CN107436391A - 接地故障监测装置 - Google Patents
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Abstract
接地故障监测装置，属于电力系统监测控制领域，本发明为解决采用保险丝熔断方式进行漏电保护存在的问题。本发明包括NE555时基集成电路、断路器QS、氖灯NH、电流互感器TA、电阻R1～R6、滑动变阻器RP、电容C1～C2、二极管VD1～VD4、三极管VT1～VT2、稳压二极管VS、喇叭BL、交流接触器KM和中间继电器KA；当三孔插座CZ出现漏电时，地线上出现短路电流，漏电电流经由三孔插座CZ的接地端和R3(R4)、VD3(VD4)与火线L(零线N)形成回路，NH发光；该漏电电流被TA检测到，喇叭BL进行声音报警；同时切断220V电源为负载的供电回路。
Description
技术领域
本发明属于电力系统监测控制领域，涉及接地技术。
背景技术
在给负载供电时三孔插座被广泛应用，三孔插座的三孔成等腰三角形，顶角孔垂直向上，与公用地线或公用接零线连接，不同插座的地线(或零线)只能并联，不得串联，两腰的两个底角孔左边接零线，右边接火线。
在实际应用中当家用电器严重漏电时，特别是发生短路性漏电时，负载电器的保护接地与变压器的工作接地对给负载电器供电的单相电源形成短路，只要此时线路中的电流达到保险丝的熔断电流，火线上的保险丝就会迅速熔断，使严重漏电的负载电器切断电源。
采用这种漏电保护机制，只有当漏电严重到一定程度下才能使保险丝熔断，若只是轻微漏电，保险丝未能达到熔断程度，则负载电器会一直处于非正常工作状态，长期处于这种工作状态会令负载电器缩减使用寿命，而使用人员并不知晓漏电情况的存在，并不能及时解决轻微漏电状态。
发明内容
本发明目的是为了解决采用保险丝熔断方式进行漏电保护存在的问题，提供了一种接地故障监测装置。
本发明所述接地故障监测装置包括NE555时基集成电路、断路器QS、氖灯NH、电流互感器TA、电阻R1～R6、滑动变阻器RP、电容C1～C2、二极管VD1～VD4、三极管VT1～VT2、稳压二极管VS、喇叭BL、交流接触器KM和中间继电器KA；
220V交流电源通过断路器QS、交流接触器KM常开主触点为负载供电；在断路器QS、交流接触器KM常开主触点之间供电线路的火线L分别连接三孔插座CZ的一个等腰插孔和二极管VD3的阴极；零线N分别连接三孔插座CZ的另一个等腰插孔和二极管VD4的阴极；
三孔插座CZ的顶孔连接的地线上套有电流互感器TA的初级线圈；三孔插座CZ的顶孔连接氖灯NH的一端，氖灯NH的另一端同时连接电阻R3的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接二极管VD3的阳极，电阻R4的另一端连接二极管VD4的阳极；
电流互感器TA次级线圈的一端同时连接电容C1的一端、三极管VT1的发射极、稳压二极管VS的阳极、中间继电器KA常开触点的一端、NE555时基集成电路的1脚、电容C2的一端和喇叭BL的负极供电端子，并接地；
电流互感器TA次级线圈的另一端连接二极管VD1的阳极，二极管VD1的阴极连接滑动变阻器RP的一个固定端，滑动变阻器RP的另一个固定端及其活动端同时连接电容C1的另一端和三极管VT1的基极，三极管VT1的集电极同时连接电阻R1的一端和中间继电器KA线圈的一端；
电阻R1的另一端连接三极管VT2的基极，三极管VT2的发射极同时连接稳压二极管VS的阴极和电阻R2的一端，三极管VT2的集电极同时连接交流接触器KM线圈的一端和二极管VD2的阳极；
+6V直流电源同时连接中间继电器KA线圈的另一端、交流接触器KM线圈的另一端、二极管VD2的阴极、电阻R2的另一端、电阻R5的一端、NE555时基集成电路的4脚和8脚；
NE555时基集成电路的7脚同时连接电阻R5的另一端和电阻R6的一端；
NE555时基集成电路的2脚、6脚同时连接电阻R6的另一端和中间继电器KA常开触点的另一端；
NE555时基集成电路的5脚连接电容C2的另一端；
NE555时基集成电路的3脚连接喇叭BL的正极供电端子。
优选地，+6V直流电源取自断路器QS、交流接触器KM常开主触点之间供电线路，火线L和零线N分别接变压器T原边线圈的两端，变压器T副边线圈的两端分别接整流桥UR的两个交流输入端，整流桥UR的正极电源输出端输出+6V直流电源，整流桥UR的负极电源输出端接地。
优选地，整流桥UR为采用四只二极管构成的单相桥式整流电路。
本发明的有益效果：本发明所述接地故障监测装置采用简单实用的分立元件搭建而成，性能稳定，当检测到零线(地线)发生漏电的接地故障时，令氖灯发光、喇叭报警，同时切断给负载的电源供给，以便及时进行漏电维修，以保证负载的使用安全及使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述接地故障监测装置的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
实施例：接地故障监测装置包括NE555时基集成电路、断路器QS、氖灯NH、电流互感器TA、电阻R1～R6、滑动变阻器RP、电容C1～C2、二极管VD1～VD4、三极管VT1～VT2、稳压二极管VS、喇叭BL、交流接触器KM和中间继电器KA；
220V交流电源通过断路器QS、交流接触器KM常开主触点为负载供电；在断路器QS、交流接触器KM常开主触点之间供电线路的火线L分别连接三孔插座CZ的一个等腰插孔和二极管VD3的阴极；零线N分别连接三孔插座CZ的另一个等腰插孔和二极管VD4的阴极；
三孔插座CZ的顶孔连接的地线上套有电流互感器TA的初级线圈；三孔插座CZ的顶孔连接氖灯NH的一端，氖灯NH的另一端同时连接电阻R3的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接二极管VD3的阳极，电阻R4的另一端连接二极管VD4的阳极；
电流互感器TA次级线圈的一端同时连接电容C1的一端、三极管VT1的发射极、稳压二极管VS的阳极、中间继电器KA常开触点的一端、NE555时基集成电路的1脚、电容C2的一端和喇叭BL的负极供电端子，并接地；
电流互感器TA次级线圈的另一端连接二极管VD1的阳极，二极管VD1的阴极连接滑动变阻器RP的一个固定端，滑动变阻器RP的另一个固定端及其活动端同时连接电容C1的另一端和三极管VT1的基极，三极管VT1的集电极同时连接电阻R1的一端和中间继电器KA线圈的一端；
电阻R1的另一端连接三极管VT2的基极，三极管VT2的发射极同时连接稳压二极管VS的阴极和电阻R2的一端，三极管VT2的集电极同时连接交流接触器KM线圈的一端和二极管VD2的阳极；
+6V直流电源同时连接中间继电器KA线圈的另一端、交流接触器KM线圈的另一端、二极管VD2的阴极、电阻R2的另一端、电阻R5的一端、NE555时基集成电路的4脚和8脚；
NE555时基集成电路的7脚同时连接电阻R5的另一端和电阻R6的一端；
NE555时基集成电路的2脚、6脚同时连接电阻R6的另一端和中间继电器KA常开触点的另一端；
NE555时基集成电路的5脚连接电容C2的另一端；
NE555时基集成电路的3脚连接喇叭BL的正极供电端子。
工作原理：当三孔插座CZ正常工作无漏电时，地线上无电流，则氖灯NH不亮，电流互感器TA感觉不到电流，则VT1基极无偏置电压，VT1截止，KA线圈两端均为高电压，KA线圈不得电，KA常开触点保持断开，NE555的6脚输入电压为高电平，则NE555的3脚输出低电平，喇叭BL不响；由于VT1集电极为高电压，则VT2基极加载偏置电压导通，KM线圈得电，其常开主触点闭合，220V电源正常为负载供电。
当三孔插座CZ出现漏电时，地线上出现短路电流，漏电电流经由三孔插座CZ的接地端和R3(R4)、VD3(VD4)与火线L(零线N)形成回路，NH发光，同时该漏电电流被TA检测到，TA的次级输出电流，该电流经VD1整流，使VT1由截止翻转为导通，而VT2则由导通翻转为截止。此时，KA线圈得电，而KM线圈失电，则KA常开触点闭合，NE555的2脚输入低电平，则NE555的3脚输出高电平，喇叭BL进行声音报警；KM常开主触点恢复断开，切断220V电源为负载的供电回路。
基于上述分析，本实施方式这种技术手段使得只要三孔插座出现漏电，即进行声光报警，提醒进行维修，同时切断供电回路来保护负载的用电安全。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (3)
1.接地故障监测装置，其特征在于，包括NE555时基集成电路、断路器QS、氖灯NH、电流互感器TA、电阻R1～R6、滑动变阻器RP、电容C1～C2、二极管VD1～VD4、三极管VT1～VT2、稳压二极管VS、喇叭BL、交流接触器KM和中间继电器KA；
220V交流电源通过断路器QS、交流接触器KM常开主触点为负载供电；在断路器QS、交流接触器KM常开主触点之间供电线路的火线L分别连接三孔插座CZ的一个等腰插孔和二极管VD3的阴极；零线N分别连接三孔插座CZ的另一个等腰插孔和二极管VD4的阴极；
三孔插座CZ的顶孔连接的地线上套有电流互感器TA的初级线圈；三孔插座CZ的顶孔连接氖灯NH的一端，氖灯NH的另一端同时连接电阻R3的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接二极管VD3的阳极，电阻R4的另一端连接二极管VD4的阳极；
电流互感器TA次级线圈的一端同时连接电容C1的一端、三极管VT1的发射极、稳压二极管VS的阳极、中间继电器KA常开触点的一端、NE555时基集成电路的1脚、电容C2的一端和喇叭BL的负极供电端子，并接地；
电流互感器TA次级线圈的另一端连接二极管VD1的阳极，二极管VD1的阴极连接滑动变阻器RP的一个固定端，滑动变阻器RP的另一个固定端及其活动端同时连接电容C1的另一端和三极管VT1的基极，三极管VT1的集电极同时连接电阻R1的一端和中间继电器KA线圈的一端；
电阻R1的另一端连接三极管VT2的基极，三极管VT2的发射极同时连接稳压二极管VS的阴极和电阻R2的一端，三极管VT2的集电极同时连接交流接触器KM线圈的一端和二极管VD2的阳极；
+6V直流电源同时连接中间继电器KA线圈的另一端、交流接触器KM线圈的另一端、二极管VD2的阴极、电阻R2的另一端、电阻R5的一端、NE555时基集成电路的4脚和8脚；
NE555时基集成电路的7脚同时连接电阻R5的另一端和电阻R6的一端；
NE555时基集成电路的2脚、6脚同时连接电阻R6的另一端和中间继电器KA常开触点的另一端；
NE555时基集成电路的5脚连接电容C2的另一端；
NE555时基集成电路的3脚连接喇叭BL的正极供电端子。
2.根据权利要求1所述接地故障监测装置，其特征在于，+6V直流电源取自断路器QS、交流接触器KM常开主触点之间供电线路，火线L和零线N分别接变压器T原边线圈的两端，变压器T副边线圈的两端分别接整流桥UR的两个交流输入端，整流桥UR的正极电源输出端输出+6V直流电源，整流桥UR的负极电源输出端接地。
3.根据权利要求2所述接地故障监测装置，其特征在于，整流桥UR为采用四只二极管构成的单相桥式整流电路。
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