一種漏電閉鎖保護電路的制作方法
【專利摘要】一種漏電閉鎖保護電路，其特征在于包括漏電檢測控制回路、漏電整定電路、分析處理單元、顯示執行單元；所述漏電檢測控制回路包括PLC控制器、繼電器KA，所述分析處理單元采用單片機作為主控芯片，所述顯示執行單元包括驅動電路、故障顯示模塊GX、直流繼電器模塊，本實用新型漏電閉鎖保護電路不僅實現了井下電機繞組及其部分供電線路的漏電檢測還有效實現了多漏電閉鎖保護電路自身的保護。
【專利說明】—種漏電閉鎖保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種保護電路，特別是涉及一種漏電保護電路。
【背景技術】
[0002]我國煤礦井下低壓電網全部采用電源變壓器中性點不接地的運行方式，且全部采用電纜供電，由于井下的特殊環境，電纜及電動機繞組經常發生漏電事故，據不完全統計，漏電故障約占電氣故障的七成左右，漏電事故發生后，不但會導致人身觸電事故，還會造成單相接地，進而發展成為相間短路，由此引發的電弧會造成瓦斯和煤塵的爆炸，因此每臺電機啟動前，應對每臺電機以及其線路進行適時的絕緣檢測，此外考慮到井下電機啟動或關閉時的自感電勢或者產生的過電壓現象對檢測電路元器件的損壞，因此就需要一種既能實現漏電檢測，又能實現自我保護的漏電保護電路。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種漏電閉鎖保護電路用于完成對礦井下用電設備啟動前的漏電檢測工作。
[0004]一種漏電閉鎖保護電路，包括漏電檢測控制回路、漏電整定電路、分析處理單元、顯示執行單元；所述漏電檢測控制回路包括PLC控制器、繼電器KA，所述分析處理單元采用單片機作為主控芯片，所述顯示執行單元包括驅動電路、故障顯示模塊GX、直流繼電器模塊。
[0005]所述保護電路結構為運算放大器ICl的第I引腳I串聯電阻R4后連接+5V工作電壓，電阻R2 —端接+5V電源，另一端依次串聯電阻R3、電容Cl后接地，電阻R3和電容Cl兩端并聯有穩壓二極管DW5，穩壓二極管DW5的正極接電容Cl、負極接電阻R3 ;運算放大器ICl的第2引腳2和第3引腳3之間接依次串聯有電阻R7、二極管D4，二極管D4的負極與電阻R7相連，二極管D4與穩壓二極管DW5并聯；運算放大器ICl的第I引腳I和第3引腳3之間串聯有電阻R8，與電阻R8并聯有電阻R9，與電阻R9并聯有電容C2 ;運算二極管ICl的第I引腳I和第5引腳5之間依次串聯有二極管D3、電阻R5、電阻R6，二極管D3的正極接運算放大器的第5引腳5 ;電阻R3和電容Cl之間引出接線經有電阻Rl接入二極管D2的正極再接入二極管Dl的正極，又串接繼電器KA和絕緣電阻R后接地，與繼電器KA相關聯設置有PLC控制器；運算放大器ICl的第5引腳5通過電阻R10、電阻Rll連接PIC單片機的第3引腳3，電阻RlO和電阻Rll之間經電阻排RTl接地；PIC單片機的第4引腳4串聯電阻R12、電阻R13后接電源+5V，與電阻R12并聯有二極管D5，二極管D5的負極與+5V電源相連接，二極管D5的正極經電容C3后接地；PIC單片機的第15引腳和第16引腳之間連接有晶振TX且晶振TX兩端分別經電容C4和C5和接地；PIC單片機的第14引腳和第13引腳之間串聯有電阻R14、R15，PIC單片機的第14引腳接電源+5V ;PIC單片機的第10、11、12引腳分別依次接驅動芯片ULN2004的第6、5、4引腳；驅動芯片ULN2004的第13、14、15引腳分別經電阻R16、R17、R18后連接液晶顯示屏的引腳；驅動芯片ULN2004的第12引腳和電源+24V之間串聯有直流繼電器J和電阻R19，與直流繼電器J并聯有二極管D6，二極管的正極及驅動芯片ULN2004的第12引腳。
[0006]所述PIC單片機型號為PIC16C71，所述故障顯示模塊GX采用的液晶顯示屏型號為TU1149A-7.00A2。
[0007]本實用新型漏電閉鎖保護電路有效的解決了煤礦井下對電機繞組及部分供電線路的保護，同時也實現了對檢測電路自身的保護。
[0008]下面結合附圖對本實用新型的漏電閉鎖保護電路作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型漏電閉鎖保護電路的組成框圖；
[0010]圖2為本實用新型漏電閉鎖保護電路的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本實用新型漏電閉合保護電路包括漏電檢測控制回路、漏電整定電路、分析處理單元、顯示執行單元，所述漏電檢測控制回路完成對電動機繞組及供電線路的漏電情況的檢測；所述漏電整定電路將漏電信號正定為適合于分析處理單元接受的電壓值；所述分析處理單元實時接收漏電整定電路傳輸的狀態信號，并與內置的相應的整定值進行比較計算，形成與電機漏電狀態匹配的故障狀態編碼信號并輸出至顯示執行單元；所述顯示執行單元顯示漏電故障信息并將控制信息反饋給PLC控制器。
[0012]如圖2所示，包括PLC控制器、主交流接觸器KM、繼電器KA、運算放大器ICl、絕緣電阻R、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻RU、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻排RT1、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、穩壓二極管DW5、晶振XT、PIC單片機、驅動芯片ULN2004、直流繼電器J、故障顯示模塊GX。
[0013]運算放大器ICl的第I引腳I串聯電阻R4后連接+5V工作電壓，電阻R2 —端接+5V電源，另一端依次串聯電阻R3、電容Cl后接地，電阻R3和電容Cl兩端并聯有穩壓二極管DW5，穩壓二極管DW5的正極接于電容Cl與地之間、負極接于電阻R3和R2之間；運算放大器ICl的第2引腳2和第3引腳3之間接依次串聯有電阻R7、二極管D4，二極管D4的負極與電阻R7相連，二極管D4與穩壓二極管DW5并聯；運算放大器ICl的第I引腳I和第3引腳3之間串聯有電阻R8，與電阻R8并聯有電阻R9，與電阻R9并聯有電容C2 ;運算二極管ICl的第I引腳I和第5引腳5之間依次串聯有電阻R5、電阻R6、二極管D3，二極管D3的正極接運算放大器的第5引腳5 ;電阻R3和電容Cl之間引出接線經有電阻Rl接入二極管D2的正極再接入二極管Dl的正極，又串接繼電器KA和絕緣電阻R后接地，與繼電器KA相關聯設置有PLC控制器；運算放大器ICl的第5引腳5通過電阻R10、電阻Rll連接PIC單片機的第3引腳3，電阻RlO和電阻Rll之間經電阻排RTl接地；PIC單片機的第4引腳4串聯電阻R12、電阻R13后接電源+5V，與電阻R12并聯有二極管D5，二極管D5的負極與+5V電源相連接，二極管D5的正極經電容C3后接地；PIC單片機的第15引腳和第16引腳之間連接有晶振XT且晶振XT兩端分別經電容C4和C5和接地；PIC單片機的第14引腳和第13引腳之間串聯有電阻R14、R15，PIC單片機的第14引腳接電源+5V ;PIC單片機的第
10、11、12引腳分別依次接驅動芯片ULN2004的第6、5、4引腳;驅動芯片ULN2004的第13、
14、15引腳分別經電阻R16、R17、R18后連接故障顯示模塊GX的引腳；驅動芯片ULN2004的第12引腳和電源+24V之間串聯有直流繼電器J和電阻R19，與直流繼電器J并聯有二極管D6，二極管的正極及驅動芯片ULN2004的第12引腳。
[0014]所述PLC控制器用于控制繼電器KA的通斷以及延時，所述繼電器KA與PLC控制器共同完成對漏電閉鎖保護電路元器件的保護，此外PLC的控制信號輸出端連接主交流接觸器KM，所述PIC單片機型號為PIC16C71，用于完成對采集信號的和預設閾值的比較判斷，并將分析結果以及相應的控制命令經驅動芯片ULN2004輸送給故障顯示模塊GX和直流繼電器J，所述故障顯示模塊GX采用液晶顯示屏型號為TUl 149A-7.00A2，用于顯示故障情況；所述直流繼電器J根據PIC單片機的分析結果將信號反饋給PLC控制器，再由PLC控制器根據接收到的信號相應的控制主交流接觸器KM的動作，從而實現對電機停起的控制。
[0015]實際應用中，該電路在電動機起動前對電動機繞組及部分供電線路進行絕緣檢測，如果經PIC單片機分析被檢測部分的絕緣電阻R的值大于預設閾值時，即沒有漏電事故時，PIC單片機發出控制信號經驅動芯片ULN2004控制直流繼電器J，使直流繼電器J保持吸合狀態，并將信號反饋給PLC控制器，電動機可以正常起動。如果經PIC單片機分析絕緣電阻R的值小于預設閾值時，即發生漏電事故時，PIC單片機發出控制信號經驅動芯片ULN2004控制直流繼電器J，保護器內部直流繼電器J失電，保護器的輸出節點斷開，此時PLC控制器不啟動電機，實現了漏電閉鎖保護，同時故障顯示單元給出漏電故障指示，當絕緣電阻恢復到一定值時，漏電閉鎖電路自動解鎖。
[0016]為了防止主電路的操作過電壓或電動機自感電勢串入電子保護器，利用可編程PLC控制器強大的邏輯控制能力，在起動電機信號接通后，通過程序控制先使繼電器KA通電，使漏電檢測線瞬時斷開，停止漏電檢測，同時延時0.1S?0.2S后，再接通主交流接觸器KM，從而避開高電壓對保護器的沖擊。停機時，通過PLC控制器的程序控制使串接于漏電檢測回路的繼電器KA節點延時3S?5S后閉合，漏電保護器才投入檢測，從而避免主電路操作過電壓或電動機自感電勢對保護器的沖擊，保證保護器的正常保護工作。
[0017]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種漏電閉鎖保護電路，其特征在于包括漏電檢測控制回路、漏電整定電路、分析處理單元、顯示執行單元；所述漏電檢測控制回路包括PLC控制器、繼電器KA、交流接觸器KM，所述分析處理單元采用單片機作為主控芯片，所述顯示執行單元包括驅動電路、故障顯示模塊GX、直流繼電器模塊。
2.根據權利要求1所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于，所述保護電路結構為運算放大器(ICl)的第I引腳⑴串聯電阻R4后連接+5V工作電壓，電阻R2—端接+5V電源，另一端依次串聯電阻R3、電容Cl后接地，電阻R3和電容Cl兩端并聯有穩壓二極管DW5，穩壓二極管DW5的正極接電容Cl、負極接電阻R3;運算放大器(ICl)的第2引腳⑵和第3引腳(3)之間接依次串聯有電阻R7、二極管D4，二極管D4的負極與電阻R7相連，二極管D4與穩壓二極管DW5并聯；運算放大器(ICl)的第I引腳⑴和第3引腳(3)之間串聯有電阻R8，與電阻R8并聯有電阻R9，與電阻R9并聯有電容C2 ;運算放大器(ICl)的第I引腳(I)和第5引腳(5)之間依次串聯有二極管D3、電阻R5、電阻R6，二極管D3的正極接運算放大器的第5引腳(5);電阻R3和電容Cl之間引出接線經有電阻Rl接入二極管D2的正極再接入二極管Dl的正極，又串接繼電器KA和絕緣電阻R后接地，與繼電器KA相關聯設置有PLC控制器；運算放大器(ICl)的第5引腳(5)通過電阻R10、電阻Rll連接PIC單片機的第3引腳，電阻RlO和電阻Rll之間經電阻排(RTl)接地；PIC單片機的第4引腳串聯電阻R12、電阻R13后接電源+5V，與電阻R12并聯有二極管D5，二極管D5的負極與+5V電源相連接，二極管D5的正極經電容C3后接地；PIC單片機的第15引腳和第16引腳之間連接有晶振TX，且晶振TX兩端分別經電容C4、C5接地；PIC單片機的第14引腳和第13引腳之間串聯有電阻R14、R15，PIC單片機的第14引腳接電源+5V ;PIC單片機的第10、11、12引腳分別依次接驅動芯片(ULN2004)的第6、5、4引腳；驅動芯片(ULN2004)的第13、14、15引腳分別經電阻R16、R17、R18后連接液晶顯示屏的引腳；驅動芯片(ULN2004)的第12引腳和電源+24V之間串聯有直流繼電器(J)和電阻R19，與直流繼電器(J)并聯有二極管D6，二極管的正極及驅動芯片(ULN2004)的第12引腳。
3.根據權利要求2所述的漏電閉鎖保護電路，其特征在于所述PIC單片機型號為PIC16C71，所述故障顯示模塊GX采用的液晶顯示屏型號為TU1149A-7.00A2。
【文檔編號】H02H3/00GK203722197SQ201320891070
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】孫多輝, 周春明, 閆勵 申請人:凱盛重工有限公司