一种可区分触电与漏电信号的智能断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种可区分触电与漏电信号的智能断路器，包括信号检测元件、触电保护控制电路、与信号检测元件的输出端连接、漏电保护控制电路、执行机构、声光报警电路，所述触电保护控制电路包括信号鉴相电路、脉冲形成电路、分析比较电路。本发明专利技术通过检测由触电电流变化而产生感应电压的变化，感应电压的变化的函数曲线与设定值函数曲线均为直线，因此能够有效地分辨出触电信号和漏电信号，不存在动作灵敏区与不灵敏区，因而对触电保护也不存在“死区”。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种可区分触电与漏电信号的智能断路器，包括信号检测元件、触电保护控制电路、与信号检测元件的输出端连接、漏电保护控制电路、执行机构、声光报警电路，所述触电保护控制电路包括信号鉴相电路、脉冲形成电路、分析比较电路。本专利技术通过检测由触电电流变化而产生感应电压的变化，感应电压的变化的函数曲线与设定值函数曲线均为直线，因此能够有效地分辨出触电信号和漏电信号，不存在动作灵敏区与不灵敏区，因而对触电保护也不存在“死区”。【专利说明】—种可区分触电与漏电信号的智能断路器
本专利技术涉及一种断路器，具体涉及一种可区分触电与漏电信号的智能断路器。
技术介绍
低压电网尤其是农网中，普遍存在违规布线、导线绝缘损坏、导体裸露等状況，不 仅容易造成漏电事故，而且导致人或动物不幸触电的悲剧时有发生。至今，国内外漏电断路器都是当人、畜触电电流或导线、设备漏电电流超过断路器 设定的漏电电流值时便会脱扣、分闸切断电源。按安全标准，直接保护人体的漏电电流值 为< 30mA，此标准值在当前我国农网中设备、导线漏电是极普遍的，以致造成频繁脱扣断电 现象。为此，电力部门迫切要求一种既能达到人体触电电流30mA就脱扣，而在设备、导线漏 电电流值虽达到≤30mA却只报警不脱扣的产品，这就要求研发一种可智能识别人体触电 和设备漏电信号，并作出相应处理的智能型漏电断路器。电网中装有的漏电断路器大多采用电流动作型，当电路中存在漏电电流时，发生 人体触电事故，这时漏电断路器的动作电流为漏电电流与触电电流的矢量和，也即其动作 电流不仅与漏电、触电电流的大小有关，还和两者的相位有关，经数理分析计算其合成的电 流函数曲线〔余弦函数曲线〕与设定值直线相比较，必然存在动作灵敏区〔即使实际触电电 流低于设定值，断路器仍会脱扣〕与不灵敏区〔即使实际触电电流高于设定值，断路器仍不 会脱扣〕，因而对触电保护存在“死区”，而且对触电与漏电信号不能有效准确的区分，这是 电流动作型漏电断路器的弊端。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种可区分触电与漏电信号的智能断路器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可区分触电与漏电信号的智能断路器，包括：信号检测元件，检测被保护电路中的漏电电流和/或触电电流，并将其转換成相应的 电压信号；触电保护控制电路，与信号检测元件的输出端连接，用于检测电压信号中是否存在触 电信号，并且输出相应的触电控制信号；漏电保护控制电路，与信号检测元件的输出端连接，用于检测电压信号中漏电电流的 大小，并且输出相应的漏电控制信号；执行机构，根据触电控制信号和漏电控制信号切断被保护电路；声光报警电路，根据触电控制信号和漏电控制信号发出警报故障；所述触电保护控制电路包括：信号鉴相电路，将漏电电流和/或触电电流合成的剩余电流而产生的感应电压信号与 基准电压相比较，通过相敏整流后输出一直流电压；脉冲形成电路，将直流电压内因触电而形成的电压突变量分离出来形成脉冲信号；分析比较电路，将电压突变量脉冲信号与设定的电压值进行分析比较，并且输出相应的触电控制信号； 在本专利技术中，所述分析比较电路为一单片机，将电压突变量脉冲信号与设定的电压值进行分析比较，并且输出相应的触电控制信号。在本专利技术中，所述单片机与漏电保护控制电路的输出端连接，单片机根据触电控制信号和漏电控制信号并输出控制信号，并由运算放大器进行功率放大后与执行机构和声光报警电路连接。在本专利技术中，所述单片机分别与输入机构和显示机构连接，所述输入机构按触电保护电流与漏电保护电流的不同设定值要求通过按鍵输入单片机，单片机根据不同设定值的要求输出相应的控制信号；所述显示机构用于显示在线运行参数、保护值设定、触电与漏电故障的分别显示、以及故障查询。在本专利技术中，所述信号检测元件为零序电流互感器。本专利技术的有益效果是:本专利技术通过触电保护控制电路和漏电保护控制电路可智能识别出人体触电与设备导线漏电信号并发出相应的控制信号，在实际使用过程中，可分别对人体触电电流与设备导线漏电电流值予先作出设定，满足触电电流与漏电电流不同保护数值的脱扣要求。众所周知，由于触电与漏电的物理现象不同，设备或导线漏电是缓变过程，即漏电电流不存在突变，因而漏电电流的瞬时变化率几乎为零。而人体触电是突变过程，即触电电流存在突变，因而触电电流的瞬时变化率几乎为无穷大。本专利技术通过检测由触电电流变化而产生感应电压的变化，感应电压的变化的函数曲线与设定值函数曲线均为`直线，因此能够有效地分辨出触电信号和漏电信号，不存在动作灵敏区与不灵敏区，因而对触电保护也不存在“死区”。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和实施方式对本专利技术进一步说明: 图1为本实施例的结构示意图。【具体实施方式】参照图1，本实施例所提供的一种可区分触电与漏电信号的智能断路器，包括:信号检测元件1、触电保护控制电路2、漏电保护控制电路3、执行机构4、声光报警电路5和电源9。所述信号检测元件I为零序电流互感器，用于检测被保护电网相线对地的漏电电流ΙΛ?和触电电流I&信号转換成电压信号Um与U,"电流信号转換成电压信号可以是硬件设计，例如电流经过电阻可在电阻两端取得电压信号。触电保护控制电路2和漏电保护控制电路3并联设置，并与信号检测元件I的输出端连接。所述触电保护控制电路2包括:信号鉴相电路21，将漏电电流Im和/或触电电流L合成的剩余电流而产生的感应电压信号与基准电压相比较，通过相敏整流后输出一直流电压U0 ;脉冲形成电路22，将直流电压U0内因触电而形成的电压突变量分离出来形成脉冲信号；分析比较电路，分析比较电路为一单片机23，将电压突变量脉冲信号与设定的电压值U,m进行分析比较，设定电压值U,m与设定电流值ΙΔΠ1为直线关系，υΔTη=χιΔTη,X为常数；设定电流值30mA。当脉冲信号大于电压值U,m时，则输出触电信号，当脉冲信号小于电压值υΛπι时,则输出非触电信号。所述漏电保护控制电路3的结构与常规的漏电保护电路基本相同，用于检测电压信号中漏电电流Ui的大小，当漏电电流ΙΛ?小于设定的漏电电流值时，则输出漏电警报信号，当漏电电流ΙΛ?大于设定的漏电电流值时，则输出漏电脱扣信号，断开电路。执行机构4，执行机构4与断路器的脱扣机构连接，根据触电控制信号和漏电控制信号切断被保护电路。声光报警电路5，根据触电控制信号和漏电控制信号发出警报故障，其警告方式可以为蜂鸣器或灯光信号。电源9，为信号鉴相电路21、脉冲形成电路22、单片机23、显示机构8、声光报警电路5等电路提供工作电源。在本实施例中，所述单片机23与漏电保护控制电路3的输出端连接，单片机23根据触电控制信号和漏电控制信号并输出控制信号，并由运算放大器6进行功率放大后与执行机构4和声光报警电路5连接。进一步，所述单片机23分别与输入机构7和显示机构8连接，所述输入机构7按触电保护电流与漏电保护电流的不同设定值要求通过按鍵输入单片机23，单片机23根据不同设定值的要求输出相应的控制信号，例如当触电电流Iu小于设定值30mA，漏电电流Im小于设定值300mA时，单片机23发出指令，声光报警电路5发出警报而执行机构4不进行脱扣动作。所述显示机构8用于显示在线运行参数、保护值设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可区分触电与漏电信号的智能断路器，其特征在于包括：信号检测元件（1），检测被保护电路中的漏电电流和/或触电电流，并将其转換成相应的电压信号；触电保护控制电路（2），与信号检测元件（1）的输出端连接，用于检测电压信号中是否存在触电信号，并且输出相应的触电控制信号；漏电保护控制电路（3），与信号检测元件（1）的输出端连接，用于检测电压信号中漏电电流的大小，并且输出相应的漏电控制信号；执行机构（4），根据触电控制信号和漏电控制信号切断被保护电路；声光报警电路（5），根据触电控制信号和漏电控制信号发出警报故障；所述触电保护控制电路（2）包括：信号鉴相电路（21），将漏电电流和/或触电电流合成的剩余电流而产生的感应电压信号与基准电压相比较，通过相敏整流后输出一直流电压；脉冲形成电路（22），将直流电压内因触电而形成的电压突变量分离出来形成脉冲信号；分析比较电路，将电压突变量脉冲信号与设定的电压值进行分析比较，并且输出相应的触电控制信号；根据权利要求1所述的一种可区分触电与漏电信号的智能断路器，其特征在于：所述分析比较电路为一单片机（23），将电压突变量脉冲信号与设定的电压值进行分析比较，并且输出相应的触电控制信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：莫均全，张永文，
申请(专利权)人：广东南冠电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44