
技术摘要:
本发明公开了一种漏电保护装置及方法,装置包括MCU主控芯片U9,MCU主控芯片U9分别连接有AD转换模块U8和驱动模块,AD转换模块U8连接有前级采样模块,前级采样模块包括电流互感器T1和电压互感器T2,驱动模块包括开关三极管N2,开关三极管N2连接继电器K1的线圈,继电器K1 全部
背景技术:
漏电保护装置大规模应用于民用与军用设备的用电前级,用于保护操作者的人身 安全。其缺点主要有以下几点。 1)固定的漏电流保护值,无法根据设备使用情况进行调整。 车壁盒内通过配置漏电保护装置,保护后级的用电安全。漏电保护装置检测L/N线 之间的电流差值进行漏电保护。车壁盒漏电保护装置的动作电流一般在用电设备一级设置 为30mA或更大,前一级的配电系统一般为100mA、300mA等几种,漏电保护时间通常为0.1S~ 0.3S。用电设备一级设置在30mA漏电流是结合人体的电阻及电击电压计算的,然而通常指 挥系统内部集成了大量的用电设备,其漏电流值在系统内是通过累加计算的,当用电设备 增多时,必然导致工作泄漏电流增大,漏电保护装置有误动作的风险。 车载系统内部所用设备数量较多,不同型号的系统必然产生不同的漏电流值,且 漏电流值会随环境温度而发生变化,当使用固定式漏电保护装置时,只能将保护值按照最 大值设置,小负载情况下不利于人体及设备的保护。无法对设备和人身起到精准保护的作 用。 2)无法区分泄漏电流和漏电流的区别,易造成误动作。 泄漏电流是在用电设备工作时通过对地的寄生电感、寄生电容、安规电容、去耦电 容等形成的,泄漏电流不对设备及人身造成伤害,属于设备的正常工作电流。漏电流主要是 在线路或器件发生损坏或人身触电后产生,漏电流会对人身及设备造成伤害。正常情况下, 漏电流的电流值比泄漏电流的电流值大,因此当瞬时的泄漏电流过大时,漏电保护装置易 出现误动作。造成此种现象的根本原因是漏电保护装置无法区分泄漏电流和漏电流所致。 后级设备工作的泄漏电流主要产生在开关电源及用电设备之间,系统工作的总的 泄漏电流为分路泄漏电流之和,当开关电源及用电设备的产生的总泄漏电流超过车壁盒内 漏电保护装置的额定脱扣电流时,漏电保护装置会切断供电。 车壁盒漏电保护装置根据动作电流一般分为30mA、100mA、300mA等几种, 30mA漏 电流是结合人体的电阻及电击电压计算的,然而通常指挥系统内部集成了大量的用电设 备,其泄漏电流值在系统内是通过累加计算的,当用电设备增多时,必然导致工作泄漏电流 增大,漏电保护装置有误动作的风险。所以为了满足车载设备的基本用电需求,一般都拆除 漏电保护装置或更换为100mA的漏电保护装置使用,在此情况下能够保障用电需求,但忽视 了漏电保护装置对人体的保护作用。 3)工业器件无法满足-43℃~ 55℃的环境要求。 漏电保护装置属工业器件,传统30mA的漏电保护装置的环境温度一般为-20℃,无 3 CN 111614060 A 说 明 书 2/5 页 法满足-43℃~ 55℃的要求,在以上环境下,有失效风险。所以为了满足车载设备的基本用 电需求,一般都拆除漏电保护装置或更换为100mA的漏电保护装置使用,在此情况下能够保 障用电需求,但忽视了漏电保护装置对人体的保护作用。 4)故障发生后无法提示故障发生信息。 漏电保护装置是机械器件,外围电路只能检测到开、关两种状态,无法判断漏电保 护装置开关动作的动机是因为环境问题引起的失效造成的还是因为实际电路漏电流增大 造成的,即无法显示精确的保护信息,使工作人员无法通过工作状态判断设备及用电安全 情况。 针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素:
针对相关技术中的上述技术问题,本发明提出一种漏电保护装置,其采用MCU主控 芯片作为控制中心,从而可通过外部操作调节保护值;可区分泄漏电流和漏电流,有效防止 了误动作。 为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的: 一种漏电保护装置,包括MCU主控芯片U9,所述MCU主控芯片U9分别连接有AD转换模块 U8和驱动模块,所述AD转换模块U8连接有前级采样模块,所述前级采样模块包括电流互感 器T1和电压互感器T2,所述驱动模块包括开关三极管N2,所述开关三极管N2连接继电器K1 的线圈,所述继电器K1的触点、所述电流互感器T1以及电压互感器T2均设置在输入端与输 出端之间的连接线路上。 进一步地,所述MCU主控芯片U9还分别连接有设置按键S1、取消按键S2和确认按键 S3。 进一步地,所述MCU主控芯片U9还连接有电源模块,所述电源模块包括桥式整流器 D3和变压器T10。 进一步地,所述MCU主控芯片U9还连接有CAN收发器U6。 进一步地,所述MCU主控芯片U9还连接有指示灯。 进一步地,所述输入端包括输入接口A1和输出接口B1,所述输出端包括输出接口 A2和输出接口B2,所述输入接口A1通过所述连接线路连接所述输出接口B2,所述输出接口 B1通过所述连接线路连接所述输出接口A2。 本发明还提供了一种漏电保护方法,包括以下步骤: S1电流互感器T1采集连接线路上的漏电流信号,电压互感器T2采集所述连接线路上的 电压信号; S2 AD转换模块U8将所述电流信号转换成漏电流值并将所述电压信号转换成电压值后 将所述漏电流值和所述电压值均传输给MCU主控芯片U9; S3所述MCU主控芯片U9将设定值与所述漏电流值进行比较,若所述漏电流值大于所述 设定值,所述MCU主控芯片U9先对所述漏电流值和所述电压值分别进行傅里叶变换,获得漏 电流波形和电压波形,然后将所述漏电流波形与所述电压波形进行比较,获取二者的相位 差,若所述相位差为90度,所述MCU主控芯片U9不动作,若所述相位差为0度,所述MCU主控芯 片U9通过开关三极管N2控制继电器K1动作以断开所述连接线路。 4 CN 111614060 A 说 明 书 3/5 页 进一步地,所述MCU主控芯片U9通过设置按键S1、取消按键S2和确认按键S3来更改 所述设定值。 进一步地,所述MCU主控芯片U9通过电源模块供电,所述电源模块包括桥式整流器 D3和变压器T10。 进一步地,在S3中,若所述相位差为0度,所述MCU主控芯片U9通过指示灯进行指 示。 本发明的有益效果:采用MCU主控芯片作为控制中心,可根据使用现场的具体情况 有针对性的定义保护值;可通过漏电流与电压的相位差区分泄漏电流和漏电流,能够有效 避免误动作,提高了应用现场的安全性。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所 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获 得其他的附图。 图1是根据本发明实施例所述的漏电保护装置的电路图一; 图2是根据本发明实施例所述的漏电保护装置的电路图二; 图3是根据本发明实施例所述的漏电保护装置的电路图三; 图4是根据本发明实施例所述的漏电保护装置的电路图四; 图5是根据本发明实施例所述的漏电保护装置的电路图五。