隔離二腳接地，光電隔離三腳通過電阻Rzk2接地，并通過電阻Rzk3接三極管N1的基極，光電隔離四腳接地，三極管N1的發(fā)射極接地，三極管N1的集電極通過二極管D3接電源，二極管D3的兩端接JP1端。

優(yōu)選地，漏電顯示電路采用七段數碼管顯示電壓、電流；七段數碼管包括：八個發(fā)光二極管，其中，七個為細長發(fā)光二極管組成數字顯示，另外一個圓形的發(fā)光二極管顯示小數點。

從以上技術方案可以看出，本實用新型具有以下優(yōu)點：

裝置結構簡單、方便使用，具有剩余電流動作保護功能，還可以消除安全隱患。方便了工作人員對漏電故障及時處理，能夠縮短故障處理時間。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為智能檢測剩余電流的動作保護裝置的整體示意圖；

圖2為5v電源電路電路圖；

圖3為動作執(zhí)行電路電路圖；

圖4為低通濾波器電路圖。

具體實施方式

為使得本實用新型的目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本具體實施例中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而非全部的實施例。基于本專利中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利保護的范圍。

本實用新型提供了一種智能檢測剩余電流的動作保護裝置，如圖1至4所示，包括：漏電檢測電路1、通信模塊3、漏電顯示電路4、動作執(zhí)行單元5、單片機2；

漏電檢測電路1、通信模塊3、漏電顯示電路4、動作執(zhí)行單元5分別與單片機2連接；

漏電檢測電路1包括：零序電流互感器11和信號處理單元12；

零序電流互感器11用于檢測電網的漏電電流，并將檢測的漏電電流經過信號處理單元12處理后，傳輸至單片機2；

單片機2包括：漏電電流比較判斷模塊6、漏電流動作設置模塊7、延時動作設置模塊8、漏電動作輸出模塊9；

漏電電流比較判斷模塊6用于將接收的漏電電流與預設值進行比較判斷，當漏電電流大于設定值，且經過預設的延時時長后，漏電動作輸出模塊9向動作執(zhí)行單元發(fā)出動作信號；

漏電流動作設置模塊7用于設置漏電保護動作的額定值；延時動作設置模塊8用于設置漏電保護動作的延時時長；動作執(zhí)行單元5用于根據漏電動作輸出模塊發(fā)送的動作信號，完成漏電保護功能；漏電顯示電路4用于根據單片機的控制指令，顯示電網的漏電電流的動作值。

智能檢測剩余電流的動作保護裝置還包括：溫度采集電路和濕度采集電路；

溫度采集電路和濕度采集電路通過隔離的485通訊接口與RS－485局域控制網組網連接，RS－485局域控制網設有32個溫度采集電路和32個濕度采集電路掛在RS－485局域控制網總線上。

通信模塊采用sim900a模塊，將檢測的漏電電流及單片機的控制數據遠程上傳至上位機，同時可接收上位機發(fā)送的數據信息。

本實施例中，智能檢測剩余電流的動作保護裝置還包括：用于給各元件供電的電源模塊；

電源模塊包括：用于將220V相電壓變換為12V交流電壓的多繞組變壓器、用于將12V交流電壓轉換為直流電壓的橋式整流電路、用于對直流電壓進行濾波的濾波電路。

電源電路包括：電源接口53，第一穩(wěn)壓芯片51，第二穩(wěn)壓芯片52，第一電容Czd1，第二電容Czd2，第三電容Czd3，第四電容Czd4，第五電容Czd5，第六電容Czd6；

電源接口三腳連接第一電容第一端，第一穩(wěn)壓芯片一號腳；第一穩(wěn)壓芯片二號腳連接第三電容第一端，第五電容第一端及5v輸出端；電源接口一腳連接第二電容第一端，第二穩(wěn)壓芯片一號腳；第一穩(wěn)壓芯片三號腳連接第四電容第一端，第六電容第一端及-5v輸出端；電源接口二腳連接第一電容第二端，第一穩(wěn)壓芯片三號腳，第三電容第二端，第五電容第二端，第二電容第二端，第二穩(wěn)壓芯片一號腳，第四電容第二端，第六電容第二端及大地；

智能檢測剩余電流的動作保護裝置還包括：報警模塊；

報警模塊與單片機2連接，當漏電電流大于設定值，且經過預設的延時時長后，單片機控制報警模塊報警。

零序電流互感器采用LJWZ-3型；零序電流是整個系統(tǒng)的原始信號，它的準確程度決定了整個系統(tǒng)的精度，所以零序電流互感器的選擇就頗為重要。一般的零序電流互感器在原方電流小于2-5安培時它的變比和相角誤差均較大，不能滿足微機檢測設備的要求。所以選擇高精度零序電流互感器采用LJWZ-3型，它的優(yōu)點是即使原方電流很小(0.2A-0.5A)時也能保證足夠的準確度。其輸出信號接負載電阻后送低通濾波器進一步處理。

信號處理單元采用低通濾波器；低通濾波器包括：濾波第一電容Cb1、濾波第二電容Cb2、濾波第三電容Cb3、濾波第四電容Cb4、濾波第五電容Cb5、濾波第一電阻Rb1、濾波第二電阻Rb2、濾波第三電阻Rb3、濾波第四電阻Rb4、濾波第五電阻Rb5、濾波第六電阻Rb6、濾波二極管一DB1、濾波二極管二DB2、濾波運放器一24、濾波運放器二25；

濾波第一電阻第一端、濾波二極管一負極、濾波二極管二正極與濾波第二電阻第一端連接；濾波第一電阻第二端，濾波二極管一正極，濾波二極管二負極，濾波第一電容第一端同時接地；濾波第二電阻第二端，濾波第一電容第二端，濾波第三電阻第一端連接；濾波第三電阻第二端，濾波第二電容第一端，濾波第四電阻第一端同時連接，濾波第四電阻第二端，濾波第三電容第一端，濾波運放器一正極輸入端同時連接，濾波第三電容第二端接地；濾波運放器一負極輸入端，濾波運放器一輸出端，濾波第二電容第二端，濾波第五電阻第一端同時連接；濾波第五電阻第二端，濾波第四電容，濾波第六電阻同時連接，并通過濾波第四電容接地；濾波第六電阻接濾波運放器二的正極輸入端；濾波運放器二的負極輸入端，濾波運放器二的輸出端，濾波第四電容同時連接；

濾波運放器一、濾波運放器二分別連接5V電源。

本實施例中，動作執(zhí)行單元包括：動作執(zhí)行電路和剩余電流動作斷路器；

動作執(zhí)行電路與單片機連接，用于接收漏電動作輸出模塊發(fā)送的動作信號，控制剩余電流動作斷路器動作；動作執(zhí)行電路的SSR1連接至單片機的一個設置為輸出的I/O口,通過I/O口接收動作信號； JP1接剩余電流動作斷路器的控制回路，控制剩余電流動作斷路器的分合。

PC817是常用的線性光電隔離器件，輸入回路與輸出回路之間相隔離，能夠承受5000V 的暫態(tài)沖擊電壓，在輸入回路電流為5mA,電流傳輸比CTR大于50%,完全能夠滿足設計要求。PC817在本設計中用于將單片機控制部分與后面的繼電器動作部分相隔離，提高系統(tǒng)的安全性。開關管N1采用的是三極管2N222A。正常情況下，SSR1輸出低電平，經光電隔離后使C、E兩點之間“斷開”。此時，作為開關管使用的的三極管N1導通，繼電器的輸入回路接入+ 12V、一12V電源，所以繼電器吸合。當剩余電流動作條件滿足時，SSR0 輸出高電平，經光電隔離后使C、E兩點之間“導通”。此時，作為開關管使用的的三極管 N1截止，繼電器的輸入回路脫離+ 12V、一12V電源，故繼電器分閘。

二極管D3主要是為了保護三極管N1等驅動元器件。當三極管N1由導通變成截止時, 流經繼電器線圈的電流將迅速減少，這時線圈會產生很高的自感電動勢與電源疊加后加在三極管N1的c、e兩極之間，會導致三極管N1被擊穿。并聯上二極管后，即可將線圈的自感電動勢鉗位于二極管的正向導通電壓，硅管約0.7V，鍺管約0.2V，從而避免擊穿三極管等驅動元件。并聯二極管時一定要注意極性不可接反，否則起不到任何保護作用。

本實施例中，漏電顯示電路采用七段數碼管顯示電壓、電流；七段數碼管包括：八個發(fā)光二極管，其中，七個為細長發(fā)光二極管組成數字顯示，另外一個圓形的發(fā)光二極管顯示小數點?？刂葡鄳亩O管導通，就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的數符數量也有限，但其控制簡單，使用方便。

單片機2采用型號為PIC16F877。

智能檢測剩余電流的動作保護裝置還具有現場故障告警實時上傳，實時監(jiān)測各線路的故障信息，主要包括：過壓故障告警、過流故障告警、欠壓故障告警、漏電故障告警等。當發(fā)生上述故障信號時，告警信息會提示出具體地理位置、查看故障線路相關臺賬信息，進行搶修。

剩余電流動作斷路器遠程控制，通過系統(tǒng)對遠程的剩余電流動作斷路器下達分閘或合閘的指令，指令下達到遠程控制終端，由遠程控制終端進行相應的分閘或合閘操作。

上傳，按照臺區(qū)、時間段、故障類型等條件，統(tǒng)計剩余電流動作斷路器跳閘次數，并作出相應判斷。

現場溫濕度自動調節(jié)漏電動作值，現場終端帶有溫濕度檢測功能，可以根據現場溫濕度的變化自動調節(jié)漏電流動作值。

負荷電流監(jiān)測報警，當現場負荷電流達到一定數值時，地圖上的負荷電流顯示標記變色，并可根據數值變化改變提示等級。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。