[发明专利]基于等电位检测的用电设备漏电保护装置

说明书

技术领域

本发明属于漏电检测领域，特别涉及一种基于等电位检测的用电设备漏电保护装置。

背景技术

近些年来，人们尽管对安全用电，特别是对防止触漏电事故极为重视，但触电伤亡、漏电火灾等事故时有发生，目前的漏电保护方式及其存在的不足如下所述：

①保护接地：在中性点直接接地的三相四线制系统中，采用电气设备经过接地电阻接地。如果选择的接地电阻过大时，出现的接地故障电流不能使低压断路器或熔断器断开，设备外壳上将长期带电，并且所带电量能够导致人员伤亡。若降低电气设备接地电阻，虽然保证了人身安全，但是会增加接地装置的费用和工程量，另外，如果接地环境很差，也很难达到保护的要求，所以接地保护方式不安全。

②保护接零：电源中性点直接接地的三相四线制系统中，将电器设备金属外壳同电网的零线连接，采用此种接法时，若设备外壳带电，会形成单相短路，在短路电流的作用下，使熔断器迅速熔断，从而切断电源。但是，如果零线因为某种原因断开，零线不再与地相连通，一旦设备外壳带电，熔断器无法断开，火线会通过金属外壳与零线相连，导致系统内所有与零线相连的设备外壳全部带电，后果十分严重。

③剩余电流断路器：主要用于交流50Hz，额定电压400V的配电网络中，对人员提供间接接触保护，主要用来防止因设备绝缘损坏，产生接地故障电流引起的火灾。剩余电流断路器属于剩余电流保护器的一种。但是，由于剩余电流断路器产品本身质量问题，技术参数设计不合理，会导致剩余电流短路器的误动作或拒动，同时，由于线路系统过电压也会引起剩余电流断路器的误动作。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于漏电流保护原理的漏电保护装置，能够实现宽动态范围的数据采集，有较好的绝缘性能。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，包括传感器部分、数据采集处理电路和执行机构；所述数据采集处理电路包括信号处理电路和处理器电路部分；所述传感器部分与信号处理电路电连接，所述传感器部分用于对用电设备的漏电压信号进行采集，所述信号处理电路用于接收漏电压信号并对漏电压信号进行预处理；所述处理器电路部分用于对预处理后的漏电压信号进行分析计算，将计算结果与设定值进行比较，当传感器部分检测到的电量高于预设值时，处理器电路部分控制执行机构断开用电设备供电线路。

进一步，所述传感器部分包括由上而下依次设置的第一极板、第二极板、第三极板和第四极板，所述第一极板与火线连接，所述第四极板与用电设备外壳连接，所述第一极板与第四极板间产生电场；所述第二极板和第三极板形成平板电容，所述第二极板和第三极板与信号处理电路连接。

进一步，所述第一极板与第二极板间、第二极板与第三极板间、第三极板与第四极板间都设置有绝缘介质。

进一步，所述信号处理电路包括依次连接的前置差分放大电路、带通滤波电路、可编程增益放大电路、A/D转换电路，所述前置差分产大电路与第三极板和第四极板连接，所述A/D放大电路与处理器电路部分连接。

进一步，所述第三极板与第四极板通过屏蔽导线与前置差分放大电路连接。

进一步，所述处理器电路部分由单片机及其外围电路构成。

进一步，该漏电保护装置还包括报警器，所述报警器与处理器电路部分连接。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

1、本发明不同于其它基于漏电流保护原理的保护装置，是基于等电位检测原理设计的漏电保护装置，能够实现宽动态范围的数据采集，有较好的绝缘性能，因此能够适合各种场合用电设备的漏电保护。

2、本发明结构简单、使用方便、体积小，便于安装使用，且能够实现全天候的检测，不仅能够实现漏电时自动断开供电线路，而且能够实现漏电报警的功能，便于工作人员及时发现事故并经行处理。

3、本发明装置不仅可以应用于中大型的用电设备的漏电保护，又可应用于诸如热水器、游泳池内泵壳的漏电保护，因此相较于传统的漏电保护装置，本装置使用范围更广、安全系数更高，尤其是针对人员生命安全的保护更为主动。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明所述漏电保护装置的硬件结构框图；

图2为本发明所述的漏电保护装置示图；

图3为本发明所述的漏电保护装置工作流程图；