專利名稱：機殼漏電保護電路及使用該電路的道路交通信號控制機的制作方法
技術領域：
本發明涉及漏電保護技術領域，具體涉及道路交通信號控制機的漏電保護技木。
背景技術：
目前，在我國道路交通信號控制機(下稱信號機)的漏電檢測及危險排除方面上基本是簡單的采用進線漏電保護器。但因現場施工的質量問題導致機殼接地不良或根本沒有接大地而導致安全隱患的存在。當機殼沒有有效接地，并且有電源火線漏電至機殼、或與機殼搭接時，漏電保護器是不起作用的，只有當人體或者動物接觸機殼觸電時才可能跳閘保護，而這時，已經危害到了人身安全。
發明內容
為了解決現有的道路交通信號控制機僅采用漏電保護器實現漏電保護，而導致的不能夠在機殼沒有有效接地的情況下起到漏電保護的問題，本發明設計了ー種機殼漏電保護電路及使用該電路的道路交通信號控制機。本發明所述的機殼漏電保護電路包括機殼漏電檢測電路、驅動及保護電路、漏電電流檢測電路和信號機內部電源電路；機殼漏電檢測電路帶有一個機殼連接端，該機殼漏電檢測電路的零線接線端連接驅動及保護電路的零線輸出端N-outl，機殼漏電檢測電路的檢測信號輸出端連接驅動及保護電路控制信號輸入端，該驅動及保護電路帶有外部供電的零線輸入端和火線輸入端，該驅動及保護電路的零線輸出端N-outl連接漏電電流檢測電路的零線輸入端，該驅動及保護電路的火線輸出端L-outl連接漏電電流檢測電路的火線輸入端，該漏電電流檢測電路的檢測信號輸出端連接驅動及保護電路的控制信號輸入端，該漏電電流檢測電路的零線輸出端N-out2連接信號機內部電源電路的零線輸入端，該漏電電流檢測電路的火線輸出端L-out2連接信號機內部電源電路的火線輸入端，該信號機內部電源電路設置有控制電路供電電源輸出端和信號燈負載供電電源輸出端。采用上述機殼漏電保護電路的道路交通信號控制機，該道路交通信號控制機包括機殼、電源輸入端、控制電路和信號燈，其特征在于，它還包括機殼漏電保護電路，所述機殼與機殼漏電檢測電路的機殼連接端連接，所述電源輸入端與驅動及保護電路的外部供電的零線輸入端和火線輸入端連接，信號機內部電源電路的控制電路供電電源輸出端連接控制電路的供電電源輸入端，信號機內部電源電路的信號燈負載供電電源輸出端連接信號燈的供電電源輸入端。采用本發明所述的機殼漏電保護電路對設備的殼體進行漏電檢測和保護，能夠在無論機殼是否接地、人體是否觸摸機殼的情況下，當機殼帶電時，迅速切斷外部電源，實現整機提前保護，有效地防止人觸及帶電的機殼時受到傷害，提高了設備的安全系數。本發明所述的道路交通信號控制機，由于漏電電流檢測電路能夠整機的漏電電流的情況，能夠有效保證在每路信號燈的漏電電流在有效范圍內、而整機漏電電流超過安全值時起到保護作用，還能夠在某一路信號燈的漏點保護電路失效的情況下，通過檢測整機的漏電電流來起到有效的保護作用。本發明所述的機殼漏電保護電路還可以應用于對采用市電供電的、帶有金屬殼體的設備中，尤其適用于道路交通信號控制機的漏電保護。
圖1是本申請所述的機殼漏電保護電路的電路原理框圖。圖2是具體實施方式
ニ所述的機殼漏電保護電路中的機殼漏電檢測電路I的ー種具體電路原理圖。圖3是具體實施方式
三、四和五所述的機殼漏電保護電路中的漏電電流檢測電路3的ー種具體電路原理圖。圖4是具體實施方式
六所述的機殼漏電保護電路中的驅動及保護電路2的ー種具體電路原理圖。圖5是具體實施方式
七所述的機殼漏電保護電路中的信號機內部電源電路4的一種具體電路原理圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、參見圖1說明本實施方式。本實施方式所述的機殼漏電保護電路包括機殼漏電檢測電路1、驅動及保護電路2、漏電電流檢測電路3和信號機內部電源電路4 ；機殼漏電檢測電路I帶有ー個機殼連接端，該機殼漏電檢測電路I的零線接線端連接驅動及保護電路2的零線輸出端N-outl，機殼漏電檢測電路I的檢測信號輸出端連接驅動及保護電路2控制信號輸入端，該驅動及保護電路2帶有外部供電的零線輸入端和火線輸入端，該驅動及保護電路2的零線輸出端N-outl連接漏電電流檢測電路3的零線輸入端，該驅動及保護電路2的火線輸出端L-outl連接漏電電流檢測電路3的火線輸入端，該漏電電流檢測電路3的檢測信號輸出端連接驅動及保護電路2的控制信號輸入端，該漏電電流檢測電路3的零線輸出端N-out2連接信號機內部電源電路4的零線輸入端，該漏電電流檢測電路3的火線輸出端L-out2連接信號機內部電源電路4的火線輸入端，該信號機內部電源電路4設置有控制電路供電電源輸出端和信號燈負載供電電源輸出端。本實施方式所述的機殼漏電保護電路在實際使用的時候，機殼漏電檢測電路I的機殼連接端連接要保護的設備機殼，進而實現機殼帶電檢測。本實施方式中設備的供電電源輸入端通過驅動及保護電路2和信號機內部電源電路4為設備內部用電裝置供電。漏電電流檢測電路3用于檢測供電電源的零線和火線的電流進而判斷是否有漏電情況存在。漏電電流檢測電路3的檢測信號輸出端和機殼漏電檢測電路I的檢測信號輸出端同時連接驅動及保護電路2的控制信號輸入端，驅動及保護電路2用于控制外部電源的通或斷，進而實現在機殼帶電或者整機漏電的情況下，及時關閉設備的供電電源，起到機殼帶電和整理漏電的保護作用。
具體實施方式
ニ、參見圖2說明本實施方式。本實施方式是對具體實施方式
一所述的機殼漏電保護電路中的機殼漏電檢測電路I的結構的進ー步限定，本實施方式中，機殼漏電檢測電路I由集成電路U2、電阻R8-12、電容C5-8、第二三極管Q2和互感器L2組成，所述集成電路U2的型號為M54123，電阻R12的一端連接機殼連接端，所述電阻R12的另ー端與驅動及保護電路2的零線輸出端N-outl連接，互感器L2用于檢測流經電阻R12的電流信號，該互感器L2的感應線圈的一端同時連接集成電路U2的VR端和電阻R8的一端，所述電阻R8的另一端同時連接電阻R9的一端和互感器L2的感應線圈的另一端，所述電阻R9的另一端連接集成電路U2的IN端，該集成電路U2的NR端連接電容C6的一端，該電容C6的另一端同時連接電容C7的一端、集成電路U2的OS端和電阻RlO的一端，該電阻RlO的另一端同時連接電阻Rll的一端和第二三極管R2的基極，所述電阻Rll的另一端、第二三極管的發射極和電容C8的一端同時連接12V直流電源地12VGND，所述電容C8的另一端同時連接集成電路U2的SC端和OD端，第二三極管Q2的集電極為機殼漏電檢測電路I的檢測信號輸出端，集成電路U2的VS端通過時連接12V直流電源正極和電容C5的一端，集成電路U2的GND端同時連接電容C5的另一端和12V直流電源的電源地12VGND。本實施方式中的機殼漏電檢測電路I采用M54123集成電路實現，通過在機殼和供電火線之間串聯一個電阻實現采集機殼與供電電源之間的漏電電流的作用，然后通過互感器采集該漏電電流，當漏電電流達到一定數值時，表示機殼帶電會影響設備運行或者人身安全，此時，該機殼漏電檢測電路I輸出檢測信號給驅動及保護電路2、使得所述驅動及保護電路2切斷設備供電電源，實現機殼帶電保護。
具體實施方式
三、參見圖3說明本實施方式。本實施方式是對具體實施方式
一所述的漏電電流檢測電路3的進ー步限定，本實施方式中，所述漏電電流檢測電路3由零序互感器L1、集成電路U1、電阻Rl、R5、R6、R7、電容C1-4和第一三極管Ql組成，零序互感器LI用于檢測設備供電電源的零線和火線之間的漏電電流，該零序互感器LI的感應線圈的一端同時連接電阻Rl的一端和集成電路Ul的VR端，該零序互感器LI的感應線圈的另一端同時連接電阻Rl的另一端和電阻R5的一端，該電阻R5的另一端連接集成電路Ul的IN端，集成電路Ul的VS端通過時連接12V直流電源正極和電容Cl的一端，集成電路Ul的GND端同時連接電容Cl的另一端和12V直流電源的電源地12VGND，集成電路Ul的NR端連接電容C2的一端，該電容C2的另一端同時連接電容C3的一端、電阻R6的一端和集成電路Ul的CS端，電容C3的另一端連接12V直流電源的電源地12VGND，電阻R6的另一端同時連接電阻R7的一端和第一三極管Ql的基極，該第一三極管Ql的發射極、電阻R7的另一端和電容C4的一端同時連接12V直流電源的電源地12VGND，電容C4的另一端同時連接集成電路Ul的SC端和OD端，第一三極管Ql的集電極為漏電電流檢測電路3的檢測信號輸出端。
具體實施方式
四、參見圖3說明本實施方式。本實施方式是對具體實施方式
三所述的漏電電流檢測電路3的進ー步限定，本實施方式中，所述漏電電流檢測電路3還包括多個電阻，所述多個電阻與電阻Rl并聯連接。
具體實施方式
五、參見圖3說明本實施方式。本實施方式是對具體實施方式
三所述的漏電電流檢測電路3的進ー步限定，本實施方式中，所述漏電電流檢測電路3還包多個電阻和多個開關，每個電阻與一個開關串聯后與電阻Rl并聯連接。在實際應用吋，可以通過控制開關的狀態，將與其串聯的電阻與電阻Rl并聯連接，進而改變與零序互感器L的感應線圈并聯的電阻的阻值，進而實現改變檢測信號的幅值，即:改變該漏電電流檢測電路3的反應電流，實現改變漏電流檢測2對信號的靈敏度，進而改變采集的漏電流的敏感度，即:改變本發明的驅動線路漏電保護電路的反應漏電流的大小。例如:采用三個電阻R2、R3和R4分別與三個開關串聯，所述三個開關采用三位撥碼開關S2實現，在實際應用時，通過撥動三位撥碼開關選擇三個電阻中的任意ー個、兩個或三個同時與電阻R19并聯，進而改變采集信號的測量精度，最終實現調整本實施方式所述的驅動線路漏電保護電路的靈敏度，即:動作漏電流的數值。
具體實施方式
六、參見圖4說明本實施方式。本實施方式是對具體實施方式
一至五中任意一個實施方式所述的機殼漏電保護電路中的驅動及保護電路2的進ー步限定，本實施方式中的驅動及保護電路2由繼電器JDQ1、自鎖按鈕S1、外部供電的零線輸入端N和火線輸入端L組成，所述外部零線輸入端N與繼電器JDQl的第一常閉開關的動觸點連接，該第一常閉開關的靜觸點為驅動及保護電路2的零線輸出端N-outl ;外部供電的火線輸入端L與繼電器JDQl的第二常閉開關的動觸點連接，該第二常閉開關的靜觸點為驅動及保護電路2的火線輸出端L-outl，繼電器JDQl的第一常開開關的動觸點連接12V直流供電電源地12VGND，該第一常開開關的靜觸點連接自鎖按鈕SI的一端，該自鎖按鈕SI的另一端連接繼電器JDQl的控制線圈的一端并作為驅動及保護電路2的控制信號輸入端，所述繼電器JDQl的控制線圈的另一端連接12V直流供電電源正極。本實施方式中，自鎖按鈕SI為常閉狀態，當控制信號輸出端輸入低電平信號吋，觸發繼電器JDQl動作，使得述繼電器JDQl的第一常閉開關和第二常閉開關斷開，進而斷開供電電源，同時繼電器JDQl的第一常開開關閉合,該第一常開開關與自鎖開關SI為繼電器JDQl的控制線圈提供12V直流供電回路，進而保持繼電器JDQl的兩個常閉開關處于斷開狀態。當有工作人員來處理故障時，可以手動斷開自鎖按鈕SI，使繼電器JDQl恢復到斷電狀態，即:兩個常閉開關閉合，使得驅動及保護電路2恢復正常供電狀態，此時，工作人員應當將自鎖按鈕SI在恢復到關閉狀態。本實施方式中還可以包括磁管CG，外部零線輸入端N、火線輸入端L和繼電器JDQl的常閉開關之間的連接導線外側套接有磁管CG。
具體實施方式
七、參見圖5說明本實施方式。本實施方式是對具體實施方式
一至六所述的任意實施方式所述的機殼漏電保護電路中的信號機內部電源電路4的結構的進一歩限定，本實施方式中，信號機內部電源電路4由電源插座DJ、火線防雷管F_L1、零線防雷管F_N1、電源濾波器LBQ、變壓器BYQ和兩個空氣開關Kl、K2組成，信號機內部電源電路4的零線輸入端N-out2同時連接零線防雷管F_N1的一端和第一空氣開關Kl的一個輸入端；所述第一空氣開關的另ー輸入端同時連接信號機內部電源電路4的火線輸入端L-out2、火線雷管F_L1的一端和電源插座DJ的火線輸入端；火線防雷管F_L1的另一端和零線防雷管F_N1的另一端均與防雷大地連接；所述第一空氣開關的ー個輸出端同時連接電源插座DJ的零線輸入端、電源濾波器LBQ的ー個信號輸入端和第二空氣開關K2的一個輸入端；所述第一空氣開關的另ー個輸出端同時連接電源濾波器LBQ的另ー個信號輸入端和第二空氣開關K2的另ー輸入端；第二空氣開關K2的兩個輸出端為信號燈負載供電電源輸出端；電源濾波器LBQ的兩個輸出端分別連接變壓器BYQ的初級線圈的兩端，所述變壓器BYQ的次級線圈的兩端為控制電路供電電源輸出端。本實施方式中的信號機內部電源電路中，將內部電源插座DJ和控制電路供電電源采用ー個空氣開關Kl來控制，對于信號燈負載的供電電源増加了ー個空氣開關K2単獨控制。上述內部電源插座DJ是為現場維護的工作人員提供臨時供電電源，方便現場維護。
具體實施方式
八、本實施方式所述的是采用具體輸出方式一至七任意一個實施方式所述的機殼漏電保護電路的道路交通信號控制機，該道路交通信號控制機包括機殼、電源輸入端、控制電路和信號燈，它還包括機殼漏電保護電路，所述機殼與機殼漏電檢測電路I的機殼連接端連接，所述電源輸入端與驅動及保護電路2的外部供電的零線輸入端和火線輸入端連接，信號機內部電源電路4的控制電路供電電源輸出端連接控制電路的供電電源輸入端，信號機內部電源電路4的信號燈負載供電電源輸出端連接信號燈的供電電源輸入端。本實施方式所述的道路交通信號控制機帶有機殼漏電保護電路，能夠有效防止機殼帶電對人帶來的傷害，尤其是在信號機的機殼沒有接大地的情況下，也能夠有效的檢測到機殼帶電狀態并及時啟動保護。本實施方式中的漏電電流檢測電路3檢測整機的漏電電流狀態，能夠有效防止當每路漏電電流都在安全范圍之內、而整機的漏電電流超過安全要求吋，也能夠有效起到保護的作用。另外，也能夠在某一路的漏電保護電路失效的情況下，通過檢測整機的漏電電流來起到及時有效的保護作用。本申請所述的機殼漏電保護電不局限于上述各實施方式記載的具體結構，還可以是各個實施方式所記載的具體特征的合理組合。
權利要求
1.機殼漏電保護電路，其特征在干，它包括機殼漏電檢測電路(I)、驅動及保護電路(2)、漏電電流檢測電路(3)和信號機內部電源電路(4)； 機殼漏電檢測電路(I)帶有ー個機殼連接端，該機殼漏電檢測電路(I)的零線接線端連接驅動及保護電路(2)的零線輸出端N-outl，機殼漏電檢測電路(I)的檢測信號輸出端連接驅動及保護電路(2)控制信號輸入端，該驅動及保護電路(2)帶有外部供電的零線輸入端和火線輸入端，該驅動及保護電路(2)的零線輸出端N-outl連接漏電電流檢測電路(3)的零線輸入端，該驅 動及保護電路(2)的火線輸出端L-outl連接漏電電流檢測電路(3)的火線輸入端，該漏電電流檢測電路(3)的檢測信號輸出端連接驅動及保護電路(2)的控制信號輸入端，該漏電電流檢測電路(3)的零線輸出端N-out2連接信號機內部電源電路(4)的零線輸入端，該漏電電流檢測電路(3)的火線輸出端L-out2連接信號機內部電源電路(4)的火線輸入端，該信號機內部電源電路(4)設置有控制電路供電電源輸出端和信號燈負載供電電源輸出端。
2.根據權利要求1所述的機殼漏電保護電路，其特征在于，所述機殼漏電檢測電路(I)由集成電路(U2 )、電阻R8-12、電容C5-8、第二三極管(Q2 )和互感器(L2 )組成，所述集成電路(U2)的型號為M54123，電阻R12的一端連接機殼連接端，所述電阻R12的另一端與驅動及保護電路(2)的零線輸出端N-outl連接，互感器(L2)用于檢測流經電阻R12的電流信號，該互感器(L2)的感應線圈的一端同時連接集成電路(U2)的VR端和電阻R8的一端，所述電阻R8的另一端同時連接電阻R9的一端和互感器(L2)的感應線圈的另一端，所述電阻R9的另一端連接集成電路(U2)的IN端，該集成電路(U2)的NR端連接電容C6的一端，該電容C6的另一端同時連接電容C7的一端、集成電路(U2)的OS端和電阻RlO的一端，該電阻RlO的另一端同時連接電阻Rll的一端和第二三極管R2的基極，所述電阻Rll的另一端、第二三極管的發射極和電容C8的一端同時連接12V直流電源地12VGND，所述電容C8的另ー端同時連接集成電路(U2)的SC端和OD端，第二三極管(Q2)的集電極為機殼漏電檢測電路(I)的檢測信號輸出端，集成電路(U2)的VS端通過時連接12V直流電源正極和電容C5的一端，集成電路(U2)的GND端同時連接電容C5的另一端和12V直流電源的電源地12VGND。
3.根據權利要求1所述的機殼漏電保護電路，其特征在于，所述漏電電流檢測電路(3)由零序互感器(LI)、集成電路(U1)、電阻Rl、R5、R6、R7、電容C1-4和第一三極管(Ql)組成，零序互感器(LI)用于檢測設備供電電源的零線和火線之間的漏電電流，該零序互感器(LI)的感應線圈的一端同時連接電阻Rl的一端和集成電路(Ul)的VR端，該零序互感器(LI)的感應線圈的另一端同時連接電阻Rl的另一端和電阻R5的一端，該電阻R5的另ー端連接集成電路(Ul)的IN端，集成電路(Ul)的VS端通過時連接12V直流電源正極和電容Cl的一端，集成電路(Ul)的GND端同時連接電容Cl的另一端和12V直流電源的電源地12VGND，集成電路(Ul)的NR端連接電容C2的一端，該電容C2的另一端同時連接電容C3的一端、電阻R6的一端和集成電路(Ul)的CS端，電容C3的另一端連接12V直流電源的電源地12VGND，電阻R6的另一端同時連接電阻R7的一端和第一三極管(Ql)的基極，該第一三極管(Ql)的發射極、電阻R7的另一端和電容C4的一端同時連接12V直流電源的電源地12VGND，電容C4的另一端同時連接集成電路(Ul)的SC端和OD端，第一三極管(Ql)的集電極為漏電電流檢測電路(3)的檢測信號輸出端。
4.根據權利要求3所述的機殼漏電保護電路，其特征在于，所述漏電電流檢測電路(3)還包括多個電阻，所述多個電阻與電阻Rl并聯連接。
5.根據權利要求3所述的機殼漏電保護電路，其特征在于，所述漏電電流檢測電路(3)還包多個電阻和多個開關，每個電阻與一個開關串聯后與電阻Rl并聯連接。
6.根據權利要求1所述的機殼漏電保護電路，其特征在于，所述驅動及保護電路(2)由繼電器(JDQ1)、自鎖按鈕(SI)、外部供電的零線輸入端N和火線輸入端L組成，所述外部零線輸入端N與繼電器(JDQl)的第一常閉開關的動觸點連接，該第一常閉開關的靜觸點為驅動及保護電路(2)的零線輸出端N-outl ;外部供電的火線輸入端L與繼電器(JDQl)的第二常閉開關的動觸點連接，該第二常閉開關的靜觸點為驅動及保護電路(2)的火線輸出端L-outl，繼電器(JDQl)的第一常開開關的動觸點連接12V直流供電電源地12VGND，該第一常開開關的靜觸點連接自鎖按鈕(SI)的一端，該自鎖按鈕(SI)的另一端連接繼電器(JDQl)的控制線圈的一端并作為驅動及保護電路(2)的控制信號輸入端，所述繼電器(JDQl)的控制線圈的另一端連接12V直流供電電源正極。
7.根據權利要求6所述的機殼漏電保護電路，其特征在于，所述驅動及保護電路(2)還包括磁管(CG)，外部零線輸入端N、火線輸入端L和繼電器(JDQl)的常閉開關之間的連接導線外側套接有磁管(CG)。
8.根據權利要求1所述的機殼漏電保護電路，其特征在于，所述信號機內部電源電路(4)由電源插座(DJ)、火線防雷管(F_L1)、零線防雷管(F_N1)、電源濾波器(LBQ)、變壓器(BYQ)和兩個空氣開關(K1、K2)組成，信號機內部電源電路(4)的零線輸入端N-out2同時連接零線防雷管(F_N1)的一端和第一空氣開關(Kl)的一個輸入端；所述第一空氣開關(Kl)的另ー輸入端同時連接信號機內部電源電路(4)的火線輸入端L-out2、火線雷管F_L1的一端和電源插座(DJ)的火線輸入端；火線防雷管(F_L1)的另一端和零線防雷管(F_N1)的另一端均與防雷大地連接；所述第一空氣開關(Kl)的ー個輸出端同時連接電源插座(DJ)的零線輸入端、電源濾波器(LBQ)的ー個信號輸入端和第二空氣開關(K2)的一個輸入端；所述第一空氣開關的另ー個輸出端同時連接電源濾波器(LBQ)的另ー個信號輸入端和第二空氣開關(K2)的另ー輸入端；第二空氣開關(K2)的兩個輸出端為信號燈負載供電電源輸出端；電源濾波器(LBQ)的兩個輸出端分別連接變壓器 (BYQ)的初級線圈的兩端，所述變壓器(BYQ)的次級線圈的兩端為控制電路供電電源輸出端。
9.采用權利要求1至8中任意一項權利要求所述的機殼漏電保護電路的道路交通信號控制機，該道路交通信號控制機包括機売、電源輸入端、控制電路和信號燈，其特征在于，它還包括機殼漏電保護電路，所述機殼與機殼漏電檢測電路(I)的機殼連接端連接，所述電源輸入端與驅動及保護電路(2)的外部供電的零線輸入端和火線輸入端連接，信號機內部電源電路(4)的控制電路供電電源輸出端連接控制電路的供電電源輸入端，信號機內部電源電路(4)的信號燈負載供電電源輸出端連接信號燈的供電電源輸入端。
全文摘要
機殼漏電保護電路及使用該電路的道路交通信號控制機，涉及漏電保護技術和交通設備技術領域。它解決了現有道路交通信號控制機僅采用漏電保護器實現漏電保護而導致的在機殼未有效接地時無法起到漏電保護的問題。機殼漏電保護電路通過機殼漏電檢測電路檢測機殼和火線之間的漏電電流判斷是否存在機殼帶電，并發送控制信號給驅動及保護電路，還通過漏電電流檢測電路檢測整機供電電源是否存在漏電情況，并發送控制信號給驅動及保護電路，驅動及保護電路啟動斷電保護；信號機內部電源電路將信號機的控制電路的電源和信號燈的電源分開控制和保護。本發明能夠在設備機殼不接地的情況下有效起到機殼帶電的保護作用，適用于道路交通信號控制機的漏電保護。
文檔編號H02H3/32GK103138230SQ201310052699
公開日2013年6月5日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者姜永強, 王厚強, 許占勝, 陶銳, 馬成友, 劉尊時, 張振, 吳大朋, 牟海娜 申請人:上海新中新獵豹交通科技股份有限公司