漏电检测报警装置的制作方法

本发明涉及电气设备保护领域，特别涉及一种漏电检测报警装置。

背景技术：

目前户外低压设备由于安装强度和安全可靠的要求，其壳体都是采用金属加工制作而成的。户外设备的供电都是由强电提供，强电直接送到安装箱内，如果一旦壳体内部的设备因为绝缘老化，破损而发生漏电，当金属壳体接地失效，或者没有实现有效的接地时，当有人员触摸到金属壳体的时候，将会给该人员带来安全隐患。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种漏电检测报警装置，旨在准确地保护到人身安全。

为实现上述目的，本发明提出的一种漏电检测报警装置，包括：漏电检测电路、控制电路和报警电路，所述漏电检测电路的检测端用于连接所述被检测设备的壳体，所述漏电检测电路的输出端与所述控制电路的输入端连接；所述控制电路的控制端与所述报警电路的输入端连接；

其中，所述漏电检测电路包括：

电压检测电路，所述电压检测电路的检测端为所述漏电检测电路的检测端；所述电压检测电路，用于检测所述被检测设备壳体的电压，并在检测到所述被检测设备壳体的电压大于预设的安全保护电压时输出检测电平信号；

漏电信号输出电路，所述漏电信号输出电路的输入端与所述电压检测电路的输出端连接，所述漏电信号输出电路的输出端为所述漏电检测电路的输出端；所述漏电信号输出电路，用于根据所述检测电平信号触发，并输出漏电检测信号；

所述控制电路，用于根据所述漏电检测信号控制所述报警电路进行告警。

可选地，所述电压检测电路包括第一电源、检测端、零线端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及光电耦合器；

所述第一电阻的第一端、第二电阻的第一端和第三电阻的第一端分别与所述检测端连接，所述第一电阻的第二端、第二电阻的第二端和第三电阻的第二端分别与所述光电耦合器的原边输入端连接；所述光电耦合器的原边输出端与所述零线端连接，所述光电耦合器的副边的输入端经所述第四电阻与第一电源连接，所述光电耦合器的副边的输出端为所述电压检测电路的输出端。

可选地，所述电压检测电路还包括第一二极管及第五电阻；

所述第一二极管的阳极与所述第五电阻的第一端、所述光电耦合器的原边输出端互连，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的第二端、第二电阻的第二端、第三电阻的第二端及所述光电耦合器的原边输入端互连；所述五电阻的第二端与所述零线端连接。

可选地，所述漏电信号输出电路还包括电源电路、充放电电路和开关电路；

所述充放电电路的输入端为漏电信号输出电路的输入端，所述充放电电路的输出端与所述开关电路的受控端连接，所述开关电路的输入端与所述电源电路的输出端连接，所述开关电路的输出端为漏电信号输出电路的输出端；其中，

所述充放电电路，用于根据所述电压检测电路输出的所述检测电平信号控制开关电路导通；

所述开关电路，用于在导通时，将所述电源电路输出的电源信号输出作为所述漏电检测信号。

可选地，所述充放电电路包括第六电阻及第一电容；

所述第六电阻的第一端和所述第一电容的第一端互连，且互连后的公共端为所述充放电电路的输入端，所述第六电阻的第二端和所述第一电容的第二端互连，且互连后的公共端为所述充放电电路的输出端。

可选地，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第七电阻、第八电阻及第九电阻，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管均具有第一连接端、第二连接端及受控端；

所述第一开关管的受控端为开关电路的受控端，所述第一开关管的第二连接端与第二开关管的受控端、第三开关管的受控端、第七电阻的第二端互连；所述第三开关管的第二连接端、第七电阻的第一端、第九电阻的第一端互连，且互连的公共端为所述开关电路的输入端；所述第二开关管的第一连接端与第三开关管的第一连接端、第八电阻的第一端、第九电阻的第二端互连，且互连的公共端为所述开关电路的输出端；所述第一开关管的第一连接端、第二开关管的第二连接端、第八电阻的第二端分别接地。

可选地，所述控制电路包括漏电信号采集模块、继电器模块和通讯模块；其中，

所述漏电信号采集模块包括电源输入端、电源输出端、漏电检测信号接收端及接地端，所述电源输入端为所述控制电路的输入端，所述电源输出端与所述继电器模块的电源接收端连接，所述漏电检测信号接收端与所述漏电信号输出电路的输出端连接；所述继电器模块的控制端与所述报警电路的输入端连接；所述通讯模块为所述控制电路的漏电检测信号输出端。

可选地，所述报警电路包括报警器；

所述报警器的输入端为报警电路的输入端，所述报警器的输出端与所述漏电信号采集模块的接地端连接，所述控制电路通过控制继电器模块的通/断以控制所述报警电路的报警器触发。

可选地，所述控制电路还包括以太网模块；

所述以太网模块的输入端与所述通讯模块的输出端连接，所述以太网模块，用于将所述控制电路接收的所述漏电检测信号上传到监控平台。

可选地，所述控制电路还包括无线网络模块；

所述无线网络模块的输入端与所述通讯模块的输出端连接，所述无线网络模块，用于将所述控制电路接收的所述漏电检测信号上传到监控平台。

本发明技术方案通过设置漏电检测电路、控制电路和报警电路，所述漏电检测电路包括电压检测电路及漏电信号输出电路，该装置中，所述漏电检测电路的检测端连接所述被检测设备的壳体，所述漏电检测电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路的控制端与所述报警电路的输入端连接，所述电压检测电路的检测端为所述漏电检测电路的检测端，用于检测所述被检测设备壳体的电压，并在检测到所述被检测设备壳体的电压大于预设的安全保护电压时输出检测电平信号，所述漏电信号输出电路的输入端与所述电压检测电路的输出端连接，所述漏电信号输出电路的输出端为所述漏电检测电路的输出端，用于根据所述检测电平信号触发，并输出漏电检测信号，所述控制电路用于根据所述漏电检测信号控制所述报警电路进行告警。进而实现了准确检测被检测壳体的漏电电压是否超过安全保护电压，以提醒行人路过漏电设备时注意安全。

附图说明

为了更清楚地说明发明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发明的一些实施例，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为本发明漏电检测报警装置一实施例的功能模块示意图；

图2为本本发明漏电检测电路一实施例的功能模块示意图；

图3为本发明漏电信号输出电路一实施例的功能模块示意图；

图4为本发明漏电检测电路一实施例的电路结构示意图；

图5为本发明漏电检测报警装置一实施例的电路结构示意图；

图6为图3中电源电路的电路结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种漏电检测报警装置，用于检测电气设备在使用过程中是否漏电，进而通过漏电提醒，以保障人身安全。

在本发明一个实施例中，如图1所示，该漏电检测报警装置包括漏电检测电路200、控制电路300和报警电路400。

本实施例中，漏电检测电路200的检测端用于连接被检测设备的壳体，被检测设备可以但不限于是户外的低压机箱设备；漏电检测电路200的输出端与控制电路300的输入端连接，控制电路300的控制端与报警电路400的输入端连接，其中，控制电路300可以但不限于通过户外的低压机箱设备充当控制电路，报警电路400可以是包括报警器。

在一实施例中，如图2所示，在漏电检测电路200中可以包括电压检测电路210和漏电信号输出电路220；电压检测电路210的检测端为漏电检测电路200的检测端，电压检测电路210用于检测被检测设备壳体的电压，并在检测到被检测设备壳体的电压大于预设的安全保护电压时输出检测电平信号，漏电信号输出电路220的输入端与电压检测电路210的输出端连接，漏电信号输出电路220的输出端为漏电检测电路200的输出端，漏电信号输出电路220根据检测电平信号触发，并输出漏电检测信号；控制电路300用于根据所述漏电检测信号控制所述报警电路400进行告警。

本实施例中，预设的安全保护电压可以是36v及其以下，例如30v、32v、24v等，此处不限，由于36v为人体安全电压，安全保护电压设定为36v，可以保证人体不会受到伤害。可以理解的是，当户外机箱设备的供电电源线的火线不小心脱落接触到机壳，而机壳的接地排保护地又没有有效接地时，在机壳上就会产生漏电电压，或者由于设备所在地经常下雨或者潮湿，导致户外机箱进水，使电源信号漏电至机壳上时，也会产生漏电电压。本实施例中，通过漏电检测电路200中电压检测电路210检测所述被检测设备壳体的电压，并在检测到所述被检测设备壳体的电压大于预设的安全保护电压时输出检测电平信号，然后漏电信号输出电路220根据所述检测电平信号触发，并输出漏电检测信号，所述控制电路300根据所述漏电检测信号控制所述报警电路400进行告警，以提醒行人路过漏电设备时注意安全，同时也通过提醒使维修人员及时发现漏电进行维修。

在一实施例中，如图4所示，电压检测电路210包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4及光电耦合器d1；第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3互相并联，第一电阻r1的第一端、第二电阻r2的第一端和第三电阻r3的第一端分别与所述检测端连接，连接点为一个公共端，第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第二端和第三电阻r3的第二端分别与所述光电耦合器d1的原边输入端连接，连接点为一个公共端；所述光电耦合器d1的原边输出端与所述零线端连接，所述光电耦合器d1的副边的输入端经所述第四电阻r4与第一电源连接，所述光电耦合器d1的副边的输出端为所述电压检测电路210的输出端。其中，检测端可以是接入被检测设备壳体的接地排保护地，可以理解的是，接地排保护地是将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的金属部分用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线的方式。零线端可以是被检测设备的供电电源ac220v的零线，第一电源可以为光电耦合器d1的副边提供电压让其正常工作。

进一步地，所述电压检测电路210还包括第一二极管vd1及第五电阻r5，所述第一二极管vd1的阳极与所述第五电阻r5的第一端、所述光电耦合器d1的原边输出端互连，所述第一二极管vd1的阴极与所述第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第二端、第三电阻r3的第二端及所述光电耦合器d1的原边输入端互连，所述五电阻r5的第二端与所述零线端连接。

其中，第一电阻r1的第二端与第一二极管vd1的阴极之间有一个连接端子、第二电阻r2的第二端与第一二极管vd1的阴极之间有一个连接端子、第三电阻r3的第二端与第一二极管vd1的阴极之间有一个连接端子，这里的连接端子相当于直接导通的，正常使用的时候是接短路帽，相当于一根导线，通过连接端子选择不同的电阻，或者可以全选，适用于不用电压的时候使用，可以理解的是，这里的不同电阻可以但不限于是三个电阻，三个电阻之间并联形成回路，每个电缆线路上的电阻与光电耦合器d1串联形成回路。

本实施例中，需要说明的是，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和光电耦合器d1组成电压检测电路210在实现设备漏电电压检测的同时，通过合理配置元件参数可以实现目标电压的检测，相当于为电压检测电路210设置一个安全阀值，即可以是预设一个人体安全保护电压36v，当户外机箱设备的被检测壳体的上的漏电电压大于预设人体安全保护电压36v时，光电耦合器d1才会被驱动导通；当户外机箱设备的被检测壳体的上的漏电电压小于预设人体安全保护电压36v时，光电耦合器d1则处于关断状态。

本实施例中，还需要说明的是，设备壳体上的漏电电压可能是直流电压，也可能是交流电压，本实施例采用光电耦合器d1均可以实现检测。

例如，当设备壳体上的漏电电压为交流电压时，则检测端输入的信号为交流电压信号，该交流电压信号经过第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3后，流向光电耦合器d1的原边，光电耦合器d1原边发光二极管工作，产生光信号传递至副边，从而光电耦合器d1的副边开启输出电信号，此电信号表征漏电信号，即实现漏电电压的检测。

当设备壳体上的漏电电压为直流电压时，则检测端输入的信号为直流电压信号，直流电压没有相位变化，因此，当检测到漏电信号时，光电耦合器d1的原边一直工作而输出漏电电压信号。

需要说明的是，采用光电耦合器d1不仅能够实现漏电电压信号的检测，而且能够实现漏电电压中高压与低压的隔离。

当然，在其他实施例中，光电耦合器d1还可以采用其他的开关电路替换实现，例如三极管、igbt或者mos管实现的开关电路。

在一实施例中，参照如图3和图4所示，漏电信号输出电路220包括电源电路223、充放电电路221和开关电路222；所述充放电电路221的输入端为漏电信号输出电路220的输入端；与电压检测电路210的输出端连接，也即与光电耦合器d1的副边输出端连接，接收电压检测电路210输出的检测电平信号；所述充放电电路221的输出端与所述开关电路222的受控端连接，所述开关电路222的输入端与所述电源电路223的输出端连接，所述开关电路222的输出端为漏电信号输出电路220的输出端。通过检测电平信号触发漏电信号输出电路220以达到输出漏电检测信号。

在一实施例中，如图4所示，所述充放电电路221包括第六电阻r6和第一电容c1；所述第六电阻r6和所述第一电容c1的第一端互连，且互连后的公共端为所述充放电电路221的输入端，所述第六电阻r6的第二端和所述第一电容c1的第二端互连，且互连后的公共端为所述充放电电路的输出端。

本实施例中，所述第六电阻r6和所述第一电容c1相互并联形成一个充放电电路，可以形成充放电过程，产生电压。其中，当电压检测电路210输入的电压是交流电压，由于交流电是随时间作周期性变化的，在交流电的相位为正向时，光电耦合器d1输出信号，在交流电的相位为反向时，光电耦合器d1停止输出信号，则就造成了光电耦合器d1导通和不导通来回切换。那么光电耦合器d1输出的电信号就是按照一定周期在高低电平之间切换，也就是说，充放电电路221在接收到光电耦合器d1输出的电信号时进行储能，并在储能一定电压时，提供一个供开关电路222开启的触发信号。开关电路222开启时，将电源电路223输出的电源信号输出，以作为漏电检测信号。

当电压检测电路210输入的是大于人体安全保护电压36v的直流电压，光电耦合器d1则一直处于导通状态，也就是说，光电耦合器d1一直有输出信号，开关电路222一直处于开启状态，所述第六电阻r6和所述第一电容c1也不存在放电过程时，就一直提供一个供开关电路222开启的触发信号。此时，开关电路222开启时，将电源电路223输出的电源信号输出，以作为漏电检测信号。

通过上述实施例，采用电压检测电路210输出的检测电平信号，以使得充放电电路221提供一个触发信号，来实现控制开关电路222的导通。

在一实施例中，如图4所示，所述开关电路222包括第一开关管vt1、第二开关管vt2、第三开关管vt3、第七电阻r7、第八电阻r8及第九电阻r9；所述第一开关管vt1的受控端为开关电路222的受控端，即是第一开关管vt1的受控端与充放电电路221的输出端连接；所述第一开关管vt1的第二连接端与第二开关管vt2的受控端、第三开关管vt3的受控端、第七电阻r7的第二端互连，所述第三开关管vt3的第二连接端、第七电阻r7的第一端、第九电阻r9的第一端互连，且互连的公共端为所述开关电路222的输入端，进一步地，第三开关管vt3的第二连接端、第七电阻r7的第一端、第九电阻r9的第一端互连的公共端与电源电路223的输出端连接；所述第二开关管vt2的第一连接端与第三开关管vt3的第一连接端、第八电阻r8的第一端、第九电阻r9的第二端互连，且互连的公共端为所述开关电路222的输出端；所述第一开关管vt1的第一连接端、第二开关管vt2的第二连接端、第八电阻r8的第二端分别接地；可以理解的是，这里的接地为电路板上的地，它为电路中的信号提供了一个公共参考电位。

本实施例中，需要说明的是，所述的电源电压与第一电源可以是同一个电源作为电压检测电路210中光电耦合器d1的副边和漏电信号输出电路220中开关电路222的供电电压，也可以是使用不同的电源作为电压检测电路210中光电耦合器d1的副边和漏电信号输出电路220中开关电路222的供电电压。

本实施例中，还需要说明的是，当开关电路222中输入的电压时大于36v的电压时，则第一开关管vt1和第三开关管vt3正常工作，输出一个低电平，当开关电路222中输入的电压是电源电路中的小于36v的电压，则第二开关管vt2正常工作，输出一个高电平，故开关电路222输出端形成一个电平差。也即充放电电路221产生的电压刚好可以驱动第一开关管vt1导通，第一开关管vt1的第二连接端电压为0v，电源电路223与第九电阻r9、第二开关管vt2形成回路，由于第一开关管vt1的第二连接端与第二开关管vt2的第一连接端连通的，所以第二开关管vt2的第一连接端和第二连接端产生一个电平差。

其中，所述第一开关管vt1和第三开关管vt3为n型mos管，n型mos管的源极为所述开关管的第一连接端，n型mos管的漏极为开关管的第二连接端，n型mos管的栅极为所述开关管的受控端。所述第二开关管vt2为p型mos管，p型mos管的源极为所述开关管的第一连接端，p型mos管的漏极为所述开关管的第二连接端，p型mos管的栅极为所述开关管的受控端。

上述实施例中，通过设置第一开关管vt1、第二开关管vt2、第三开关管vt3，以实现电平差信号输出并将所述电源电路223输出的电源信号输出作为所述漏电检测信号。

在一实施例中，如图5所示，所述控制电路300包括漏电信号采集模块310、继电器模块350和通讯模块320，所述漏电信号采集模块310包括电源输入端311、电源输出端312、漏电检测信号接收端313、第一接地端314及第二接地端315；其中，第一接地端314和第二接地端315均为控制电路的电路板的地，为电路中的信号提供了一个公共参考电位；所述电源输入端311为所述控制电路300的输入端，所述电源输出端312与所述继电器模块350的电源接收端351连接，所述漏电检测信号接收端313与所述漏电信号输出电路220的输出端连接；所述继电器模块350的控制端352与所述报警电路400的输入端连接；所述通讯模块320为所述控制电路300的漏电检测信号输出端。

本实施例中，如图5所示的应用环境图，当被检测设备供电电源线的火线不小心脱落或者其他原因接触在机箱壳体上，而被检测设壳体的接地排保护地又没有接好时，此时ac220v的电压不能通过此处的接地排保护地导走的时候，就与漏电检测电路200的输入端形成回路，漏电检测电路200检测到漏电电压并判断是否大于人体安全保护电压，然后漏电检测电路200输出一个漏电检测信号给控制电路300中的漏电信号采集模块310，漏电信号采集模块310接收到漏电检测信号后，则控制继电器模块350导通，继电器控制模块350中的继电器就控制报警电路400发出警告，提示该设备漏电。

其中，控制电路300可以是被检测设备现场的低压设备，例如户外的低压配电柜、户外监控设备等；也可以是户外变电站机箱设备。继电器控制模块350中的元器件为继电器，可以直接用于在漏电信号采集模块310接收到漏电检测信号时，接通继电器控制触发报警电路400的导通。

在上述实施例中，通过控制电路300中的漏电信号采集模块310、继电器模块350，以实现继电器模块350控制漏电检测信号输出并控制报警电路400导通，发出警告，提示该设备漏电，达到提醒在该设备附近的行人注意安全。

在一实施例中，所述报警电路400包括报警器，报警器的输入端为报警电路400的输入端，所述报警器的输出端与所述漏电信号采集模块310的第二接地端315连接，所述控制电路通过控制继电器模块350的通/断以控制所述报警电路的报警器工作。其中，报警电路400中的报警器可以是信号灯、喇叭，可以理解的是，其他能起到提醒作用的设备也可以用作报警电路400中的报警器。

上述实施例中，通过在报警电路400中设置报警器，以实现报警信号的发出，从而提醒户外的被检测设备周围的行人注意漏电，不要靠近，注意人身安全。

在一实施例中，所述控制电路300中包括以太网模块340，以太网模块340的输入端与通讯模块320的输出端连接，用于将所述控制电路300接收的所述漏电检测信号上传到监控平台。控制电路300也可以包括无线网络模块330，无线网络模块330的输入端与通讯模块320的输出端连接，同样也是用于将所述控制电路300接收的所述漏电检测信号上传到监控平台。

本实施例中，在控制电路300中的漏电信号检测模块310接收到漏电检测电路200输出的漏电检测信号时，同时触发通讯模块320，将漏电检测信号上传到监控平台，通知维修人员漏电并及时维修。

其中，以太网模块可以是通过有线网络传输，例如可以通过双绞线、光纤等传输到监控平台；无线模块可以是通过gprs、3g或者4g信号等上传到监控平台。

上述实施例中，通过在被检测设备的控制电路300设置以太网模块340、无线模块330，以实现被检测设备一旦出现火线脱落或者其他漏电安全故障时，将漏电检测信号上传到监控平台通知维修人员漏电并及时维修，以免户外设备漏电造成伤害。

在一实施例中，如图6所示，所述的电源电路为整个漏电检测报警装置的直流稳压电源电路，包括第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第二稳压二极管vd2、第三二极管vd3、调压芯片d2、第一发光二极管hl1；通过此直流稳压电源电路可以使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。其中，调压芯片d2可以是开关电压调节器，例如lm2596降压型电源管理单片集成电路的开关电压调节器，能够输出3a的驱动电流，它内含固定频率振荡器(150khz)和基准稳压器(1.23v)，并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。同时具有很好的线性和负载调节特性，固定输出电压例如有3.3v、5v、12v，可调版本可以输出小于37v的各种电压；在此直流稳压电源电路中可选为输出12v。

本实施例中，直流稳压电源电路可以作为上述的第一电源为电压检测电路210中的光电耦合器d1的副边的输入端提供电源，也可以作为电源电路223为漏电信号输出电路220中的开关电路222提供电源，同时还可以为控制电路300提供电源；这里的电源电路可以是一个电源电路给本方案中全部涉及到的电路供电，也可以是多个电源电路分别为本方案中的各个电路供电，用于实现整个漏电检测报警装置的正常运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。