专利名称：一种供电断路器保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及供电设备技术领域，尤其涉及一种供电断路器保护电路。
背景技术：
目前，三相四线制输电方式有很多优点，但是当中性线出现接触不良、断 线等故障时，会使得中性线失去钳位作用，导致单相负荷侧的电压升高，这 对于单相用电设备有很大威胁，往往会造成单相用电设备烧毁甚至引起火灾。 同时为了对线路、用电设备进行保护，往往还需要断路器有过流、漏电保护 功能。
当前已知的供电断路器保护电路大都是由晶体管等元件组成的，电路功 能少、体积大、可靠性比较差，不能够对线路、用电设备提供全面的保护。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种具有电压、电流、漏电电流信号监测、控 制断电的供电断路器保护电路。
一种供电断路器保护电路，其中该供电断路器保护电路还包括电流采 样电路、电压采样电路、漏电采样电路、电源电路、信号处理电路、故障记 忆电路、脱扣器驱动电路，其中，电源电路的输出端连接信号处理电路、故 障记忆电路、脱扣器驱动电路的供电输入端，电流采样电路、电压采样电路、 漏电采样电路的信号输出端分别连接信号处理电路的电流采样信号输入端、 电压采样信号输入端、漏电采样信号输入端，信号处理电路的故障信息输出 端连接故障记忆电路的信号输入端，信号处理电路的断路控制信号输出端连 接脱扣器驱动电路的控制信号输入端。
所述的供电断路器保护电路，其中所述电流采样电路包括A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器，A相电流互感器、B相电流互感器、 C相电流互感器的初级绕组分别用于串接在供电线路的A相、B相、C相线 路中，A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器的次级绕组一端分 别接地、另一端分别连接信号处理电路电流采样信号输入端的A相、B相、C 相电流采样信号输入接脚。
所述的供电断路器保护电路，其中所述电压采样电路包括第一、第二、
第三整流桥，第一、第二、第三整流桥的输入端分别用于对应连接供电线路
的A相、B相、C相线路，第一、第二、第三整流桥的输出端分别连接信号 处理电路电压采样信号输入端的A相、B相、C相电压采样信号输入接脚。
所述的供电断路器保护电路，其中所述漏电采样电路包括零序互感器、 零序信号滤波放大电路，零序互感器输入端的A相、B相、C相、中性线接 脚分别连接供电线路的A相、B相、C相、中性线，零序互感器的输出端通 过零序信号滤波放大电路连接信号处理电路的漏电采样信号输入端。
所译的供电断路器保护电路，其中所述脱扣器驱动电路包括一开关三 极管，该开关三级管的基极连接信号处理电路的断路控制信号输出端，该开 关三级管的集电极连接电源电路的输出端，其发射极用于连接脱扣器的电源 输入端。
所述的供电断路器保护电路，其中所述信号处理电路包括一信号处理
器，该信号处理器采用C8051F001。
所述的供电断路器保护电路，其中所述故障记忆电路包括第一、第二、
第三RS触发器，故障查看电路，过流、过压、漏电跳闸指示灯，第一、第二、 第三RS触发器的信号输入端分别对应连接信号处理电路故障信息输出端的 过流、过压、漏电故障信号输出接脚，第一、第二、第三RS触发器的信号输 出端分别对应连接过流、过压、漏电跳闸指示灯的负极，过流、过压、漏电 跳闸指示灯的正极连接故障査看电路的信号输出端。所述的供电断路器保护电路，其中所述故障查看电路包括供电电路和 故障查看按钮，故障查看按钮一端连接供电电路输出端、另一端同时连接所 述过流、过压、漏电跳闸指示灯的正极。
本实用新型采用上述技术方案将达到如下的技术效果
本实用新型的供电断路器保护电路，通过电流采样电路、电压采样电路、 漏电采样电路分别采集供电线路各相线路的电流、电压、漏电信号，并将采 集到的电流、电压、漏电信号输送到信号处理电路进行分析、判断，信号处 理电路处理后，如果有过电流、过电压或/和漏电超标，将发出控制信号控制 脱扣器驱动电路驱动脱扣器脱扣，断开供电线路，以保护用电设备的安全。
相比现有的供电断路器保护装置，功能更多、可i性高，能够对线路、用电
设备提供全面的保护；另外，信号处理电路还可采用单片机，使得供电断路
器保护电路体积更小、可靠性更高。
图1为本实用新型供电断路器保护电路的电路原理图。
具体实施方式
实施例
本实用新型供电断路器保护电路如图1所示，.包括断路器(图中未示出)， 断路器包括脱扣器(TQ)，该供电断路器保护电路还包括电流采样电路、电压 采样电路、漏电采样电路、电源电路、信号处理电路、故障记忆电路、脱扣 器驱动电路，其中，电源电路的输出端连接信号处理电路、故障记忆电路、 脱扣器驱动电路的供电输入端，电流采样电路、电压采样电路、漏电采样电 路的信号输出端分别连接信号处理电路的电流采样信号输入端、电压采样信 号输入端、漏电采样信号输入端，信号处理电路的故障信息输出端连接故障 记忆电路的信号输入端，信号处理电路的断路控制信号输出端连接脱扣器驱 动电路的控制信号输入端。所述电流采样电路包括A相电流互感器CT1、 B相电流互感器CT2、 C 相电流互感器CT3， A相电流互感器CT1、 B相电流互感器CT2、 C相电流互 感器CT3的初级绕组分别串接在三相四线制供电线路的A相、B相、C相线 路中，A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器的次级绕组两端分 别并接负载电阻R8、 RIO、 R12， A相电流互感器CT1、 B相电流互感器CT2、 C相电流互感器CT3的次级绕组的第一端分别接地、第二端分别通过限流电 阻R7和导向二极管D4、限流电阻R9和导向二极管D5、限流电阻R11和导 向二极管D6连接信号处理芯片IC2(采用C8051F001)的9、 10、 11脚(接脚 AIN5、 AIN6、 AIN7);电流信号经信号处理芯片IC2进行逻辑判断后，如果 需要跳闸，则从其35脚(P0.2接脚)输出信号至脱扣器驱动电路中开关三极 管Q1的基极，使开关三极管Q1导通，脱扣器TQ的线圈得电，脱扣动作， 使得断路器跳闸，供电线路断电，同时，信号处理芯片IC2的过电流信号输 出接脚29脚(Pl.l脚)输出过电流信号至由两或非门芯片IC3C、 IC3D构成 的第一 RS触发器的输入端，由第一 RS触发器对该过电流跳闸信号进行记忆。
A相电流互感器CT1、 B相电流互感器CT2、 C相电流互感器CT3的次 级绕组的第二端还分别通过二极管Dl、 D2、 D3连接电源电路中直流稳压器 ICO的第二输入端VCC2;电源电路中直流稳压器ICO的第一输入端通过二极 管D7、 D8、 D9连接三相供电线路的A、 B、 C相线路；电源电路中直流稳压 器ICO将第一或第二输入端输入的信号转换成+5V电压经器输出端VCC1输 出至信号处理芯片IC2的供电接脚23脚、脱扣器驱动电路中开关三极管Ql 的集电极、故障记忆电路中整流二极管Dll的正极。
电阻R1、R4串联构成A相线路电压采集电路的A相分压电路，电阻R1、 R4的中间接点连接第一整流桥BRIDGE1的输入端1脚；电阻R2、 R5串联 构成B相线路电压采集电路的B相分压电路，电阻R2、 R5的中间接点连接 第二整k桥BRIDGE2的输入端1脚；电阻R3、 R6串联构成C相线路电压采集电路的C相分压电路，电阻R3、 R6的中间接点连接第三整流桥BRIDGE3 的输入端l脚；A相、B相、C相分压电路的一端分别对应连接三相供电线路 的A、 B、 C相线路，A相、B相、C相分压电路的另一端均连接中性线N; 第一、第二、第三整流桥BRIDGE1、 BRIDGE1、 BRIDGE3的输入端3脚连 接中性线N，其输出端4脚均接地，其输出端2脚分别经电容C12、 C13、 C14 滤波后连接信号处理芯片IC2的6、 7、 8脚(AIN1、 AIN2、 AIN3脚)；输入 的电压信号经信号处理芯片IC2进行逻辑判断后，如果需要跳闸，则从信号 处理芯片IC2的35脚(P0.2脚)输出信号至脱扣器驱动电路中开关三极管 Ql的基极，驱动开关三极管Q1导通，使脱扣器.TQ线圈上电，使得断路器 跳闸；同时，信号处理芯片IC2的过电压信号输出接脚30脚(P1.0脚)输出 过电压信号至由两或非门芯片IC3A、 IC3B构成的第二 RS触发器的输入端， 由第二 RS触发器对该过电流跳闸信号进行记忆。
零序互感器CT4的四个输入接脚分别对应连接三相四线制供电线路的A、 B、 C、 N相线路，其连接输出端连接集成电路IC1 (采用型号为54123)的信 号输入端1脚，电阻R13、 R14是集成电路IC1的外围偏置电阻，电容C4、 C5、 C6、 C7是集成电路IC1的外围滤波电容，它们和集成电路IC1共同构成 零序信号滤波放大电路；若有漏电信号，零序互感器CT4输出相应信号，该 信号再经所述零序信号滤波放大电路进行滤波、放大后送至信号处理芯片IC2 的5脚(AN1脚)，由信号处理芯片IC2进行逻辑判断；如果需要跳闸，则从 信号处理芯片IC2的35脚(P0.2脚)输出信号驱动开关三极管Ql导通，使 脱扣器TQ线圈上电，使得断路器跳闸；同时，信号处理芯片IC2的28脚(P1.2 脚)输出漏电信号至由两或非门芯片IC4A、 IC4B构成的第三RS触发器的输 入端，由第三RS触发器对该漏电跳闸信号进行记忆。RS触发器的以为现有 成熟技术，这里不再赘述其具体记忆的原理和工作过程。
此外，故障记忆电路还包括故障查看电路、故障显示指示灯和复位电路，其中，故障显示指示灯包括过压跳闸指示灯D13、过流跳闸指示灯D14、漏 电跳闸指示灯D15，过压跳闸指示灯D13、过流跳闸指示灯D14、漏电跳闸 指示灯D15的正极均连接故障査看电路的输出端，三者负极分别通过分压电 阻R23、 R24、 R25对应连接在第二、第一、第三RS触发器的输出端；故障 查看电路包括故障查看按钮AN2、第一整流二极管D11、第二整流二极管D12， 第一整流二极管Dll的正极连接电源电路的输出端VCC1，第二整流二极管 D12的正极连接电池组BATTERY,第一、第二整流二极管Dll、 D12的负极 均通过故障查看按钮AN2连接过压跳闸指示灯D13、过流跳闸指示灯D14、 漏电跳闸指示灯D15的正极；需要査看故障时，接通故障査看按钮AN2，电 源电路的输出端VCC1或电池组BATTERY输出电至过压跳闸指示灯D13、 过流跳闸指示灯D14、漏电跳闸指示灯D15的正极，如果出现过压、过流或 漏电情况时，相应的第二、第一、第三RS触发端记忆后将一直输出低电平信 号，在过压跳闸指示灯D13、过流跳闸指示灯D14或漏电跳闸指示灯D15上 形成压差，相应的指示灯就会发亮指示。所述复位电路包括一复位按钮AN1， 复位按钮AN1 —端连接电源电路的输出端VCC1，复位按钮AN1另一端均连 接第一、第二、第三RS触发器的复位端， 一旦接通复位按钮AN1，第一、 第二、第三RS触发器的复位端接收到高电平信号，以前的记忆即消失，回复 为初始状态。
综上，本实用新型的供电断路器保护电路由电流采样电路、电压采样电 路、漏电采样电路采集相应信号，由信号处理芯片进行逻辑判断，电路功能 全面、体积小巧、可靠性高，能够对三相四线制供电线路以及连接在该供电 线路上的用电设备提供全面的保护。
权利要求1、一种供电断路器保护电路，其特征在于该供电断路器保护电路还包括电流采样电路、电压采样电路、漏电采样电路、电源电路、信号处理电路、故障记忆电路、脱扣器驱动电路，其中，电源电路的输出端连接信号处理电路、故障记忆电路、脱扣器驱动电路的供电输入端，电流采样电路、电压采样电路、漏电采样电路的信号输出端分别连接信号处理电路的电流采样信号输入端、电压采样信号输入端、漏电采样信号输入端，信号处理电路的故障信息输出端连接故障记忆电路的信号输入端，信号处理电路的断路控制信号输出端连接脱扣器驱动电路的控制信号输入端。
2、 如权利要求l所述的供电断路器保护电路，其特征在于所述电流采样 电路包括A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器，A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器的初级绕组分别用于串接在供电线路的A 相、B相、C相线路中，A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器的 次级绕组一端分别接地、另一端分别连接信号处理电路电流采样信号输入端的A 相、B相、C相电流采样信号输入接脚。
3、 如权利要求l所述的供电断路器保护电路，其特征在于所述电压采样 电路包括第一、第二、第三整流桥，第一、第二、第三整流桥的输入端分别用 于对应连接供电线路的A相、B相、C相线路，第一、第二、第三整流桥的输 出端分别连接信号处理电路电压采样信号输入端的A相、B相、C相电压采样 信号输入接脚。
4、 如权利要求1所述的供电断路器保护电路，其特征在于所述漏电采样 电路包括零序互感器、零序信号滤波放大电路，零序互感器输入端的A相、B 相、C相、中性线接脚分别连接供电线路的A相、B相、C相、中性线，零序 互感器的输出端通过零序信号滤波放大电路连接信号处理电路的漏电采样信号输入端。
5、 如权利要求l所述的供电断路器保护电路，其特征在于所述脱扣器驱 动电路包括一开关三极管，该开关三级管的基极连接信号处理电路的断路控制 信号输出端，该开关三级管的集电极连接电源电路的输出端，其发射极用于连 接脱扣器的电源输入端。
6、 '如权利要求1至5任一项所述的供电断路器保护电路，其特征在于所述信号处理电路包括一信号处理器，该信号处理器采用C8051F001。
7、 如权利要求1至5任一项所述的供电断路器保护电路，其特征在于所 述故障记忆电路包括第一、第二、第三RS触发器，故障査看电路，过流、过压、 漏电跳闸指示灯，第一、第二、第三RS触发器的信号输入端分别对应连接信号 处理电路故障信息输出端的过流、过压、漏电故障信号输出接脚，第一、第二、 第三RS触发器的信号输出端分别对应连接过流、过压、漏电跳闸指示灯的负极， 过流、过压、漏电跳闹指示灯的正极连接故障查看电路的信号输出端。
8、 如权利要求7所述的供电断路器保护电路，其特征在于所述故障查看 电路包括供电电路和故障査看按钮，故障査看按钮一端连接供电电路输出端、 另一端同时连接所述过流、过压、漏电跳闸指示灯的正极。
专利摘要一种供电断路器保护电路，其中该供电断路器保护电路还包括电流采样电路、电压采样电路、漏电采样电路、电源电路、信号处理电路、故障记忆电路、脱扣器驱动电路，其中，电源电路的输出端连接信号处理电路、故障记忆电路、脱扣器驱动电路的供电输入端，电流采样电路、电压采样电路、漏电采样电路的信号输出端分别连接信号处理电路的电流采样信号输入端、电压采样信号输入端、漏电采样信号输入端，信号处理电路的故障信息输出端连接故障记忆电路的信号输入端，信号处理电路的断路控制信号输出端连接脱扣器驱动电路的控制信号输入端。相比现有供电断路器保护装置，功能多、可靠性高，能对线路、用电设备提供全面保护。
文档编号H02H3/26GK201378730SQ200820230830
公开日2010年1月6日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者卢松富, 伟 方, 圈 王, 王金磊, 赵来红, 黄启忠 申请人:河南省电力公司新乡供电公司