[發明專利]直流漏電流檢測與保護電路及檢測與保護方法

有效

• 申請號: 201410059669.8
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103779833A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 朱志偉;劉瓊
• 申請（專利權）人: 朱志偉
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32;H02H3/04;G01R19/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本發明涉及一種直流漏電流檢測與保護電路及檢測與保護方法。

背景技術

當前，直流電源應用廣泛。直流漏電檢測與保護電路能夠在直流電路出現漏電現象時，保證設備和人員的安全。直流屏是直流操作電源系統的簡稱。簡單地說，直流屏就是提供穩定直流電源的設備。發電廠和變電站中的電力操作電源現今采用的都是直流電源，它為控制負荷和動力負荷以及直流事故照明負荷等提供電源，是當代電力系統控制、保護的基礎。直流漏電是電力系統直流操作電源常見的故障之一，可能造成信號裝置、控制回路和繼電器保護裝置的誤動作，或使斷路器跳閘。因此，必須對直流操作電源進行連續的監測，當其某一點出現漏電故障時，立即發出報警信號，工作人員查找并排除漏電故障，從而杜絕因直流系統漏電而引起電力系統故障。

在直流系統漏電故障檢測領域中，主要有3類裝置。其一類裝置基于向母線注入低頻小信號的方法，并利用電流互感器與外接電容直接振蕩產生正弦波的技術進行檢測，如“變電站直流系統微機絕緣監測裝置支路巡檢模塊”(專利申請號：CN201320214241)。另一類裝置是用磁調制器技術實現直流漏電流檢測，如“直流漏電指示器”(專利申請號：CN03227311)。還有一類裝置是采用霍爾電流傳感器進行直流漏電流檢測，如“直流漏電保護電路”(專利申請號：CN201220334154)。在實際應用過程中，這些方法存在不足，主要問題出在傳感器受到了分布電容的影響、剩磁變化的影響、導線相對位置的影響、環境電磁干擾及被測直流電流中的紋波干擾等，從而影響檢測的精度和穩定性，給現場調試帶來極大的不便。

因此，有必要設計一種直流漏電流檢測與保護電路及檢測與保護方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種直流漏電流檢測與保護電路及檢測與保護方法，該直流漏電流檢測與保護電路及檢測與保護方法能實現漏電報警，可靠性高，抗干擾能力強。

發明的技術解決方案如下：

一種直流漏電流檢測與保護電路，包括測量電阻、放大電路、比較電路和控制電路；

所述的測量電阻包括第一測量電阻R1和第二測量電阻R3；R1的一端接主電源的正端，R1的另一端記為M端并與負載的第一端相連【此時存在漏電時，只報警，負載不斷電】；R3的一端接地，R3的另一端記為N端并與負載的第二端相連；

放大及比較電路將R1和R3上的電壓放大后進行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號；

控制電路包括晶閘管U3和U4、PNP三極管Q1、啟動鍵K1、停止鍵K2以及4個繼電器：RL1～RL4；

Q1的e極接輔助電源正極，Q1的b極經電阻R16接所述的控制信號輸出端CTL；Q1的c極經RL4的線圈接地；RL4的公共觸點接輔助電源正極；RL4的常開觸點懸空，RL4的常閉觸點經RL3的線圈接晶閘管U4的正極；U4的負極接地；輔助電源正極依次經啟動鍵K1和電阻R17接晶閘管U4的觸發端；

RL3的公共觸點接輔助電源正極，RL3的常閉觸點依次經發光二極管D2和電阻R19接地；RL3的常開觸點經RL1的線圈接RL2的常閉觸點；RL1的公共觸點接M端；

RL2的線圈的一端接輔助電源正極，另一端經停止鍵K2接地；RL2的常開觸點懸空；RL2的公共觸點接晶閘管U3的正極，U3的負極接地，啟動鍵K1經電阻R17和R18分別接至U4的觸發端和U3的觸發端。

另一種方式，M端通過繼電器RL1的常開觸點與負載的第一端相連，即RL1的常閉觸點懸空，RL1的常開觸點與所述負載的第一端相連?！敬藭r存在漏電時，不但報警，負載也斷電】

所述的放大電路包括四運放集成電路U1【已使用其中的3個運算放大器A、B、C】；比較電路采用精密穩壓源TL431構成。

運算放大器的正電源端接在輔助電源上，運算放大器的負電源端接地；

由電阻R4和R6組成的第一分壓支路跨接在主電源與地之間，運算放大器U1A的同相輸入端接第一分壓支路的分壓點；U1A的反相輸入端經電阻R8接M端；U1A的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R10；U1A的輸出端經電阻R12接U1C的同相輸入端；

由電阻R9和R11組成的第二分壓支路跨接在N端與地之間，運算放大器U1B的同相輸入端接第二分壓支路的分壓點；U1B的反相輸入端經電阻R5接地；U1B的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R7；U1B的輸出端經電阻R13接U1C的反相輸入端；

運算放大器U1C的同相輸入端經R15接地；運算放大器U1C的反相輸入端與輸出端之間接有可調電阻RV2；