連接至電源電路，接收電源電路輸出的低壓直流電源VCC1，另一端分別與兩路NPN型三極管Ν1、Ν2的集電極一一對應連接。將兩路NPN型三極管N1、Ν2的發(fā)射極接地，基極分別連接至單片機的1 口，接收單片機輸出的開關控制信號ΚΖ。當采用兩個繼電器Κ1、Κ2設計所述的開關電路時，可以利用單片機的一路1 口輸出所述的開關控制信號ΚΖ，控制兩個繼電器Κ1、Κ2同時動作；也可以利用單片機的兩路1 口，例如1l、102接口，輸出兩路開關控制信號KZl、ΚΖ2，分別對兩個繼電器Kl、Κ2進行獨立控制，如圖2所示。當采用對兩個繼電器Κ1、Κ2進行獨立控制的設計方式時，可以按照后續(xù)交流負載供電端的實際連接需要，選擇僅閉合火線L和零線N，或者將所述火線L、零線N和地線G同時閉合或者分時閉合，以滿足后續(xù)交流負載的接線和供電要求。
[0028]采用上述電路組建結構，當電源插座發(fā)生L-G反接故障時，由于電源電路的交流輸入側連接的是零線N和地線G，因此無交流電源輸入，電源電路不工作，無低壓直流電源VCC1、VCC2輸出。此時，由于單片機處于斷電關機狀態(tài)，因此不會輸出有效的開關控制信號KZ控制開關電路動作，因而使得用電設備中交流負載的交流供電線路保持斷開狀態(tài)。由于用電設備未通電，因此不會導致用電設備的外殼帶電，不會引發(fā)觸電事故。
[0029]在用電設備中的交流負載的交流供電線路接通后，為了對用電設備實現(xiàn)漏電保護，本實施例在所述漏電保護裝置中設置了漏電檢測電路。在設計所述漏電檢測電路時，考慮到現(xiàn)有的漏電保護產(chǎn)品只檢測L-N線的電流差值，當所述電流差值達到一定值時，即會執(zhí)行保護動作，不考慮地線G是否良好接地。這種漏電保護方式增加了用電設備誤斷電的概率，導致用電設備無法正常使用，給用戶的使用帶來很多麻煩，也使得很多用電設備無法普遍使用漏電保護裝置。為了最大限度地降低用電設備因L-N對地線G漏電導致用電設備誤停機的概率，本實施例在設計所述漏電檢測電路時，將交流輸入電源的火線L、零線N和地線G三線均穿過電流互感器LN，作為電流互感器LN的初級繞組，參見圖2所示；將電流互感器LN的次級繞組連接單片機，或者將電流互感器LN的次級繞組的兩端各自通過一阻容濾波電路R14/C8或者R15/C9連接至單片機，以用于檢測L、N、G三線的電流差值。
[0030]作為本實施例的一種優(yōu)選設計方案，優(yōu)選將所述交流輸入電源的火線L、零線N和地線G以相同的方向和相同的匝數(shù)穿過電流互感器LN，作為電流互感器LN的初級繞組。當通過電流互感器LN的初級繞組的電流矢量和不為零時，通過電流互感器LN的次級繞組輸出感應信號至單片機，所述單片機在檢測到感應信號后，不會立即觸發(fā)保護動作，而是在檢測到感應信號超過設定閾值時，才判定發(fā)生漏電故障。
[0031]本實施例所設計的漏電保護裝置允許火線L對地線G有一定的漏電流，解決了現(xiàn)有漏電保護產(chǎn)品只檢測L-N線漏電流導致用電設備誤斷電的問題。設定所述設定閾值大于等于當電流互感器的初級繞組的電流矢量和等于1mA時，通過電流互感器的次級繞組輸出的感應信號所對應的值，所述1mA為人體所能承受的最大安全電流值。當用電設備因各種原因?qū)е峦鈿せ虻鼐€G帶電時，若人體接觸漏電流小于人體所能承受的最大安全電流值，則說明用戶家中的系統(tǒng)地線接地良好或者地線安全可靠不帶電，用電設備可正常運行，不執(zhí)行漏電保護動作。若漏電流超過人體所能承受的最大安全電流值，即單片機檢測到通過電流互感器的次級繞組輸出的感應信號超過設定閾值時，單片機立即將其輸出的開關控制信號KZ置為無效狀態(tài)，例如低電平狀態(tài)，控制繼電器Kl、K2的活動觸點斷開，切斷交流輸入電源與交流負載之間的交流供電線路，使用電設備斷電停機，保證人身安全。
[0032]出于減小漏電保護裝置的整體體積，以方便其在小型化用電設備中應用等方面的考慮，本實施例優(yōu)選設置穿過交流互感器LN的火線L、零線N和地線G的匝數(shù)為I膽，由此便可以選用內(nèi)孔較小的電流互感器LN，以方便漏電保護裝置的小型化設計。
[0033]為了使本實施例所提出的漏電保護裝置具有電弧檢測功能，本實施例在所述漏電保護裝置中還設置有電弧檢測電路，具體分為串聯(lián)電弧檢測電路和并聯(lián)電弧檢測電路，分別用于檢測系統(tǒng)中是否存在串聯(lián)電弧故障和并聯(lián)電弧故障。
[0034]為了實現(xiàn)串聯(lián)電弧檢測，本實施例在交流輸入電源的火線L或者零線N中串聯(lián)一電阻R16，采集電阻R16兩端的電壓值，傳輸至單片機，單片機根據(jù)接收到的電壓值并結合電阻R16的阻值，即可形成流過火線L或者零線N中的電流所對應的電流波形1-test。
[0035]由于交流供電線路在發(fā)生串聯(lián)電弧故障時，其電流波形是可以預知的，如圖4所示，其電流波形i的特性是在每次電流過零時出現(xiàn)肩部平坦的波形，即圖4中A箭頭所指的部位。單片機將通過串聯(lián)電弧檢測電路采集到的電流波形1-test與圖4所示的發(fā)生串聯(lián)電弧故障時所對應的電流波形i進行對比，若相符，則判定發(fā)生了串聯(lián)電弧故障；若不相符，則繼續(xù)進行采樣檢測。
[0036]這里的相符，是指電流波形的變化規(guī)律相似，也會在近似正弦變化的波形上，每次電流過零的位置出現(xiàn)肩部平坦的部位。
[0037]為了提高采樣精度，本實施例優(yōu)選將所述電阻R16的一端IlP通過由電阻R17和電容Cll組成的濾波電路連接至單片機的其中一路ADC端口 ADC1，將電阻R16的另一端IlN通過由電阻R18和電容C12組成的濾波電路連接至單片機的另外一路ADC端口 ADC2，利用單片機中的ADC轉換器將采集到的模擬電壓轉換成數(shù)字信號，將通過兩路ADC端口 ADCl、ADC2轉換輸出的兩個數(shù)字信號求差，即可獲得電阻R16兩端的電壓值，進一步結合電阻R16的阻值，即可形成電流波形1-test。
[0038]為了實現(xiàn)并聯(lián)電弧檢測，本實施例在交流輸入電源的火線L和零線N之間跨接一分壓電路，優(yōu)選采用電阻分壓電路，例如將分壓電阻R23、R24串聯(lián)后連接在火線L與零線N之間，以用于檢測交流輸入電源的線線電壓。將分壓電路的分壓節(jié)點，例如分壓電阻R23、R24的中間節(jié)點連接單片機，例如單片機的一路ADC端口 ADC3，采集L-N的線線電壓V-test。單片機根據(jù)采集到的線線電壓V-test結合分壓電阻R23、R24的阻值，即可形成火線L與零線N之間的電壓波形。
[0039]由于交流供電線路在發(fā)生并聯(lián)電弧故障時，其電壓波形是可以事先獲知的，如圖5所示，其電壓波形u的特性是除在電弧點燃時刻和熄弧部分以外出現(xiàn)近似矩形波，即圖5中B箭頭所指的部位。單片機將通過并聯(lián)電弧檢測電路采集到的電壓波形V-test與圖5所示的發(fā)生并聯(lián)電弧故障時所對應的電壓波形u進行對比，若相符，則判定發(fā)生了并聯(lián)電弧故障；若不相符，則繼續(xù)進行采樣檢測。
[0040]同樣的，這里的相符也是指電