专利名称：一种漏电闭锁保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气装置，尤其是涉及一种电气设备的漏电闭锁保护电路。
背景技术：
煤矿井下工作条件特殊，环境潮湿，对电气设备和电缆的绝缘性能有很高的要求。根据煤矿安全规程，低压电动机的控制设备以及低压馈电线应该具备漏电闭锁保护装置，因此在给矿用电气设备主回路通电之前，需要对设备的绝缘性能进行检测，一旦绝缘性能降低到规定值以下，将禁止向主回路送电，实现对设备的漏电闭锁保护功能。现有的漏电闭锁保护电路中，一类是通过采用CPU控制单元(比如单片机)等数字电路构成(例如专利号ZL200920144489. 4)，此种方法需要对CPU控制单元进行编程，电路结构复杂，成本较高；还有一类是直接采用比较器构成检测电路，但这种电路可靠性不高，容易误动作，抗干扰能力差。
实用新型内容本实用新型目的是提供一种使用简单方便、抗干扰能力强、制作简单、成本低、能够检测电气设备的绝缘性能，能够输出无源触点闭锁信号的漏电闭锁保护电路，确保电气设备的供电安全。本实用新型提供的漏电闭锁保护电路，包括检测比较模块A、检测延时模块B，闭锁电路模块C以及信号输出模块D ;其中，检测比较模块A的输入端与外围被测设备绝缘电阻连接，用于检测被测设备绝缘电阻的绝缘性能，将被测设备绝缘电阻值与绝缘临界值比较后输出；检测延时模块B与检测比较模块A的输出端连接，用于延长检测比较模块A的检测时间；闭锁电路模块C与检测比较模块A的输出端连接，将检测比较模块A的输出信号反馈给检测比较模块A的输入端，形成闭锁；信号输出模块D与检测延时模块B连接，用于输出无源触点信号，以禁止向被测设备的主回路送电，实现对被测设备的漏电闭锁保护。所述检测比较模块A包括检测电路、输入滤波电路以及比较输出电路；所述检测电路包括直流电源以及分压电阻，分压电阻与被测设备绝缘电阻串接于直流电源，采用电阻分压的方式将绝缘电阻值转换为电压信号；所述输入滤波电路采用RC滤波电路；所述比较输出电路采用运算放大器和电阻构成。所述检测电路中的分压电阻包括一可变电阻。所述闭锁电路模块C为采用三极管和电阻构成的反馈电路，闭锁电路模块C将检测比较模块A的输出信号通过电阻反馈给检测比较模块A的输入端，形成闭锁。所述检测延时模块B采用电阻和电容构成，通过对电容的充放电，实现延长检测时间。所述信号输出模块D包括使信号翻转并保持的比较保持电路以及控制输出无源触点信号的继电器输出电路；所述比较保持电路输入端与检测延时电路连接，输出端与继电器输出电路连接。[0011]所述比较保持电路采用运算放大器和电阻构成；所述继电器输出电路采用电阻、三极管和继电器构成。所述被测设备绝缘电阻为电机、调速装置或变压器绕组的绝缘电阻。所述被测设备绝缘电阻为开关磁阻电机的绝缘电阻，开关磁阻电机外壳与地连接，检测比较模块通过串接继电器常闭触点、二极管与开关磁阻电机内负母线连接，继电器常开触点串联在上电接触器线圈中，对开关磁阻电机进行闭锁保护。本实用新型提供的漏电闭锁保护电路，检测比较模块检测被测设备绝缘电阻的绝缘性能；通过在检测比较模块的输出端和输入端连接闭锁电路模块，将检测比较模块的输出信号反馈给检测比较模块的输入端，形成闭锁；闭锁信号由检测比较模块和闭锁电路模块共同作用输出；信号输出模块将闭锁信号转换成无源触点信号进行输出，以禁止向被测设备的主回路送电，实现对被测设备的漏电闭锁保护；整个漏电闭锁保护电路，使用简单方 便、抗干扰能力强、制作简单、成本低、能够检测电气设备的绝缘性能、能够输出无源触点闭锁信号，确保电气设备的供电安全；更进一步地，通过在检测比较模块采用包括有分压电阻的分压电阻，使得漏电闭锁保护电路可以根据绝缘要求调整绝缘临界值。
图I为本实用新型漏电闭锁保护电路的连接示意图；图2为本实用新型漏电闭锁保护电路的电路结构图；图3为本实用新型漏电闭锁保护电路应用于开关磁阻调速的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。本实用新型提供的漏电闭锁保护电路，如图I所示，包括检测比较模块A、检测延时模块B，闭锁电路模块C以及信号输出模块D ;其中，检测比较模块A的输入端与外围被测设备绝缘电阻连接，用于检测被测设备绝缘电阻的绝缘性能，将被测设备绝缘电阻值与绝缘临界值比较后输出；检测延时模块B与检测比较模块A的输出端连接，用于延长检测比较模块A的检测时间；闭锁电路模块C与检测比较模块A的输出端连接，将检测比较模块A的输出信号反馈给检测比较模块A的输入端，形成闭锁；信号输出模块D与检测延时模块B连接，用于输出无源触点信号，以禁止向被测设备的主回路送电，实现对被测设备的漏电闭锁保护，防止误动作，提高了可靠性。检测比较模块A包括检测电路、输入滤波电路以及比较输出电路；检测电路包括直流电源以及分压电阻，分压电阻与被测设备绝缘电阻串接于直流电源，采用电阻分压的方式将绝缘电阻值转换为电压信号；输入滤波电路采用RC滤波电路；比较输出电路采用运算放大器和电阻构成。检测电路中的分压电阻可以包括一可变电阻，以实现能够根据绝缘要求调整绝缘临界值。如图2所示，检测比较模块A中检测电路包括+24V直流电源、电阻Rl、以及一可变电阻电位器RP1，其中电阻R1、电位器RP1、被测设备绝缘电阻串接于该+24V直流电源，采用电阻分压的方式将绝缘电阻值转换为电压信号，绝缘电阻与检测点Xl之间串接继电器Kl常闭触点、二极管VDI ;检测比较模块A中输入滤波电路采用由电阻R2、R3、滤波电容C2、C3构成的RC滤波电路；检测比较模块A中比较输出电路采用运算放大器U1A，电阻R4、R5构成。具体的连接关系为运算放大器UlA的8脚接+24V直流电源，运算放大器UlA的4脚接电源地，电源地跟外壳地连接，+24V直流电源与电阻R4、R5串联连接，电阻R5分压值输出端与运算放大器UlA的正向输入端3脚连接，+24V直流电源通过电阻R1、电位器RP1、电阻R2、R3串联连接到运算放大器运UlA的反向输入端2脚，滤波电容C2、C3与电阻R2、R3构成运算放大器UlA的反向输入端2脚的输入滤波电路。本实用新型的一个应用是将该漏电闭锁保护电路用于开关磁阻调速中，此时被测设备为开关磁阻电机，被测设备绝缘 电阻为开关磁阻电机的绝缘电阻。如图3所示，开关磁阻电机外壳与地连接，检测点Xl通过继电器Kl触点、二极管VDl与开关磁阻电机装置内负母线连接，这样+24V直流电压通过开关磁阻控制器主电路中的续流二极管将在开关磁阻电机的绝缘电阻产生分压值，将绝缘电阻的分压值施加到运算放大器UlA的反向输入端2脚。闭锁电路模块C为采用三极管和电阻构成的反馈电路，闭锁电路模块C将检测比较模块A的输出信号通过电阻反馈给检测比较模块A的输入端，形成闭锁。如图2所示，闭锁电路模块C为采用三极管VT1、电阻R6、R7、R8构成的反馈电路，电阻R6的I脚连接在检测比较模块A的运算放大器UlA的输出端I脚、电阻R6的2脚与R7的I脚连接、电阻R7的2脚与R8的I脚连接，R8的2脚连接三极管VTl的发射极e，三极管VTl的集电极c与检测比较模块A的电位器RPl的I脚连接，三极管VTl的集电极b与电阻R8的I脚连接，R7的I脚连接到复位端子RES上。检测比较模块A输出的信号通过电阻R6、R7、R8串联连接到电源地，电阻R8的分压值施加到三极管VTl的集电极b，控制三极管VTl的导通，从而将检测比较模块A的输出信号反馈给检测比较模块A的输入端，形成闭锁信号，复位端子RES与电源地短接时，可控制三极管VTl截止，解除电路的闭锁保护。检测延时模块B采用电阻和电容构成，通过对电容的充放电，以实现延长检测时间。如图2所示，检测延时模块B包括二极管VI、电阻R17、R10、电解电容Cl，二极管Vl正极与R17的I脚并联连接到运算放大器UlA的输出端I脚，二极管Vl负极与R17的2脚并联连接到电阻RlO的I脚，电解电容Cl的正极与+24V电源连接、负极与电阻RlO的2脚连接，通过电解电容Cl的充放电，可以实现延长检测时间。信号输出模块D包括比较保持电路以及继电器输出电路；所述比较保持电路输入端与检测延时电路连接，输出端与继电器输出电路连接。比较保持电路作用是信号翻转并保持，继电器输出电路作用是控制输出无源触点信号。比较保持电路采用运算放大器和电阻构成；所述继电器输出电路采用电阻、三极管和继电器构成，能够输出无源触点信号。如图2所示，信号输出模块D中比较保持电路包括电阻R11、R12、R13，运算放大器U2A，信号输出模块D中继电器输出电路包括继电器K1、二极管V2、电阻R14、R15以及三极管VT2。运算放大器U2A的反向输入端6脚与电阻RlO的2脚连接；R11的I脚与+24V直流电源连接，Rll的2脚与运算放大器U2A的正向输入端5脚连接，电阻R12的I脚与Rll的2脚连接，电阻R12的2脚与电源地连接，电阻R13的I脚与运算放大器U2A的输出端7脚连接，电阻R13的2脚与电阻R12的I脚连接；电阻R14的I脚连接运算放大器U2A的输出端7脚，电阻R14的2脚与三极管VT2基极b连接，电阻R15的I脚与三极管VT2基极b连接，电阻R15的2脚与三极管VT2发射极e连接，三极管VT2发射极e与电源地连接，继电器Kl的线圈正极与+24V电源连接、负极与三极管VT2集电极c连接，二极管V2正极与继电器Kl的线圈负极连接，二极管V2负极与+24V直流电源连接，继电器Kl具有常开触点和常闭触点，继电器Kl常开触点串联在上电接触器KMl线圈中，对被测设备进行闭锁保护。[0031]本实用新型可用于测试的被测设备绝缘电阻可以为电机、调速装置或变压器绕组的绝缘电阻。本实用新型可以适用于对电气设备和电缆的绝缘性能有很高的要求的工作环境，如环境潮湿的煤矿井下，昼夜温差大容易结露的矿山，油田。综上所述，本实用新型提供的漏电闭锁保护电路，检测比较模块检测被测设备绝缘电阻的绝缘性能；通过在检测比较模块的输出端和输入端连接闭锁电路模块，将检测比较模块A的输出信号反馈给检测比较模块的输入端，形成闭锁；闭锁信号由检测比较模块和闭锁电路模块共同作用输出；信号输出模块将闭锁信号转换成无源触点信号进行输出，以禁止向被测设备的主回路送电，实现对被测设备的漏电闭锁保护；整个漏电闭锁保护电路，使用简单方便、抗干扰能力强、制作简单、成本低、能够检测电气设备的绝缘性能、能够输出无源触点闭锁信号，确保电气设备的供电安全；更进一步地，通过在检测比较模块A采用包括有分压电阻的分压电阻，使得漏电闭锁保护电路可以根据绝缘要求调整绝缘临界值。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种漏电闭锁保护电路，包括检测比较模块(A)、检测延时模块(B)，闭锁电路模块(C)以及信号输出模块⑶；其特征在于，检测比较模块(A)的输入端与外围被测设备绝缘电阻连接，用于检测被测设备绝缘电阻的绝缘性能，将被测设备绝缘电阻值与绝缘临界值比较后输出；检测延时模块⑶与检测比较模块(A)的输出端连接，用于延长检测比较模块(A)的检测时间；闭锁电路模块(C)与检测比较模块(A)的输出端连接，将检测比较模块(A)的输出信号反馈给检测比较模块(A)的输入端，形成闭锁；信号输出模块⑶与检测延时模块⑶连接，用于输出无源触点信号，以禁止向被测设备的主回路送电，实现对被测设备的漏电闭锁保护。
2.根据权利要求I所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述检测比较模块(A)包括 检测电路、输入滤波电路以及比较输出电路；所述检测电路包括直流电源以及分压电阻，分压电阻与被测设备绝缘电阻串接于直流电源，采用电阻分压的方式将绝缘电阻值转换为电压信号；所述输入滤波电路采用RC滤波电路；所述比较输出电路采用运算放大器和电阻构成。
3.根据权利要求2所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述检测电路的分压电阻包括一可变电阻。
4.根据权利要求I所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述闭锁电路模块(C)为采用三极管和电阻构成的反馈电路，闭锁电路模块(C)将检测比较模块(A)的输出信号通过电阻反馈给检测比较模块(A)的输入端，形成闭锁。
5.根据权利要求I所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述检测延时模块⑶采用电阻和电容构成，通过对电容的充放电，实现延长检测时间。
6.根据权利要求I所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述信号输出模块(D)包括使信号翻转并保持的比较保持电路以及控制输出无源触点信号的继电器输出电路；所述比较保持电路输入端与检测延时电路连接，输出端与继电器输出电路连接。
7.根据权利要求6所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述比较保持电路采用运算放大器和电阻构成；所述继电器输出电路采用电阻、三极管和继电器构成。
8.根据权利要求I所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述被测设备绝缘电阻为电机、调速装置或变压器绕组的绝缘电阻。
9.根据权利要求8所述的漏电闭锁保护电路，其特征在于，所述被测设备绝缘电阻为开关磁阻电机的绝缘电阻，开关磁阻电机外壳与地连接，检测比较模块通过串接继电器常闭触点、二极管与开关磁阻电机内负母线连接，继电器常开触点串联在上电接触器线圈中，对开关磁阻电机进行闭锁保护。
专利摘要本实用新型涉及一种漏电闭锁保护电路，包括检测比较模块(A)、检测延时模块(B)，闭锁电路模块(C)以及信号输出模块(D)；其中，检测比较模块(A)的输入端与外围被测设备绝缘电阻连接，用于检测被测设备绝缘电阻的绝缘性能，将被测设备绝缘电阻值与绝缘临界值比较后输出；检测延时模块(B)与检测比较模块(A)的输出端连接，用于延长检测比较模块(A)的检测时间；闭锁电路模块(C)与检测比较模块(A)的输出端连接，将检测比较模块(A)的输出信号反馈给检测比较模块(A)的输入端，形成闭锁；信号输出模块(D)与检测延时模块(B)连接，用于输出无源触点信号。本实用新型能够输出无源触点闭锁信号，确保供电安全。
文档编号H02H7/08GK202424119SQ201120522319
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者丁金龙, 刘坤, 张文发, 李书善, 李利风, 白宏峰, 裘锦灼 申请人:北京中纺锐力机电有限公司, 山西潞安环保能源开发股份有限公司