一种剩余电流断路器的制作方法

本实用新型涉及一种低压电网漏电检测技术领域，尤其涉及一种剩余电流断路器的电流漏电断开的方法，可判断人畜触电和漏电设备在投切时产生的突变漏电。

背景技术：

《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001规定：农村低压电网应装设剩余电流总断路器和剩余电流末级断路器。而现有的剩余电流断路器均不能正确识别人畜触电和漏电设备在投切时产生的突变漏电，只要在线路上的漏电电流达到一定值时，剩余电流断路器就会动作而断开电源。而农村低压电网的漏电绝大部分均为漏电设备在投切时造成的，人畜触电造成的剩余电流总断路器动作停电微乎其微，这样势必造成不必要的停电次数，增加发停电时间，降低了供电可靠率。客户反映“频繁停电”的工单数量时有发生，直接影响了供电企业形象。由于现有的农村公用变低压配电箱剩余电流保护装置不能正确识别人畜触电漏电和漏电设备投切时产生的漏电，农村供电所运行维护人员对因漏电产生的“频繁停电”只有依靠在量的人力、物力、财力去反复送电。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：现有的剩余电流断路器均不能正确识别人畜触电和漏电设备在投切时产生的突变漏电，只要在线路上的漏电电流达到一定值时，剩余电流断路器就会动作而断开电源。

为了解决以上问题，本实用新型提供的具体技术方案是：一种剩余电流断路器的电流漏电断开的方法，包括如下步骤：

1)漏电电流检测步骤，检测流经被测试电线的漏电电流；

2)漏电电流检测信号的信号调理步骤，对所检测的漏电电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；

3)负荷电流检测步骤，检测流经被测试电线中的负荷电流；

4)负荷电流检测信号的调理步骤，所检测的负荷电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；

5)预设值的设置步骤，设置预设值，所述预设值包括第一电压阈值和第二电压阈值；

6)判断步骤，a、连续接收经调理后的漏电电流检测信号且监测任意两个相邻时刻T_m和T_m+1的漏电电压值；b、连续接收经调理后的负荷电流检测信号且监测两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值，计算两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值的变化值N；c、当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值不发生变化，且T_m时刻的漏电电压值小于第一电压阈值时，判定没有发生漏电电流，不发出断路器动作信号；当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值发生变化，且T_m时刻的漏电电压值不小于第一电压阈值时，如果负荷电压值的变化值N不小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因设备投切而产生，不发出断路器动作信号；如果负荷电压值的变化值N小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因人畜触电而产生，发出断路器动作信号；

7)断路步骤，根据断路器动作信号，断开被测试的电线。

进一步地，包括，通信步骤，将调理后的漏电电流检测信号和负荷电流检测信号通过有线通信方式或者无线通信方式进行传输。可实现检测端和断路器设置在被检测电路的不同位置，可适应不同的安装环境，无线通信更能实现远程监控。

一种剩余电流断路器，包括：漏电电流检测电路单元，其配置为检测流经被测试电线中的漏电电流；第一信号调理电路单元，其配置为将所检测的漏电电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；负荷电流检测电路单元，其配置为检测流经被测试电线中的负荷电流；第二信号调理电路单元，其配置为将所检测的负荷电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；预设值设置电路单元，其配置为设置预设值，所述预设值包括第一电压阈值和第二电压阈值；控制电路单元，其配备为：a、连续接收经调理后的漏电电流检测信号且监测任意两个相邻时刻T_m和T_m+1的漏电电压值；b、连续接收经调理后的负荷电流检测信号且监测两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值，计算两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值的变化值N；c、当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值不发生变化，且T_m时刻的漏电电压值小于第一电压阈值时，判定没有发生漏电电流，不发出断路器动作信号；当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值发生变化，且T_m时刻的漏电电压值不小于第一电压阈值时，如果负荷电压值的变化值N不小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因设备投切而产生，不发出断路器动作信号；如果负荷电压值的变化值N小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因人畜触电而产生，发出断路器动作信号；断路单元，根据断路器动作信号，断开被测试的电线，所述漏电电流检测电路单元与第一信号调理电路单元连接，所述负荷电流检测电路单元与第二信号调理电路单元连接，所述第一信号调理电路单元和第二信号调理电路单元分别与控制电路单元通讯连接，所述预设值设置电路单元与控制电路单元连接，所述控制电路单元与断路单元连接，所述断路单元为剩余电流断路器本体。

进一步地，包括：通信电路单元，所述通信电路单元包括第一单片机、第一无线通信模块、蓄电池和第二无线通信模块，所述第一无线通信模块与第一单片机连接，所述第一信号调理电路单元和第二信号调理电路单元分别与第一单片机连接，所述蓄电池给第一单片机和第一无线通信模块供电，所述第二无线通信模块与控制电路单元连接。

进一步地，所述预设值设置电路单元采用按键模块和显示屏，所述按键模块和显示屏分别与控制电路单元连接。

进一步地，所述控制电路单元可采用单片机最小工作系统，且与剩余电流断路器本体中的控制电路通讯连接。

进一步地，所述控制电路单元为剩余电流断路器本体中的控制电路，使得结构更少，降低成本。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、采用双鉴漏电保护技术，360°无死区检测到电网中的突变漏电信号，并同时检测电网中的相线路负荷电流，克服了电网中因变频设备起动时引起的漏电跳闸。2、该装置有带电自动检测功能，减少了因保护器自身检测停电次数，并将检测时间定在线路负荷电流最低时，提高了供电质量。3、大大减少了供电所报修人员的工作量，缩短了停电时间和缩小了停电范围，提高了供电可靠率。

附图说明

图1所示为本实用新型的方法流程图。

图2所示为本实用新型中断路器的方框图。

图3所示为本实用新型中具有无线通信功能的断路器的方框图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加清楚，下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。

目前农村低压电网的漏电绝大部分均为漏电设备在投切时造成的，人畜触电造成的剩余电流总断路器动作停电微乎其微，这样势必造成不必要的停电次数，增加发停电时间，降低了供电可靠率。由于现有的农村公用变低压配电箱剩余电流保护装置不能正确识别人畜触电漏电和漏电设备投切时产生的漏电，农村供电所运行维护人员对因漏电产生的“频繁停电”只有依靠在量的人力、物力、财力去反复送电。因此，本实用新型提供了一种剩余电流断路器的电流漏电断开的方法，包括如下步骤：参考图1；

1)漏电电流检测步骤，检测流经被测试电线的漏电电流；

2)漏电电流检测信号的信号调理步骤，对所检测的漏电电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；

3)负荷电流检测步骤，检测流经被测试电线中的负荷电流；

4)负荷电流检测信号的信号调理步骤，所检测的负荷电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；

5)预设值的设置步骤，设置预设值，所述预设值包括第一电压阈值和第二电压阈值；

6)判断步骤，a、连续接收经调理后的漏电电流检测信号且监测任意两个相邻时刻T_m和T_m+1的漏电电压值；b、连续接收经调理后的负荷电流检测信号且监测两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值，计算两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值的变化值N；c、当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值不发生变化，且T_m时刻的漏电电压值小于第一电压阈值时，判定没有发生动作漏电电流，不发出断路器动作信号；当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值发生变化，且T_m时刻的漏电电压值不小于第一电压阈值时，如果负荷电压值的变化值N不小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因设备投切而产生，不发出断路器动作信号；如果负荷电压值的变化值N小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因人畜触电而产生，发出断路器动作信号；

正常情况下，被测试电线的漏电电流为零或者很小很小，可以视为零，T_m时刻的漏电电压为零，而下一刻T_m+1时刻的漏电电流突然出现或者增加，至实施环境下标准的漏电动作电流值，下一刻T_m+1时刻的漏电电压大于等于第一电压阈值时，则判定没有达到漏电电流动作值，不发出断路器动作信号；线路中产生实施环境下标准的漏电动作电流经检测和信号调理后得到的漏电电压值设定为第一电压阈值。

正常情况下，T_m时刻的负荷电流取决于被测线路中的负荷容量，当设备切换时，势必引起被测线路只能怪的负荷容量的变化，负荷电流会发生变化，而人畜触电对负荷电流的影响很小很小，可根据切换最小容量的设备所引起的负荷电流最小变化，经信号调理后可得到最小负荷电压变化值，将该最小负荷电压变化值设定为第二电压阈值，如果负荷电压值的变化值N不小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因设备投切而产生，不发出断路器动作信号；如果负荷电压值的变化值N小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因人畜触电而产生，发出断路器动作信号。

7)断路步骤，根据断路器动作信号，断开被测试的电线。

以上漏电断路方法中，采用双鉴漏电保护技术，360°无死区检测到电网中的突变漏电信号，并同时检测电网中的相线路负荷电流，克服了电网中因变频设备起动时引起的漏电跳闸。2、该装置有带电自动检测功能，减少了因保护器自身检测停电次数，并将检测时间定在线路负荷电流最低时，提高了供电质量。3、大大减少了供电所报修人员的工作量，缩短了停电时间和缩小了停电范围，提高了供电可靠率。

在上述技术方案的基础上，还包括，通信步骤，将调理后的漏电电流检测信号和负荷电流检测信号通过有线通信方式或者无线通信方式进行传输。可实现检测端和断路器设置在被检测电路的不同位置，可适应不同的安装环境，无线通信更能实现远程监控。

基于以上漏电电流断路方法，本申请提供了一种剩余电流断路器，包括：参考图2和图3；

漏电电流检测电路单元，其配置为检测流经被测试电线中的漏电电流；其采用电流互感器式传感器(简称为“第一CT传感器”)，所述第一CT传感器被夹在被测试的整个电线A上以检测流经被测试电线中的漏电电流I1。

第一信号调理电路单元，其配置为将所检测的漏电电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；其包括放大器、低通滤波器、AD转换器，放大器，用于将CT传感器所检测到的漏电电流I1转换为电压并且将转换得到电压V1放大(下面成为“第一转换电压”)；低通滤波器滤除第一转换电压中的谐波分量，AD转换器将滤除了谐波分量的第一转换电压进行数字转换，以便控制电路单元处理。

负荷电流检测电路单元，其配置为检测流经被测试电线中的负荷电流I2；其采用电流互感器式传感器(简称为“第二CT传感器”)，所述第二CT传感器被夹在被测试的一根相线上以检测流经被测试的一个相线中的负荷电流I2。

第二信号调理电路单元，其配置为将所检测的负荷电流转换成电压且对该电压进行放大、滤谐波和数字化处理；其包括放大器、低通滤波器、AD转换器，放大器，用于将CT传感器所检测到的漏电电流I转换为电压并且将转换得到电压V2放大(下面成为“第二转换电压”)；低通滤波器滤除第二转换电压中的谐波分量，AD转换器将滤除了谐波分量的第二转换电压进行数字转换，以便控制电路单元处理。

预设值设置电路单元，其配置为设置预设值，所述预设值包括第一电压阈值和第二电压阈值；可将线路中流经实施环境下标准的漏电动作电流，经检测和信号调理后得到的漏电电压值设定为第一电压阈值。可根据切换最小容量的设备所引起的负荷电流最小变化，经信号调理后可得到最小负荷电压变化值，将该最小负荷电压变化值设定为第二电压阈值；

控制电路单元，其配备为：a、连续接收经调理后的漏电电流检测信号且监测任意两个相邻时刻T_m和T_m+1的漏电电压值；b、连续接收经调理后的负荷电流检测信号且监测两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值，计算两个相邻时刻T_m和T_m+1的负荷电压值的变化值N；c、当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值不发生变化，且T_m时刻的漏电电压值小于第一电压阈值时，判定没有发生漏电电流，不发出断路器动作信号；当T_m+1时刻的漏电电压值相对于T_m时刻的漏电电压值发生变化，且T_m时刻的漏电电压值不小于第一电压阈值时，如果负荷电压值的变化值N不小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因设备投切而产生，不发出断路器动作信号；如果负荷电压值的变化值N小于第二电压阈值，则判定漏电电流已发生且漏电电流因人畜触电而产生，发出断路器动作信号；断路单元，根据断路器动作信号，断开被测试的电线，所述漏电电流检测电路单元与第一信号调理电路单元连接，所述负荷电流检测电路单元与第二信号调理电路单元连接，所述第一信号调理电路单元和第二信号调理电路单元分别与控制电路单元通讯连接，所述预设值设置电路单元与控制电路单元连接，所述控制电路单元与断路单元连接，所述断路单元为剩余电流断路器本体。

在上述技术方案的基础上，包括：通信电路单元，如图3所示，所述通信电路单元包括第一单片机、第一无线通信模块、蓄电池和第二无线通信模块，所述第一无线通信模块与第一单片机连接，所述第一信号调理电路单元和第二信号调理电路单元分别与第一单片机连接，所述蓄电池给第一单片机和第一无线通信模块供电，所述第二无线通信模块与控制电路单元连接，第一无线通信模块和第二无线通讯模块可采用wifi模块、蓝牙模块或者射频模块等等。

具体地，所述预设值设置电路单元采用按键模块和显示屏，所述按键模块和显示屏分别与控制电路单元连接。本质上预设值设置电路单元是由交互面板完成的，也可以采用触摸式面板。

优选地，所述控制电路单元可采用单片机最小工作系统，且与剩余电流断路器本体中的控制电路通讯连接。单片机最小工作系统包括单片机及其外围电路，此为成熟的现有技术，再次不在赘述。

优选地，所述控制电路单元为剩余电流断路器本体中的控制电路，使得结构更少，降低成本，如果做成一个整体的产品，只需要将漏电电流检测电路单元、负荷电流检测电路单元、第一信号调理电路单元和第二信号调理电路单元和预设值设置电路单元集中安装在现有的剩余电流断路器上。如果分为检测端和断路端，则可采用无线传输模式，将漏电电流检测电路单元、负荷电流检测电路单元、第一信号调理电路单元、第二信号调理电路单元和通信电路单元中的第一单片机、第一无线通信模块、蓄电池作为一个检测产品，而第二无线通信模块和设值设置电路单元集中安装在现有的剩余电流断路器上。

需要说明的是，断路器中的模块和元部件均匀现有技术，可以在市场上根据需要买到相应的产品，或者本领域技术人员可利用公知常识简单设计而出，本实用新型重点描述的是整体的结构。

最后应说明的是：上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，对于本技术领域的普通技术人员依然可以对实施例所阐述的技术方案进行修改，而对本实用新型做出的任何修改和改变也应视为本实用新型的保护范围。