CN109975645B - 一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，包括漏电监测模组、电阻采集电桥模组和报警信号输出模组，漏电监测模组包括第一输入端P4、第二输入端P5和氖泡LED1，漏电监测模组用于连接被检测设备的壳体，电阻采集电桥模组与漏电监测模组相对设置，电阻采集电桥模组包括电阻R1、电阻R2、放大器U1A、第一电源V1、光敏电阻RG1和电阻R8，用于检测氖泡LED1的光照强度，从而采集光敏电阻RG1的变化，报警信号输出模组与电阻采集电桥模组连接，报警信号输出模组包括三极管Q1、第二电源V2、继电器K1、语音报警器，用于输出漏电报警信号，实现对机箱外壳的漏电测试，电路结构简单，成本低，且检测范围宽。

Description

一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块

技术领域

本发明涉及漏电测控技术领域，尤其涉及一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块。

背景技术

漏电检测报警模块按检测原理主要分为电流检测和电压检测两种。电流检测原理模块一般使用电流互感线圈或者霍尔元件检测流过的电流来判断是否漏电，属于隔离式检测，但检测前需要确定漏电流流过的路径才能进行检测，对于机箱外壳是否漏电的检测不太适用。电压检测原理又分变压和分压隔离两种方式，变压模块一般通过变压器或者电压互感器将高压转为低压进行检测，这种办法成本高，分压隔离一般通过电阻分压再用光耦隔离，这种办法检测的电压范围受光耦参数影响大，检测电压范围窄，而实际机箱外壳漏电或者感应漏电的电压范围从几十伏到上千伏范围的情况都可能存在，容易发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，旨在解决漏电检测报警模块电路复杂，成本高，检测范围窄的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，所述光隔离宽电压范围漏电监测报警模块包括漏电监测模组、电阻采集电桥模组和报警信号输出模组，所述漏电监测模组用于连接被检测设备的壳体，所述电阻采集电桥模组与所述漏电监测模组相对设置，所述报警信号输出模组与所述电阻采集电桥模组连接，用于输出漏电报警信号；

其中，所述漏电监测模组包括第一输入端P4、第二输入端P5和氖泡LED1，所述第一输入端P4用于连接机箱零线，所述第二输入端P5用于连接机箱外壳，所述氖泡LED1的正极与所述第一输入端P4连接，所述氖泡LED1的负极与所述第二输入端P5连接；

所述电阻采集电桥模组包括电阻R1、电阻R2、放大器U1A、第一电源V1、光敏电阻RG1和电阻R8，所述电阻R1的第一端、所述电阻R2的第一端、所述放大器U1A的第八端与所述第一电源V1连接，所述光敏电阻RG1与所述氖泡LED1相对设置，所述光敏电阻RG1的第一端与电阻R1的第二端和所述放大器U1A的第二端连接，所述电阻R8的第一端与所述电阻R2的第二端连接，所述光敏电阻RG1的第二端、所述电阻R8的第二端、所述放大器U1A的第四端均连接地端；

所述报警信号输出模组包括三极管Q1、第二电源V2、继电器K1、语音报警器，所述三极管Q1的基极与所述放大器U1A的第一端连接，所述三极管Q1的集电极、所述继电器K1的正极和负极与所述第二电源V2连接，所述继电器K1的输出端P1连接所述语音报警器。

其中，所述漏电监测模组还包括电阻R3、电阻R4、电阻R9和电阻R10，所述电阻R3的第一端与所述第一输入端P4连接，所述电阻R4的第一端与所述电阻R3的第二端连接，所述电阻R4的第二端与所述氖泡LED1的正极连接，所述电阻R9的第一端与第二输入端P5连接，所述电阻R10的第一端与电阻R9的第二端连接，所述电阻R10的第二端与所述氖泡LED1的负极连接。

其中，所述漏电监测模组还包括电阻R7，所述电阻R7的第一端与所述电阻R4的第二端和所述氖泡LED1的正极连接，第二端与所述电阻R10的第二端和所述氖泡LED1的负极连接。

其中，所述漏电监测模组还包括可调电阻R6，所述可调电阻R6与所述电阻R7并联。

其中，所述报警信号输出模组还包括电阻R5，所述电阻R5的第一端与所述放大器U1A的第一端连接，第二端与所述三极管Q1的基极连接。

其中，所述报警信号输出模组还包括电阻R11，所述电阻R11的第一端与所述电阻R5的第二端和所述三极管Q1的基极连接，第二端连接地端。

其中，所述报警信号输出模组还包括二极管D1，所述二极管D1的正极与所述三极管Q1的集电极和所述继电器K1的负极连接，所述二极管D1的负极与所述第二电源V2和所述继电器K1的正极连接。

其中，所述报警信号输出模组还包括物联网采集器，所述物联网采集器与所述继电器K1的输出端P3连接。

本发明的一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，通过所述漏电监测模组包括所述第一输入端P4、所述第二输入端P5和所述氖泡LED1，所述漏电监测模组用于连接被检测设备的壳体，所述电阻采集电桥模组与所述漏电监测模组相对设置，所述电阻采集电桥模组包括所述电阻R1、所述电阻R2、所述放大器U1A、所述第一电源V1、所述光敏电阻RG1和所述电阻R8，用于检测所述氖泡LED1的光照强度，从而采集所述光敏电阻RG1的变化，所述报警信号输出模组与所述电阻采集电桥模组连接，所述报警信号输出模组包括所述三极管Q1、所述第二电源V2、所述继电器K1、所述语音报警器，用于输出漏电报警信号，实现对机箱外壳的漏电测试，电路结构简单，成本低，且检测范围宽。

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是本发明光隔离宽电压范围漏电监测报警模块的流程示意图；

图2是本发明光隔离宽电压范围漏电监测报警模块的电路示意图；

图中：100-漏电监测模组、200-电阻采集电桥模组、300-报警信号输出模组。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图2，本发明提供一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，所述光隔离宽电压范围漏电监测报警模块包括漏电监测模组100、电阻采集电桥模组200和报警信号输出模组300，所述漏电监测模组100用于连接被检测设备的壳体，所述电阻采集电桥模组200与所述漏电监测模组100相对设置，所述报警信号输出模组300与所述电阻采集电桥模组200连接，用于输出漏电报警信号；

其中，所述漏电监测模组100包括第一输入端P4、第二输入端P5和氖泡LED1，所述第一输入端P4用于连接机箱零线，所述第二输入端P5用于连接机箱外壳，所述氖泡LED1的正极与所述第一输入端P4连接，所述氖泡LED1的负极与所述第二输入端P5连接；

所述电阻采集电桥模组200包括电阻R1、电阻R2、放大器U1A、第一电源V1、光敏电阻RG1和电阻R8，所述电阻R1的第一端、所述电阻R2的第一端、所述放大器U1A的第八端与所述第一电源V1连接，所述光敏电阻RG1与所述氖泡LED1相对设置，所述光敏电阻RG1的第一端与电阻R1的第二端和所述放大器U1A的第二端连接，所述电阻R8的第一端与所述电阻R2的第二端连接，所述光敏电阻RG1的第二端、所述电阻R8的第二端、所述放大器U1A的第四端均连接地端；

所述报警信号输出模组300包括三极管Q1、第二电源V2、继电器K1、语音报警器，所述三极管Q1的基极与所述放大器U1A的第一端连接，所述三极管Q1的集电极、所述继电器K1的正极和负极与所述第二电源V2连接，所述继电器K1的输出端P1连接所述语音报警器。

在本实施方式中，所述氖泡LED1是一种无色惰性气体的灯泡管，在电场激发下能产生投射力很强的橘红色辉光，工作电流在0.015～10mA，承受电压为60V-1500V，60V时发辉，所述第一输入端P4与机箱零线连接，所述第二输入端P5与机箱外壳连接，机箱外壳带电时，形成回路，有电流通过所述氖泡LED1。当输入端有60V交流电压时，流过所述氖泡LED1的电流约为0.064mA，当输入端有1500V交流电压时，流过所述氖泡LED1的电流约为1.607mA，该范围能够使所述氖泡LED1发辉。所述光敏电阻RG1是基于内光电效应，即光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使所述光敏电阻RG1的阻值迅速下降，光照越强，阻值就越低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低。所述光敏电阻RG1与所述氖泡LED1相对设置，黑暗调件下，所述光敏电阻RG1的阻值≥3MΩ，当所述氖泡LED1发辉时，调节所述氖泡LED1和所述光敏电阻RG1的间距，使所述光敏电阻的阻值在25KΩ～50KΩ之间，所述氖泡LED1和所述光敏电阻RG1间形成可靠隔离，确保安全。所述电阻R1、所述电阻R2、所述电阻R8和所述放大器U1A组成电阻采集电桥，电阻采集电桥是用比较法测量各种电阻值的仪器，所述放大器U1A是双运算放大器，内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器。通过采集所述光敏电阻变化，所述放大器U1A输出电压变化，所述三极管Q1、所述继电器K1和所述语音报警器为继电器驱动输出，所述继电器K1是一种电控制器件，是当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控制量发生预定的阶跃变化的一种电器。通过所述放大器U1A输出电压变化来驱动所述继电器K1吸合或者断开，从而起到报警的作用。所述第一电源V1为电阻采集电桥模组200提供动能，所述第二电源V2为所述报警信号输出模组300提供动能。所述三极管Q1是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。当检测到有电时，所述放大器U1A输出12V使所述三极管Q1导通，从而驱动所述继电器K1吸合输出端P1进行报警处理；当检测到无电时，所述放大器U1A输出0V，所述三极管Q1不导通，所述继电器K1断开。所述光隔离宽电压范围漏电监测报警模块实现电路更加简单，低成本，检测回路更灵活，检测范围宽，可大大降低漏电检测报警实现成本，提高经济效益，无论是户外市电还是工厂高压都能实现检测和报警。

本发明的一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，通过所述漏电监测模组100包括所述第一输入端P4、所述第二输入端P5和所述氖泡LED1，所述漏电监测模组100用于连接被检测设备的壳体，所述电阻采集电桥模组200与所述漏电监测模组100相对设置，所述电阻采集电桥模组200包括所述电阻R1、所述电阻R2、所述放大器U1A、所述第一电源V1、所述光敏电阻RG1和所述电阻R8，用于检测所述氖泡LED1的光照强度，从而采集所述光敏电阻RG1的变化，所述报警信号输出模组300与所述电阻采集电桥模组200连接，所述报警信号输出模组300包括所述三极管Q1、所述第二电源V2、所述继电器K1、所述语音报警器，用于输出漏电报警信号，实现对机箱外壳的漏电测试，电路结构简单，成本低，且检测范围宽。

进一步的，所述漏电监测模组100还包括电阻R3、电阻R4、电阻R9和电阻R10，所述电阻R3的第一端与所述第一输入端P4连接，所述电阻R4的第一端与所述电阻R3的第二端连接，所述电阻R4的第二端与所述氖泡LED1的正极连接，所述电阻R9的第一端与第二输入端P5连接，所述电阻R10的第一端与电阻R9的第二端连接，所述电阻R10的第二端与所述氖泡LED1的负极连接。在本实施方式中，所述电阻R3、所述电阻R4、所述电阻R9和所述电阻R10为限流电阻，同时起到整流的作用。

进一步的，所述漏电监测模组100还包括电阻R7，所述电阻R7的第一端与所述电阻R4的第二端和所述氖泡LED1的正极连接，第二端与所述电阻R10的第二端和所述氖泡LED1的负极连接。在本实施方式中，所述电阻R7与所述氖泡LED1并联，用以分流，防止电路电流过大，烧坏所述氖泡LED1。

进一步的，所述漏电监测模组100还包括可调电阻R6，所述可调电阻R6与所述电阻R7并联。在本实施方式中，所述可调电阻R6是电阻值可以调节的电阻，以满足电路的需要，用以根据电路电流大小调整阻值进行电阻调节，分流保护所述氖泡LED1和所述电阻R7。

进一步的，所述报警信号输出模组300还包括电阻R5，所述电阻R5的第一端与所述放大器U1A的第一端连接，第二端与所述三极管Q1的基极连接。在本实施方式中，所述电阻R5用以限流，避免电路电流过大，损坏所述放大器U1A。

进一步的，所述报警信号输出模组300还包括电阻R11，所述电阻R11的第一端与所述电阻R5的第二端和所述三极管Q1的基极连接，第二端连接地端。在本实施方式中，所述电阻R11用以分流，当电路电流过大时，直接旁接于地，避免烧坏所述三极管Q1，提高元器件的使用寿命。

进一步的，所述报警信号输出模组300还包括二极管D1，所述二极管D1的正极与所述三极管Q1的集电极和所述继电器K1的负极连接，所述二极管D1的负极与所述第二电源V2和所述继电器K1的正极连接。在本实施方式中，所述二极管D1只允许电流由单一方向通过，反向时阻断。所述三极管Q1导通后，电流只能由所述二极管D1的正极向所述二极管D1的负极，再向所述继电器K1的正极流动，流向所述继电器K1的负极，形成回路，所述第二电源V2也只能向所述继电器K1的正极流动，给所述报警信号输出模组300提供动能。

进一步的，所述报警信号输出模组300还包括物联网采集器，所述物联网采集器与所述继电器K1的输出端P3连接。在本实施方式中，当机箱内室内漏电导致外壳带电，所述报警信号输出模组300输出闭合信号激发所述语音报警器，同时所述物联网采集器上传数据至监测中心通知人员及时处理，有效避免事故发生。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

包括漏电监测模组、电阻采集电桥模组和报警信号输出模组，所述漏电监测模组用于连接被检测设备的壳体，所述电阻采集电桥模组与所述漏电监测模组相对设置，所述报警信号输出模组与所述电阻采集电桥模组连接，用于输出漏电报警信号；

其中，所述漏电监测模组包括第一输入端P4、第二输入端P5和氖泡LED1，所述第一输入端P4用于连接机箱零线，所述第二输入端P5用于连接机箱外壳，所述氖泡LED1的正极与所述第一输入端P4连接，所述氖泡LED1的负极与所述第二输入端P5连接；

所述电阻采集电桥模组包括电阻R1、电阻R2、放大器U1A、第一电源V1、光敏电阻RG1和电阻R8，所述电阻R1的第一端、所述电阻R2的第一端、所述放大器U1A的第八端与所述第一电源V1连接，所述光敏电阻RG1与所述氖泡LED1相对设置，所述光敏电阻RG1的第一端与电阻R1的第二端和所述放大器U1A的第二端连接，所述电阻R8的第一端与所述电阻R2的第二端连接，所述光敏电阻RG1的第二端、所述电阻R8的第二端、所述放大器U1A的第四端均连接地端；

所述报警信号输出模组包括三极管Q1、第二电源V2、继电器K1、语音报警器，所述三极管Q1的基极与所述放大器U1A的第一端连接，所述三极管Q1的集电极、所述继电器K1的正极和负极与所述第二电源V2连接，所述继电器K1的输出端P1连接所述语音报警器。

2.如权利要求1所述的光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

所述漏电监测模组还包括电阻R3、电阻R4、电阻R9和电阻R10，所述电阻R3的第一端与所述第一输入端P4连接，所述电阻R4的第一端与所述电阻R3的第二端连接，所述电阻R4的第二端与所述氖泡LED1的正极连接，所述电阻R9的第一端与第二输入端P5连接，所述电阻R10的第一端与电阻R9的第二端连接，所述电阻R10的第二端与所述氖泡LED1的负极连接。

3.如权利要求2所述的光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

所述漏电监测模组还包括电阻R7，所述电阻R7的第一端与所述电阻R4的第二端和所述氖泡LED1的正极连接，第二端与所述电阻R10的第二端和所述氖泡LED1的负极连接。

4.如权利要求3所述的光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

所述漏电监测模组还包括可调电阻R6，所述可调电阻R6与所述电阻R7并联。

5.如权利要求1所述的光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

所述报警信号输出模组还包括电阻R5，所述电阻R5的第一端与所述放大器U1A的第一端连接，第二端与所述三极管Q1的基极连接。

6.如权利要求5所述的光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

所述报警信号输出模组还包括电阻R11，所述电阻R11的第一端与所述电阻R5的第二端和所述三极管Q1的基极连接，第二端连接地端。

7.如权利要求1所述的光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

所述报警信号输出模组还包括二极管D1，所述二极管D1的正极与所述三极管Q1的集电极和所述继电器K1的负极连接，所述二极管D1的负极与所述第二电源V2和所述继电器K1的正极连接。

8.如权利要求1所述的光隔离宽电压范围漏电监测报警模块，其特征在于，

所述报警信号输出模组还包括物联网采集器，所述物联网采集器与所述继电器K1的输出端P3连接。

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