CN104297611A - 一种互感器采样电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种互感器采样电路，包括用于设置在互感器二次侧输出端上的采样电阻，还包括由至少一个分压电阻和开关管构成的开路判断检测电路，所述采样电阻、分压电阻和开关管形成一个串联支路。本发明的互感器采样电路针对现有电气火灾监控探测器和漏电互感器连接的弊端，增加了对互感器在线测试电路，采样电阻、分压电阻和开关管形成一个串联支路，在电流为0时，导通串联支路，通过检测采样电阻的电压值判断互感器是否开路或故障。该电路结构，控制方便，使调试人员及用户可以直观的了解漏电互感器及连接探测器之间的线路的状况，可以准确显示漏电互感器的连接和断线，极大的方便了现场调试和运行过程中掌握互感器状态。

Description

一种互感器采样电路
技术领域
本发明涉及一种互感器采样电路。
背景技术
电气火灾监控***属于先期预报警***，与传统火灾自动报警***不同的是，电气火灾监控***先期报警是为了避免损失，而传统火灾自动报警***是为了减少损失。为预防电气火灾发生，减少火灾危害，合理设计电气火灾监控***，保障电气火灾监控***的施工质量及使用性能，保护人身和财产安全，《高层民用建筑设计防火规范》和强制性国标《剩余电流动作保护装置的安装和运行》都强调了剩余电流动作保护装置在防止因接地故障而引起的电气火灾的防护作用，要求在建筑物内安装剩余电流动作火灾监控***。
剩余电流动作火灾监控***一般采用漏电互感器，漏电互感器工作原理如图1所示,如果导线中流过的电流为i1,i1在其周围将产生电磁场,电磁场的强弱与导线中的电流大小成正比。电流互感器为高导磁率器件,把它置于电磁场中,在其次级线圈中将感应出交变电流i2。i1/n=i2/n其中:n为互感器的匝数。可见,i2,i1成正比。
如图2所示,在正常情况下,L线及N线里流过的电流大小相等,方向相反。如果线路绝缘劣化,例如L线对地形成电阻,其电流为I0,此时:I1=I2+I0,则I0=I1-I2≠0。在图中的a处如果将电流互流互感器套住L线和N线,则电流互感器的线圈中将感应出与I0成正比的电流。将电流互感器安装在b处,同样也可以检测出I0，将I0称为漏电电流,其数值大小反映了配电线路及电气设备的电气绝缘性能。
目前电气火灾监控探测器和漏电互感器的连接，都是直接把漏电互感器的输出端并联一个采样电阻，将电流信号转换成电压信号后接AD转换电路的输入端，当漏电互感器中有电流流过时，AD转换电路直接把采样数据送CPU计算，探测器就可以准确的得到漏电互感器流过的电流。但这种方式有个缺点，当互感器内部断线时输出为0，则探测器显示电流也为0，探测器会将其判断为流过的电流为0，即互感器内部开路或故障时会出现误判，失去了对漏电电流监视的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种互感器采样电路，以解决现有漏电互感器出现误判现象，从而失去对漏电电流监视功能的问题。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种互感器采样电路，包括用于设置在互感器二次侧输出端上的采样电阻，其特征在于：还包括由至少一个分压电阻和开关管构成的开路判断检测电路，所述采样电阻、分压电阻和开关管形成一个串联支路。
所述开关管为三极管，所述三极管的基极与控制器的控制端连接，其发射极与分压电阻连接，集电极用于与电源连接。
所述采样电阻的一端通过放大电路与AD转换电路连接。
所述放大电路采用运算放大器LM2904M。
本发明的互感器采样电路针对现有电气火灾监控探测器和漏电互感器连接的弊端，增加了对互感器在线测试电路，在采样电阻上串联由至少一个分压电阻和开关管构成的开路判断检测电路，采样电阻、分压电阻和开关管形成一个串联支路，在电流为0时，导通串联支路，通过检测采样电阻的电压值判断互感器是否开路或故障。该电路结构，控制方便，使调试人员及用户可以直观的了解漏电互感器及连接探测器之间的线路的状况，可以准确显示漏电互感器的连接和断线，极大的方便了现场调试和运行过程中掌握互感器状态。在漏电流较大时，避免因为设备本身的问题而影响报警，大大提高了漏电火灾报警设备的可靠性。
附图说明
图1为利用互感器提取电流信号的原理图；
图2为漏电电流检测原理图；
图3为本发明互感器采样电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
如图3所示为本发明互感器采样电路实施例的原理图，由图可知，该电路包括用于设置在互感器二次侧输出端（I0、COM）之间的采样电阻R2，还包括由至少一个分压电阻R1和开关管Q1构成的开路判断检测电路，采样电阻R2、分压电阻R1和开关管Q1形成一个串联支路。
本实施例的控制器采用单片机；开关管采用三极管Q1，型号为2N3904，三极管Q1的基极与单片机的控制端KL连接，其发射极与分压电阻连接，集电极用于与电源连接。
互感器二次侧输出端一端接地，另一端（连接采样电阻R2）的一端通过放大电路与AD转换电路连接，该放大电路采用运算放大器U1，型号为LM2904M。
如图3所示，单片机的控制端KL通过电阻R84与Q1的基极，且电阻R84的一端通过电阻R87接地；运算放大器U1的输入端I01通过电阻R43与互感器二次侧的输出端连接；运算放大器U1的输入端I01还通过一个电容C1接地。
本发明的工作原理和过程如下：正常工作时，单片机的控制端KL为低，三极管Q1不导通，采样电阻R2上无直流电压，漏电流信号经R2转换为电压信号，进AD转换电路，实现正常的漏电流监视报警等功能。
当采样电流为0时，就需要进行对漏电互感器的开路检测，判断确实是电流为零还是由于互感器的断线或故障。此时单片机把控制引脚KL设为高，三极管Q1导通，采样电阻R2上有直流电压，若互感器正常时，直流内阻很小，其与采样电阻R2并联时电阻接近于0（实测30欧姆），则AD转换的直流电压也接近于0，此时单片机提示互感器正常；当互感器不接或者内部断线时，电阻无穷大，与采样电阻R2并联后，内阻可以忽略不计，并联阻值接近于R2的阻值，AD转换后的直流电压为串联支路中R2的电压值（大于0），此时探测器提示互感器故障或者未接。

Claims (4)

1.一种互感器采样电路，包括用于设置在互感器二次侧输出端上的采样电阻，其特征在于：还包括由至少一个分压电阻和开关管构成的开路判断检测电路，所述采样电阻、分压电阻和开关管形成一个串联支路。
2.根据权利要求1所述的互感器采样电路，其特征在于：所述开关管为三极管，所述三极管的基极与控制器的控制端连接，其发射极与分压电阻连接，集电极用于与电源连接。
3.根据权利要求1所述的互感器采样电路，其特征在于：所述采样电阻的一端通过放大电路与AD转换电路连接。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的互感器采样电路，其特征在于：所述放大电路采用运算放大器LM2904M。
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