專利名稱：一種漏電閉鎖保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣裝置，尤其是涉及一種電氣設(shè)備的漏電閉鎖保護電路。
背景技術(shù)：
煤礦井下工作條件特殊，環(huán)境潮濕，對電氣設(shè)備和電纜的絕緣性能有很高的要求。根據(jù)煤礦安全規(guī)程，低壓電動機的控制設(shè)備以及低壓饋電線應(yīng)該具備漏電閉鎖保護裝置，因此在給礦用電氣設(shè)備主回路通電之前，需要對設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行檢測，一旦絕緣性能降低到規(guī)定值以下，將禁止向主回路送電，實現(xiàn)對設(shè)備的漏電閉鎖保護功能?，F(xiàn)有的漏電閉鎖保護電路中，一類是通過采用CPU控制單元(比如單片機)等數(shù)字電路構(gòu)成(例如:專利號ZL200920144489.4)，此種方法需要對CPU控制單元進(jìn)行編程，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；還有一類是直接采用比較器構(gòu)成檢測電路，但這種電路可靠性不高，容易誤動作，抗干擾能力差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種使用簡單方便、抗干擾能力強、制作簡單、成本低、能夠檢測電氣設(shè)備的絕緣性能，能夠輸出無源觸點閉鎖信號的漏電閉鎖保護電路，確保電氣設(shè)備的供電安全。本發(fā)明提供的漏電閉鎖保護電路，包括檢測比較模塊A、檢測延時模塊B，閉鎖電路模塊C以及信號輸出模塊D ;其中，檢測比較模塊A的輸入端與外圍被測設(shè)備絕緣電阻連接，用于檢測被測設(shè)備絕緣電阻的絕緣性能，將被測設(shè)備絕緣電阻值與絕緣臨界值比較后輸出；檢測延時模塊B與檢測比較模塊A的輸出端連接，用于延長檢測比較模塊A的檢測時間；閉鎖電路模塊C與檢測比較模塊A的輸出端連接，將檢測比較模塊A的輸出信號反饋給檢測比較模塊A的輸入端，形成閉鎖；信號輸出模塊D與檢測延時模塊B連接，用于輸出無源觸點信號，以禁止向被測設(shè)備的主回路送電，實現(xiàn)對被測設(shè)備的漏電閉鎖保護。所述檢測比較模塊A包括檢測電路、輸入濾波電路以及比較輸出電路；所述檢測電路包括直流電源以及分壓電阻，分壓電阻與被測設(shè)備絕緣電阻串接于直流電源，采用電阻分壓的方式將絕緣電阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號；所述輸入濾波電路采用RC濾波電路；所述比較輸出電路采用運算放大器和電阻構(gòu)成。所述檢測電路中的分壓電阻包括一可變電阻。所述閉鎖電路模塊C為采用三極管和電阻構(gòu)成的反饋電路，閉鎖電路模塊C將檢測比較模塊A的輸出信號通過電阻反饋給檢測比較模塊A的輸入端，形成閉鎖。所述檢測延時模塊B采用電阻和電容構(gòu)成，通過對電容的充放電，實現(xiàn)延長檢測時間。所述信號輸出模塊D包括使信號翻轉(zhuǎn)并保持的比較保持電路以及控制輸出無源觸點信號的繼電器輸出電路；所述比較保持電路輸入端與檢測延時電路連接，輸出端與繼電器輸出電路連接。
所述比較保持電路采用運算放大器和電阻構(gòu)成；所述繼電器輸出電路采用電阻、三極管和繼電器構(gòu)成。所述被測設(shè)備絕緣電阻為電機、調(diào)速裝置或變壓器繞組的絕緣電阻。所述被測設(shè)備絕緣電阻為開關(guān)磁阻電機的絕緣電阻，開關(guān)磁阻電機外殼與地連接，檢測比較模塊通過串接繼電器常閉觸點、二極管與開關(guān)磁阻電機內(nèi)負(fù)母線連接，繼電器常開觸點串聯(lián)在上電接觸器線圈中，對開關(guān)磁阻電機進(jìn)行閉鎖保護。本發(fā)明提供的漏電閉鎖保護電路，檢測比較模塊檢測被測設(shè)備絕緣電阻的絕緣性能；通過在檢測比較模塊的輸出端和輸入端連接閉鎖電路模塊，將檢測比較模塊的輸出信號反饋給檢測比較模塊的輸入端，形成閉鎖；閉鎖信號由檢測比較模塊和閉鎖電路模塊共同作用輸出；信號輸出模塊將閉鎖信號轉(zhuǎn)換成無源觸點信號進(jìn)行輸出，以禁止向被測設(shè)備的主回路送電，實現(xiàn)對被測設(shè)備的漏電閉鎖保護；整個漏電閉鎖保護電路，使用簡單方便、抗干擾能力強、制作簡單、成本低、能夠檢測電氣設(shè)備的絕緣性能、能夠輸出無源觸點閉鎖信號，確保電氣設(shè)備的供電安全；更進(jìn)一步地，通過在檢測比較模塊采用包括有分壓電阻的分壓電阻，使得漏電閉鎖保護電路可以根據(jù)絕緣要求調(diào)整絕緣臨界值。


圖1為本發(fā)明漏電閉鎖保護電路的連接示意圖；圖2為本發(fā)明漏電閉鎖保護電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明漏電閉鎖保護電路應(yīng)用于開關(guān)磁阻調(diào)速的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的漏電閉鎖保護電路，如圖1所示，包括檢測比較模塊A、檢測延時模塊B，閉鎖電路模塊C以及信號輸出模塊D ;其中，檢測比較模塊A的輸入端與外圍被測設(shè)備絕緣電阻連接，用于檢測被測設(shè)備絕緣電阻的絕緣性能，將被測設(shè)備絕緣電阻值與絕緣臨界值比較后輸出；檢測延時模塊B與檢測比較模塊A的輸出端連接，用于延長檢測比較模塊A的檢測時間；閉鎖電路模塊C與檢測比較模塊A的輸出端連接，將檢測比較模塊A的輸出信號反饋給檢測比較模塊A的輸入端，形成閉鎖；信號輸出模塊D與檢測延時模塊B連接，用于輸出無源觸點信號，以禁止向被測設(shè)備的主回路送電，實現(xiàn)對被測設(shè)備的漏電閉鎖保護，防止誤動作，提高了可靠性。檢測比較模塊A包括檢測電路、輸入濾波電路以及比較輸出電路；檢測電路包括直流電源以及分壓電阻，分壓電阻與被測設(shè)備絕緣電阻串接于直流電源，采用電阻分壓的方式將絕緣電阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號；輸入濾波電路采用RC濾波電路；比較輸出電路采用運算放大器和電阻構(gòu)成。檢測電路中的分壓電阻可以包括一可變電阻，以實現(xiàn)能夠根據(jù)絕緣要求調(diào)整絕緣臨界值。如圖2所示，檢測比較模塊A中檢測電路包括+24V直流電源、電阻Rl、以及一可變電阻電位器RP1，其中電阻R1、電位器RP1、被測設(shè)備絕緣電阻串接于該+24V直流電源，采用電阻分壓的方式將絕緣電阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號，絕緣電阻與檢測點Xl之間串接繼電器Kl常閉觸點、二極管VDI ;檢測比較模塊A中輸入濾波電路采用由電阻R2、R3、濾波電容C2、C3構(gòu)成的RC濾波電路；檢測比較模塊A中比較輸出電路采用運算放大器U1A，電阻R4、R5構(gòu)成。具體的連接關(guān)系為:運算放大器UlA的8腳接+24V直流電源，運算放大器UlA的4腳接電源地，電源地跟外殼地連接，+24V直流電源與電阻R4、R5串聯(lián)連接，電阻R5分壓值輸出端與運算放大器UlA的正向輸入端3腳連接，+24V直流電源通過電阻R1、電位器RP1、電阻R2、R3串聯(lián)連接到運算放大器運UlA的反向輸入端2腳，濾波電容C2、C3與電阻R2、R3構(gòu)成運算放大器UlA的反向輸入端2腳的輸入濾波電路。本發(fā)明的一個應(yīng)用是將該漏電閉鎖保護電路用于開關(guān)磁阻調(diào)速中，此時被測設(shè)備為開關(guān)磁阻電機，被測設(shè)備絕緣電阻為開關(guān)磁阻電機的絕緣電阻。如圖3所示，開關(guān)磁阻電機外殼與地連接，檢測點Xl通過繼電器Kl觸點、二極管VDl與開關(guān)磁阻電機裝置內(nèi)負(fù)母線連接，這樣+24V直流電壓通過開關(guān)磁阻控制器主電路中的續(xù)流二極管將在開關(guān)磁阻電機的絕緣電阻產(chǎn)生分壓值，將絕緣電阻的分壓值施加到運算放大器UlA的反向輸入端2腳。閉鎖電路模塊C為采用三極管和電阻構(gòu)成的反饋電路，閉鎖電路模塊C將檢測比較模塊A的輸出信號通過電阻反饋給檢測比較模塊A的輸入端，形成閉鎖。如圖2所示，閉鎖電路模塊C為采用三極管VT1、電阻R6、R7、R8構(gòu)成的反饋電路，電阻R6的I腳連接在檢測比較模塊A的運算放大器UlA的輸出端I腳、電阻R6的2腳與R7的I腳連接、電阻R7的2腳與R8的I腳連接，R8的2腳連接三極管VTl的發(fā)射極e，三極管VTl的集電極c與檢測比較模塊A的電位器RPl的I腳連接，三極管VTl的集電極b與電阻R8的I腳連接，R7的I腳連接到復(fù)位端子RES上。檢測比較模塊A輸出的信號通過電阻R6、R7、R8串聯(lián)連接到電源地，電阻R8的分壓值施加到三極管VTl的集電極b，控制三極管VTl的導(dǎo)通，從而將檢測比較模塊A的輸出信號反饋給檢測比較模塊A的輸入端，形成閉鎖信號，復(fù)位端子RES與電源地短接時，可控制三極管VTl截止，解除電路的閉鎖保護。檢測延時模塊B采用電阻和電容構(gòu)成，通過對電容的充放電，以實現(xiàn)延長檢測時間。如圖2所示，檢測延時模塊B包括二極管V1、電阻R17、R10、電解電容Cl，二極管Vl正極與R17的I腳并聯(lián)連接到運算放大器UlA的輸出端I腳，二極管Vl負(fù)極與R17的2腳并聯(lián)連接到電阻RlO的I腳，電解電容Cl的正極與+24V電源連接、負(fù)極與電阻RlO的2腳連接，通過電解電容Cl的充放電，可以實現(xiàn)延長檢測時間。信號輸出模塊D包括比較保持電路以及繼電器輸出電路；所述比較保持電路輸入端與檢測延時電路連接，輸出端與繼電器輸出電路連接。比較保持電路作用是信號翻轉(zhuǎn)并保持，繼電器輸出電路作用是控制輸出無源觸點信號。比較保持電路采用運算放大器和電阻構(gòu)成；所述繼電器輸出電路采用電阻、三極管和繼電器構(gòu)成，能夠輸出無源觸點信號。如圖2所示，信號輸出模塊D中比較保持電路包括電阻R11、R12、R13，運算放大器U2A，信號輸出模塊D中繼電器輸出電路包括繼電器K1、二極管V2、電阻R14、R15以及三極管VT2。運算放大器U2A的反向輸入端6腳與電阻RlO的2腳連接；R11的I腳與+24V直流電源連接，Rll的2腳與運算放大器U2A的正向輸入端5腳連接，電阻R12的I腳與Rll的2腳連接，電阻R12的2腳與電源地連接，電阻R13的I腳與運算放大器U2A的輸出端7腳連接，電阻R13的2腳與電阻R12的I腳連接；電阻R14的I腳連接運算放大器U2A的輸出端7腳，電阻R14的2腳與三極管VT2基極b連接，電阻R15的I腳與三極管VT2基極b連接，電阻R15的2腳與三極管VT2發(fā)射極e連接，三極管VT2發(fā)射極e與電源地連接，繼電器Kl的線圈正極與+24V電源連接、負(fù)極與三極管VT2集電極c連接，二極管V2正極與繼電器Kl的線圈負(fù)極連接，二極管V2負(fù)極與+24V直流電源連接，繼電器Kl具有常開觸點和常閉觸點，繼電器Kl常開觸點串聯(lián)在上電接觸器KMl線圈中，對被測設(shè)備進(jìn)行閉鎖保護。本發(fā)明可用于測試的被測設(shè)備絕緣電阻可以為電機、調(diào)速裝置或變壓器繞組的絕緣電阻。本發(fā)明可以適用于對電氣設(shè)備和電纜的絕緣性能有很高的要求的工作環(huán)境，如環(huán)境潮濕的煤礦井下，晝夜溫差大容易結(jié)露的礦山，油田。綜上所述，本發(fā)明提供的漏電閉鎖保護電路，檢測比較模塊檢測被測設(shè)備絕緣電阻的絕緣性能；通過在檢測比較模塊的輸出端和輸入端連接閉鎖電路模塊，將檢測比較模塊A的輸出信號反饋給檢測比較模塊的輸入端，形成閉鎖；閉鎖信號由檢測比較模塊和閉鎖電路模塊共同作用輸出；信號輸出模塊將閉鎖信號轉(zhuǎn)換成無源觸點信號進(jìn)行輸出，以禁止向被測設(shè)備的主回路送電，實現(xiàn)對被測設(shè)備的漏電閉鎖保護；整個漏電閉鎖保護電路，使用簡單方便、抗干擾能力強、制作簡單、成本低、能夠檢測電氣設(shè)備的絕緣性能、能夠輸出無源觸點閉鎖信號，確保電氣設(shè)備的供電安全；更進(jìn)一步地，通過在檢測比較模塊A采用包括有分壓電阻的分壓電阻，使得漏電閉鎖保護電路可以根據(jù)絕緣要求調(diào)整絕緣臨界值。最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種漏電閉鎖保護電路，包括檢測比較模塊(A)、檢測延時模塊(B)，閉鎖電路模塊(C)以及信號輸出模塊⑶；其特征在于，檢測比較模塊㈧的輸入端與外圍被測設(shè)備絕緣電阻連接，用于檢測被測設(shè)備絕緣電阻的絕緣性能，將被測設(shè)備絕緣電阻值與絕緣臨界值比較后輸出；檢測延時模塊⑶與檢測比較模塊㈧的輸出端連接，用于延長檢測比較模塊㈧的檢測時間；閉鎖電路模塊(C)與檢測比較模塊㈧的輸出端連接，將檢測比較模塊(A)的輸出信號反饋給檢測比較模塊(A)的輸入端，形成閉鎖；信號輸出模塊⑶與檢測延時模塊⑶連接，用于輸出無源觸點信號，以禁止向被測設(shè)備的主回路送電，實現(xiàn)對被測設(shè)備的漏電閉鎖保護。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述檢測比較模塊(A)包括檢測電路、輸入濾波電路以及比較輸出電路；所述檢測電路包括直流電源以及分壓電阻，分壓電阻與被測設(shè)備絕緣電阻串接于直流電源，采用電阻分壓的方式將絕緣電阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號；所述輸入濾波電路采用RC濾波電路；所述比較輸出電路采用運算放大器和電阻構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述檢測電路的分壓電阻包括一可變電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述閉鎖電路模塊(C)為采用三極管和電阻構(gòu)成的反饋電路，閉鎖電路模塊(C)將檢測比較模塊㈧的輸出信號通過電阻反饋給檢測比較模塊(A)的輸入端，形成閉鎖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述檢測延時模塊⑶采用電阻和電容構(gòu)成，通過對電容的充放電，實現(xiàn)延長檢測時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述信號輸出模塊(D)包括使信號翻轉(zhuǎn)并保持的比較保持電路以及控制輸出無源觸點信號的繼電器輸出電路；所述比較保持電路輸入端與檢測延時電路連接，輸出端與繼電器輸出電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述比較保持電路采用運算放大器和電阻構(gòu)成；所述繼電器輸出電路采用電阻、三極管和繼電器構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述被測設(shè)備絕緣電阻為電機、調(diào)速裝置或變壓器繞組的絕緣電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述被測設(shè)備絕緣電阻為開關(guān)磁阻電機的絕緣電阻，開關(guān)磁阻電機外殼與地連接，檢測比較模塊通過串接繼電器常閉觸點、二極管與開關(guān)磁阻電機內(nèi)負(fù)母線連接，繼電器常開觸點串聯(lián)在上電接觸器線圈中，對開關(guān)磁阻電機進(jìn)行閉鎖保護。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種漏電閉鎖保護電路，包括檢測比較模塊(A)、檢測延時模塊(B)，閉鎖電路模塊(C)以及信號輸出模塊(D)；其中，檢測比較模塊(A)的輸入端與外圍被測設(shè)備絕緣電阻連接，用于檢測被測設(shè)備絕緣電阻的絕緣性能，將被測設(shè)備絕緣電阻值與絕緣臨界值比較后輸出；檢測延時模塊(B)與檢測比較模塊(A)的輸出端連接，用于延長檢測比較模塊(A)的檢測時間；閉鎖電路模塊(C)與檢測比較模塊(A)的輸出端連接，將檢測比較模塊(A)的輸出信號反饋給檢測比較模塊(A)的輸入端，形成閉鎖；信號輸出模塊(D)與檢測延時模塊(B)連接，用于輸出無源觸點信號，以禁止向被測設(shè)備的主回路送電，實現(xiàn)對被測設(shè)備的漏電閉鎖保護。本發(fā)明能夠輸出無源觸點閉鎖信號，確保供電安全。
文檔編號H02H7/08GK103166177SQ20111041741
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者白宏峰, 張文發(fā), 丁金龍, 裘錦灼, 李利風(fēng), 李書善, 劉坤 申請人:山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司, 北京中紡銳力機電有限公司