[发明专利]零序电流互感器断线检测电路与剩余电流检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测电路，特别涉及一种零序电流互感器断线检测电路与剩余电流检测电路。

背景技术

剩余电流保护装置是用来对电气线路进行接地故障保护，防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故，也可用来对人身触电危险提供间接接触保护。而剩余电流保护装置的核心是零序电流互感器断线检测电路与剩余电流检测电路，意在监测零序电流互感器的工作状态，该检测电路是需要长期的在电网中运行的。而现有的剩余电流保护装置中，为检测零序电流互感器是否断线，会附加一定的恒定电流给采样单元，且该电流一直是加持在采样单元上的，会长期在电网中运行，这将导致性能不好的零序电流互感器受附加电流的影响，使得采样单元拾取的剩余电流波形失真，最终将导致不能准确地检测剩余电流值而引起保护装置的误动作或者无保护动作，这将会对所需要保护的设备带来重大安全隐患。

发明内容

为了克服采样单元拾取的剩余电流波形失真的不足，本发明提供一种零序电流互感器断线检测电路与剩余电流检测电路。

本发明所采用的技术方案是：一种零序电流互感器断线检测电路与剩余电流检测电路，其包括恒流源单元，用于提供恒定电流；放大单元，用于对输入信号进行放大；采样单元，用以将电流信号转换成电压信号；采样单元的两端分别与放大单元的正、负输入端对应连接，其特征在于：所述恒流源单元与采样单元并联后，接在放大单元的输入端，在恒流源单元与采样单元之间设有开关单元，还包括控制单元，用于判断检测到的剩余电流值为零则输出信号导通开关单元，从而来检测零序电流互感器的工作状态以判断是否需要报警，或者剩余电流值为非零则输出信号断开开关单元，以比对剩余电流值与标准值的大小以判断是否需要报警。

所述放大单元包括第一运算放大器U1B、电容C3、电阻R4/R5/R6/R7/R8/R9，第一运算放大器U1B的正输入端5通过电阻R8接地，正输入端5通过电阻R9与偏置电压输出端连接，输出端7通过电阻R6和R7作为信号输出口residual，输出端7的信号通过R6和C3组成的阻容滤波后，再经过R7限流后作为信号输出口residual与控制单元相连接，输出端7通过R4与负输入端6连接。

所述恒流源单元包括第二运算放大器U1A、电阻R1/R2、基准电压二极管U3和第一N沟道场效应管Q1，电阻R2和基准电压二极管U3串联后一端接地，一端接VCC，第二运算放大器U1A的负输入端2接电阻R2和基准电压二极管U3之间的节点上，正输入端3通过电阻R1接VCC，第一N沟道场效应管Q1的门极1与第二运算放大器U1A的输出端1连接，漏极2与正输入端3连接，源极3与开关单元连接。

所述开关单元包括第二N沟道场效应管Q2和电阻R3，第二N沟道场效应管Q2的门极1经电阻R3接信号输入口AD_CTL以控制通断，漏极2与第一N沟道场效应管Q1的源极3连接，源极3通过电阻R5接第一运算放大器U1B的负输入端6。

所述采样单元包括并联的零序电流互感器和电阻RS1，采样单元的一端通过电阻R5与第一运算放大器U1B的负输入端6相连，采样单元的另一端接地。

所述控制单元采用单片机，所述单片机与放大单元的信号输出口residual连接，与开关单元的信号输入口AD_CTL连接。

还包括用作偏置电压的电压跟随器，所述电压跟随器的输出端通过电阻R9与放大单元的正输入端连接。

所述电阻R5/R8取值相同，所述电阻R4/R9取值相同。

所述采样单元还包括与电阻RS1并联的电容C2。

所述采样单元还包括与电阻RS1并联的钳位电路，该钳位电路由一正一反的两个二极管D1/D2并联构成。

本发明的有益效果是：该零序电流互感器断线检测电路与剩余电流检测电路采用开关单元控制恒流源单元的接通或断开，采用控制单元判断检测到的剩余电流值为零则输出信号导通开关单元，从而来检测零序电流互感器的工作状态以判断是否需要报警，或者剩余电流值为非零则输出信号断开开关单元，以比对剩余电流值与标准值的大小以判断是否需要报警，如此不需要实时给零序电流互感器通恒定电流，避免了恒定电流对零序电流互感器的影响，使其出现剩余电流波形失真的问题，可以准确地检测出剩余电流值，因而该电路不对零序电流互感器提出特别的要求，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

图2是本发明的恒流源单元通过开关单元与采样单元连接，接在放大单元的负输入端的电路连接图。