CN109245041B - 一种漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漏电保护装置，包括：获取模块，用于获取电气线路的当前漏电绝缘值；控制模块，用于在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值时，控制电气线路的主开关断开；还用于在当前漏电绝缘值大于绝缘安全值时，控制主开关闭合；显示模块，用于显示与当前漏电绝缘值对应的状态。本发明通过显示模块实时显示电气线路的漏电状态，当漏电绝缘值降低时，显示模块可以实时显示与当前漏电绝缘值对应的状态，以达到提前预警的目的，保证了电气线路的安全使用，同时，在漏电绝缘值恢复到绝缘安全值后，可以自动复位，使电气线路导通，解除显示模块的预警，提高了漏电保护的可靠性和安全性。

Description

一种漏电保护装置

技术领域

本申请涉及漏电保护领域，特别是涉及一种漏电保护装置。

背景技术

电气线路或设备由于长期使用，受到挤压破损及被动物啮咬等因素影响时，会发生绝缘受损，一旦人体接触这些绝缘受损部位，将形成对地短路，发生漏电，对人身安全造成威胁。另外，对于电气线路或设备来说，造成对地短路的原因还可能是因为高温、电弧等形成的能量释放，如果不及时排除这些能量，可能会引起电气火灾。漏电保护装置是一种在电气线路或设备发生对地短路及时断开高压电路，以防止人身触电的重要保护装置。

可以理解的是，电气线路或设备在发生绝缘受损时，漏电绝缘值会降低，现有的漏电保护装置一般是在漏电绝缘值达到或者低于绝缘安全值时直接触发保护功能，切断整条电气线路，而在漏电绝缘值降低的过程中不能实现同步预警，导致工作人员无法提前发现线路绝缘值降低并及时采取保护措施，使得现有的漏电保护装置的安全性和可靠性较低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种漏电保护装置，通过显示模块实时显示电气线路的漏电状态，以达到提前预警的目的，保证了电气线路的安全使用，同时，可以自动复位，在漏电绝缘值恢复到绝缘安全值后控制电气线路导通，解除显示模块的预警，提高了漏电保护的可靠性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种漏电保护装置，包括：

获取模块，用于获取电气线路的当前漏电绝缘值；

控制模块，用于在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值时，控制所述电气线路的主开关断开；还用于在当前漏电绝缘值大于所述绝缘安全值时，控制所述主开关闭合；

显示模块，用于显示与当前漏电绝缘值对应的状态。

优选的，所述获取模块具体用于：

获取所述电气线路的当前漏电电压；

根据当前漏电电压得到当前漏电绝缘值。

优选的，所述控制模块包括：

设定单元，用于设定与所述绝缘安全值对应的安全电压；

放大单元，用于根据当前漏电电压和所述安全电压得到当前漏电电流，并按预设规则放大当前漏电电流，得到用以触发保护单元的状态电流；

所述保护单元，用于在所述状态电流大于或等于动作电流时，控制所述主开关断开；还用于在所述状态电流小于所述动作电流时，控制所述主开关闭合，其中，所述动作电流为与所述绝缘安全值对应的电流；

则所述显示模块，具体用于显示与所述状态电流对应的状态。

优选的，所述放大单元包括运算放大器，第一电阻，第二电阻，第一电容，第一三极管，其中：

所述运算放大器的同相输入端与所述设定单元的输出端连接，所述运算放大器的反相输入端分别与所述获取模块的输出端及所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与所述运算放大器的输出端及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第一电容的第二端、所述保护单元、所述显示模块和电源连接。

优选的，所述放大单元还包括第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极分别与所述保护单元、所述显示模块及所述电源连接。

优选的，所述保护单元包括动作继电器，所述动作继电器的第一端与所述第二三极管的基极连接，所述动作继电器的第二端与所述第二三极管的集电极连接。

优选的，所述显示模块包括第三电阻和发光二极管；

所述第三电阻的第一端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端与所述发光二极管的阳极连接，所述发光二极管的阴极与所述第二三极管的集电极连接。

优选的，所述获取模块包括第四电阻、第五电阻和第一二极管，其中：

所述第四电阻的第一端与所述电气线路连接，所述第四电阻的第二端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端作为所述获取模块的输出端。

优选的，所述设定单元包括可调电位器和第六电阻，其中：

所述可调电位器的第一端分别与所述可调电位器的控制端、所述第六电阻的第一端及所述电源连接，所述可调电位器的第二端接地，所述第六电阻的第二端作为所述设定单元的输出端。

优选的，该漏电保护装置还包括第七电阻，第八电阻，第九电阻，第十电阻，第二电容，第三电容，第二二极管，第三二极管，第四二极管和第五二极管，其中：

所述第七电阻的第一端分别与所述第八电阻的第一端、所述第九电阻的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第五二极管的阴极及所述电源连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极连接，所述第八电阻的第二端与所述可调电位器的第一端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二电容的第一端及地连接，所述第二电容的第一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极分别与所述第五电阻的第二端及所述第四二极管的阳极连接，所述第三二极管的阳极分别与所述第四二极管的阴极及所述第六电阻的第二端连接，所述第九电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第十电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电容的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第五二极管的阳极与所述第二二极管的集电极连接。

本发明提供了一种漏电保护装置，包括：获取模块，用于获取电气线路的当前漏电绝缘值；控制模块，用于在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值时，控制电气线路的主开关断开；还用于在当前漏电绝缘值大于绝缘安全值时，控制主开关闭合；显示模块，用于显示与当前漏电绝缘值对应的状态。可见，在实际应用中，采用本发明的方案，通过显示模块实时显示电气线路的漏电状态，当漏电绝缘值降低时，显示模块可以实时显示与当前漏电绝缘值对应的状态，以达到提前预警的目的，保证了电气线路的安全使用，同时，在漏电绝缘值恢复到绝缘安全值后，可以自动复位，使电气线路导通，同时解除显示模块的预警，提高了漏电保护的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本发明所提供的一种漏电保护装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的另一种漏电保护装置的结构示意图；

图3为本发明所提供的另一种漏电保护装置的结构示意图；

图4为本发明所提供的另一种漏电保护装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种漏电保护装置，通过显示模块实时显示电气线路的漏电状态，以达到提前预警的目的，保证了电气线路的安全使用，同时，可以自动复位，在漏电绝缘值恢复到绝缘安全值后控制电气线路导通，解除显示模块的预警，提高了漏电保护的可靠性和安全性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明所提供的一种漏电保护装置的结构示意图，包括：

获取模块1，用于获取电气线路的当前漏电绝缘值；

控制模块2，用于在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值时，控制电气线路的主开关断开；还用于在当前漏电绝缘值大于绝缘安全值时，控制主开关闭合；

显示模块3，用于显示与当前漏电绝缘值对应的状态。

具体的，电气线路或设备由于长期使用、或受到挤压破损、或被动物啮咬等因素影响时，其漏电绝缘值会降低，获取模块1用于获取电气线路的当前漏电绝缘值，在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值时，触发漏电保护装置的保护功能，即控制模块2控制电气线路的主开关断开，以实现漏电保护，其中，绝缘安全值是指电气线路的漏电闭锁值，电气线路的当前漏电绝缘值不大于绝缘安全值，说明该电气线路发生漏电，处于非安全状态，当前漏电绝缘值大于绝缘安全值时，说明该电气线路处于安全状态。当漏电绝缘值开始降低时，电气线路或设备可能随时发生漏电，为了能够实现预警的目的，本发明还设置有显示模块3，在漏电绝缘值降低的过程中，实时显示与当前漏电绝缘值一一对应的状态，工作人员可以根据显示模块3所显示的状态，提前对电气线路或设备进行处理，从而提高本漏电保护装置的安全性和可靠性。

具体的，当漏电绝缘值恢复到绝缘安全值以上（即电气线路故障排除）时，本发明所提供的漏电保护装置可以实现自动复位，即控制模块2控制电气线路的主开关闭合，使电气线路或设备恢复正常工作，效率高，同时解除显示模块3的预警，从而进一步提高了本发明所提供的漏电保护装置的可靠性和安全性。

本发明提供了一种漏电保护装置，包括：获取模块，用于获取电气线路的当前漏电绝缘值；控制模块，用于在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值时，控制电气线路的主开关断开；还用于在当前漏电绝缘值大于绝缘安全值时，控制主开关闭合；显示模块，用于显示与当前漏电绝缘值对应的状态。可见，在实际应用中，采用本发明的方案，通过显示模块实时显示电气线路的漏电状态，当漏电绝缘值降低时，显示模块可以实时显示与当前漏电绝缘值对应的状态，以达到提前预警的目的，保证了电气线路的安全使用，同时，在漏电绝缘值恢复到绝缘安全值后，可以自动复位，使电气线路导通，同时解除显示模块的预警，提高了漏电保护的可靠性和安全性。

请参照图2，图2为本发明所提供的另一种漏电保护装置的结构示意图，该漏电保护装置在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，控制模块2包括：设定单元21，用于设定与绝缘安全值对应的安全电压；

放大单元22，用于根据当前漏电电压和所述安全电压得到当前漏电电流，并按预设规则放大当前漏电电流，得到用以触发保护单元23的状态电流；

保护单元23，用于在所述状态电流大于或等于动作电流时，控制所述主开关断开；还用于在状态电流小于所述动作电流时，控制所述主开关闭合，其中，所述动作电流为与所述绝缘安全值对应的电流；

则显示模块3，具体用于显示与所述状态电流对应的状态。

可以理解的是，绝缘安全值是指电阻值，安全电压是与绝缘安全值对应的电压值，其中，安全电压可以通过设定单元21来设定，在电气线路的当前漏电绝缘值降低的过程中，其当前漏电电压会相对升高，当当前漏电电压升高到安全电压时，即放大单元22输出的状态电流达到动作电流时，说明当前漏电绝缘值已经下降到绝缘安全值或以下了，此时，控制模块2中的保护单元23控制主开关断开，相应的，在当前漏电绝缘值升高时，其当前漏电电压和状态电流均会相应降低，当其降低到安全值以下时，保护单元23控制主开关闭合，实现自动复位。

请参照图3，图3为本发明所提供的另一种漏电保护装置的结构示意图，该漏电保护装置在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，放大单元22包括运算放大器OPA，第一电阻R1，第二电阻R2，第一电容C1，第一三极管T1，其中：

运算放大器OPA的同相输入端与设定单元21的输出端连接，运算放大器OPA的反相输入端分别与获取模块1的输出端及第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端分别与运算放大器OPA的输出端及第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第一三极管T1的基极连接，第一三极管T1的发射极接地，第一三极管T1的集电极分别与第一电容C1的第二端、保护单元23、显示模块3和电源连接。

作为一种优选的实施例，放大单元22还包括第二三极管T2，第二三极管T2的基极与第一三极管T1的集电极连接，第二三极管T2的发射极接地，第二三极管T2的集电极分别与保护单元23、显示模块3及电源连接。

具体的，本发明所提供的放大单元22是一种带补偿回馈功能的运算放大电路，具体包括运算放大器OPA、第一三极管T1、第二三极管T2、第一电容C1（无极性电容）、第一电阻R1、第二电阻R2。运算放大器OPA的输出端通过第一电容C1和第一电阻R1连接到其反相输入端，形成补偿回馈信号。运算放大器OPA同相输入端接入安全电压，反相输入端接入当前漏电电压，运算放大器OPA用于对安全电压和当前漏电电压进行比较，根据比较结果输出对应的当前漏电电流，当前漏电电流经两级三极管放大后转换成足以触发保护单元23的状态电流，实现了电气线路中的危险高电压到微弱漏电电流，最后到状态电流的转化过程，且采用两级三极管对当前漏电电流信号进行放大，可以增大信号强度，从而进一步增强本发明的预警效果及安全性能。

其中，运算放大器OPA可以选用低噪声、非斩波稳零的双极性运算放大器OP07，进一步提高了漏电保护装置的可靠性。

作为一种优选的实施例，保护单元23包括动作继电器J1，动作继电器J1的第一端与第二三极管T2的基极连接，动作继电器J1的第二端与第二三极管T2的集电极连接。

作为一种优选的实施例，显示模块3包括第三电阻R3和发光二极管D0；

第三电阻R3的第一端与第二三极管T2的基极连接，第三电阻R3的第二端与发光二极管D0的阳极连接，发光二极管D0的阴极与第二三极管T2的集电极连接。

具体的，保护单元23主要包括动作继电器J1，这里的动作继电器J1为电流型继电器，显示模块3主要包括第三电阻R3和发光二极管D0。发光二极管D0与第三电阻R3串联，再与动作继电器J1并联到第二三极管T2的集电极，随着当前漏电绝缘值的降低，第二三极管T2的基极被逐渐触发，发光二极管D0逐渐变亮，在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值后动作继电器J1被触发，通过其被接入的一对开点和闭点断开主开关，实现漏电保护，同时工作人员可以根据发光二极管D0亮度的变化来确定电气线路当前漏电绝缘值降低的程度。

作为一种优选的实施例，获取模块1具体用于：

获取电气线路的当前漏电电压；

根据当前漏电电压得到当前漏电绝缘值。

作为一种优选的实施例，获取模块1包括第四电阻R4、第五电阻R5和第一二极管D1，其中：

第四电阻R4的第一端与电气线路连接，第四电阻R4的第二端与第一二极管D1的阴极连接，第一二极管D1的阳极与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端作为获取模块1的输出端。

具体的，考虑到在实际应用中，漏电保护装置直接连接到电气线路中，容易造成线路烧毁，本发明中的获取模块1获取到的是电气线路中微弱漏电电流，再经过获取模块1内部转换得到当前漏电电压。

获取模块1包括大功率能耗电阻（即第四电阻R4），第五电阻R5和第一二极管D1，第一二极管D1的阴极通过第四电阻R4接入到电气线路中，第一二极管D1的阳极通过第五电阻R5接入到运算放大器OPA的反相输入端，输出漏电采样值，即当前漏电电压。

作为一种优选的实施例，设定单元21包括可调电位器W和第六电阻R6，其中：

可调电位器W的第一端分别与可调电位器W的控制端、第六电阻R6的第一端及电源连接，可调电位器W的第二端接地，第六电阻R6的第二端作为设定单元21的输出端。

具体的，设定单元21用于设定与绝缘安全值对应的安全电压，包括可调电位器W和第六电阻R6，可调电位器W和第六电阻R6串联后，一端接入运算放大器OPA的同相输入端，输出安全电压，另一端接入设备外壳和大地形成共地基准值。

请参照图4，图4为本发明所提供的另一种漏电保护装置的结构示意图，该漏电保护装置在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，该漏电保护装置还包括第七电阻R7，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第二电容C2，第三电容C3，第二二极管D2，第三二极管D3，第四二极管D4和第五二极管D5，其中：

第七电阻R7的第一端分别与第八电阻R8的第一端、第九电阻R9的第一端、第十电阻R10的第一端、第五二极管D5的阴极及电源连接，第七电阻R7的第二端分别与所述第一二极管D1的阳极及所述第二二极管D2的阴极连接，第八电阻R8的第二端与可调电位器W的第一端连接，第二二极管D2的阳极分别与第二电容C2的第一端及地连接，第二电容C2的第一端与第一二极管D1的阳极连接，第三二极管D3的阴极分别与第五电阻R5的第二端及第四二极管D4的阳极连接，第三二极管D3的阳极分别与第四二极管D4的阴极及第六电阻R6的第二端连接，第九电阻R9的第二端与第一电容C1的第二端连接，第十电阻R10的第二端与第二三极管T2的基极连接，第三电容C3的第一端与第二电阻R2的第二端连接，第三电容C3的第二端接地，第五二极管D5的阳极与第二二极管D2的集电极连接。

具体的，本发明所提供的漏电保护装置中，还包括用于分压的第七电阻R7和第八电阻R8，用于实现抗干扰和旁路保护的第二电容C2、第三电容C3、第九电阻R9、第十电阻R10、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5，进一步增强本漏电保护装置的安全性。

综上所述，本发明所提供的漏电保护装置，通过可调电位器W设定安全电压，该安全电压值对应电气线路的绝缘安全值，在电气线路的漏电绝缘值逐渐降低的过程中，会逐渐形成微弱漏电电流，该微弱漏电电流经过两级三极管逐级放大形成状态电流值，随着当前漏电绝缘值逐渐降低，当前的状态电流值会逐渐增大，发光二极管D0会逐渐点亮，当电气线路的当前漏电绝缘值降低到绝缘安全值时，状态电流值触发动作继电器J1后，断开主开关。当电气线路的当前漏电绝缘值恢复到高于绝缘安全值以后，动作继电器J1自动复位，发光二极管D0熄灭。

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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

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，在其他实施例中实现。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 (6)

1.一种漏电保护装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取电气线路的当前漏电绝缘值；

控制模块，用于在当前漏电绝缘值小于或等于绝缘安全值时，控制所述电气线路的主开关断开；还用于在当前漏电绝缘值大于所述绝缘安全值时，控制所述主开关闭合；

显示模块，用于显示与当前漏电绝缘值对应的状态；

所述获取模块具体用于：

获取所述电气线路的当前漏电电压；

根据当前漏电电压得到当前漏电绝缘值；

所述控制模块包括：

设定单元，用于设定与所述绝缘安全值对应的安全电压；

放大单元，用于根据当前漏电电压和所述安全电压得到当前漏电电流，并按预设规则放大当前漏电电流，得到用以触发保护单元的状态电流；

所述保护单元，用于在所述状态电流大于或等于动作电流时，控制所述主开关断开；还用于在所述状态电流小于所述动作电流时，控制所述主开关闭合，其中，所述动作电流为与所述绝缘安全值对应的电流；

则所述显示模块，具体用于显示与所述状态电流对应的状态；

所述放大单元包括运算放大器，第一电阻，第二电阻，第一电容，第一三极管，其中：

所述运算放大器的同相输入端与所述设定单元的输出端连接，所述运算放大器的反相输入端分别与所述获取模块的输出端及所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与所述运算放大器的输出端及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第一电容的第二端、所述保护单元、所述显示模块和电源连接；

所述放大单元还包括第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极分别与所述保护单元、所述显示模块及所述电源连接。

2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述保护单元包括动作继电器，所述动作继电器的第一端与所述第二三极管的基极连接，所述动作继电器的第二端与所述第二三极管的集电极连接。

3.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述显示模块包括第三电阻和发光二极管；

所述第三电阻的第一端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端与所述发光二极管的阳极连接，所述发光二极管的阴极与所述第二三极管的集电极连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的漏电保护装置，其特征在于，所述获取模块包括第四电阻、第五电阻和第一二极管，其中：

所述第四电阻的第一端与所述电气线路连接，所述第四电阻的第二端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端作为所述获取模块的输出端。

5.根据权利要求4所述的漏电保护装置，其特征在于，所述设定单元包括可调电位器和第六电阻，其中：

所述可调电位器的第一端分别与所述可调电位器的控制端、所述第六电阻的第一端及所述电源连接，所述可调电位器的第二端接地，所述第六电阻的第二端作为所述设定单元的输出端。

6.根据权利要求5所述的漏电保护装置，其特征在于，该漏电保护装置还包括第七电阻，第八电阻，第九电阻，第十电阻，第二电容，第三电容，第二二极管，第三二极管，第四二极管和第五二极管，其中：

所述第七电阻的第一端分别与所述第八电阻的第一端、所述第九电阻的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第五二极管的阴极及所述电源连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极连接，所述第八电阻的第二端与所述可调电位器的第一端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二电容的第一端及地连接，所述第二电容的第一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极分别与所述第五电阻的第二端及所述第四二极管的阳极连接，所述第三二极管的阳极分别与所述第四二极管的阴极及所述第六电阻的第二端连接，所述第九电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第十电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电容的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第五二极管的阳极与所述第二二极管的集电极连接。