本發(fā)明屬于特種電源領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓電源漏電的保護(hù)方法及裝置。

背景技術(shù)：

脈沖高壓電源在高能物理、真空管雷達(dá)發(fā)射機(jī)、靜電除塵、污水處理以及醫(yī)療領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。高壓電源的輸出電壓一般高達(dá)幾千伏至幾萬(wàn)伏，輸出電流甚至高達(dá)幾安培，一旦發(fā)生人員觸電事故，如此高的電壓和電流加到人體上會(huì)使人瞬間致命甚至起火燃燒。高壓電源一般具有過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)輸出電流超過(guò)額定電流時(shí)可以切斷高壓輸出，但是一來(lái)人體的電阻一般很大，如果發(fā)生觸電事故但經(jīng)過(guò)人體的電流達(dá)不到高壓電源的過(guò)流保護(hù)點(diǎn)，就不會(huì)切斷電源，也就起不到保護(hù)作用，二來(lái)由于高壓電源一般具有很大的儲(chǔ)能電容，即使超出了高壓電源的額定電流，能切斷高壓電源輸出，卻無(wú)法阻止儲(chǔ)能電容向人體釋放高壓能量，而儲(chǔ)能電容存儲(chǔ)的能量往往足以使人致命。目前市場(chǎng)上的高壓電源一般不具有防止人體觸電的保護(hù)裝置，且市場(chǎng)上的漏電保護(hù)裝置一般采用機(jī)械式脫扣器，而機(jī)械式脫扣器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般為數(shù)十ms到數(shù)百ms，導(dǎo)致對(duì)高壓電源漏電進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)法對(duì)人體進(jìn)行及時(shí)保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)中才用機(jī)械式脫扣器進(jìn)行漏電保護(hù)，而機(jī)械式脫扣器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般為數(shù)十ms到數(shù)百ms，導(dǎo)致對(duì)高壓電源漏電進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)法對(duì)人體進(jìn)行及時(shí)保護(hù)。

為解決上面的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高壓電源漏電的保護(hù)方法，該方法包括：

s1，采集高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流；

s2，對(duì)所述漏電流進(jìn)行處理；

s3，判斷處理后的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，若大于，則執(zhí)行步驟s4，若小于，則返回s1；

s4，控制電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，同時(shí)控制高壓電源停止工作。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)上述的方法，當(dāng)檢測(cè)到有漏電流時(shí)，能夠及時(shí)控制高壓電源的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使得高壓電源停止工作，不發(fā)出高壓電流，整個(gè)電流回路是處于斷開(kāi)的狀態(tài)?？刂齐娮娱_(kāi)關(guān)立即斷開(kāi)，使得整個(gè)電路處于斷開(kāi)的狀態(tài)，從而及時(shí)保護(hù)人體安全。

進(jìn)一步地，所述s2中包括：

s21，通過(guò)運(yùn)算放大器對(duì)所述漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化和放大處理；

s22，通過(guò)阻容器對(duì)放大后的所述漏電流進(jìn)行濾波處理。

進(jìn)一步地，所述s3中包括：通過(guò)比較器判斷處理后的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，以確定是否輸出漏電流故障信號(hào)，若大于，則輸出漏電流故障信號(hào)并執(zhí)行步驟s4。

本發(fā)明還涉及一種高壓電源漏電的保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置包括：

電子開(kāi)關(guān)、漏電流采集電路、信號(hào)調(diào)理電路、電子開(kāi)關(guān)控制電路、控制保護(hù)電路；

所述漏電流采集電路，用于采集高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流；

所述信號(hào)調(diào)理電路一端與電子開(kāi)關(guān)控制電路連接，另一端與所述漏電流采集電路連接，用于對(duì)所述漏電流進(jìn)行處理，并判斷處理后的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，以確定是否輸出漏電流故障信號(hào)；

所述電子開(kāi)關(guān)控制電路與所述電子開(kāi)關(guān)連接，用于當(dāng)處理后的所述漏電流大于基準(zhǔn)電流時(shí)，根據(jù)所述信號(hào)調(diào)理電路輸出的所述漏電流故障信號(hào)控制電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；

所述控制保護(hù)電路一端與所述信號(hào)調(diào)理電路連接，另一端與所述高壓電源連接，用于當(dāng)處理后的所述漏電流大于基準(zhǔn)電流時(shí)，根據(jù)所述信號(hào)調(diào)理電路輸出的所述漏電流故障信號(hào)控制所述高壓電源停止工作。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)上述的裝置，當(dāng)檢測(cè)到有漏電流時(shí)，能夠及時(shí)控制高壓電源的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使得高壓電源停止工作，不發(fā)出高壓電流，整個(gè)電流回路是處于斷開(kāi)的狀態(tài)?？刂齐娮娱_(kāi)關(guān)立即斷開(kāi)，使得整個(gè)電路處于斷開(kāi)的狀態(tài)，從而及時(shí)保護(hù)人體安全。

進(jìn)一步地，所述高壓輸出端與所述高壓地線端同向穿過(guò)所述漏電流采集電路的磁環(huán)。

進(jìn)一步地，所述電子開(kāi)關(guān)的最高工作電壓為80kv，最大工作電流為3a。

進(jìn)一步地，所述電子開(kāi)關(guān)包括：多個(gè)低壓igbt，所述多個(gè)低壓igbt相互串聯(lián)。

上述進(jìn)一步地有益效果：采用多個(gè)低壓igbt相互串聯(lián)，提高了工作電壓。

進(jìn)一步地，所述漏電流采集電路包括：閉環(huán)霍爾電流傳感器。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)調(diào)理電路包括：依次連接的運(yùn)算放大器、阻容器和比較器，所述運(yùn)算放大器，用于對(duì)所述漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化、放大處理；所述阻容器，用于對(duì)放大后的所述漏電流進(jìn)行濾波處理；所述比較器，用于判斷濾波處理的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流。

進(jìn)一步地，該保護(hù)裝置還包括：儲(chǔ)能電容，所述儲(chǔ)能電容與所述高壓電源并聯(lián)，一端連接在所述高壓電源與所述電子開(kāi)關(guān)之間，另一端連接在所述高壓電源與所述高壓地線端之間，用于儲(chǔ)能濾波。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種高壓電源漏電的保護(hù)方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的一種高壓電源漏電的保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例是一種高壓電源漏電的保護(hù)方法，該方法包括：

s1，采集高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流；

s2，對(duì)所述漏電流進(jìn)行處理；

s3，判斷處理后的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，若大于，則執(zhí)行步驟s4，若小于，則返回s1；

s4，控制電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，同時(shí)控制高壓電源停止工作。

需要說(shuō)明的是，如圖2所示，在本實(shí)施例1中是高壓電源輸出高壓電流，漏電流采集電路采集在高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流，其中，在該高壓輸出端與該高壓電源之間還與大地連接，該漏電流采集電路將采集的漏電流傳輸給信號(hào)調(diào)理電路，該信號(hào)調(diào)理電路在接收到該漏電流后，對(duì)該漏電流進(jìn)行處理，再判斷處理后的該漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，當(dāng)處理后的該漏電流大于基準(zhǔn)電流時(shí)，發(fā)送漏電流故障信號(hào)給控制保護(hù)電路，以及發(fā)送使能信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)控制電路，該控制保護(hù)電路根據(jù)該漏電流信號(hào)控制高壓電源的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使得高壓電源停止工作，不發(fā)出高壓電流，整個(gè)電流回路是處于斷開(kāi)的狀態(tài)。該電子開(kāi)關(guān)控制電路會(huì)接收到該使能信號(hào)后，發(fā)送通斷信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)接收到通斷信號(hào)立即斷開(kāi)，使得整個(gè)電路處于斷開(kāi)的狀態(tài)。

可選地，在本實(shí)施例1中s2包括：

s21，通過(guò)運(yùn)算放大器對(duì)所述漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化和放大處理；

s22，通過(guò)阻容器對(duì)放大后的所述漏電流進(jìn)行濾波處理。

需要說(shuō)明的是，在上述提及到的該信號(hào)調(diào)理電路在接收到該漏電流后，對(duì)該漏電流進(jìn)行處理，主要是通過(guò)安置在信號(hào)調(diào)理電路中的運(yùn)算放大器對(duì)該漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化和放大處理，在該漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化和放大處理后，在通過(guò)安置在信號(hào)調(diào)理電路中阻容器對(duì)放大后的該漏電流進(jìn)行濾波處理。這樣可以使得采集的微小的漏電流更加清晰，同時(shí)濾波處理可以除掉漏電流中的其他干擾信號(hào)。

可選地，所述s3中包括：通過(guò)比較器判斷處理后的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，以確定是否輸出漏電流故障信號(hào)，若大于，則輸出漏電流故障信號(hào)并執(zhí)行步驟s4。

需要說(shuō)明的是，在上述提及到的在該信號(hào)調(diào)理電路中阻容器對(duì)放大后的該漏電流進(jìn)行濾波處理后，通過(guò)安置在該信號(hào)調(diào)理電路中的比較器判斷處理后的該漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，以確定是否輸出漏電流故障信號(hào)，當(dāng)該漏電流是大于基準(zhǔn)電流時(shí)，該信號(hào)調(diào)理電路發(fā)送漏電流故障信號(hào)給控制保護(hù)電路，以及發(fā)送使能信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)控制電路，該控制保護(hù)電路根據(jù)該漏電流信號(hào)控制高壓電源的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使得高壓電源停止工作，不發(fā)出高壓電流，整個(gè)電流回路是處于斷開(kāi)的狀態(tài)。該電子開(kāi)關(guān)控制電路會(huì)接收到該使能信號(hào)后，發(fā)送通斷信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)接收到通斷信號(hào)立即斷開(kāi)，使得整個(gè)電路處于斷開(kāi)的狀態(tài)。當(dāng)該漏電流是小于基準(zhǔn)電流時(shí)，說(shuō)明此時(shí)的電路是安全的，不需要擔(dān)心，可以繼續(xù)正常工作。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例2是一種高壓電源漏電的保護(hù)裝置，該裝置包括：

電子開(kāi)關(guān)、漏電流采集電路、信號(hào)調(diào)理電路、電子開(kāi)關(guān)控制電路、控制保護(hù)電路；

所述漏電流采集電路，用于采集高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流；

所述信號(hào)調(diào)理電路一端與電子開(kāi)關(guān)控制電路連接，另一端與所述漏電流采集電路連接，用于對(duì)所述漏電流進(jìn)行處理，并判斷處理后的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，以確定是否輸出漏電流故障信號(hào)；

所述電子開(kāi)關(guān)控制電路與所述電子開(kāi)關(guān)連接，用于當(dāng)處理后的所述漏電流大于基準(zhǔn)電流時(shí)，根據(jù)所述信號(hào)調(diào)理電路輸出的所述漏電流故障信號(hào)控制電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；

所述控制保護(hù)電路一端與所述信號(hào)調(diào)理電路連接，另一端與所述高壓電源連接，用于當(dāng)處理后的所述漏電流大于基準(zhǔn)電流時(shí)，根據(jù)所述信號(hào)調(diào)理電路輸出的所述漏電流故障信號(hào)控制所述高壓電源停止工作。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例2是高壓電源輸出高壓電流，漏電流采集電路采集在高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流，其中，在該高壓輸出端與該高壓電源之間還與大地連接，該漏電流采集電路將采集的漏電流傳輸給信號(hào)調(diào)理電路，該信號(hào)調(diào)理電路在接收到該漏電流后，對(duì)該漏電流進(jìn)行處理，再判斷處理后的該漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，當(dāng)處理后的該漏電流大于基準(zhǔn)電流時(shí)，發(fā)送漏電流故障信號(hào)給控制保護(hù)電路，以及發(fā)送使能信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)控制電路，該控制保護(hù)電路根據(jù)該漏電流信號(hào)控制高壓電源的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使得高壓電源停止工作，不發(fā)出高壓電流，整個(gè)電流回路是處于斷開(kāi)的狀態(tài)。該電子開(kāi)關(guān)控制電路會(huì)接收到該使能信號(hào)后，發(fā)送通斷信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)接收到通斷信號(hào)立即斷開(kāi)，使得整個(gè)電路處于斷開(kāi)的狀態(tài)。

可選地，所述高壓輸出端與所述高壓地線端同向穿過(guò)所述漏電流采集電路的磁環(huán)。

需要說(shuō)明的是，高壓輸出端與該高壓地線端同向地從該漏電流采集電路穿過(guò)，從而采集在高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流。

可選地，所述電子開(kāi)關(guān)的最高工作電壓為80kv，最大工作電流為3a。

可選地，所述電子開(kāi)關(guān)包括：多個(gè)低壓igbt，所述多個(gè)低壓igbt相互串聯(lián)。

需要說(shuō)明的是，在上述提及到的電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)是自主研發(fā)設(shè)計(jì)的，其最高工作電壓80kv，最大工作電流3a，該電子由多個(gè)低壓igbt串聯(lián)使用，以提高工作電壓。

可選地，所述漏電流采集電路包括：閉環(huán)霍爾電流傳感器。

需要說(shuō)明的是，在上述提及到的漏電流采集電路是采用閉環(huán)霍爾電流傳感器，該閉環(huán)霍爾電流傳感器采集在高壓輸出端與高壓地線端之間的漏電流，其中，該閉環(huán)霍爾電流傳感器具體型號(hào)為南京中旭電子科技有限公司的dc-100sj。

可選地，所述信號(hào)調(diào)理電路包括：依次連接的運(yùn)算放大器、阻容器和比較器，所述運(yùn)算放大器，用于對(duì)所述漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化、放大處理；所述阻容器，用于對(duì)放大后的所述漏電流進(jìn)行濾波處理；所述比較器，用于判斷濾波處理的所述漏電流是否大于基準(zhǔn)電流。

需要說(shuō)明的是，在上述提及到的信號(hào)調(diào)理電路，該信號(hào)調(diào)理電路在接收到該漏電流后，對(duì)該漏電流進(jìn)行處理，主要是通過(guò)安置在信號(hào)調(diào)理電路中的運(yùn)算放大器對(duì)該漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化和放大處理，在該漏電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化和放大處理后，在通過(guò)安置在信號(hào)調(diào)理電路中阻容器對(duì)放大后的該漏電流進(jìn)行濾波處理。這樣可以使得采集的微小的漏電流更加清晰，同時(shí)濾波處理可以除掉漏電流中的其他干擾信號(hào)。

另外，在該信號(hào)調(diào)理電路中阻容器對(duì)放大后的該漏電流進(jìn)行濾波處理后，通過(guò)安置在該信號(hào)調(diào)理電路中的比較器判斷處理后的該漏電流是否大于基準(zhǔn)電流，以確定是否輸出漏電流故障信號(hào)，當(dāng)該漏電流是大于基準(zhǔn)電流時(shí)，該信號(hào)調(diào)理電路發(fā)送漏電流故障信號(hào)給控制保護(hù)電路，以及發(fā)送使能信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)控制電路，該控制保護(hù)電路根據(jù)該漏電流信號(hào)控制高壓電源的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使得高壓電源停止工作，不發(fā)出高壓電流，整個(gè)電流回路是處于斷開(kāi)的狀態(tài)。該電子開(kāi)關(guān)控制電路會(huì)接收到該使能信號(hào)后，發(fā)送通斷信號(hào)給電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)接收到通斷信號(hào)立即斷開(kāi)，使得整個(gè)電路處于斷開(kāi)的狀態(tài)。當(dāng)該漏電流是小于基準(zhǔn)電流時(shí)，說(shuō)明此時(shí)的電路是安全的，不需要擔(dān)心，可以繼續(xù)正常工作。

可選地，該保護(hù)裝置還包括：儲(chǔ)能電容，所述儲(chǔ)能電容與所述高壓電源并聯(lián)，一端連接在所述高壓電源與所述電子開(kāi)關(guān)之間，另一端連接在所述高壓電源與所述高壓地線端之間，用于儲(chǔ)能濾波,降低所述高壓電源輸出的紋波。

需要說(shuō)明的是，儲(chǔ)能電容c是為了使得高壓電源的電壓適合裝置工作的。

在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。