專利名稱：數(shù)字脈沖型觸電漏電保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于用電保護器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種數(shù)字脈沖型觸電漏電保護器。
現(xiàn)在用電系統(tǒng)使用的漏電保護器絕大多數(shù)是摸擬、漏電型的，配合空氣開關(guān)，對用電系統(tǒng)的漏電進行保護，這種漏電保護器測量電路為摸擬電路，相應的處理信號也為摸擬信號，當用電系統(tǒng)不論是人畜觸電或是線路絕緣不良引起的漏電情況發(fā)生，保護器便使空氣開關(guān)跳閘，不能自動恢復送電，根據(jù)國家有關(guān)安全用電規(guī)定，人體觸電安全電流為≤30mA，而線路的漏電允許值為200mA，上述保護器的設計動作漏電電流為30－60mA，還分不開觸電與漏電，這樣，上述保護器在線路漏電較大的情況下就會頻繁跳閘，且跳閘后不能自動恢復送電，需人為合閘送電，如果漏電長期超過設計動作電流，則根本送不住電，給用戶帶來極大不便。最近幾年已有能區(qū)別開觸電及漏電的脈沖型保護器問世，但電路都是采用分離元件與摸擬集成電路，使得電路復雜，調(diào)試麻煩，抗干擾能力差，時常誤動作，且維修難度大，給用戶帶來很多不便。
本實用新型的目的是設計一種新型的觸電漏電保護器，采用數(shù)字集成電路，使摸擬量經(jīng)數(shù)字技術(shù)處理變?yōu)閿?shù)字量，采用脈沖技術(shù)，將突然性的觸電信號與緩慢變化的漏電信號區(qū)別開，與交流接觸器配合，觸電跳閘后能延時自動合閘。
本實用新型包括由電源變壓器、橋式整流器、濾波電容和三端集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的整流濾波穩(wěn)壓電路，在整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端并聯(lián)有由運算放大器構(gòu)成的信號放大電路和由三極管及繼電器構(gòu)成的推動輸出電路，其特征是在信號放大電路的輸出端接有脈沖變換電路，脈沖變換電路包括由電阻、電容構(gòu)成的微分和積分電路，脈沖變換電器的A、B兩點分別與比較電路的輸入端相連接，比較電路由集成運算放大器構(gòu)成，比較電路的輸出端與數(shù)字邏輯處理電路的輸入端連接，數(shù)字邏輯處理電路由數(shù)字集成電路施密特觸發(fā)器構(gòu)成，數(shù)字邏輯處理電路的輸出端與推動輸出電路的輸入端連接。
由于本實用新型采用了脈沖技術(shù)和數(shù)字邏輯處理技術(shù)，能區(qū)別開觸電信號與漏電信號，在線路漏電較大的情況下也能正常運行，觸電跳閘后能自動恢復送電，信號處理全部采用集成電路，使得電路可靠，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，可代替目前使用的各種漏電保護器，廣泛用于各種供電系統(tǒng)作觸電漏電保護之用。
附圖
示出了本實用新型的實施例的電原理圖。
在本實施例中，數(shù)字脈沖型觸電漏電保護器包括由電源變壓器B、橋式整流器D1－D4、濾波電容C1、C2、C3及三端集成穩(wěn)壓器IC1構(gòu)成的整流濾波穩(wěn)壓電路(1)，在整流濾波穩(wěn)壓電路(1)的輸出端接有由集成運算放大器IC2－1構(gòu)成的信號放大電路(2)，其中L1為零序電流互感線圈，被保護的用電線路穿過其中，當被保護的用電線路對地有觸電漏電信號時，L1的兩端便感應出一個電壓信號，這個信號經(jīng)C4濾波，通過R2、R3分別接至運算放大器IC2－1的2腳和3腳，D5、D6為運算放大器IC2－1輸入端限幅保護元件，R1為穩(wěn)壓二極管DW1的限流電阻，DW1的作用是給IC2－1提供一個合適的電壓工作點，R4為負反饋電阻，D7為檢波二極管，R5為負載電阻，C5、R6、C6構(gòu)成π型濾波器，π型濾波器的輸出端接有脈沖變換電路(3)，脈沖變換電路(3)由C7、R7、C8、R8構(gòu)成，C7、R7構(gòu)成積分器，鑒別出漏電信號從A點輸出，對觸電信號不起作用。C8、R8構(gòu)成微分器，鑒別出觸電脈沖信號由B點輸出，對漏電信號不起作用。A、B兩點的輸出信號與比較電路(4)的輸入端相連接，比較電路(4)由集成運算放大器IC2－2、IC2－3、IC2－4構(gòu)成，脈沖變換電路(3)的A點輸出端與IC2－2的5腳連接，脈沖變換電路(3)的B點輸出端與IC2－3、IC2－4的10腳和13腳連接，IC2－2構(gòu)成漏電比較器，W1的滑動頭與IC2－2的6腳連接，調(diào)整W1可設定漏電信號的大小，當漏電電壓信號使得IC2－2的5腳的電位高于IC2－2的6腳設定電位時，IC2－2的7腳輸出高電平，D11和R10構(gòu)成漏電閉鎖反饋電路。IC2－3、IC2－4構(gòu)成窗口比較器，W2設定窗口比較器的上限電壓，W2的滑動頭接IC2－3的9腳，W3設定窗口比較器的下限電壓，W3的滑動頭接IC2－4的12腳，R9為分壓電阻，當B點的觸電脈沖電壓信號使得IC2－3的10腳電位高于IC2－3的9腳的設定電位時，IC2－3的8腳輸出高電平，當B點輸出的觸電脈沖電壓信號使得IC2－4的13腳電位低于IC2－4的12腳的設定電位時，IC2－4的14腳輸出高電平。D8、D9、D10構(gòu)成或門電路，將IC2的7、8、14腳的輸出信號以或門邏輯關(guān)系輸出至數(shù)字邏輯處理電路(5)的輸入端。數(shù)字邏輯處理電路(5)由數(shù)字集成電路施密特觸發(fā)器IC3構(gòu)成，比較電路(4)的輸出端通過R11與IC3－1的1腳連接，IC3－1的1腳上還并聯(lián)有儲電電容C9和泄放電阻R12與IC3－1構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路。IC3－2構(gòu)成重合閘延時閉鎖電路，其作用是當IC3－1的2腳由低電平變?yōu)楦唠娖?即保護器由斷電至恢復送電)時，在一定時間內(nèi)將IC3－1的輸入端閉鎖。IC3－2的外圍元件有C10、R13、D12，C10的一端與IC3－1的2腳連接，另一端和R13串聯(lián)后接地，C10和R13的連接點接IC3－2的3腳。D12的正極接IC3－1的1腳，負極接IC3－2的4腳。數(shù)字邏輯處理電路(5)的輸出端與推動輸出電路(6)的輸入端連接。推動輸出電路(6)由三極管T1及繼電器J1構(gòu)成，其他構(gòu)成元件有限流電阻R14、R15、R16，濾波電容C11、泄放二極管D13、發(fā)光顯示二極管LED1，J1－1和J1－2為繼電器J1的常閉觸點和常開觸點。
在本實施例中，主要元器件的選擇如下IC1LM7812IC2LM324IC3CD40106T1C8050主要技術(shù)性能為額定觸電脈沖動作電流30mA額定漏電動作電流200mA脈沖分斷時間≤0.2S延時重合閘時間20－70S工作電壓AC220V±15％使用時，用于總保護時，將電力變壓器的接地線穿過零序電流互感線圈L1。用于分電盤保護時，若是兩相電，須將零線和火線一起穿過零序電流互感線圈L1中，若是三相電，須將三根火線和零線一起穿過零序電流互感線圈L1中。常開觸點J1－2串接在交流接觸器的吸合線圈中。
權(quán)利要求數(shù)字脈沖型觸電漏電保護器，它包括整流濾波穩(wěn)壓電路(1)，在整流濾波穩(wěn)壓電路(1)的輸出端并聯(lián)有由運算放大器構(gòu)成的信號放大電路(2)和由三極管及繼電器構(gòu)成的推動輸出電路(6)，其特征在于信號放大電路(2)的輸出端接有脈沖變換電路(3)，脈沖變換電路(3)包括由電阻、電容構(gòu)成的微分和積分電路，脈沖變換電路(3)的A、B兩點分別與比較電路(4)的輸入端相連接，比較電路(4)由集成運算放大器構(gòu)成，比較電路(4)的輸出端與數(shù)字邏輯處理電路(5)的輸入端連接，數(shù)字邏輯處理電路(5)由數(shù)字集成電路施密特觸發(fā)器構(gòu)成，數(shù)字邏輯處理電路(5)的輸出端與推動輸出電路(6)的輸入端連接。
專利摘要數(shù)字脈沖型觸電漏電保護器，它包括在整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端并聯(lián)有信號放大電路和推動輸出電路，在信號放大電路的輸出端接有脈沖變換電路，其A、B兩點分別與比較電路的輸入端連接，比較電路的輸出端與數(shù)字邏輯處理電路的輸出端連接，數(shù)字邏輯處理電路的輸出端與推動輸出電路的輸入端連接。本實用新型能區(qū)別開觸電信號與漏電信號，觸電跳閘后能自動恢復送電，廣泛應用于各種供電系統(tǒng)作觸電漏電保護之用。
文檔編號H02H3/02GK2186966SQ93232500
公開日1995年1月4日 申請日期1993年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月30日
發(fā)明者李增華, 郝少林, 孟慶賢, 姜奇志 申請人:李增華