一种配电室设备故障漏电检测装置

技术领域

本发明涉及漏电检测技术领域，具体是一种配电室设备故障漏电检测装置。

背景技术

配电室是指带有低压负荷的室内配电场所，主要为低压用户配送电能，为确保配电室设备的正常工作，需要相关工作人员的定期检修，其中当配电室设备掉电后，由于泄漏电阻较大，高压整流电容上的剩余电压短时间内无法降至正常范围，或者配电室设备出现漏电情况，都将导致相关检修人员发生触电，但是现有的漏电检测装置大多只对配电室设备的剩余电流进行检测并判断漏电，并且现有的配电室在漏电时产生的剩余电流还可能含有直流分量的剩余电流等，传统的漏电检测装置无法对直流分量的剩余电流进行采集，并且检测漏电的方式和判断漏电的原因较为单一。

发明内容

本发明实施例提供一种配电室设备故障漏电检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例中，提供一种配电室设备故障漏电检测装置，该配电室设备故障漏电检测装置包括：剩余电压检测处理模块，剩余电流检测处理模块，波形检测处理模块，设备切断检测模块，控制保护模块，检测控制模块，检测保护模块；

所述剩余电压检测处理模块，与所述控制保护模块连接，用于检测配电室设备断电时流过泄漏电阻的剩余电压，用于对检测的剩余电流进行保护输入处理、绝对值处理和信息保持处理；

所述剩余电流检测处理模块，与所述控制保护模块连接，用于检测配电室设备是否产生剩余电流并对剩余电流进行放大滤波处理；

所述波形检测处理模块，与所述控制保护模块连接，用于检测剩余电流的波形，用于滤除剩余电流波形中的杂波并对剩余电流的波形电压进行升压和放大处理；

所述设备切断检测模块，与所述控制保护模块连接，用于检测配电室设备是否与用电负载切断并输出切换信息；

所述控制保护模块，用于接收各个模块输出的信息，用于输出控制信号和数据信息并控制各个模块的工作；

所述检测控制模块，与所述控制保护模块连接，用于接收所述控制保护模块输出的控制信号并控制所述剩余电压检测处理模块的定时检测，用于输出定时控制信号并控制所述检测保护模块的工作；

所述检测保护模块，与所述检测控制模块连接，用于接收所述检测控制模块输出的定时控制信号并进行配电室设备泄电保护。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明配电室设备故障漏电检测装置采用剩余电压检测处理模块检测配电室设备断电时，在几秒内对通过泄漏电阻的剩余电压进行采样，确保检测剩余电压的准确性和时效性，并在检测完后由检测保护模块进行泄电保护，避免相关人员在检修时发生触点危险，提高漏电检测装置的安全性，并采用波形检测处理模块检测配电室设备漏电时的剩余电流的波形情况，方便工作人员得知设备的漏电类型，避免由于不用的剩余电流种类，而导致误检的发生，提高设备的多效性，并检测配电室设备是否与用电负载切断，确保用电设备的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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为本发明实例提供的配电室设备故障漏电检测装置的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的剩余电压检测处理模块、检测控制模块和检测保护模块的连接电电路图。

图3为本发明实例提供的波形检测处理模块和设备切换检测处理模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，请参阅图1，一种配电室设备故障漏电检测装置包括：剩余电压检测处理模块1，剩余电流检测处理模块2，波形检测处理模块3，设备切断检测模块4，控制保护模块5，检测控制模块6，检测保护模块7；

具体地，剩余电压检测处理模块1，与所述控制保护模块5连接，用于检测配电室设备断电时流过泄漏电阻的剩余电压，用于对检测的剩余电流进行保护输入处理、绝对值处理和信息保持处理；

剩余电流检测处理模块2，与所述控制保护模块5连接，用于检测配电室设备是否产生剩余电流并对剩余电流进行放大滤波处理；

波形检测处理模块3，与所述控制保护模块5连接，用于检测剩余电流的波形，用于滤除剩余电流波形中的杂波并对剩余电流的波形电压进行升压和放大处理；

设备切断检测模块4，与所述控制保护模块5连接，用于检测配电室设备是否与用电负载切断并输出切换信息；

控制保护模块5，用于接收各个模块输出的信息，用于输出控制信号和数据信息并控制各个模块的工作；

检测控制模块6，与所述控制保护模块5连接，用于接收所述控制保护模块5输出的控制信号并控制所述剩余电压检测处理模块1的定时检测，用于输出定时控制信号并控制所述检测保护模块7的工作；

检测保护模块7，与所述检测控制模块6连接，用于接收所述检测控制模块6输出的定时控制信号并进行配电室设备泄电保护。

在具体实施例中，上述剩余电压检测处理模块1可采用电阻分压电路对泄漏电阻输出的泄漏电荷进行采样，并采用双向输入保护电路和差动放大电路对采样信号进行保护和调理；上述剩余电流检测处理模块2可采用零序剩余电流进行电路检测剩余电流情况，在此不做赘述；上述波形检测处理模块3可采用互感器激磁电路和信号调理电路；上述设备切断检测模块4可采用滞回比较器电路检测配电室设备与用电设备的连接关系；上述控制保护模块5可采用，但并不限于数字信号处理单元（DSP）、微控制单元（MCU）等微控制器；上述检测控制模块6可采用三极管开关控制电路和定时电路完成上述剩余电压检测处理模块1的工作；上述检测保护模块7可采用压敏电阻和气体放电管完成防雷击和过压保护。

需注意的是，上述控制保护模块5根据逻辑控制功能，还可扩展出显示模块，报警模块和通信模块，显示模块进行数据显示，报警模块进行异常报警，通信模块将控制保护模块5与监控终端建立无线数据通信，具体不做赘述。

在本实施例中，请参阅图2，所述剩余电压检测处理模块1包括泄漏电阻、第一电容C1、第一触点开关K1-1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压管VD1、第二稳压管VD2、第二电容C2、第一运放OP1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二运放OP2；

具体地，所述泄漏电阻的第一端连接第一电容C1的一端并通过第一触点开关K1-1连接第一电阻R1的一端，泄漏电阻的第二端连接第一电容C1的另一端和第四电阻R4的一端并通过第二电阻R2连接第一电阻R1的另一端、第一稳压管VD1的阴极、第二电容C2的一端和第一运放OP1的同相端，第一稳压管VD1的阳极通过第二稳压管VD2的阳极连接地端和第二电容C2的另一端，第一运放OP1的反相端连接第一运放OP1的输出端并通过第三电阻R3连接第五电阻R5的一端和第二运放OP2的反相端，第五电阻R5的另一端连接第二运放OP2的输出端，第二运放OP2的同相端连接第四电阻R4的另一端并通过第六电阻R6接地。

在具体实施例中，上述第一电容C1为滤波电容；上述第一电阻R1和第二电阻R2组成电阻分压电路；上述第一稳压管VD1和第二稳压管VD2组成双向输入保护电路；上述第一运放OP1可选用OP07系列运算放大器组成电压跟随电路；上述第二运放OP2可选用OP07系列运算放大器组成差动放大电路；上述第一触点开关K1-1可选用常开开关。

进一步地，所述剩余电压检测处理模块1还包括绝对值单元101和第三运放OP3；所述控制保护模块5包括第一控制器U1；

具体地，所述绝对值单元101，用于将输入的负值电压信号转换为正值电压信号；

绝对值单元101的输入端连接所述第二运放OP2的输出端，绝对值单元101的输出端连接第三运放OP3的同相端，第三运放OP3的反相端接地，第三运放OP3的输出端连接第一控制器U1的第一ADC端。

在具体实施例中，上述第三运放OP3可选用AD781芯片组成采样保持电路；上述第一控制器U1可选用DSP芯片，具体型号不做限定。

进一步地，所述检测控制模块6包括第七电阻R7、第一电源VCC1、第八电阻R8、第一开关管VT1、第九电阻R9、第二开关管VT2和第二电源VCC2；

具体地，所述第一电源VCC1通过第七电阻R7连接第八电阻R8的一端和所述第一控制器U1的第一IO端，第八电阻R8的另一端连接第一开关管VT1的基极，第一开关管VT1的发射极接地，第一开关管VT1的集电极通过第九电阻R9连接第二开关管VT2的基极，第二开关管VT2的发射极连接第二电源VCC2。

在具体实施例中，上述第一开关管VT1和第二开关管VT2可选用NPN型三极管。

进一步地，所述检测控制模块6还包括第一二极管D1、第一电位器RP1、第三电容C3、定时器U2、第四电容C4、第十电阻R10、第十一电阻R11、第三开关管VT3、第一继电器K1、第三电源VCC3；

具体地，所述第一二极管D1的阴极、第一电位器RP1的一端、定时器U2的第八端和定时器U2的第四端均连接第二二极管D2的集电极，第一二极管D1的阳极、第一电位器RP1的另一端和第三电容C3的第一端均与定时器U2的第六端和第二端连接，定时器U2的第一端、第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端均接地，定时器U2的第五端连接第四电容C4的另一端，定时器U2的第三端通过第十电阻R10连接第三开关管VT3的基极和第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端和第三开关管VT3的发射极均接地，第三开关管VT3的集电极通过第一继电器K1连接第三电源VCC3。

在具体实施例中，上述定时器U2可选用555系列集成电路；上述第一继电器K1控制第一触点开关K1-1的工作。

进一步地，所述检测保护模块7包括第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2、第二触点开关K1-2、第三压敏电阻RV3和气体管G1；

具体地，所述第一压敏电阻RV1的一端和第二触点开关K1-2的第一端均连接所述泄漏电阻的第一端，第一压敏电阻RV1的另一端和第二触点开关K1-2的第三端均连接泄漏电阻的第二端，第二触点开关K1-2的第二端通过第二压敏电阻RV2连接气体管G1的一端和第三压敏电阻RV3的一端，第三压敏电阻RV3的另一端连接第二触点开关K1-2的第四端，气体管G1的另一端接地。

在具体实施例中，上述第二触点开关K1-2可采用双刀双掷常闭开关，同样由第一继电器K1控制。

在本实施例中，请参阅图3，所述波形检测处理模块3包括第一互感器CT1、第四运放OP4、第十四电阻R14、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十五电阻R15、第五运放OP5、驱动芯片U3和信号调理单元301；

具体地，所述信号调理单元301，用于滤除剩余电流波形中的杂波并对剩余电流的波形电压进行升压和放大处理；

该第一互感器CT1的一端连接驱动芯片U3的输入端，第一互感器CT1的另一端连接第十四电阻R14的一端、第四运放OP4的反相端和信号调理单元301的输入端，第四运放OP4的同相端连接第四运放OP4的输出端并通过第十二电阻R12连接第五运放OP5的反相端，第五运放OP5的同相端连接第十五电阻R15的一端并通过第十三电阻R13连接地端，第十四电阻R14的另一端接地，第五运放OP5的输出端连接第十五电阻R15的另一端和驱动芯片U3的输出端，信号调理单元301的输出端连接所述控制保护模块5。

在具体实施例中，上述信号调理单元301可采用四阶巴特沃斯低通滤波电路、电压升压和信号放大电路，具体不做赘述；上述第四运放OP4和第五运放OP5均可选用OP07系列运算放大器，第四运放OP4和第五运放OP5组成滞回比较电路；上述第一互感器CT1可选用电流互感器。

进一步地，所述设备切断检测模块4包括第二互感器CT2、整流器、第二二极管D2、第三二极管D3、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第五电容C5、第六运放OP6和第一参考电压；

具体地，所述第二互感器CT2的输出端连接整流器的输入端，整流器的第一输出端连接第二二极管D2的阳极和第十六电阻R16的一端并通过第十七电阻R17连接第十八电阻R18的一端和第五电容C5的一端，整流器的第二输出端连接第三二极管D3的阴极、第十六电阻R16的另一端和第五电容C5的另一端，第三二极管D3的阳极连接第二二极管D2的阴极，第十八电阻R18的另一端连接第二十电阻R20的一端和第六运放OP6的同相端并通过第十九电阻R19连接第六运放OP6的输出端和所述控制保护模块5，第二十电阻R20的另一端接地，第六运放OP6的反相端连接第一参考电压。

在具体实施例中，上述第二互感器CT2可选用电流互感器；上述第六运放OP6可选用LMX321运算放大器做滞回比较器使用；上述第二二极管D2和第三二极管D3用于稳定压降，第十七电阻R17和第五电容C5组成RC滤波电路。

本发明一种配电室设备故障漏电检测装置，第一控制器U1的第一IO端输出控制信号，第一开关管VT1和第二开关管VT2导通，定时器U2得电延时控制第三开关管VT3的导通，第一继电器K1得电，第一触点开关K1-1闭合，第二触点开关K1-2断开，通过剩余电压检测处理模块1检测配电室设备断电时流过泄漏电阻的剩余电压，由第一电容C1滤波，第一电阻R1和第二电阻R2分压、第一稳压管VD1和第二稳压管VD2进行输入保护，第一运放OP1隔离传输后输入第二运放OP2进行处理输出此时检测的剩余电压情况，并由绝对值单元101进行绝对值处理，第二运放OP2进行采样保持处理，最终由第一控制器U1接收，几秒后第一触点开关K1-1延断开，第二触点开关K1-2闭合接入，保护电路，第一控制器U1得出此时配电室设备供电后产生的泄漏电压值，同时由第一互感器CT1和第二互感器CT2分别检测配电室设备线路的剩余电流波形情况和设备切换情况，由驱动器输出正负交变的方波给第一互感器CT1，在第一互感器CT1的励磁电源达到设定阈值时，第四运放OP4和第五运放OP5将输出电平的极性极性翻转，继而驱动驱动器的工作，并由第十四电阻R14端产生激励电压，并将激励电压接入信号调理单元301进行调理，由信号调理单元301输出处理后的剩余电流波形，由第一控制器U1接收，第二互感器CT2在配电室设备和用电设备切断时，第五电容C5上的电压下降，直至消失，并由第六运放OP6将电压的变换情况传输给第一控制器U1，第一控制器U1通过内部设定的电压阈值和报警程序控制报警模块的工作，显示模块接收第一控制器U1输出的数据信息并通过显示屏显示。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。