具有输入保护的母线漏电流检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明属于母线监测的技术领域，具体涉及一种具有输入保护的母线漏电流检测装置；所要解决的技术问题为：提供一种电路体积较小、成本低廉、稳定性较高的母线漏电流检测装置；采用的技术方案为：具有输入保护的母线漏电流检测装置，包括光电隔离电路、放大电路、无线传输器和控制器，所述光电隔离电路包括光耦A1、电阻R1、电阻R2和二极管D1，所述放大电路包括仪表放大器B1、电阻R3、电阻R4和电阻R5；本发明适用于电力部门。
【专利说明】
具有输入保护的母线漏电流检测装置
技术领域
[0001]本发明属于母线监测的技术领域，具体涉及具有输入保护的母线漏电流检测装置。
【背景技术】
[0002]母线是用高导电率的铜或铝制材料制成的、用于电站或变电站输送电能的总导线，通过它，可以将发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。母线在运行过程中，有巨大的电能通过，短路时，承受着很大的发热和电动力效应，大电流母线最外层设置有屏蔽层，该屏蔽层与大地连接，这样保证了屏蔽层和大地同电位，当意外触碰时可以保证人员的生命安全和设备的安全。如果母线内部的绝缘层出现问题，将会在接地线中出现漏电，因此需要时刻监测母线的漏电流以分析母线的绝缘状态。
[0003]但是，母线的漏电流很小，且变化范围很大，这为检测工作带来很大的困难，此外，现今的母线漏电流检测装置的电路体积都比较大，制作成本较高，稳定性较差;而且，很多母线漏电流检测装置的电子线路中的精密元器件，经常受到各种浪涌脉冲的损坏。
【发明内容】
[0004]本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为:提供一种电路体积较小、成本低廉、稳定性较高、且能够防止电路元器件受到浪涌脉冲损坏的具有输入保护的母线漏电流检测装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:具有输入保护的母线漏电流检测装置，包括光电隔离电路、保护电路、放大电路、无线传输器和控制器，所述光电隔离电路包括光耦Al、电阻Rl、电阻R2和二极管DI，所述保护电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R8、电阻R9、电阻RlO、电阻Rl 1、电容C2、电容C3、二极管D3和二极管D4，所述放大电路包括仪表放大器BI和电阻R5;所述光耦Al的正输入端与所述电阻Rl的一端、所述二极管Dl的负极以及母线漏电流检测端rl相连，所述光耦Al的负输入端与所述电阻Rl的另一端、所述二极管Dl的正极以及母线漏电流检测端r2相连，所述光耦Al的正输出端串联所述电阻R2后与直流电源Vcc相连，所述光耦Al的正输出端依次串联所述电阻R8、所述电阻R3后与所述仪表放大器BI的正相输入端相连，所述光耦Al的负输出端依次串联所述电阻R9、所述电阻R4后与所述仪表放大器BI的反相输入端相连，所述二极管D4的负极与所述电阻R8和所述电阻R3之间的连线相连，所述二极管D3的负极与所述电阻R9和所述电阻R4之间的连线相连，所述电容C3并接在所述二极管D4的两端，所述电容C2并接在所述二极管D3的两端，所述电阻Rll的一端与所述仪表放大器BI的正相输入端相连，所述电阻RlO的一端与所述仪表放大器BI的反相输入端相连，所述电阻Rll的另一端、所述电阻RlO的另一端、所述二极管D4的正极和所述二极管D3的正极均接地;所述仪表放大器BI的输出端串联所述电阻R5后与所述无线传输器的输入端相连，所述仪表放大器BI的接地端接地，所述无线传输器的输出端与所述控制器(4)的输入端相连。
[0006]优选地，所述放大电路还包括可调电阻Rbl、继电器KMl、二极管D2、电容Cl、三极管Ql、电阻R6和电阻R7，所述仪表放大器B1、所述可调电阻Rbl和所述继电器KMl的常开触点KMl.1串联组成一个回路，所述继电器KMl的线圈KMl.2的一端与所述电容Cl的一端和+5V电源相连，所述继电器KMl的线圈KMl.2的另一端与所述三极管Ql的集电极相连，所述三极管Ql的基极与所述电阻R6的一端和所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与单片机的控制端相连，所述电阻R6的另一端、所述三极管Ql的发射极和所述电容Cl的另一端均接地，所述二极管D2并接在所述继电器KMl的线圈KMl.2的两端。
[0007]优选地，所述可调电阻Rbl的电阻可调范围为IK Ω?49ΚΩ。
[0008]优选地，所述可调电阻Rbl为滑动变阻器，或为电阻箱，或为电位器。
[0009]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明中的母线漏电流检测装置，包括光电隔离电路、保护电路、放大电路、无线传输器和控制器，所述光电隔离电路包括光耦Al、电阻Rl、电阻R2和二极管Dl，所述保护电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C2、电容C3、二极管D3和二极管D4，所述放大电路包括仪表放大器BI和电阻R5;光耦Al的输入端通过电阻Rl和二极管Dl与母线漏电流检测端rl、r2相连，经过电阻Rl的母线漏电流信号被光耦Al进行光电隔离后，分别连入仪表放大器BI的正相输入端和反相输入端，经仪表放大器BI放大处理后输出一路放大信号，该放大信号通过无线传输器传输到控制器;本发明电路结构简单，元器件的数量较少，整体电路体积较小，采用了光耦进行光电隔离以及采样信号的一级放大，使得整体电路的制作成本低廉，稳定性较高，而放大电路可以将采样电路的干扰信号去除，避免干扰信号对采样信号的干扰，进一步提高了整体的稳定性;所述二极管D3和二极管D4均为瞬态抑制二极管，当它们的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它们能以10—12的数量级速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护了电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0010]此外，本发明的放大电路还包括了可调电阻Rb 1、继电器KM1、二极管D2、电容Cl、三极管Q1、电阻R6和电阻R7，所述仪表放大器B1、所述可调电阻Rbl
和所述继电器KMl的常开触点KMl.1串联组成一个回路，使得放大电路的放大倍数可调，进而可以灵活调节漏电流信号的放大倍数，以准确检测到母线的漏电流。
【附图说明】
[0011 ]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0012]图1为本发明一实施例提供的具有输入保护的母线漏电流检测装置的电路结构示意图；
图中:I为光电隔离电路，2为放大电路，3为无线传输器，4为控制器，5为单片机。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]图1为本发明一实施例提供的具有输入保护的母线漏电流检测装置的电路结构示意图，如图1所示，母线漏电流检测装置包括光电隔离电路1、保护电路6、放大电路2、无线传输器3和控制器4，所述光电隔离电路I包括光耦Al、电阻R1、电阻R2和二极管D1，所述保护电路6包括电阻R3、电阻R4、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C2、电容C3、二极管D3和二极管D4，所述放大电路2包括仪表放大器BI和电阻R5;
所述光耦Al的正输入端与所述电阻Rl的一端、所述二极管Dl的负极以及母线漏电流检测端rl相连，所述光耦Al的负输入端与所述电阻Rl的另一端、所述二极管Dl的正极以及母线漏电流检测端r2相连，所述光耦Al的正输出端串联所述电阻R2后与
直流电源Vcc相连，所述光耦Al的正输出端依次串联所述电阻R8、所述电阻R3后与所述仪表放大器BI的正相输入端相连，所述光耦Al的负输出端依次串联所述电阻R9、所述电阻R4后与所述仪表放大器BI的反相输入端相连，所述二极管D4的负极与所述电阻R8和所述电阻R3之间的连线相连，所述二极管D3的负极与所述电阻R9和所述电阻R4之间的连线相连，所述电容C3并接在所述二极管D4的两端，所述电容C2并接在所述二极管D3的两端，所述电阻R11的一端与所述仪表放大器BI的正相输入端相连，所述电阻R1的一端与所述仪表放大器BI的反相输入端相连，所述电阻Rll的另一端、所述电阻RlO的另一端、所述二极管D4的正极和所述二极管D3的正极均接地;所述仪表放大器BI的输出端串联所述电阻R5后与所述无线传输器3的输入端相连，所述仪表放大器BI的接地端接地，所述无线传输器3的输出端与所述控制器4的输入端相连。
[0015]具体地，所述放大电路2还可包括可调电阻Rbl、继电器KM1、二极管D2、电容Cl、三极管Q1、电阻R6和电阻R7，所述仪表放大器B1、所述可调电阻Rbl和所述继电器KMl的常开触点KMl.1串联组成一个回路，所述继电器KMl的线圈KMl.2的一端与所述电容Cl的一端和+5V电源相连，所述继电器KMl的线圈KMl.2的另一端与所述三极管Ql的集电极相连，所述三极管Ql的基极与所述电阻R6的一端和所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与单片机5的控制端相连，所述电阻R6的另一端、所述三极管Ql的发射极和所述电容Cl的另一端均接地，所述二极管D2并接在所述继电器KMl的线圈KMl.2的两端。
[0016]本实施例中，可通过所述单片机5来控制所述三极管Ql的截止和导通，当所述三极管Ql截止时，所述仪表放大器B1、所述可调电阻Rbl和所述继电器KMl的常开触点KMl.1串联组成的回路为开路状态，所述仪表放大器BI仍然保持其固有的一倍放大；当所述三极管Ql导通时，所述继电器KMl的线圈KMl.2得电，所述继电器KMl的常开触点KMl.1闭合，所述可调电阻Rbl可逐渐改变所述仪表放大器BI的电流或电压，进而改变所述仪表放大器BI的输出电压，最终改变所述仪表放大器BI的放大倍数。本实施例中继电器KMl的线圈KMl.2两端反向并联的二极管D2，其作用是保护继电器KMl不被感应电压击穿或烧坏。
[0017]具体地，所述可调电阻Rbl的电阻可调范围可为IK Ω?49ΚΩ，所述仪表放大器BI的放大倍数为1+(1?49)/1，在可调电阻Rbl的可调范围内具体选择阻值的大小可改变所述仪表放大器BI的的放大倍数，本实施例中，所述仪表放大器BI的放大倍数可以在2?50之间调
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[0018]具体地，所述可调电阻Rbl的类型并不限定，只要能够实现电阻的改变即可，可为滑动变阻器，或为电阻箱，或为电位器。
[0019]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.具有输入保护的母线漏电流检测装置，其特征在于:包括光电隔离电路(I)、保护电路(6)、放大电路(2)、无线传输器(3)和控制器(4)，所述光电隔离电路(I)包括光耦Al、电阻尺1、电阻1?2和二极管01，所述保护电路(6)包括电阻1?3、电阻1?4、电阻1?8、电阻1?9、电阻1?10、电阻Rll、电容C2、电容C3、二极管D3和二极管D4，所述放大电路(2)包括仪表放大器BI和电阻R5； 所述光耦Al的正输入端与所述电阻Rl的一端、所述二极管Dl的负极以及母线漏电流检测端rl相连，所述光耦Al的负输入端与所述电阻Rl的另一端、所述二极管Dl的正极以及母线漏电流检测端r2相连，所述光耦Al的正输出端串联所述电阻R2后与直流电源Vcc相连，所述光耦Al的正输出端依次串联所述电阻R8、所述电阻R3后与所述仪表放大器BI的正相输入端相连，所述光耦Al的负输出端依次串联所述电阻R9、所述电阻R4后与所述仪表放大器BI的反相输入端相连，所述二极管D4的负极与所述电阻R8和所述电阻R3之间的连线相连，所述二极管D3的负极与所述电阻R9和所述电阻R4之间的连线相连，所述电容C3并接在所述二极管D4的两端，所述电容C2并接在所述二极管D3的两端，所述电阻Rll的一端与所述仪表放大器BI的正相输入端相连，所述电阻RlO的一端与所述仪表放大器BI的反相输入端相连，所述电阻Rll的另一端、所述电阻RlO的另一端、所述二极管D4的正极和所述二极管D3的正极均接地;所述仪表放大器BI的输出端串联所述电阻R5后与所述无线传输器(3)的输入端相连，所述仪表放大器BI的接地端接地，所述无线传输器(3)的输出端与所述控制器(4)的输入端相连。2.根据权利要求1所述的具有输入保护的母线漏电流检测装置，其特征在于:所述放大电路(2)还包括可调电阻Rbl、继电器KMl、二极管D2、电容Cl、三极管Ql、电阻R6和电阻R7，所述仪表放大器B1、所述可调电阻Rbl和所述继电器KMl的常开触点KMl.1串联组成一个回路，所述继电器KMl的线圈KMl.2的一端与所述电容Cl的一端和+5V电源相连，所述继电器KMl的线圈KMl.2的另一端与所述三极管Ql的集电极相连，所述三极管Ql的基极与所述电阻R6的一端和所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与单片机(5)的控制端相连，所述电阻R6的另一端、所述三极管Ql的发射极和所述电容Cl的另一端均接地，所述二极管D2并接在所述继电器KMl的线圈KMl.2的两端。3.根据权利要求2所述的具有输入保护的母线漏电流检测装置，其特征在于:所述可调电阻Rbl的电阻可调范围为1ΚΩ?49ΚΩ。4.根据权利要求2所述的具有输入保护的母线漏电流检测装置，其特征在于:所述可调电阻Rbl为滑动变阻器，或为电阻箱，或为电位器。
【文档编号】G01R31/02GK105954638SQ201610267566
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】郑强, 崔俊峰, 贾多斌, 宋志勇, 边小军, 孟丹, 王铁铸, 宋丽芳, 赵莉莉, 赵淑芬
【申请人】国家电网公司, 国网山西省电力公司朔州供电公司