专利名称：智能型漏电保护器的制作方法
技术领域：
本发明属于低压三类电器，主要涉及到220V单相线路的相线(或中性线)与地之间的自然漏电流和人身触电漏电流的一种漏电保护器。
背景技术：
根据中华人民共和国国家标准《剩余电流动作保护器的一般要求》(GB16917-1997)5.2.2规定0.03A的额定剩余动作电流，实际上是指人身触电漏电流，旨在保护人身安全。目前，所有公开公知文献公告的0.03A漏电保护器和正在市场上使用0.03A的漏电保护器，均无法准确测试到人身触电漏电流，只能测试到线路中的漏电流，也就是相线(或中性线)与地之间的自然漏电流和人身触电漏电流，无法区分线路自然漏电流与人身触电漏电流。由此带来的技术问题是，线路老化，空气湿度增大，线路敷设过长等均使线路中的自然漏电流增大，可能使漏电保护器误动而切断线路；或线路自然漏电流再加上干扰信号，超出规定的30毫安电流值时，可能使漏电保护器误动而切断线路。线路老化与年限有关，空气湿度与地区有关，线路敷设长度与面积有关，如果从根本上不能区分线路自然漏电流与人身触电漏电流。频繁误动将影响人们的正常用电。现在，我国南方一些城市就拒绝设计安装防止人身触电30毫安的漏电保护器。另外，目前所有30毫安漏电保护器的电源均在低电压AC100V-AC50V之间不能提供足够的能量或漏电流检测值不准，导致人身触电则拒动不切断线路，使保护区域存有“死角”。
发明内容
为了克服以上不足，本发明提供的智能型漏电保护器能够区分线路自然漏电流与人身触电漏电流，只有在人身触电或意外漏电或接地故障时，才能切断线路，一般不受湿度、线路敷设长度、线路老化等漏电流的影响，如果确实由外界条件引起的自然漏电流大于规定的极限值时，同样也切断线路；该漏电保护器电源工作电压范围在AC50V-AC380V，并且在不同电压下调用不同的子程序，使保护区域不留“死角”，很少发生拒动或误动，抗干扰能力较强，可拓宽应用于过电压和欠电压保护范围，还可以与短路、过载保护器联合使用形成短路、过载、漏电、接地、过电压、欠电压等综合保护，可广泛应用于各地区。
智能型漏电保护器，是由电流传感器、放大器、单片机、分断器线圈、分断器触头、电源组成。其特征为，电流传感器的输出端连接在放大器的输入端，放大器的输出端连接在内置有AD转换器和程序的单片机的输入端，单片机的输出端连接在分断器线圈，分断器线圈电路通过电磁控制分断器触头，分断器触头被串联在相线线路中，由电容降压桥式整流的电源电路连接在放大器和单片机电路；上述单片机有两路输入端，一路输入端连接在放大器的输出端，检测线路漏电流值的大小，另一路输入端连接在分断器触头的输出端，判断继电器触头是否断开；上述电源电路是对线路电压直接降压整流稳压双输出回路的电源电路，其中一路电源连接放大器和单片机电路，另一路电源连接分断器线圈电路；在此硬件电路的基础上，由单片机里的程序实现了在分断器触头接通线路时，由单片机瞬间检测线路中漏电流并存储该漏电流值，在线路正常供电时，由单片机实时检测线路中漏电流值并存储该电流值，由实时检测的漏电流值减去瞬时检测的漏电流值，如果差值大于30毫安时，则断开线路，如果差值小于30毫安时，则定期替换瞬间检测的漏电流值。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本使用新型智能漏电保护器的硬件电路连接的技术特征图。
图2是本使用新型智能漏电保护器的单片机程序流程图。
图3是本使用新型智能漏电保护器实施例的电路图。
图1标号是(1)传感器、(2)放大器、(3)单片机、(4)分断器线圈、(5)电源电路、(6)分断器触头。
具体实施方式
在图1中，电流传感器(1)的输出端连接在放大器(2)的输入端，放大器(2)的输出端连接单片机(3)的输入端，单片机(3)的输出端连接在分断器线圈(4)，分断器触头(6)被串联在相线线路中，电源电路(5)连接在放大器(2)和单片机(3)以及分断器线圈(4)电路。
图2为单片机程序流程图，首先，在分断器触头(6)接通线路时，由单片机(3)瞬间检测线路中漏电流并存储该漏电流值，然后，在线路正常供电时，由单片机(3)实时检测线路中漏电流值并存储该电流值，最后，由实时检测的漏电流值减去瞬时检测的漏电流值，如果差值大于规定值时，则断开线路，如果差值小于规定值时，则定期替换瞬间检测的漏电流值。
图3是根据图1和图2设计的实施例示意图。下面结合实施例图3进一步说明，当K触头的闭合状态时，由DPJ单片机6脚测试闭合信号后，DPJ单片机7脚得到了由G电流传感器检测和Q30三极管放大的当前线路中漏电流信号，DPJ单片机里的程序对当前线路漏电流做存储、比较、分析，然后通过DPJ单片机3脚控制Q50三极管驱动J分断器线圈，使K分断器触头分断线路，同时DF二极管显示当前状态。特别是，电源通过C10电容降压，D1-D4桥式整流，Q20、DZ20第一级稳压和DZ21、D20第二级稳压，使线路电压在AC50V---AC380V范围内，其直流电源分别输出稳定的DC24V和DC5V。
(1)当K触头闭合时，DPJ单片机对当前的漏电流值与预先设定的自然漏电流极限值作比较，如果大于设定值，DPJ单片机通过3脚输出高电平，通过Q50三极管驱动J分断器线圈，使K分断器触头分断线路，同时，通过DF二极管显示当前状态，该功能对启动时的接地故障或线路绝缘层严重漏电起保护作用；(2)当K触头闭合时，DPJ单片机对当前的漏电流值与预先设定的自然漏电流极限值作比较，如果小于设定值，DPJ单片机将存储当前自然漏电流值，DPJ单片机的3脚输出低电平，即不分断线路，同时DF二极管显示当前状态。(3)在上述(2)的基础上，DPJ单片机7脚对当前线路漏电流进行实时(循环)检测，对实时检测的漏电流值进行存储，然后，用实时检测的漏电流值减去自然漏电流值，如果其差值大于30毫安的设定值，则DPJ单片机3脚通过Q50三极管驱动J分断器线圈，使K分断器触头分断线路，同时DF二极管显示当前状态，该功能对线路中的意外漏电起保护作用，例如，人身触电、线路绝缘层突然损害、线路接地故障等意外漏电。(4)在上述(2)的基础上，DPJ单片机7脚对当前线路漏电流进行实时(循环)检测，对实时检测的漏电流值进行存储，然后，用实时检测的漏电流值减去自然漏电流值，如果其差值小于30毫安的设定值，将继续实时检测，当实时检测的时间到达预先设定值时，实时检测到的漏电流值将替换已存储的自然漏电流值，作为新的自然漏电流值。(5)继续重复(1)、(2)、(3)、(4)的过程，此过程可有效防止由线路老化的自然漏电、一年四季空气湿度变化的自然漏电、南北方空气湿度变化的自然漏电而造成漏电保护装置的误动。
图3标号AC交流电源，DC直流电源，I相线，N中性线，L低频扼流线圈，C电容，TVS双极二极管，D二极管，DZ稳压二极管，R电阻，Q三极管，DPJ单片机，DF发光二极管，J分断器线圈，K分断器触头，G传感器。
该智能型漏电保护器的技术特点和功能(1)当相线发生接地故障时，则断开供电线路。
(2)当中性线发生接地并且电流超过30毫安时，则断开供电线路。
(3)当人身触电时，则断开供电线路。
(4)当线路绝缘层漏电达到一定程度，则断开线路。
(5)工作电压AC50V-AC380V。
(6)消耗功率小于1W。
(7)承受瞬态过电压冲击小于等于4.5KV。
该智能型漏电保护器的拓宽应用由于该技术方案里，有一路直接取自线路电压的采样端(实施例中的R60和D60)，单片机对该电压进行实时处理，可实现当线路电压超过设定的一个规定值时，则断开供电线路(称过电压保护)，也可实现当线路电压低于设定的一个规定值时，则断开供电线路(称欠电压保护)，因此，可以实现过欠电压保护。还可以，利用该技术方案里的测试电路与过载、短路保护器里的分断电路，两部分电路联合起来，可实现过载、短路、人身触电、接地、过电压、欠电压的一种综合保护。
该智能型漏电保护器具有较强的抗干扰能力该技术方案除通过区分线路自然漏电流与人身漏电流增加了抗干扰能力外，又通过电流采样信号与电压采样信号两路进行比较、分析增加抗干扰能力。由于单片机采样到的线路漏电流信号，是一个动态直流信号，即有上升沿、波峰、下降沿、波谷、频率等参数，同时，提供给单片机的线路电压信号也具有上升沿、波峰、下降沿和零等参数，通过两路信号参数的比较，可准确分辨容性漏电、感性漏电、阻性漏电、非50HZ漏电等属性，准确分辨漏电属性，可增加抗干扰能力。也为鉴相、鉴幅、鉴频、鉴相鉴幅的处理方式奠定了基础。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本方法发明形式上的限制，凡是根据本方法设计的技术方案，通过测试确实具有实时检测的漏电流值减去瞬时检测的漏电流值等于人身漏电流值的特征，可视为等同替换，均属于本发明技术方案。
权利要求1一种智能型漏电保护器，由电流传感器、放大器、单片机、分断器线圈、分断器触头、电源电路组成；其特征为，电流传感器的输出端连接在放大器的输入端，放大器的输出端连接在内置有AD转换器和程序的单片机的输入端，单片机的输出端连接在分断器线圈，分断器触头被串联在相线线路中，电源电路连接在放大器和单片机电路。
2根据权利要求1所述的智能型漏电保护器，其特征是单片机有两路输入端，一路输入端连接在放大器的输出端，另一路输入端连接在分断器触头的输出端。
3根据权利要求1所述的智能型漏电保护器，其特征是对线路电压直接降压整流稳压并输出两路电源，一路电源连接放大器和单片机电路，另一路电源连接分断器线圈电路。
专利摘要一种智能型漏电保护器，属于低压三类电器，为了解决当前漏电保护器不能区分线路自然漏电流和人身触电漏电流而发生误动的问题。由电流传感器、放大器、单片机、分断器线圈、分断器触头、辅助电源组成。其特征为，首先，在分断器触头接通线路时，由单片机瞬间检测线路中漏电流并存储该漏电流值，然后，实时检测线路中漏电流并存储该电流值，最后，由实时检测的漏电流值减去瞬时检测的漏电流值，如果差值大于30mA时，则断开线路，如果差值小于30mA时，则定期替换瞬间漏电流值。本发明能够只有在人身触电漏电流情况下，才能切断线路功能，并且工作电压范围宽，保护区域不留“死角”，可同其它保护功能联合使用等特点。
文档编号H01H83/14GK2857212SQ200420087580
公开日2007年1月10日 申请日期2004年9月2日 优先权日2004年9月2日
发明者张玉良, 文坚, 王杰华, 盛洁 申请人:薛小平