专利名称：一种电器设备外壳漏电监测及报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对电设备漏电进行监测的设备，具体地说，涉及 一种电器设备外壳漏电监测及报警系统。
背景技术：
随着经济的快速发展，电力线路不断增长，电器设备(如电能表 箱)遍布城乡的各个角落。由于电器设备的分布点多面广，因而管理 维护难度大，随着运行时间、气候条件的变化，以及受所处环境、外 力的影响，电器设备的安全状况随时发生变化，其安全可控性差。为 了及时发现电器设备外壳的漏电情况，以便及时检修维护电器设备， 并避免因漏电而造成人身触电事故和电气火灾事故，在电力、煤矿、 化工、建筑等各领域已广泛应用电器设备外壳漏电监测及报警系统， 对电器设备进行连续监测。现有的电器设备外壳漏电监测及报警系统多采用有线连接方式， 既在电器设备上设置漏电探测器，通过信号传输线，将漏电探测器连 接到位于中心控制室中的监测报瞀器上。由于电器设备的分布点多面 广，因此信号传输线数目多、线路长、布线难度大，不仅增加系统的 建设费用，而且容易因出现线路损坏而影响漏电探测信号的正常传输， 严重时可能会造成传输中断，以致设备管理者不能及时发现电器设备 外壳的漏电情况，而不能及时对电器设备进行检修维护。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无线电器设备外壳漏 电监测及报禁系统，其漏电探测器采用无线通信方式将电器设备外壳 漏电信息发送给监测报警器，可实现远程无线漏电监测。采用的技术 方案如下一种电器设备外壳漏电监测及报警系统，包括漏电探测器和监测
报警器，其特征是所述漏电探测器包括漏电电压探测电路、编码信 号产生电路和调制及发射电路，漏电电压探测电路、编码信号产生电 路和调制及发射电路依次连接；监测报警器包括接收及解调电路、解 码处理电路和报瞀电路，接收及解调电路、解码处理电路和报警电路 依次连接。漏电时漏电电压探测电路产生控制信号给编码信号产生电 路；编码信号产生电路在控制信号的控制下产生含地址编码信息的串 行编码脉冲信号；串行编码脉冲信号经调制及发射电路调制后发射； 接收及解调龟路接收漏电探测器发出的信号，经解调后得到串行数据 信号；解码处理电路对串行数据信号进行处理，并与解码处理电路自 身的地址编码进行比较，当串行数据信号所含地址编码与解码处理电 路自身的地址编码一致时，解码处理电路输出报警启动信号；报警电 路在报警启动信号的控制下启动，发出报警信号。优选上述漏电电压探测电路包括漏电电源电路、整流电路、光耦 和放大电路，漏电电源电路、整流电路、光耦和放大电路依次连接； 漏电电源4i&连接整流电路的输入端口；整流电路的输出端口连接光 耦的初级发光管，其中整流电路的正压输出端连接初级发光管的正极， 整流电路的负压输出端连接初级发光管的负极；光耦的次级与放大电 路的输入,接，放大电路的输出端将漏电电压探测电路产生的控制 信号输送^l码信号产生电路。漏电电源电路与电器设备外壳连接； 电器设备夕卜壳发生漏电时，漏电电源电路采集到漏电电压，并输送给 整流电路；整流电路将交流电压转换为直流电压，施加在光耦的初级 发光管上，使初级发光管导通、发光，这时光耦的次极也导通，输出 电平信号至放大电路；放大电路将光耦的次极输出的电平信号放大成 高电平信号，作为控制信号输送给编码信号产生电路。放大电路可由 一级运算放大器或多级运算放大器构成。优选上^^编码信号产生电路包括电子开关电路、编码信号产生集 成电路和一组地址编号选择跳线；电子开关电路的输入端与漏电电压 探测电路的输出端连接、输出端与编码信号产生集成电路的启动引脚 连接；地地编号选择跳线与编码信号产生集成电路的码值输入引脚连
接，编码信号产生集成电路的串行编码脉冲信号输出引脚与调制及发 射电路连接。地址编号选择跳线用于确定漏电探测器的地址编码(地 址编码对应该漏电探测器的地址信息)，并将该地址编码信息通过编码 信号产生集成电路的码值输入引脚提供给编码信号产生集成电路；当 电器设备外壳发生漏电时，漏电电压探测电路产生控制信号，在该控 制信号的控制下，电子开关电路导通并启动编码信号产生集成电路， 编码信号产生集成电路产生含漏电探测器的地址编码信息的串行编码 脉冲信号，提供给调制及发射电路。为了使设备管理者能发现电器设备的漏电情况，及时排除故障， 消除安全隐患，同时对经过故障设备周围的人们发出警告，提示人们 远离故陣设备，确保公共安全，上述漏电探测器还包括漏电报警装置， 该漏电报蕾装置包括漏电电源电路、整流电路、稳压电路、无稳态多 谐振荡电路和报警信号输出电路，漏电电源电路的输出端连接整流电 路的输入端，整流电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的 输出端连g稳态多谐振荡电路的输入端，无稳态多谐振荡电路的输 出端连接报瞥信号输出电路的输入端。漏电电源电路与电器设备外壳 连接；漏电时，漏电电源电路的交流电经过整流电路整流，稳压电路 稳压后，转换为直流电，提供稳定的低电压给无稳态多谐振荡电路， 无稳态多谐振荡电路控制报警信号输出电路报警。可在稳压电路的输 出端连接一滤波电容，对稳压电路输出的电压进行滤波，再提供给无 稳态多谐振荡电路。优选上述整流电路是全波整流电路；稳压电路是 稳压二极管；报警信号输出电路包括至少一个发光二极管或至少一个 扬声器，或者同时包括至少一个发光二极管和至少一个扬声器。漏电 报警装置可与漏电电压探测电路共用 一个漏电电源电路。优选上述解码处理电路包括三态地址编码集成电路，三态地址编 码集成电路对串行数据信号进行处理，并与自身的地址编码进行比较， 当串行数据镔号所含地址编码与三态地址编码集成电路自身的地址编 码一致时，三态地址编码集成电路输出报警启动信号。上述报整电路可以是发光报警电路或声音报警电路，或者是发光
报警电路和声音报警电路共同组成的电路。通常发光报瞀电路采用发光二极管作为发光器件，也可以采用灯 泡或其它发光器件，发光电路是现有技术中常用的技术，在此对发光 报瞥电路不作详细描述。优选上述声音报警电路包括报警延时电路、报警音源电路、音频 放大电路和发音器件，报警延时电路、报警音源电路、音频放大电路 和发音器件依次连接，其中报黉延时电路可从解码处理电路获得实时 报瞀启动信号并对该实时启动信号进行延时处理，报警延时电路的输 出可触发报轚音源电路，报警音源电路输出的音频信号经音频放大电 路放大后，驱动发音器件工作。发音器件可以是扬声器、压电陶瓷片 等。本实用新型中漏电探测器采用无线通信方式将电器设备外壳漏电 信息发送给腔測报警器，实现远程无线漏电监测。由于不必在漏电探 测器和监测报警器之间铺设信号传输线，因此可节约系统的建设费用， 而且更易于对系统进行维护，确保漏电探测信号的正常传输，有利于 设备管理者及时发现电器设备外壳的漏电情况，并及时对电器设备进 行检修维护。
图1是本实用新型优选实施例的结构框图； 图2是本实用新型优选实施例漏电探测器的电路原理图； 图3是本实用新型优选实施例监测报警器的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，这种电器设备外壳漏电监测及报警系统包括漏电探 测器和监测搌警器，其中漏电探测器包括漏电电压探测电路1、编码 信号产生电躇2和调制及发射电路3，漏电电压探测电路1、编码信号 产生电路2和课制及发射电路3依次连接；监测报警器包括接收及解 调电路4、 jHWi处理电路5和报瞥电路6，接收及解调电路4、解码处 理电路5和錄警电路6依次连接。
如图2所示，上述漏电电压探测电路1包括漏电电源电路11、整 流电路12、光耦IC1和放大电路13，漏电电源电路11、整流电路12、 光耦IC1和故大电路13依次连接；漏电电源电路11连接整流电路12 的输入端口；整流电路12的输出端口连接光耦IC1的初级发光管，其 中整流电路12的正压输出端连接初级发光管的正极，整流电路12的 负压输出端连接初级发光管的负极；光耦IC1的次级与放大电路13 的输入端连接，放大电路13的输出端将漏电电压探测电路1产生的控 制信号输送给耱码信号产生电路2。漏电电源电路11与电器设备外壳 7连接，当电器设备外壳7发生漏电时，漏电电源电路ll采集到漏电 电压，并输拨给整流电路12进行整流，其中的测试开关K用于漏电 探测器的测试，工作时测试开关K将电器设备外壳7与整流电路12 的一输入端连接，测试时测试开关K将市电相线N与整流电路12的 一输入端连接，整流电路12的另一输入端与零线T连接；漏电电源 电路11还包括降压电容Cll,降压电容Cll连接于零线T和整流电 路12的另一输入端之间；整流电路12主要由二极管D21构成，将交 流电压转换为直流电压，施加在光耦IC1的初级发光管上，使初级发 光管导通、发光，这时光耦IC1的次极也导通，输出电平信号至放大 电路13;放大电路13包括感应信号处理集成电路IC2 (型号为 BISOOOl)，该集成电路中含有二级运算放大器，光耦IC1的次极输出 的电平信号经第一极运算放大器放大，放大后的信号从感应信号处理 集成电路1C2的16脚输出，经电阻、电容耦合到感应信号处理集成电 路IC2的13脚，经第二极运算放大器再放大，得到高电平控制信号， 高电平控带j信号由感应信号处理集成电路IC2的2脚输出，作为控制 信号输送给编码信号产生电路2。放大电路13中电阻R5、 R6、 R7 和跳线JP1用于运放增益的调整。编码信号产生电路2包括电子开关电路、编码信号产生集成电路 IC3 (型号为HX2262)和一组地址编号选择跳线JP3，还包括一组漏 电探测器编号设置與機JP2 (JP2用来区别报警方位)；电子开关电路 由电阻R9和三极管Ql组成,其输入端与漏电电压探测电路1的输出 端(即感应信号处理集成电路IC2的2脚)连接、输出端与编码信号 产生集成电路IC3的启动引脚(即14脚)连接，电子开关电路受感应 信号处理,电路IC2的2脚控制；地址编号选择跳线JP3与编码信 号产生集成电路IC3的码值输入引脚(即1-8脚)连接，编码信号产 生集成电路IC3的串行编码脉冲信号输出引脚(即17脚)与调制及发 射电路3连接。地址编号选择跳线JP3用于确定漏电探测器的地址编 码(地址编妈对应该漏电探测器的地址信息)，并将该地址编码信息通 过编码信号产生集成电路IC3的码值输入引脚(即1-8脚)提供给编 码信号产生集成电路IC3;漏电探测器编号设置跳线JP2用于确定漏 电探测器的方位，同一地址编码的一组漏电探测器可以有四个，这四 个漏电探测器所处的方位由JP2的不同跳线连接确定。当电器设备外 壳7发生漏电时，感应信号处理集成电路IC2的2脚产生高电平控制 信号，在该控制信号的控制下，三极管Ql导通，编码信号产生集成 电路IC3的14脚变为低电平，编码信号产生集成电路IC3开始工作， 从编码信号产生集成电路IC3的17脚输出代表JP2对应的报警方位数 据位和JP3对应的地址编码数据位的串行编码脉冲信号，通过R10隔 离后提供给调制及发射电路3。发光二极管LED1与电阻R8组成状态 指示电路，编,号产生集成电路IC3工作时发光二极管LED 1发光。调制及发射电路3属现有技术中常用的技术，在此不作详细描述， 如图2所示，调制及发射电路3对接收到的信号进行调制，调制后的 信号通过天线ANT1发射。漏电探翻器中还设有电源电路8，电源电路8主要由变压器T2、 整流电路和三端稳压管IC5组成，为漏电探测器提供电压稳定的 工作电源，属常见电路，在此不详细描述。为了使设备管理者能发现电器设备的漏电情况，及时排除故障， 消除安全隐患，同时对经过故障设备周围的人们发出警告，提示人们 远离故障设备，确保公共安全，上述漏电探测器还包括漏电报警装置 9,该漏电报瞥装置9包括漏电电源电路11 (漏电报警装置9与漏电 电压探测电跨l共用一个漏电电源电路ll)、整流电路D1、稳压二极
管D2、无稳态多谐振荡电路IC4和报警信号输出电路，漏电电源电路 11的输出端连接整流电路D1的输出端，整流电路D1的输出端连接 稳压二极管D2的两端，稳压二极管D2并联滤波电容C12，稳压二极 管D2的两鳙连接无稳态多谐振荡电路IC4的输入端，无稳态多谐振 荡电路IC4的输出端连接报警信号输出电路的输入端。漏电电源的交 流电(在电器设备外壳7与零线T之间产生)经过整流电路Dl整流、 稳压二极管D2稳压后，转换为直流电，滤波电容C12对稳压二极管 D2输出的电压进行滤波，提供稳定的低电压给无稳态多谐振荡电路 IC4，无稳态多谐振荡电路IC4控制报警信号输出电路报警。报警信号 输出电路包括发光二极管LED2、 LED3和扬声器B，发光二极管 LED2、扬声器B、发光二极管LED3依次串联，报警时发光二极管 LED2、 LED3发光，同时扬声器B发出报警声音。接收及解调电路4属现有技术中常用的技术，在此不作详细描述。 如图3所示，由接收天线ANT2接收到的信号经接收及解调电路4解 调并放大整形，从放大整形电路的输出端(即UOl的1脚，U01内部 的两个放大恭可组成两级不同增益的放大器)输出幅度和波形符合解 码处理电路5要求的串行数据信号至解码处理电路5。解码处理电路5包括三态地址编码集成电路U 1 (型号为 HX2272);报警电路6包括发光报警电路61和声音报警电路62。串 行数据信号从三态地址编码集成电路U 1的14脚输入，三态地址编码 集成电路Ul对串行数据信号进行处理，并与自身的地址编码(其自 身的地址编码由l-8脚设定)进行比较。发光报警电路61由发光二极 管D011—D014和电阻R23组成，发光二极管D011—D014的正极 分别连接三态地址编码集成电路U 1的10—13脚，负极均与电阻R23 的一端连接，电阻R23的另一端接电源负极。当串行数据信号所含地 址编码与三态地址编码集成电路U1自身的地址编码一致时，三态地 址编码集成电路U1的10—13脚有对应的输出(高电平并保持)，发 光二极管D0tl-D014中对应的发光二极管发光，指示报警方位，即指 示出具有该雄址编码的一组漏电探测器中哪个漏电探测器发出漏电报
警信息；同时三态地址编码集成电路U 1的17脚输出即时的高电平， 作为声音报瞥电路62的启动信号，输出给声音报警电路62。当串行 数据信号所含地址编码与三态地址编码集成电路U1自身的地址编码 不同时，三态地址编码集成电路U 1的10—13脚无输出，17脚也没 有高电平输出。声音报整电路62包括报警延时电路621、报警音源电路622、音 频放大电路623和发音器件，报警延时电路621、报警音源电路622、 音频放大电路623和发音器件依次连接。报審延时电路621可从解码处理电路5获得实时报瞀启动信号并 对该实时启动信号进行延时处理，以延长报警时间。报警延时电路621 由集成电路U3 (型号为LM358)及其外围电路组成，由U3A、U3B (U3A和U3B组成集成电路U3)组成电压比较器，其2脚、6脚为 基准电位，由R27、 R28对电源的分压比决定。平时，由于U3A的3 脚电位低于2脚，l脚输出低电平，二极管D015截止，U3B的5脚 电位低于6脚，7脚输出低电平。接收到报警信号后，从三态地址编 码集成电路U 1的17脚输出的高电平加在U3A的3脚，当该电压高 于2脚的电压时，l脚输出高电平，二极管D015导通，对电容C7进 行充电，电審C 7迅速充到电源电压；当U3B的5脚电压高于反相输 入端6脚时，7脚输出高电平，触发报瞀音源电路使之工作。即使来 自从三态地祉编码集成电路U 1的17脚是瞬时高电平(即U3A输出 瞬时的高电平)，U3B的5脚电压也不会立即消失，而是通过R30、 U3B放电，开始援慢降低，当5脚电压低于6脚时，7脚回到低电平， 该时间段即为报蝥时间。AN1、 AN2为手动紧急报警开关，按下 AN 1可以使电容C 7的电压立即充到电源电压并报警；AN 2为报 警解除开关，按下AN2可以立即将电容C7上的电压释解掉，使报 警终止。报警音源电路622由软封装音乐集成电路U 4 、三极管Q6组成， 其中Q6为电子开关，高电平触发，当集成电路U3的7脚输出高电 平时，三极管Q6导通，软封装音乐集成电路U4中的音频信号经电 容C5、电組R24送音频放大电路623。音频放大电路623由三极管Q4、三极管Q5、自耦升压变压器B1、 电位器W1等组成，发音器件是压电陶瓷片BZ1;三极管Q4、 Q5组 成复合管丙类偏置放大器；自耦升压变压器Bl便于压电陶瓷片BZ1 匹配；电位器W1可以调整音频信号的输入幅度，用来做音量调整。 工作时报警音源电路622输出的音频信号经音频放大电路623放大后， 驱动压电陶瓷片BZ1工作，发出报警声音。监測报瞥器中还设有电源电路IO，电源电路10主要由变压器T1、 整流电路D01-DO4和三端稳压管U2组成，为监测报警器提供电压稳 定的工作电源，属常见电路，在此不详细描述。
权利要求1、一种电器设备外壳漏电监测及报警系统，包括漏电探测器和监测报警器，其特征是所述漏电探测器包括漏电电压探测电路、编码信号产生电路和调制及发射电路，漏电电压探测电路、编码信号产生电路和调制及发射电路依次连接；监测报警器包括接收及解调电路、解码处理电路和报警电路，接收及解调电路、解码处理电路和报警电路依次连接。
2、 根据权利要求1所述的电器设备外壳漏电监测及报警系统，其 特征是所述漏电电压探测电路包括漏电电源电路、整流电路、光耦 和放大电路，漏电电源电路、整流电路、光耦和放大电路依次连接； 漏电电源电路连接整流电路的输入端口；整流电路的输出端口连接光 耦的初级发光管，其中整流电路的正压输出端连接初级发光管的正极， 整流电路的负压输出端连接初级发光管的负极；光耦的次级与放大电 路的输入端连接，放大电路的输出端将漏电电压探测电路产生的控制 信号输送给编码信号产生电路。
3、 根据权利要求1所述的电器设备外壳漏电监测及报警系统，其 特征是所述编码信号产生电路包括电子开关电路、编码信号产生集 成电路和一组地址编号选择跳线；电子开关电路的输入端与漏电电压 探测电路的输出端连接、输出端与编码信号产生集成电路的启动引脚 连接；地址编号选择跳线与编码信号产生集成电路的码值输入引脚连 接，编码信号产生集成电路的串行编码脉冲信号输出引脚与调制及发 射电路连接。
4、 根据权利要求1-3任一项所述的电器设备外壳漏电监测及报警 系统，其特征是所述漏电探测器还包括漏电报警装置，该漏电报警 装置包括漏电电源电路、整流电路、稳压电路、无稳态多谐振荡电路 和报警信号输出电路,漏电电源电路的输出端连接整流电路的输入端， 整流电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端连接无 稳态多谐振荡电路的输入端，无稳态多谐振荡电路的输出端连接报警 信号输出电路的输入端。
5、 根据权利要求4所述的电器设备外壳漏电监测及报警系统，其特征是所述报瞀信号输出电路包括至少一个发光二极管或至少一个 扬声器，或者同时包括至少一个发光二极管和至少一个扬声器。
6、 根据权利要求1所述的电器设备外壳漏电监测及报警系统，其 特征是所述解码处理电路包括三态地址编码集成电路。
7、 根耀权利要求1所述的电器设备外壳漏电监测及报警系统，其 特征是ff述报警电路是发光报警电路或声音报警电路，或者是发光 报警电路和声音报警电路共同组成的电路。
8、 根据权利要求7所述的电器设备外壳漏电监测及报警系统，其 特征是所述声音报警电路包括报警延时电路、报警音源电路、音频 放大电路和发音器件，报警延时电路、报警音源电路、音频放大电路 和发音器f牛依次连接，其中报警延时电路可从解码处理电路获得实时 报警启动信号并对该实时启动信号进行延时处理，报警延时电路的输 出可触发报瞥音源电路，报警音源电路输出的音频信号经音频放大电 路放大后，驱动发音器件工作。
专利摘要一种电器设备外壳漏电监测及报警系统，包括漏电探测器和监测报警器，其特征是所述漏电探测器包括漏电电压探测电路、编码信号产生电路和调制及发射电路，漏电电压探测电路、编码信号产生电路和调制及发射电路依次连接；监测报警器包括接收及解调电路、解码处理电路和报警电路，接收及解调电路、解码处理电路和报警电路依次连接。本实用新型中漏电探测器采用无线通信方式将电器设备外壳漏电信息发送给监测报警器，实现远程无线漏电监测，可节约系统的建设费用，而且更易于对系统进行维护，确保漏电探测信号的正常传输，有利于设备管理者及时发现电器设备外壳的漏电情况，并及时对电器设备进行检修维护。
文档编号G08B21/00GK201029003SQ20072004986
公开日2008年2月27日 申请日期2007年4月2日 优先权日2007年4月2日
发明者陈建毅 申请人:陈建毅