[發明專利]剩余電流互感器斷線短路檢測方法

有效

• 申請號: 201710347705.4
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107037309B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 俞文榮;俞躍;戴云
• 申請（專利權）人: 江蘇愛可信電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 江陰市揚子專利代理事務所(普通合伙) 32309
• 代理人: 陳強

1.一種剩余電流互感器斷線短路檢測方法，其特征在于：所述檢測方法基于一剩余電流互感器斷線短路檢測模塊，該剩余電流互感器斷線短路檢測模塊包含有繼電器（RL1）和運算放大器（OP1），所述繼電器（RL1）的1腳連接至二極管（D1）的正極，二極管（D2）的負極與繼電器（RL1）的8腳均連接至高電平VCC，該繼電器（RL1）的1腳連接至三極管（Q1）的集電極，所述三極管（Q1）的發射極接地，該三極管（Q1）的基極經電阻七（R7）接地，該三極管（Q1）的基極經電阻六（R6）連接至TEST_EN端口，該TEST_EN端口連接至微處理器的IO口；

所述繼電器( RL1) 選用廈門宏發HFD4/5-S 5V 8腳 2A/30VDC 單穩態 2開2閉；

所述運算放大器（OP1）的同相輸入端經電阻一（R1）連接至參考電平VREF，且該同相輸入端經電感一（L1）、剩余電流互感器（P1）、電感二（L2）和電阻二（R2）后連接至繼電器（RL1）的6腳，繼電器（RL1）的6腳經電阻二（R2）后連接至繼電器（RL1）的4腳，且繼電器（RL1）的4腳經電阻四（R4）連接至運算放大器（OP1）的反向輸入端，該運算放大器（OP1）的反相輸入端經電阻三（R3）連接至該運算放大器（OP1）的輸出端，運算放大器（OP1）的輸出端連接至繼電器（RL1）的2腳；上述繼電器（RL1）的7腳經電阻一（R1）后連接至參考電平VREF，上述剩余電流互感器（P1）與分壓電阻二（RV2）相并聯，該分壓電阻二（RV2）的一端經分壓電阻一（RV1）接地，另一端經分壓電阻三（RV3）接地；

所述繼電器（RL1）的5腳接地，且繼電器（RL1）的3腳經電阻五（R5 ）連接至AO_OUT端口，該AO_OUT端口經電容一（C1）接地，且AO_OUT端口連接至微處理器的模數轉換輸入口；

所述檢測方法包含有以下步驟：

步驟一：剩余電流測量：微處理器通過TEST_EN端口輸出低電平，即TEST_EN=0，此時繼電器（RL1）的6腳和7腳接通、2腳和3腳接通，電阻二（R2）作為采樣電阻與剩余電流互感器（P1）并聯獲得采樣信號；

由于電阻二（R2）采樣信號的電流較小，電流信號經繼電器（RL1）的2腳和3腳后至電阻三（R3）、電阻四（R4）、運算放大器（OP1）組成的負反饋放大電路進行信號放大，放大后的采樣信號經電阻五（R5）、電容一（C1）組成的低通濾波器濾波后送入微處理器的模數轉換輸入口進行采樣計算；

微處理器間隔采樣獲取的采樣信號經均方根算法處理后得到的剩余電流值即為測量的交流有效值，當測得的剩余電流值不為0，則說明互感器狀態正常；當測量的剩余電流值為0時，進入步驟二；

步驟二、斷線短路檢測：微處理器通過TEST_EN端口輸出高電平，即TEST_EN=1，繼電器（RL1）的5腳和6腳接通、3腳和4腳接通；此時電阻一（R1）、電感一（L1）、剩余電流互感器（P1）、電感二（L2）、電阻二（R2）組成分壓電路，若剩余電流互感器（P1）正常工作，則AO_OUT端口的電壓為電阻二（R2）產生的分壓；VR2=VREF*R2/(R1+Rct+R2)；其中， Rct為剩余電流互感器（P1）的內阻，電感一（L1）和電感二（L2）的內阻忽略不計，記該計算獲取的VR2電壓值為Va；

當剩余電流互感器（P1）斷線時，AO_OUT端口的電壓為VR2=0，記此時AO_OUT端口獲取的電壓為Vb，Vb遠小于Va，此時判斷為剩余電流互感器斷線；

當剩余電流互感器（P1）短路時，AO_OUT端口的電壓為VR2=VREF*R2/(R1+R2)，記此時AO_OUT端口獲取的電壓為Vc，Vc遠大于Va，此時判斷為剩余電流互感器短路；

此時通過微處理器獲取AO_OUT端口得到當前電壓值，若當前電壓值小于Va，則剩余電流互感器（P1）處于斷線狀態，并返回步驟二；若當前電壓值大于Va，則剩余電流互感器（P1）處于短路，并返回步驟二；若當前電壓值等于Va，則剩余電流互感器（P1）處于正常狀態，并返回步驟一。