一种对地电流的安全产生电路及智能装置的制作方法

本实用新型涉及低压智能技术领域，具体涉及一种对地电流的安全产生电路及智能装置。

背景技术：

低压配网400伏台区在有些老旧小区、城中村、部分农村地区线路错综复杂，要分清负载属于哪个变压器或属于哪条线路，是电力部门一直在努力解决的问题。因此户变关系识别仪、拓扑关系识别设备也就应运而生。而现有户变关系识别仪、拓扑关系识别设备存在漏判和误判缺陷。

另外，要解决整个低压400伏用电安全问题，特别是人身触电问题，需要在线路末端全覆盖地安装漏电保护装置。但是末端漏电保护装置全覆盖后，会带来发生漏电后找不到故障点而用户又急需要复电的问题。这时如果末端漏电保护装置退出漏电跳闸保护功能，线路前端漏电保护装置就可能会跳闸，进而影响整个台区供电可靠性。

鉴于上述原因，需要产生一个合适的信号，来进行信息传输，为解决上述问题，本实用新型提供了一种利用对地产生电流作为信号的电路，同时充分考虑了安全性。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种对地电流的安全产生电路，包含降压限流元件、第一控制开关、控制器和接地端，所述控制器与第一控制开关的控制端连接，驱动第一控制开关的导通与断开；所述接地端与大地连接。

具体地，所述降压限流元件为电阻，所述电阻的一端连接于火线l，另一端连接于第一控制开关。

所述降压限流元件为变压器，所述变压器为隔离变压器或自耦变压器；所述变压器的初级连接于火线l、零线n；变压器的次级，一端连接于第一控制开关，另一端连接于零线；连接于火线l的初级与连接于第一控制开关的次级为同名端。

所述降压限流元件为电阻分压电路；所述电阻分压电路包含至少两个分压电阻，两个分压电阻之间引出连接点，与第一控制开关连接。

进一步：控制器包含主处理单元、电源单元，主处理单元用于控制第一开关的导通与断开，电源单元为主处理单元供电。

进一步，还包含自恢复式保险丝，所述自恢复式保险丝串接在所述电路中。

进一步，还包含第二控制开关，所述第二控制开关串接在所述电路中，所述第二控制开关的控制端与控制器连接，所述第二控制开关为继电器。

进一步，控制器还包含电压采样单元，采集接地端的电压。

进一步，将上述的电路运用于一种智能装置，装置设置了外壳、l线接线端、n线接线端；所述l线接线端、n线接线端、接地端安装在外壳上。

本实用新型的优点在于：本实用新型提供的智能装置充分考虑了使用安全，同时利用本实用新型提供的电路产生的电流信号，直接运用现有低压电网的供电线路即可进行信息传输，在成本上具有优势，更容易推广。

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:利用电阻作为降压限流元件的对地电流的安全产生电路示意图。

图2:利用变压器作为降压限流元件的对地电流的安全产生电路示意图。

图3:利用分压电路作为降压限流元件的对地电流的安全产生电路示意图。

图4：人体触碰到接地端的保护示意图。

图5：第二控制开关示意图。

图6：智能装置的示意图。

附图标记说明：

1.降压限流元件，2.第一控制开关，3.控制器，3-1.电源单元，3-2.主处理单元，3-3.电压采样单元，4.接地端，5.第二控制开关，6.自恢复式保险丝，7.外壳，7-1.l线接线端，7-2.n线接线端。

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。

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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种对地电流的安全产生电路，参照图1、图2、图3，包含降压限流元件1、第一控制开关2、控制器3和接地端4，控制器3与第一控制开关2的控制端连接，驱动第一控制开关2的导通与断开；接地端4与大地连接。

具体地，参照图1，给出了一个采用电阻r1作为降压限流元件的实施方案，电阻r1的一端连接于火线l，另一端连接于第一控制开关；参照图2，给出了一个采用变压器作为降压限流元件的实施方案，变压器为隔离变压器或自耦变压器；将变压器的初级连接于火线l、零线n；变压器的次级，一端连接于第一控制开关，另一端连接于零线；连接于火线l的初级与连接于第一控制开关的次级为同名端；参照图3，给出了一个采用电阻分压电路作为降压限流元件的实施方案，电阻分压电路包含至少两个分压电阻，具体的，两个分压电阻为r2和r3，电阻r2的一端连接于火线l，另一端与电阻r3、第一控制开关连接，电阻r3的另一端连接于零线n。

设置降压限流元件的必要性在于，参照图4，假设电阻r1的阻值为10kω，经此电阻降压后，可以将对地产生的电流，限制在22ma，如果接地端4与大地之间的连接出线故障或断开，导致电路悬浮，此时人体触碰到接地端4后，就会经过人体形成一个对地电流i2，此电流的幅值为i2=220v/11000ω=0.02a（假设人体的电阻为1000ω），也不会因触电致死致伤。

控制器3包含电源单元3-1、主处理单元3-2，主处理单元3-2用于控制第一控制开关2的导通与断开，电源单元为主处理单元供电。具体的，采用可控硅q1作为第一控制开关2，可控硅q1的一端连接于降压限流元件1，另一端连接于q2或直接与地连接；可控硅的控制极g连接于控制器3的主处理单元3-2；主处理单元3-2控制可控硅q1导通，电路就能对地产生电流；主处理单元3-2控制可控硅q1断开，电路就不对地产生电流，按照一个约定的方案控制可控硅q1的导通与断开，就可以形成一组电流信号，直接在低压电网上进行传输。

为了进一步增加电路的安全性，在电路中还串接了第二控制开关5和自恢复式保险丝6，以及在控制器中增加了电压采样单元3-3，用于采集电路对地产生电流时，电路对地的电压以及采集电路前端的火线、零线的电压。

具体的，将第二控制开关5的一端与第一控制开关2连接，另一端与自恢复式保险丝6连接，自恢复保险丝6的另一端与接地端4连接；电压采样单元利用电压采样连接线与火线l、零线n、接地端连接，实现电压采样单元采集火线l、零线n和接地端的电压。

第二控制开关的控制端与主处理单元3-2连接，主处理单元3-2控制第二控制开关5的导通与断开；在此，优选的采用继电器q2作为第二控制开关，如此设置的优点在于：将继电器q2串入到电路中，可以增加火线对地的隔离度，且在第一控制开关短路失效时，可以作为第一控制开关的备份元件，实现第一控制开关的功能。

在此，参照图5，给出了一个继电器q2的实施方案，主处理单元3-2中，选用型号为stm32f103rbt6的芯片作为cpu来使用，cpu的管脚pa10与电阻r122、电阻r121连接，电阻r122的另一端与三极管q4的b极连接，电阻r121的另一端连接于电源的正极v+；管脚pa11与电阻r123、电阻r124连接，电阻r123的另一端与三极管q6的b极连接，电阻r124的另一端连接于地线gnd；管脚pa12与电阻r126、电阻r125连接，电阻r126的另一端与三极管q5的b极连接，电阻r125的另一端连接于电源的正极v+；管脚pa13与电阻r127、电阻r128连接，电阻r127的另一端与三极管q7的b极连接，电阻r128的另一端连接于地线gnd；三极管q4的c极、三极管q6的c极连接于继电器的线圈t1端，三极管q5的c极、三极管q7的c极连接于继电器的线圈t2端；三极管q4的e极、三极管q5的e极连接于电源的正极v+；三极管q6的e极、三极管q7的e极连接于电源的负极v-。

cpu管脚pa12和管脚pa11同时控制三极管q5和q6导通，使得电流从线圈的t2端流向t1端，通过电磁力的作用，实现继电器的触头闭合。

cpu管脚pa10和管脚pa13同时控制三极管q4和q7导通，使得电流从线圈的t1端流向t2端，通过电磁力的作用，实现继电器的触头断开。

基于上述的对地电流的安全产生电路，参照图6，可以简单的理解成，在此电路的基础上，设置一个外壳7，外壳7上设置了l线连接线端7-1，n线接线端7-2，同时将接地端4也设置在外壳上，再配以其他的指示灯及按钮就可以形成一个智能装置；当然，此电路还可以集成到其他的电力产品上进行运用，如：电能表、智能微型断路器等。

设置自复试保险丝6的必要性在于，如果降压限流元件短路失效、或接线故障导致输出电压过高，电路对大地导通后，对地产生的电流就会变大，此时，自恢复式保险丝6可以起到保护作用。同样的，如果在降压限流失效后，如果接地端4与大地之间的连接出线故障或断开，导致电路悬浮，此时人体触碰到接地端4后，通过人体对地产生较大的电流，自恢复式保险丝6也可以起到保护作用。

基于上述的理论，电压采样单元采集火线对地线的电压、零线对地线的电压，就可以检测接地端4的对地的电压状况，如果存在电压，且电压达到一定的阈值时，主处理单元3-2不会对控制开关7发出控制信号，使得漏电流电路1始终处于断开状态；主处理单元3-2还可以判断变压器、电阻分压电路的前端零线、火线有没有反接，如果判断零火接反，主处理单元3-2不会对控制开关7发出控制信号，使得漏电流电路1始终处于断开状态，即使接地端4与地线的连接断开，在控制开关的下口也没有电压，无人体触电风险。

最后，需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。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。