专利名称：一种超前漏电检测模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路领域，具体涉及一种超前漏电检测模块。
背景技术：
在电网系统中，难免会出现漏电的现象，而在一些场合，漏电而产生的电火花或电 弧可能会导致危险情况的发生，比如在井下煤矿等环境中充满危险气体的场合，可能会引 发火灾或爆炸等危险。因此，需要在系统上电之前进行漏电检测，及时发现是否存在漏电的 情况。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种超前漏电检测模块，可以在供电前进行 输电线路的漏电检测，外部漏电时可测量出漏电电阻，使用方便。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种超前漏电检测模块，包括用于生成测量电压的电压生成电路、用于采集系统电压的电压测量电路，和处理 器；及模数转换芯片，分别连接所述电压生成电路和电压测量电路，接收所述测量电压 和系统电压，进行模数转换后发送给所述处理器；用于连接漏电电阻的漏电电阻测量端口，与所述电压生成电路相连；所述漏电电阻对所述测量电压进行分压；所述处理器根据所述测量电压的降低幅 度确定所述漏电电阻的阻值并发送。进一步地，各所述电压生成电路分别包括用于输出稳定的参考电压的电压参考 源；运算放大器，与所述电压参考源的输出端相连，将所述参考电压放大为的基准电 压；分压电路，与所述运算放大器相连，以及所述模数转换芯片的一个通道相连，由所 述基准电压分压得到测量电压，输入给相连的所述模数转换芯片的通道。所述漏电电阻测量端口与所述分压电路相连。进一步地，所述电压参考源为输出4. 096V参考电压的电压参考源；所述运算放大器为将4. 096V参考电压放大为12. 288V基准电压的运算放大器；所述分压电路为由12. 288V基准电压分压得到10V测量电压的分压电路。进一步地，所述分压电路包括依次串联在所述运算放大器输出端和地线之间的第 一电阻和第二电阻；所述第二电阻的两端连接到所述第一模数转换芯片的输入端上。进一步地，所述漏电电阻测量端口包括分别与所述漏电电阻两端相连的第一连接 端子和第二连接端子，分别连接到所述第二电阻的两端。进一步地，所述电压生成电路为七个，所述漏电电阻测量端口为七个，所述模数转 换芯片包括至少七个通道，分别为第一到第七通道；[0019]各所述电压生成电路中的分压电路分别连接所述模数转换芯片的第一到第七通道。进一步地，所述电压测量电路为一个，包括第一、第二电压测量端子，所述系统电压加在所述第一、第二电压测量端子之间；所述模数转换芯片还包括第八通道；所述整流滤波电路与所述第一、第二电压测量端子、以及所述模数转换芯片的第 八通道相连，对系统电压进行整流和滤波后输入到所述模数转换芯片的第八通道。进一步地，所述的超前漏电检测模块还包括指示灯；内部电源；所述指示灯包括用于指示是否正常上电的电源指示灯，连接在所述内部电源的输 出和地之间。进一步地，所述处理器为CPU芯片。进一步地，所述指示灯还包括错误指示灯，所述错误指示灯连接在所述CPU芯片 的10脚和所述内部电源的地之间；所述CPU芯片当诊断到超前漏电检测模块处于错误状态时点亮所述错误指示灯。本实用新型的技术方案可以避免测量中需要另外搭电路才能检测电阻的问题；其 优化方案可以检测多路直流电阻测量，以进行供电前的漏电检测，另一优化方案还可以测 量交流电压。
图1为实施例一中的超前漏电检测模块的示意框图；图2为实施例一中的超前漏电检测模块的使用示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。实施例一，一种超前漏电检测模块，如图1所示，包括处理器、A/D芯片、若干个用于生成测量电压的电压生成电路、若干个用于连接漏 电电阻的漏电电阻测量端口；还可以选一步包括若干个用于采集系统电压的电压测量电 路；所述处理器分别通过所述A/D芯片连接所述电压生成电路和电压测量电路，接收 所述A/D芯片转换后的测量电压和系统电压；根据测量电压计算漏电电阻并发送。所述A/D芯片分别与所述电压生成电路、所述电压测量电路和所述处理器相连， 将所述测量电压和系统电压转换为数字信号发送给所述处理器；所述漏电电阻测量端口与所述电压生成电路一一对应相连；当外部漏电时，所产生的漏电电阻对所述测量电压进行分压；所述处理器根据测 量电压的降低幅度确定漏电电阻的阻值并发送给外部其它处理器。所述外部其它处理器判断所述阻值是否小于一预设的阈值，如果是则发送指示断 开电闸的数字逻辑信号。在供电线路还未送电之前超前漏电检测模块检测漏电电阻RX，而供电后超前漏电 检测模块是不检测对地电阻的，只测量系统电压。
5[0041]正常情况时输电线路无漏电，如图2所示，其中第一开关K1是断开的，线路的对地 电阻可以认为是无穷大，该对地电阻就是超前漏电检测模块所测量到的漏电电阻RX。当漏 电电阻RX无穷大时，所述外部其它处理器判断所述RX所在的输电线路正常，可以供电，闭 合该输电线路的供电闸K2、K3和K4。当有漏电时相当于K1闭合，漏电电阻RX被所述超前 漏电检测模块测量到；如果漏电电阻RX的阻值小于一预设的阈值则处理器判断线路故障， 不允许供电，所述外部其它处理器断开供电闸K2、K3和K4。本实施例中，所述电压生成电路为7个，所述漏电电阻测量端口为7个，所述A/D 芯片包括至少8个通道，分别为第一到第八通道；实际应用时，可以根据需要调整。图1和 图2中都只画出了所述第一通道所连接的电压生成电路，及该电压生成电路所连接的漏电 电阻测量端口 ；图2中的第一开关K1，以及供电闸K2、K3和K4是属于第一通道所测量的漏 电电阻RX所在的输电线路上的开关及供电闸。本实施例中，各所述电压生成电路如图1所示，可以分别具体包括用于输出稳定的参考电压的电压参考源、运算放大器、和分压电路；所述运算放大器与所述电压参考源的输出端、以及分压电路相连，将所述参考电 压放大为的基准电压，输入给所述分压电路；所述分压电路与所述运算放大器、以及所述A/D芯片的一个通道相连，由所述基 准电压分压得到测量电压，输入给相连的所述A/D芯片的通道。所述漏电电阻测量端口与所述分压电路相连。实际应用时，也不排除用别的电路来生成所述测量电压。各所述电压生成电路中的分压电路分别连接所述A/D芯片的第一到第七通道，可 以测量七路漏电电阻。本实施例中，所述电压参考源可以但不限于为输出4.096V参考电压的电压参考 源；所述运算放大器可以但不限于为将4. 096V参考电压放大为12. 288V基准电压的运算放 大器；所述分压电路可以但不限于为由12. 288V基准电压分压得到10V测量电压的分压电路。本实施例中，一个所述分压电路包括依次串联在所述运算放大器输出端和地线之 间的第一电阻R1和第二电阻R2 ；所述第二电阻R2的两端连接到所述A/D芯片的输入端上。 实际应用时，可以用别的分压电路实现。所述漏电电阻测量端口包括分别与所述漏电电阻两端相连的第一连接端子和第 二连接端子，分别连接到所述第二电阻R2的两端。测量时，所述漏电电阻RX连接在所述第一连接端子和第二连接端子之间，也就是 和所述第二电阻R2并联后，连接在所述第一电阻R1和地线之间；此时并联电阻R的阻值将 比所述第二电阻R2的阻值小，其倒数为所述第二电阻R2的阻值的倒数，加上所述漏电电阻 RX的阻值的倒数，因此测量电压也会相应降低。所述处理器根据测量电压、基准电压、第一 电阻R1、第二电阻R2的阻值就可以得到R的阻值，并进一步得到所述漏电电阻RX的阻值。加入第一电阻R1的作用与好处当对电器设备的漏电流是有要求时，此处所用的 第一电阻R1的好处就是当漏电电阻RX两端直接相连时本超前漏电检测模块的漏电流是 < 1mA的，如果没有第一电阻R1，漏电电阻RX被短接，那么由于基准所提供驱动能力较大， 此时超前漏电检测模块的漏电流会较大的，所以加了第一电阻R1。
6[0055]本实施例中，所述电压测量电路可以但不限于为1个，包括第一、第二电压测量端子、和整流滤波电路；所述系统电压加在所述第一、第二电压测量端子之间；本实施例中，所述系统电压 为交流85 264V。所述整流滤波电路与所述第一、第二电压测量端子、以及所述A/D芯片的第八通 道相连，对系统电压进行整流和滤波后输入到所述A/D芯片的第八通道；所述A/D芯片的第八通道与所述整流滤波电路和处理器相连，将整流滤波后的系 统电压转换为数字信号发送给所述处理器。实际应用时，也不排除用别的电路来测量所述系统电压。本实施例中，所述处理器将所述A/D芯片第一到第七通道中的全部或部分所测得 的阻值一起发送给所述外部其它处理器；如果第八通道测得系统电压，则也发送给所述外 部其它处理器。所述外部其它处理器分别判断各通道测得的阻值是否超过所述预设的阈值 (针对各通道的预设的阈值可以相同或不同)，如果某一通道测得的阻值超过，则断开该通 道所连接的漏电电阻所在的输电线路。本实施例中，所述超前漏电检测模块还包括指示灯、内部电源。所述指示灯包括电源指示灯，连接在内部电源的3. 3V输出和地之间，用于指示超 前漏电检测模块是否正常上电，指示灯亮起表示正常上电。所述指示灯还包括错误指示灯，所述处理器为CPU芯片；所述错误指示灯连接在 所述CPU芯片的10脚和所述内部电源的地之间，由所述CPU芯片控制亮和灭，当CPU芯片 诊断到超前漏电检测模块处于错误状态时点亮此灯。当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些 相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
权利要求一种超前漏电检测模块，其特征在于，包括用于生成测量电压的电压生成电路、用于采集系统电压的电压测量电路，和处理器；及模数转换芯片，分别连接所述电压生成电路和电压测量电路，接收所述测量电压和系统电压，进行模数转换后发送给所述处理器；用于连接漏电电阻的漏电电阻测量端口，与所述电压生成电路相连；所述漏电电阻对所述测量电压进行分压；所述处理器根据所述测量电压的降低幅度确定所述漏电电阻的阻值并发送。
2.如权利要求1所述的超前漏电检测模块，其特征在于，各所述电压生成电路分别包 括用于输出稳定的参考电压的电压参考源；运算放大器，与所述电压参考源的输出端相连，将所述参考电压放大为的基准电压； 分压电路，与所述运算放大器相连，以及所述模数转换芯片的一个通道相连，由所述基 准电压分压得到测量电压，输入给相连的所述模数转换芯片的通道； 所述漏电电阻测量端口与所述分压电路相连。
3.如权利要求2所述的超前漏电检测模块，其特征在于所述电压参考源为输出4. 096V参考电压的电压参考源；所述运算放大器为将4. 096V 参考电压放大为12. 288V基准电压的运算放大器；所述分压电路为由12. 288V基准电压分 压得到10V测量电压的分压电路。
4.如权利要求2所述的超前漏电检测模块，其特征在于所述分压电路包括依次串联在所述运算放大器输出端和地线之间的第一电阻和第二 电阻；所述第二电阻的两端连接到所述第一模数转换芯片的输入端上。
5.如权利要求4所述的超前漏电检测模块，其特征在于所述漏电电阻测量端口包括分别与所述漏电电阻两端相连的第一连接端子和第二连 接端子，分别连接到所述第二电阻的两端。
6.如权利要求2到5中任一项所述的超前漏电检测模块，其特征在于所述电压生成电路为七个，所述漏电电阻测量端口为七个，所述模数转换芯片包括至 少七个通道，分别为第一到第七通道；各所述电压生成电路中的分压电路分别连接所述模数转换芯片的第一到第七通道。
7.如权利要求2到5中任一项所述的超前漏电检测模块，其特征在于，所述电压测量电 路为一个，包括第一、第二电压测量端子，所述系统电压加在所述第一、第二电压测量端子之间； 所述模数转换芯片还包括第八通道；所述整流滤波电路与所述第一、第二电压测量端子、以及所述模数转换芯片的第八通 道相连，对系统电压进行整流和滤波后输入到所述模数转换芯片的第八通道。
8.如权利要求2到5中任一项所述的超前漏电检测模块，其特征在于，还包括指示 灯；内部电源；所述指示灯包括用于指示是否正常上电的电源指示灯，连接在所述内部电源的输出和 地之间。
9.如权利要求8所述的超前漏电检测模块，其特征在于 所述处理器为CPU芯片。
10.如权利要求9所述的超前漏电检测模块，其特征在于所述指示灯还包括错误指示灯，所述错误指示灯连接在所述CPU芯片的10脚和所述内 部电源的地之间；所述CPU芯片当诊断到超前漏电检测模块处于错误状态时点亮所述错误指示灯。
专利摘要一种超前漏电检测模块，包括用于生成测量电压的电压生成电路、用于采集系统电压的电压测量电路，和处理器；及模数转换芯片，分别连接所述电压生成电路和电压测量电路，接收所述测量电压和系统电压，进行模数转换后发送给所述处理器；用于连接漏电电阻的漏电电阻测量端口，与所述电压生成电路相连；所述漏电电阻对所述测量电压进行分压；所述处理器根据所述测量电压的降低幅度确定所述漏电电阻的阻值并发送。
文档编号G01R27/02GK201583615SQ200920222950
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者侯爱林, 刘建中, 徐昌荣, 徐毓军, 王国锋, 石鹏 申请人:北京和利时自动化驱动技术有限公司