CN102116801B - 一种保护导体测量电路和测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护导体的测量电路和测量装置，包括：限流电阻、分压电阻、取样电阻、电流正反切换继电器和模数转换器，所述限流电阻、所述分压电阻和所述取样电阻串联接于直流稳压电源和参考地之间，其中所述限流电阻的一端与所述直流稳压电源相连，所述取样电阻的一端与参考地相连；所述限流电阻和所述分压电阻的公共端与所述电流正反切换继电器相连；所述分压电阻和所述采样电阻的公共端与所述数模转换器相连；所述电流正反切换继电器与被测设备的保护导体接线端和外壳接地端相连。本发明提供的保护导体测量电路能比较准确的测量保护导体的阻值。

Description

一种保护导体测量电路和测量装置

技术领域

本发明涉及电器安全检测领域，更具体地说是涉及一种保护导体测量电路和测量装置。

背景技术

保护导体又称为接地线（PE，Protecting Earthing），用于电器设备外壳等接地用，是为了防止因电器漏电而发生人体触电事故。它用来与外露可导电部分、外部可导电部分、主接地端子、接地极、电源接地点或人工中性点任一部分作电气连接的导体。

为了保证人们使用电器的安全性，需要测量保护导体的阻值。其中在欧洲专利PCT/GB2006/003395中提到一种保护导体的测量电路，通过将一个脉冲电路对一个电容充电后加载保护导体，并测试保护导体的电压变化来检测保护导体的电阻。

但是用以上测试电路测试保护导体的阻值时，随着保护导体电阻的增大，测试的误差会相应变大，这样使得测试到的保护导体的阻值不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种保护导体测量电路和测量装置，能比较准确的测量保护导体的阻值。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种保护导体的测量电路，包括：限流电阻、分压电阻、取样电阻、电流正反切换继电器和模/数转换器；

所述限流电阻、所述分压电阻和所述取样电阻串联接于直流稳压电源和参考地之间，其中所述限流电阻的一端与所述直流稳压电源相连，所述取样电阻的一端与参考地相连；

所述限流电阻和所述分压电阻的公共端与所述电流正反切换继电器相连；

所述分压电阻和所述取样电阻的公共端与所述模数转换器相连；

所述电流正反继电器与被测设备的保护导体接线端和外壳接地端相连。

优选的，所述电流正反切换继电器包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器；

所述第一继电器的一端口与所述限流电阻和所述分压电阻的公共端相连，另一端口接地；

所述第二继电器与所述外壳接地端相连；

所述第三继电器与所述保护导体接线端相连。

优选的，所述限流电阻的取值范围为：直流稳压电源的电压值/限流电阻的阻值>200mA。

本发明还提供一种保护导体测量装置，包括以上所述保护导体测量电路。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种保护导体测量电路中包括了限流电阻、分压电阻、取样电阻、电流正反切换继电器和模/数转换器，通过电流正反切换继电器实现了采用直流双向测量技术，提高了测量保护导体阻值的精度。

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，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例中一种保护导体测量电路的连接示意图；

图2为本发明实施例中一种保护导体测量电路中的正反切换电路的内部电路连接示意图。

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。

参见图1，为本发明实施例提供的一种保护导体的测量电路的连接示意图，该电路包括：限流电阻1、分压电阻2、取样电阻3、电流正反切换继电器4和模数转换器（ADC）5；

所述限流电阻1、所述分压电阻2和所述取样电阻3串联接于直流稳压电源6和参考地之间，其中所述限流电阻1的一端与所述直流稳压电源6相连，所述取样电阻2的一端与参考地相连；

所述限流电阻1和所述分压电阻2的公共端与所述电流正反切换继电器4相连；

所述分压电阻2和所述取样电阻3的公共端与所述数模转换器4相连；

所述电流正反切换继电器4与被测电器设备7的保护导体接线端和外壳接地端相连。

其中，电流正反切换继电器包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器，参见图2，为本发明实施例中一种保护导体测量电路中的正反切换电路的内部电路连接示意图，电流正反切换继电器包括第一继电器41、第二继电器42和第三继电器43，所述第一继电器41、第二继电器42和第三期继电器43均包括八个端口，

所述第一继电器41的第一端口411为正极接线端，第八端口418为负极接线端，第四端口414与限流电阻1和分压电阻2的公共端相连，第五端口415接地，第三端口413和第六端口416分别和第三继电器43的第三端口433和第六端口436相连。另外，第一继电器41还包括第二端口412和第七端口417。

第三继电器43的第一端口431为正极接线端，第八端口438为负极接线端，第三继电器43的第二端口432与其第五端口435串联，并与被测电器的保护导体接地端相连，第三继电器43的第四端口434和第七端口437串联连于第二继电器42的第六端口426。

第二继电器42的第一端口421为正极接线端，第八端口428为负极接线端，第二继电器42的第二端口422与第七端口427串联，并与被测电器的外壳接地端相连。另外，第二继电器42还包括第三端口423、第四端口424、第五端口425。

本发明的保护导体测量电路可实现直流双向测量技术。双极性测试时的电流流向为：

电流正向测量：直流电源VCC——限流电阻R1——第一继电器41（经第四、三端口）——第三继电器43（经第三、二端口）——电器电源线PE端J1——电器外壳接地端J2——第二继电器（经第七、六端口）——第三继电器43（经第七、六端口）——第一继电器41（合）（经第六、五端口）——地；

电流反向测量：直流电源VCC——限流电阻R1——第一继电器RL1（经第四、三端口）——第三继电器43（经第三、四端口）——第二继电器42（经第六、七端口）——电器外壳接地端J2——电器电源线PE端J1——第三继电器43（经第五、六端口）——第一继电器41（经第六、五端口）——地。

其中，限流电阻R1的取值范围为：直流稳压电源的电压值VCC/限流电阻的阻值R1>200mA。

其中，所述分压电阻R2的阻值和所述取样电阻R3的阻值应远远大于限流电阻R1的阻值，以使分压电阻R2和取样电阻R3的分压值相对于限流电阻R1的分压值可忽略不计。并且取样电阻R3的ADC取样电压值（在模数转换器中采样）应小于ADC的基准电压。

保护导体电由以下公式一求得：

（公式一）

其中，保护导体的电阻为Rx,V1为保护导体的电阻Rx上的分压，V1的电压值可在模数转换器读取。

对分压电阻R2与取样电阻R3的分压忽略不计，R1的分压为VCC-V1，那么公式一变为以下公式二：

$\frac{R1}{R_x}=\frac{\mathrm{VCC}-V1}{V1}$ （公式二）

以上公式二可转化为保护导体阻值的计算公式，如下公式：

Rx=(R1×V1)÷(VCC-V1)（公式三）

本发明的电路通过电流正反切换继电器采用直流双向测量技术，提高了测量保护导体阻值的精度。

另外，本发明提供了一种保护导体测量装置，该装置包括如上所述的保护导体测量电路。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种保护导体的测量电路，其特征在于，包括：限流电阻、分压电阻、取样电阻、电流正反切换继电器和模数转换器；

所述限流电阻、所述分压电阻和所述取样电阻串联接于直流稳压电源和参考地之间，其中所述限流电阻的一端与所述直流稳压电源相连，所述取样电阻的一端与参考地相连；

所述限流电阻和所述分压电阻的公共端与所述电流正反切换继电器相连；

所述分压电阻和所述取样电阻的公共端与所述模数转换器相连；

所述电流正反切换继电器与被测设备的保护导体接线端和外壳接地端相连。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流正反切换继电器包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器；

所述第一继电器的一端口与所述限流电阻和所述分压电阻的公共端相连，另一端口接地；

所述第二继电器与所述外壳接地端相连；

所述第三继电器与所述保护导体接线端相连。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述限流电阻的取值范围为：直流稳压电源的电压值/限流电阻的阻值>200mA。

4.一种保护导体测量装置，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的电路。

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