CN106501663A - 一种检测交流地线连接是否良好的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测交流地线连接是否良好的方法，基于改良后的地线检测电路，包括三极管Q1、光耦U1、电阻、二极管、稳压管等，在电路上设置第①接线端、第②接线端、第③接线端、第④接线端，通过判断第④接线端的电平输出，可用于各电子设备判断地线连接是否正确和可靠，当火线和零线接反时或地线和火线接反可以检测出；当设备接地线路上带电超过一定的电压或对地阻值过大时，也可以检测出。

Description

一种检测交流地线连接是否良好的方法

技术领域

本发明涉及电子电路领域技术，尤其是指一种检测交流地线连接是否良好的方法。

背景技术

目前第一种常用的简易地线检测电路见图1，是通过火线和地线之间的压差，通过电阻R1形成一定电流，进而触发光耦U1，通过单片机在Earth-Test端检测有方波输出。目前第二种常用的简易地线检测电路见图2，与图1的电路相比，不需要单片机控制，直接将光耦替换成LED，当地线接触良好时，LED发光点亮。

此两种检测电路的检测方法，通过判断Earth-Test端是否有方波输出或LED是否发光判断地线连接是否良好。然而，当地线带电或者对地有一定的阻值时，火线和零线之间也可以形成回路，产生一定的电流触发光耦U1或者直接点亮LED灯，导致当设备接地线路上带电或对地阻值过大时不能可靠检测出，存在检测不可靠的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种检测交流地线连接是否良好的方法，其可用于各电子设备判断地线连接是否正确和可靠。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种检测交流地线连接是否良好的方法，基于改良后的地线检测电路，利用了火线，零线，地线3根线路来判定交流地线是否可靠，该地线检测电路的结构如下：

包括二极管D1、电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7；其中，一导线从第①接线端引入，使二极管D1、电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7串联在导线上，电阻R7的输出端设置第②接线端；

还包括二极管D2，D3，D4、稳压管ZW1，ZW2，ZW3，ZW4，ZW5，电阻R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15，R16、电容C1、三极管Q1；其中，二极管D3的一端连接于第②接线端，二极管D3的另一端连接稳压管ZW1与电阻R12并联结构，再串联电阻R12和R11；三极管Q1的B级连接电阻R9，C级连接串联电阻R14、R13和二极管D2，二极管D2的输入端连接于第①接线端；三极管Q1的E级并联电阻R9、电容C1与稳压管ZW5，串联二极管D4后在输出端设置第③接线端；稳压管ZW3，ZW4和电阻R16并联于三极管Q1的C级与E级上；

三极管Q1的C级串联稳压管ZW2和电阻R15后接入光耦U1输入端；三极管Q1的E级也接入光耦U1输入端；光耦U1输出端连接有电阻R17，R18，R19，R20，R21、三极管Q2，电容C2、C3；该电阻R21的输出端设置第④接线端，用于接单片机；

检测方法如下：

(1).当第①接线端处接火线，第②接线端处接地线，第③接线端处接零线:由于地线和零线之间电压差非常小，通过二极管D3和稳压管ZW1之间再串联电阻R10，R11，R9到三极管B级，三极管Q1的B级和E级之间压差小于0.7V，不足于驱动三极管，因此不能触发导通三极管Q1的三极管C、E级；

第①接线端,第③接线端之间为火线和零线电压差，触发光耦U1，当光耦U1导通时，触发三极管Q2导通，第④接线端处检测到电压为低电平；当火线电压变为负半周，零线电压为正半周时，由于隔离二极管D2和D4作用，反向电压无法触发光耦U1导通，此时三极管Q2不能导通，此时第④接线端处检测到的电压为5V；

因此当火线，零线，地线都接线正确时，第④接线端处Earth-Test端有高低电平方波信号输出。

(2).当火线和零线反接时，第①接线端处接零线，第②接线端处接地线，第③接线端处接火线：当零线处于负半周，火线处于正半周时，由于隔离二极管D2和D4作用，反向电压无法触发光耦U1导通；此时三极管Q2无法导通，第④接线端处检测到的电压为5V；

当零线处于正半周，火线处于负半周时，此时由于地线相对于火线负半周会形成电压差，会触发导通三极管Q1，三极管Q1触发导通后导致三极管C级、E级电压偏小，通过稳压管ZW2和限流电阻R15反向限制，致使光耦U1不能触发导通，此时三极管Q2也无法导通，第④接线端处检测到的电压为5V；

因此，当火线和零线反接时，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

(3).当火线和地线接反时，第①接线端处接地线，第②接线端处接火线，第③接线端处接零线：由于地线和零线之间电压差非常小，第①接线端和第③接线端之间，无法触发导通光耦U1，此时三极管Q2始终无法导通，第④接线端处始终检测到的电压为5V；

因此，当火线和地线接反，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，采用本发明的方法，可用于各电子设备判断地线连接是否正确和可靠，当火线和零线接反时或地线和火线接反可以检测出；当火线，零线，地线接线正确时，第④接线端处Earth-Test端有高低电平方波信号输出；当火线，零线接反或者火线和地线接反，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

此外，当设备接地线路上带电超过一定的电压或对地阻值过大时，也可以检测出。当第④接线端处检出是高低电平变化的方波信号，则正常。当第④接线端处无高低电平方波信号输出则表明交流地线的接地电阻过大或者地线带电。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是传统的第一种简易常用地线检测电路。

图2是传统的第二种简易常用地线检测电路。

图3是本发明之较佳实施例的地线检测电路图。

具体实施方式

请参照图3所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，是一种检测交流地线连接是否良好的方法，其是基于改良后的地线检测电路，利用了火线，零线，地线3根线路来判定交流地线是否可靠；除此之外，还可以检测出交流地线的接地电阻是否过大或者地线是否带电。此方法可适用于各类型设备地线的检测。

其中，地线检测电路的结构如下：包括二极管D1、电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7；其中，一导线从第①接线端引入，使二极管D1、电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7串联在导线上，电阻R7的输出端设置第②接线端。

还包括二极管D2，D3，D4、稳压管ZW1，ZW2，ZW3，ZW4，ZW5，电阻R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15，R16、电容C1、三极管Q1；其中，二极管D3的一端连接于第②接线端，二极管D3的另一端连接稳压管ZW1与电阻R12并联结构，再串联电阻R12和R11；三极管Q1的B级连接电阻R9，C级连接串联电阻R14、R13和二极管D2，二极管D2的输入端连接于第①接线端；三极管Q1的E级并联电阻R9、电容C1与稳压管ZW5，串联二极管D4后在输出端设置第③接线端；稳压管ZW3，ZW4和电阻R16并联于三极管Q1的C级与E级上。

三极管Q1的C级串联稳压管ZW2和电阻R15后接入光耦U1输入端；三极管Q1的E级也接入光耦U1输入端；光耦U1输出端连接有电阻R17，R18，R19，R20，R21、三极管Q2，电容C2、C3；该电阻R21的输出端设置第④接线端，用于接单片机。

一、利用了火线，零线，地线3根线路来判定交流地线是否可靠的检测依据总结为：(一)，当火线，零线，地线接线正确时，第④接线端处Earth-Test端有高低电平方波信号输出。(二)，当火线，零线接反或者火线和地线接反，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。具体检测方法如下：

(1).当第①接线端处接火线，第②接线端处接地线，第③接线端处接零线:由于地线和零线之间电压差非常小，通过二极管D3和稳压管ZW1之间再串联电阻R10，R11，R9到三极管B级，三极管Q1的B级和E级之间压差小于0.7V，不足于驱动三极管，因此不能触发导通三极管Q1的三极管C、E级。

第①接线端,第③接线端之间为火线和零线电压差，触发光耦U1，当光耦U1导通时，触发三极管Q2导通，第④接线端处检测到电压为低电平；当火线电压变为负半周，零线电压为正半周时，由于隔离二极管D2和D4作用，反向电压无法触发光耦U1导通，此时三极管Q2不能导通，此时第④接线端处检测到的电压为5V。

因此当火线，零线，地线都接线正确时，第④接线端处Earth-Test端有高低电平方波信号输出。

(2).当火线和零线反接时，第①接线端处接零线，第②接线端处接地线，第③接线端处接火线：当零线处于负半周，火线处于正半周时，由于隔离二极管D2和D4作用，反向电压无法触发光耦U1导通；此时三极管Q2无法导通，第④接线端处检测到的电压为5V。

当零线处于正半周，火线处于负半周时，此时由于地线相对于火线负半周会形成电压差，会触发导通三极管Q1，三极管Q1触发导通后导致三极管C级、E级电压偏小，通过稳压管ZW2和限流电阻R15反向限制，致使光耦U1不能触发导通，此时三极管Q2也无法导通，第④接线端处检测到的电压为5V。

因此，当火线和零线反接时，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

(3).当火线和地线接反时，第①接线端处接地线，第②接线端处接火线，第③接线端处接零线：由于地线和零线之间电压差非常小，第①接线端和第③接线端之间，无法触发导通光耦U1，此时三极管Q2始终无法导通，第④接线端处始终检测到的电压为5V。

因此，当火线和地线接反，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

二、除此之处，当火线，零线，地线都接线正确时，本方法还可以用于检测出交流地线的接地电阻是否过大或者地线是否带电。检测依据是：第④接线端若无高低电平方波信号输出，则表明交流地线接地电阻过大或带电。具体检测方法如下：

(1).当火线，零线接线正确时，如果地线接触不良悬空时，当火线为正半周，零线为负半周，交流电通过第①接线端→第②接线端→第③接线端形成回路，三极管Q1的B级、E级电压高于0.7V，三极管Q1触发导通，因此第④接线端处检测到的电压为5V；当火线为负半周，零线为正半周时，反向电压无法触发光耦U1导通，因此第④接线端处检测到的电压为5V。

(2).当火线，零线接线正确时，如果地线带电，当地线带电电压超过一定的幅度，地线对零线之间第②接线端→第③接线端回路形成一定的压差导致三极管Q1触发导通，无法触发光耦U1导通；因此第④接线端处检测到的电压为5V。

(3).当火线，零线接线正确时，如果对地有一定的阻值，火线流向大地形成的电流会在第②接线端处接地点形成一定的电压差，当对地的阻值越大时，形成的电压差就越高，电压差超过一定幅值后，地线对零线之间第②接线端→第③接线端回路形成一定的压差导致三极管Q1触发导通，无法触发光耦U1导通；因此第④接线端处检测到的电压为5V。

因此，通过区分第④接线端处检测到的电压变化可以判断出地线是否良好，如果是高低电平变化的方波信号，则正常，如果无高低电平方波信号输出则表明交流地线的接地电阻过大或者地线带电。

综上所述，本发明的设计重点在于，采用本发明的方法，可用于各电子设备判断地线连接是否正确和可靠，当火线和零线接反时或地线和火线接反可以检测出；当火线，零线，地线接线正确时，第④接线端处Earth-Test端有高低电平方波信号输出；当火线，零线接反或者火线和地线接反，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

此外，当设备接地线路上带电超过一定的电压或对地阻值过大时，也可以检测出。当第④接线端处检出是高低电平变化的方波信号，则正常。当第④接线端处无高低电平方波信号输出则表明交流地线的接地电阻过大或者地线带电。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种检测交流地线连接是否良好的方法，其特征在于：基于改良后的地线检测电路，利用了火线，零线，地线3根线路来判定交流地线是否可靠，该地线检测电路的结构如下：

包括二极管D1、电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7；其中，一导线从第①接线端引入，使二极管D1、电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7串联在导线上，电阻R7的输出端设置第②接线端；

还包括二极管D2，D3，D4、稳压管ZW1，ZW2，ZW3，ZW4，ZW5，电阻R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15，R16、电容C1、三极管Q1；其中，二极管D3的一端连接于第②接线端，二极管D3的另一端连接稳压管ZW1与电阻R12并联结构，再串联电阻R12和R11；三极管Q1的B级连接电阻R9，C级连接串联电阻R14、R13和二极管D2，二极管D2的输入端连接于第①接线端；三极管Q1的E级并联电阻R9、电容C1与稳压管ZW5，串联二极管D4后在输出端设置第③接线端；稳压管ZW3，ZW4和电阻R16并联于三极管Q1的C级与E级上；

三极管Q1的C级串联稳压管ZW2和电阻R15后接入光耦U1输入端；三极管Q1的E级也接入光耦U1输入端；光耦U1输出端连接有电阻R17，R18，R19，R20，R21、三极管Q2，电容C2、C3；该电阻R21的输出端设置第④接线端，用于接单片机；

检测方法如下：

(1).当第①接线端处接火线，第②接线端处接地线，第③接线端处接零线:由于地线和零线之间电压差非常小，通过二极管D3和稳压管ZW1之间再串联电阻R10，R11，R9到三极管B级，三极管Q1的B级和E级之间压差小于0.7V，不足于驱动三极管，因此不能触发导通三极管Q1的三极管C、E级；

第①接线端,第③接线端之间为火线和零线电压差，触发光耦U1，当光耦U1导通时，触发三极管Q2导通，第④接线端处检测到电压为低电平；当火线电压变为负半周，零线电压为正半周时，由于隔离二极管D2和D4作用，反向电压无法触发光耦U1导通，此时三极管Q2不能导通，此时第④接线端处检测到的电压为5V；

因此当火线，零线，地线都接线正确时，第④接线端处Earth-Test端有高低电平方波信号输出。

(2).当火线和零线反接时，第①接线端处接零线，第②接线端处接地线，第③接线端处接火线：当零线处于负半周，火线处于正半周时，由于隔离二极管D2和D4作用，反向电压无法触发光耦U1导通；此时三极管Q2无法导通，第④接线端处检测到的电压为5V；

当零线处于正半周，火线处于负半周时，此时由于地线相对于火线负半周会形成电压差，会触发导通三极管Q1，三极管Q1触发导通后导致三极管C级、E级电压偏小，通过稳压管ZW2和限流电阻R15反向限制，致使光耦U1不能触发导通，此时三极管Q2也无法导通，第④接线端处检测到的电压为5V；

因此，当火线和零线反接时，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

(3).当火线和地线接反时，第①接线端处接地线，第②接线端处接火线，第③接线端处接零线：由于地线和零线之间电压差非常小，第①接线端和第③接线端之间，无法触发导通光耦U1，此时三极管Q2始终无法导通，第④接线端处始终检测到的电压为5V；

因此，当火线和地线接反，第④接线端处Earth-Test端无高低电平方波信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种检测交流地线连接是否良好的方法，其特征在于：当火线，零线，地线都接线正确时，检测出交流地线的接地电阻是否过大或者地线是否带电的方法如下，

(1).当火线，零线接线正确时，如果地线接触不良悬空时，当火线为正半周，零线为负半周，交流电通过第①接线端→第②接线端→第③接线端形成回路，三极管Q1的B级、E级电压高于0.7V，三极管Q1触发导通，因此第④接线端处检测到的电压为5V；当火线为负半周，零线为正半周时，反向电压无法触发光耦U1导通，因此第④接线端处检测到的电压为5V；

(2).当火线，零线接线正确时，如果地线带电，当地线带电电压超过一定的幅度，地线对零线之间第②接线端→第③接线端回路形成一定的压差导致三极管Q1触发导通，无法触发光耦U1导通；因此第④接线端处检测到的电压为5V；

(3).当火线，零线接线正确时，如果对地有一定的阻值，火线流向大地形成的电流会在第②接线端处接地点形成一定的电压差，当对地的阻值越大时，形成的电压差就越高，电压差超过一定幅值后，地线对零线之间第②接线端→第③接线端回路形成一定的压差导致三极管Q1触发导通，无法触发光耦U1导通；因此第④接线端处检测到的电压为5V；

因此，通过区分第④接线端处检测到的电压变化可以判断出地线是否良好，如果是高低电平变化的方波信号，则正常，如果无高低电平方波信号输出则表明交流地线的接地电阻过大或者地线带电。