设备带电监测电路及电器设备的制作方法

本实用新型涉及设备带电监测电路技术领域，特别涉及一种设备带电监测电路和电器设备。

背景技术：

目前，应用于路灯、广告牌等公共设施的漏电监测报警以及防止触电事故的技术多是基于对线路中“剩余电流”的探测，相应的漏电监测报警装置包括分线盒和导线接头等部件。漏电监测报警装置基本都是铺设在地下，而且分线盒和导线接头的位置也接近于地面，容易进水，从而导致这些设施中的线路、灯具以及镇流器等可能会有对地泄漏电流，这些因素会经常触发“剩余电流”探测保护的系统动作，但是很难找到导致漏电的具体对象。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种设备带电监测电路，旨在解决现有技术中漏电报警装置检测漏电对象不准确的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种设备带电监测电路，所述设备带电监测电路包括参考电极、分压嵌位电路、整流滤波电路、阻抗变换电路、低通滤波电路、电压比较电路和无线通讯模组；

所述参考电极与所述分压嵌位电路的第一检测端连接，所述分压嵌位电路的第二检测端用于与被监测设备的外壳连接，所述分压嵌位电路的输出端所述整流滤波电路的输入端连接；所述整流滤波电路的输出端与所述阻抗变换电路的输入端连接；所述阻抗变换电路的输出端与所述低通滤波电路的输入端连接；所述低通滤波电路的输出端与所述电压比较电路的输入端连接；所述电压比较电路的唤醒信号输出端与无线通讯模组的受控端连接，所述电压比较电路的采样信号输出端与所述无线通讯模组的采样信号输入端连接；

所述参考电极，用于连接大地；

所述分压嵌位电路，用于获得所述参考电极与所述被监测设备的外壳之间形成的电压差，并将所述电压差分压后嵌位后输出至所述整流滤波电路；

所述整流滤波电路，用于将所述分压嵌位电路输出的电压信号滤去电压信号中的高频分量并进行整流得到直流信号，并输出至所述阻抗变换电路；

所述阻抗变换电路，用于将整流滤波电路输出的所述直流信号进行电流放大，以提高所述直流信号阻抗，并输出至所述低通滤波电路；

所述低通滤波电路，用于滤去所述阻抗变换电路输出的电压信号中的高频分量并滤除工频以上的干扰信号，并输出至所述电压比较电路；

所述电压比较电路，用于预设基准电压，并将所述低通滤波电路输出的电压与所述基准电压对比，并将所述低通滤波电路输出的电压大小和所述比对结果输出至所述无线通讯模组的采样信号输入端；

所述无线通讯模组，用于在低通滤波电路输出的电压大于基准电压时，对所述低通滤波电路输出的电压大小进行采样，并将采样得到的任一电压值和所述任一电压值的持续时间与预设预警值比较，在所述任一电压值和所述任一电压值的持续时间均达到预设预警值时，所述无线通讯模组输出提示信号。

优选地，所述分压嵌位电路包括分压模块和稳压模块，所述分压模块的第一输入端为分压嵌位电路的第一检测端，所述分压模块的第二输入端为分压嵌位电路的第二检测端，所述分压模块的输出端与所述稳压模块的输入端连接，所述稳压模块的输出端为所述分压嵌位电路的输出端；

所述分压模块，用于对所述电压差进行分压处理，并输出至所述稳压模块；

所述稳压模块，用于限定所述分压嵌位电路的输出端输出的交流电压信号。

优选地，所述整流滤波电路包括整流模块和第一滤波模块，所述整流模块的输入端与所述第一滤波模块的输入端连接，所述整流模块的输入端与所述第一滤波模块的输入端的连接节点为所述整流滤波电路的输入端；所述整流模块的输出端与所述第一滤波模块的输出端连接；所述整流模块的输出端与所述第一滤波模块的输出端的连接节点为所述整流滤波电路的输出端；

所述整流模块，用于与第一滤波模块同时对流入的信号进行滤波。

优选地，所述阻抗变换电路为第一运算放大器，所述第一运算放大器的正极输入端为所述阻抗变换电路的输入端，所述第一运算放大器的负极输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端为所述阻抗变换电路的输出端。

优选地，所述低通滤波电路包括第四电阻和第四电容，所述第四电阻的第一端为所述低通滤波电路的输入端，所述第四电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第四电阻与所述第四电容的连接节点为所述低通滤波电路的输出端，所述第四电容的第二端接地。

优选地，电压比较电路包括电压基准模块与比较模块，所述电压基准模块的输入端与基准电源连接，所述电压基准模块的输出端与所述比较模块的第一输入端连接；所述比较模块的第二输入端为所述电压比较电路的输入端，所述比较模块的第二输入端还为所述电压比较电路的采样信号输出端；所述比较模块的输出端为电压比较电路的唤醒信号输出端。

优选地，所述设备带电监测电路还包括灯光显示模块，所述无线通讯模块还包括第一控制信号输出端，所述灯光显示模块的控制信号输入端与所述无线通讯模块的第一控制信号输出端连接。

优选地，所述设备带电监测电路还包括语音模块，所述无线通讯模块还包括第二控制信号输出端，所述语音模块的控制信号输入端与所述无线通讯模块的第二控制信号输出端连接。

为解决上述问题，本实用新型还提出一种电器设备，包括如上所述设备带电监测电路和外壳，所述设备带电监测电路的分压嵌位电路的第二检测端与外壳连接。

本实用新型提出的一种设备带电监测电路包括参考电极、分压嵌位电路、整流滤波电路、阻抗变换电路、低通滤波电路、电压比较电路和无线通讯模组。通过将参考电极用于连接大地，参考电极与分压嵌位电路的第一检测端连接，分压嵌位电路的第二检测端用于与被监测设备的外壳连接，从而可以在被监测设备的外壳与参考电极之间形成压差，此压差可以反映漏电电压的大小。分压嵌位电路将压差分压后嵌位后输出至所述整流滤波电路。然后分压嵌位电路输出的电压信号经整流滤波电路、阻抗变换电路、低通滤波电路的整流滤波后输出与所述压差同步变化的直流电压，电压比较电路将直流电压与基准电压比较，在直流电压信号大于预设的基准电压信号时，唤醒无线通讯模组输出提示信号。本实用新型能够解决现有技术中漏电报警装置检测漏电对象不准确的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型设备带电监测电路的模块结构示意图；

图2为本实用新型设备带电监测电路的电路示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为解决现有技术中漏电报警装置检测漏电对象不准确的问题，本实用新型提供一种设备带电监测电路。

在一实施例中，如图1所示，设备带电监测电路包括参考电极102、分压嵌位电路103、整流滤波电路104、阻抗变换电路105、低通滤波电路106、电压比较电路107和无线通讯模组108。参考电极102用于连接大地，参考电极102与分压嵌位电路103的第一检测端连接，分压嵌位电路103的第二检测端用于与被监测设备101的外壳109连接，分压嵌位电路103的输出端与整流滤波电路104的输入端连接，整流滤波电路104的输出端与阻抗变换电路105的输入端连接，阻抗变换电路105的输出端与低通滤波电路106的输入端连接，低通滤波电路106的输出端与电压比较电路107的输入端连接。电压比较电路107的唤醒信号输出端与无线通讯模组108的受控端连接，电压比较电路107的采样信号输出端与无线通讯模组108的采样信号输入端连接。

其中，分压嵌位电路103获得参考电极102与被监测设备101的外壳109 之间形成的电压差后，将电压差分压后嵌位后输出至整流滤波电路104。由于形成漏电的原因多样，因此此处可能会叠加有雷电时的较高浪涌电压。所以，设置整流滤波电路104将分压嵌位电路103输出的电压信号滤去电压信号中的高频分量并进行整流得到直流信号，并输出至阻抗变换电路105。阻抗变换电路105将整流滤波电路104输出的直流信号进行电流放大，以提高直流信号阻抗，并将经阻抗提高后的直流信号输出至低通滤波电路106。由此可以提高检测结果的精度。滤去阻抗变换电路105输出的电压信号中的高频分量并滤除工频以上的干扰信号，并输出至电压比较电路107。所以，设置有低通滤波电路106可以减小高频分量和工频以上的干扰信号对检测结果的干扰。电压比较电路107可以预设基准电压，并将低通滤波电路106输出的电压与基准电压对比，并将低通滤波电路106输出的电压大小和比对结果输出至无线通讯模组108的采样信号输入端。此处的基准电压可以根据需要预设，并不固定，与低通滤波电路106输出的电压比对时可以简单直观地判断出是否漏电。无线通讯模组108在低通滤波电路106输出的电压大于基准电压时，对低通滤波电路106输出的电压大小进行采样，并将采样得到的任一电压值和任一电压值的持续时间与预设预警值比较，在任一电压值和任一电压值的持续时间均达到预设预警值时，无线通讯模组108输出提示信号用以提示该设备漏电。其中，无线通讯模组108向外发送无线提示信号，此时的无线提示信号可以发送给各种无线接收设备用于报警，并且可以上报管理平台，知悉该设备带电监测电路的的IP地址，从而准确定位漏电设备。此处的预设预警值可以根据需要改变。另外，由于分压嵌位电路103的第二检测端与被监测设备101的外壳109连接，可以保证检测到的漏电的状态的准确性，而且并不需要对被监测设备101的内部电路做任何改进，仅需与设备的外壳109连接，即可测得该设备是否漏电，具有很强的实用性，而且安装方便。并且，对应电路输出的提示信号可以准确定位漏点的对象，实现精确检测。

可选地，分压嵌位电路103包括分压模块和稳压模块，分压模块的第一输入端为分压嵌位电路103的第一检测端，分压模块的第二输入端为分压嵌位电路103的第二检测端，分压模块的输出端与稳压模块的输入端连接，稳压模块的输出端为分压嵌位电路103的输出端。

其中，分压模块对电压差进行分压处理，并输出至稳压模块。稳压模块限定分压嵌位电路103的输出端输出的交流电压信号大小。由此可以实现对电压差的稳压和分压处理，使得流入检测电路的电压不会超过一定值，从而保护了设备带电监测电路。

可选地，如图2所示，分压嵌位电路103包括第一电阻R1、第二电阻R2 和第一瞬态抑制二极管D1，第一电阻R1的第一端为分压嵌位电路103的第一检测端，第一电阻R1的第二端分别与第二电阻R2的第一端和第一瞬态抑制二极管D1的第一端连接，第一电阻R1与第二电阻R2的连接节点为分压嵌位电路103的输出端，第二电阻R2的第二端和第一瞬态抑制二极管D1的第二端的连接，第二电阻R2和第一瞬态抑制二极管D1的连接节点为分压嵌位电路103的第二检测端。

其中，分压嵌位电路103的第一检测端和分压嵌位电路103的第二检测端流入电路的电压在第一电阻R1和第二电阻R2的两侧形成电压差Ve，然后从第一电阻R1与第二电阻R2分压后的电压再经第一瞬态抑制二极管D1嵌位后输出。经过分压可以使得电路可以测得的最大电压范围加大，另外由于漏电可能会叠加雷电时产生的浪涌电压，所以需要经过嵌位。用以保证瞬态电压不会太高进而损坏电路。

可选地，整流滤波电路104包括整流模块和第一滤波模块，整流模块的输入端与第一滤波模块的输入端连接，整流模块的输入端与第一滤波模块的输入端的连接节点为整流滤波电路104的输入端。整流模块的输出端与第一滤波模块的输出端连接，整流模块的输出端与第一滤波模块的输出端的连接节点为整流滤波电路104的输出端。

其中，整流模块与第一滤波模块同时对流入的信号进行滤波，将流入的信处理为直流信号。从而方便进行后续检测。

可选地，整流模块包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极为整流模块的输入端，第二二极管D2的阴极为整流模块的输出端。

可选地，第一滤波模块包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第三电阻R3，第一电容C1的第一端为第一滤波模块的输入端，第二电容C2 的第一端分别与第三电容C3的第一端以及第三电阻R3的第一端连接，第二电容C2与第三电容C3的连接节点为第一滤波模块的输出端，第一电容C1 的第二端、第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端和第三电阻R3的第二端连接，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3的连接节点接地。

其中，第一电容C1将流入的电流滤除部分高频分量，随后第二二极管 D2对其进行整流，最后经过第二电容C2和第三电容C3滤波后再通过负载第三电阻R3后得到与电压差Ve同步变化的直流信号。

可选地，阻抗变换电路105为第一运算放大器U1，第一运算放大器U1 的正极输入端为阻抗变换电路105的输入端，第一运算放大器U1的负极输入端与第一运算放大器U1的输出端连接，第一运算放大器U1的负极输入端与第一运算放大器U1输出端的连接节点为阻抗变换电路105的输出端。

其中，第一运算放大器U1为电压跟随器，可以提高输入信号的阻抗，提高检测结果的精度。

可选地，低通滤波电路106包括第四电阻R4和第四电容C4，第四电阻R4的第一端为低通滤波电路106的输入端，第四电阻R4的第二端与第四电容C4的第一端连接，第四电阻R4与第四电容C4的连接节点为低通滤波电路106的输出端，第四电容C4的第二端接地。

其中，第四电阻R4与第四电容C4用于滤除工频以上的干扰信号，提高检测精度。

可选地，电压比较电路107包括电压基准模块与比较模块，电压基准模块的输入端与基准电源连接，电压基准模块的输出端与比较模块的第一输入端连接，比较模块的第二输入端为电压比较电路107的输入端，比较模块的第二输入端还为电压比较电路107的采样信号输出端，比较模块的输出端为电压比较电路107的唤醒信号输出端。

其中，比较模块用于将输入其中的电压与基准模块提供的基准电压比较，输出对应的唤醒信号，并将输入其中的电压采样输出。

可选地，比较模块包括第二运算放大器U2，电压基准模块包括第五电阻 R5和第六电阻R6，第二运算放大器U2的正极输入端为所述比较模块的电压比较电路107的输入端，第二运算放大器U2的正极输入端还为电压比较电路 107的采样信号输出端，第二运算放大器U2的负极输入端分别与第五电阻R5 的第一端和第六电阻R6的第一端连接，第二运算放大器的输出端为电压比较电路107的唤醒信号输出端，第五电阻R5的第二端与第一电源连接；第六电阻R6的第二端接地。

其中，第五电阻R5和第六电阻R6用于给第二运算放大器U2的负极输入端提供基准电压，第二运算放大器U2将输入正极输入端的与电压差Ve同步变化的直流信号与基准电压比对，输出比较结果。从而可以精准得知漏电压大小，还可以通过设定第二运算放大器U2的大小来控制检测的精度。

可选地，设备带电监测电路还包括灯光显示模块Z1，无线通讯模块1052 还包括第一控制信号输出端，灯光显示模块Z1的控制信号输入端与无线通讯模块1052的第一控制信号输出端连接。

可选地设备带电监测电路还包括语音模块，无线通讯模块1052还包括第二控制信号输出端，语音模块的控制信号输入端与无线通讯模块1052的第一控制信号输出端连接

可选地，比较输出电路105包括语音模块Z2，无线通讯模块1052还包括第二控制信号输出端，语音模块Z2的控制信号输入端与无线通讯模块1052 的第一控制信号输出端连接。

上述实施例中，灯光显示模块Z1和语音模块Z2可以单独示警，或者两者联合示警。

以下，结合图1、2对本实用新型原理进行说明：

分压嵌位电路103的第一检测端和分压嵌位电路103的第二检测端流入电路的电压在第一电阻R1和第二电阻R2的两侧形成电压差Ve，然后从第一电阻R1与第二电阻R2分压后的电压再经第一瞬态抑制二极管D1嵌位后输出。第一电容C1将流入的电流滤除部分高频分量，随后第二二极管D2对其进行整流，最后经过第二电容C2和第三电容C3滤波后再通过负载第三电阻 R3后得到与电压差Ve同步变化的直流信号。然后第一运算放大器U1提高输入电流的阻抗。然后通过第四电阻R4与第四电容C4用于滤除工频以上的干扰信号。最后，第五电阻R5和第六电阻R6用于给第二运算放大器U2的负极输入端提供基准电压，第二运算放大器U2将输入正极输入端的与电压差 Ve同步变化的直流信号与基准电压比对，输出比较结果，调动无线通讯模组的第三芯片U3输出提示信号和无线通讯信号用于提示相应设备漏电。如此，便可实现检测被测设备是否漏电的情况，实现精确的检测效果，并能起到提示的作用。

为解决上述问题，本实用新型还提出一种电器设备，包括如上的设备带电监测电路和外壳109，设备带电监测电路的分压嵌位电路103的第二检测端与外壳109连接。

可选地，外壳109可为塑料或者金属外壳109，可以为一根导线与被监测设备101连接。

需要注意的是，由于本实施例包含了上述实施例设备带电监测电路的所有内容，因此，电器设备具有上述设备带电监测电路的所有有益技术效果，在此不在赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。