专利名称：低压线路安全用电自动监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力安全保护技术领域。
随着国民经济的高速发展，安全用电越来越受到全社会的重视。目前国内市场上推行的几种触漏电保护器属低档产品，普遍存在着功能单调、工作不可靠、灵敏度低、稳定性差等缺点；国内虽已有用单板机控制的较高档次产品，但价格太高，抗干扰能力差，很难满足国内用户的需求。
本实用新型的目的是设计一种出单片机芯片控制的功能齐全、灵敏度较高、工作稳定可靠、具有较高的抗干扰能力、价格合适的实用产品，以满足低压配电线路的安全保护要求。
本装置包括数据处理与控制电路、触/漏电信号采样电路、电压/电流采样电路、输出驱动电路和稳压电源电路五部分。数据处理与控制电路包括与触/漏电信号采样电路、电压/电流采样电路的输出端相联接由A/D转换集成器件构成的模一数转换电路，与模一数转换电路的输出端相联接由单片计算机芯片及晶振电路、自动复位电路构成的主机电路，与主机电路一组输出端相联接由反相器、电阻及数码管组成的数值显示电路；触/漏电信号采样电路包括与电源负载线路相耦合由零序互感器及与零序互感器相联接由集成运放、二极管、电阻、电容组成的触/漏电信号放大与整流滤波电路，与触/漏电信号放大与整流电路的输出端相联接由两个集成运放及电阻、电容、二极管组成的触电信号放大输出电路，与触/漏电信号放大与整流滤波电路的输出端相联接由集成运放及电阻、电容、二极管组成的漏电信号放大输出电路；电压/电流采样电路包括与三相220V交流电相联接由三个降压变压器、二极管、电阻、电容组成的电压采样电路，与电源火线相耦合由三个电流互感器及电阻、电容、二极管组成的电流采样电路；输出驱动电路包括与主机电路的输出端口相联接由非门反相器、晶体管隔离放大器、功率集成开关电路、控制继电器组成的送电信号驱动电路，与主机电路的输出端口相联接由非门反相器、晶体管隔离放大器、功率集成开关电路和控削继电器组成的停电信号驱动电路，与停电信号驱动电路的输出端相联接由晶体管开关电路、可控硅控制电路以及由两片555电路、电阻、电容、三极管、扬声器组成的报警信号发生电路，与主机电路的输出端口相联接由非门反相电路、发光二极管、电阻组成的故障信号指示电路；稳压电源电路包括与220V交流电相联接由降压变压器、整流桥B1、B2和电容组成的整流滤波电路，与整流桥B1相联接由稳压集成电路及电容组成的第一稳压电路，与第一稳压电路相串联由稳压集成电路及电容组成的第二稳压电路，与整流桥B2相联接由稳压集成电路及电容组成的第三稳压电路。
本装置在数据处理与控制电路的主机电路中，固化有专门的8751计算机软件程序，以完成数据储存、数据转换、数据运算及控制信号的输入、输出工作。
本实用新型在软、硬件的共同作用下，取得了功能全、抗干扰能力强、灵敏度离、可靠性好的效果，其主要性能如下一.电压监控当处于正常电压范围时，面板上轮流显示三相电压数值；若某相电压高出其上限值或低于其下限值时，立即断电报警，并显示该相的电压值。
二.电流监控当处于正常电流范围时，面板上轮流显示三相电流值；若某相电流超出其上限值时，立即断电、报警，并显示该相的电流值。
三.电流反时限特性当电流值虽未超出其上限值，但已超出国家规定的正常负荷电流范围时，应延时相应的时间后断电、报警，并显示其电流数值，整个过程呈现反时限特性。
四.触电保护当第一次触电信号到来时(电流≥30MA)，断电、报警并延时20秒后自动送电一次；当第二次触电信号到来时，断电、报警，不再自动送电。
五.漏电保护当漏电电流超出规定范围时，延时断电、报警，延时时间与漏电电流呈反时限特性。
六.故障指示当发生过压、欠压、过流、漏电、触电情形之一时，在断电、报警的同时，面板上相应的故障指示灯点亮，指示故障原因。
附图给出了本实用新型的实施例，其工作原理将结合附图加以说明，其中
图1是实施例的方框图；图2是数据处理与控制电路原理图；图3是触/漏电信号采样电路原理图；图4是电压/电流采样电路原理图；图5是输出驱动电路原理图；图6是稳压电源电路原理图。
在本实施例中，低压线路安全用电自动监控装置包括数据处理与控制电路(1)、触/漏电信号采样电路(2)、电压/电流采样电路(3)、输出驱动电路(4)和稳压电源电路(5)五部分。数据处理与控制电路(1)包括与触/漏电信号采样电路(2)的输出端IN7～IN8以及电压/电流采样电路(3)的输出端IN1～IN6相联接由A/D转换集成器件2IC1组成的模一数转换电路(6)，与模/数转换电路(6)的输出端相联接由单片计算机芯片2IC2、晶振CY、电容2C1、、2C2、2C3、电阻2R0以及非门G1组成的主机电路(7)，与主机电路2R1、2R2、2R3、2R4、2R5、2R6、2R7的一组输出端口相联接由反相器2IC3、2IC4、电阻及数码管DU1、DU2、DU3、DU4、DU5组成的数值显示电路(8)；触/漏电信号采样电路(2)包括与电源负载电路相耦合由零序互感器4L1、与4L1相联接由集成运放4A1及二极管4D1、4D2、4D3、4D4、电阻4R1、4R2、4R3、4R4、4R5、4R6、电容4C1、4C2组成的触/漏电信号放大与整流滤波电路(9)，与触/漏电信号放大与整流滤波电路(9)的输出端相联接由集成运放4A2、4A3及电阻4R9、4R10、4R11、4R12、4R17、4R18、4R18、电容4C4、二极管4D6、4D7、4Z1、电位器4W1、4W3组成的触电信号放大输出电路(10)，与触/漏电信号放大与整流滤波电路(9)的输出端相联接由集成运放4A4及、电阻4R7、4R8、4R13、4R20、4R16、二极管4D5、4D8、4Z2、4Z3、电容4C3、4C6、4C7、电位器4W2、4W4组成的漏电信号放大输出电路(11)；电压/电流采样电路(3)包括与三相220V交流电相联接由三个降压变压器3TR1、3TR2、3TR3及二极管3D1、3D2、3D3、电容3C1、3C2、3C3、电位器3W1、3W2、3W3、组成的电压采样电路(12)，与电源火线相耦合由三个电流互感器3L1、3L2、3L3及二极管3D4、3D5、3D6、电容3C4、3C5、3C6、电位器3W4、3W5、3W6组成的电流采样电路(13)；输出驱动电路(4)包括与主机电路(7)的输出端口201相联接由反相器G2、5R1、隔离放大器5T1、5R2、5R3、5R4、5C1、功率开关电路5IC1、5DZ1、5DZ2、5R5、5R6、5C2、5C3以及控制继电器J1、5D1组成的送电信号驱动电路(14)，与主机电路(7)的输出端口202相联接由反相器G3、5R7、隔离放大器5T2、5R8、5R9、5R10、5R11、5C4、功率开关电路5IC2、5C5、5D23以及控制继电器J2、5D2组成的停电信号驱动电路(15)，与停电信号驱动电路相联接由晶体管开关5T3、5R12、5R13、5C6、可控硅控制电路5V1、5C7及5IC3、5IC4、5T4、5R14、5R15、5R16、5R17、5R18、5C8、5C9、5C10、5C11、SP组成的报警信号发生电路(16)，与主机电路(7)的输出端203～207相联接由非门G4、G5、G6、G7、G8发光二极管5L1、5L2、5L3、5L4、5L5、电阻5R20～5R29组成的故障信号指示电路(17)；稳压电源电路(5)包括与220V交流电相联接由变压器6TR1，整流桥B1、B2及6C1、6C2组成的整流滤波电路(18)，与整流滤波电路(18)的B1端相联接由6IC1、6C2组成的第一稳压电路(19)，与第一稳压电路(19)相串联由6IC2、6C3组成的第二稳压电路(20)，与整流滤波电路(18)的B2端相联接由6IC3、6C5组成的第三稳压电路(21)。
在数据处理与控制电路(1)的主机电路(7)中，固化有专门的8751计算机软件程序，以完成数据储存、数据转换、数据运算以及控制信号的输入、输出工作。
整个装置的工作原理如下开启电源，主机电路(7)送一个控制信号至送电信号控制电路(14)，使继电器J1吸合接通交流接触器，给用户送电。其后，通过采样电路(2)和(3)对线路的电压、电流及触漏电情况进行检测，检测的数据送至数据处理与控制电路(1)进行处理。若属正常范围时，由主机电路(7)送出控制信号至输出驱动电路(4)，切断负载、报警，并由故障指示电路(17)指示故障原因。
本实施例中，电路的主要元器件选择如下代号 名称 型号2IC1 A/D转换芯片 ADC08092IC2 单片机芯片 87C512IC3/2IC4反相器 74LS073TE1～2TR2 变压器 220V/6V3L1～3L3 电流互感器 160A/5V3D1～3D6 二极管 1N40014A1～4A4 集成运放 LM3244D1～4D8 三极管 1N41484L1 零序互感器 专用型5IC1/5IC2集成开关 TWH87785T1～5T3 三极管 90135T4 三极管 9012G1～G8 与非门 CD40115V1 单向可控硅 1A/400V5IC3/5IC4时基集成电路 NE555J1 继电器 J2C-14FJ2 继电器 HG41236TV1 变压器 220V/124V6IC1～6IC3 三端稳压器 78系列B1/B2整流桥 2A/100V
权利要求1.一种低压线路安全用电自动监控装置，其特征是包括数据处理与控制电路(1)、触/漏电信号采样电路(2)、电压/电流采样电路(3)、输出驱动电路(4)和稳压电源电路(5)五部分；数据处理与控制电路(1)包括与触/漏电信号采样电路(2)、电压/电流采样电路(3)的输出端相联接由A/D转换集成器件构成的模—数转换电路(6)，与模—数转换电路(6)的输出端相联接由单片计算机芯片及晶振电路、自动复位电路构成的主机电路(7)，与主机电路(7)的一组输出端相联接由反相器、电阻及数码管组成的数值显示电路(8)；触/漏电信号采样电路(2)包括与电源负载线路相耦合由零序互感器及与零序互感器相联接由集成运放、二极管、电阻、电容组成的触/漏电信号放大与整流滤波电路(9)，与触/漏电信号放大与整流电路(9)的输出端相联接由两个集成运放及电阻、电容、二极管组成的触电信号放大输出电路(10)，与触/漏电信号放大与整流滤波电路(9)的输出端相联接由集成运效及电阻、电容、二极管组成的漏电信号放大输出电路(11)；电压/电流采样电路(3)包括与三相220V交流电相联接由三个降压变压器、二极管、电阻、电容组成的电压采样电路(12)，与电源火线相耦合由三个电流互感器及电阻、电容、二极管组成的电流采样电路(13)；输出驱动电路(4)包括与主机电路(7)的输出端口相联接由非门反相器、晶体管隔离放大器、功率集成开关电路、控制继电器组成的送电信号驱动电路(14)、与主机电路(7)的输出端口相联接由非门反相器、晶体管隔离放大器、功率集成开关电路和控制继电器组成的停电信号驱动电路(15)，与停电信号驱动电路(15)的输出端相联接由晶体管开关电路、可控硅控制电路以及由两片555电路、电阻、电容、三极管、扬声器组成的报警信号发生电路(16)，与主机电路(7)的输出端口相联接由非门反相电路、发光二极管、电阻组成的故障信号指示电路(17)；稳压电源电路(5)包括与220V交流电相联接由降压变压器、整流桥B1、B2和电容组成的整流滤波电路(18)，与整流桥B1相联接由稳压集成电路及电容组成的第一稳压电路(19)，与第一稳压电路(19)相串联由稳压集成电路及电容组成的第二稳压电路(20)，与整流桥B2相联接由稳压集成电路及电容组成的第三稳压电路(21)
2.一种低压线路安全用电自动监控装置，其特征是在数据处理与控制电路(1)的主机电路(7)中，固化有专门的8751计算机软件程序，以完成数据储存、数据转换、数据运算及控制信号的输入、输出工作。
专利摘要本实用新型属于电力安全保护技术领域。它包括由模－数转换、主机电路、数值显示电路组成的数据处理与控制电路，触漏电信号采样电路，电压电流采样电路，由送电信号驱动电路、停电信号驱动电路、报警信号发生电路和故障信号指示电路构成的输出驱动电路以及稳压电源电路五部分。它在软、硬件的共同作用下，能够可靠地完成对三相电压、电流、触电、漏电参数的检测、计算、显示和控制，达到安全供电的目的。
文档编号H02H3/10GK2250584SQ95235009
公开日1997年3月26日 申请日期1995年11月7日 优先权日1995年11月7日
发明者王复亮 申请人:王复亮