一种实时自检漏电保护电路及方法与流程

本发明涉及漏电保护，具体涉及种一种实时自检漏电保护电路及方法。

背景技术：

1、目前，漏电保护装置作为配电系统中保护人民生命财产安全的设备，已广泛地应用于各种场所。当用电设备出现漏电现象时，漏电保护装置的漏电保护电路立即动作，使漏电保护装置内的脱扣机构动作，切断供电电源。实际使用过程中漏电保护装置可能会因元器件老化、失效而出功能故障，而存在用电危险。于是漏电保护装置自检技术应用而生，但相关技术中的漏电保护装置自检时间随机，这就可能出现在正弦交流电的过零点或上升沿和下降沿自检的情况。然而由于交流信号在过零点会出现交越失真现象、正弦交流电的上升沿和下降沿电压变化快，因此导致自检结果误差大，影响整个自检结果的可信度与实时性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种实时自检漏电保护电路及方法，以解决自检时间随机，导致自检结果不完全可信的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种实时自检漏电保护电路，所述电路包括：中央处理单元、模拟接地故障产生模块、零序电流互感器、脱扣机构驱动模块及过零检测模块，其中，

3、所述中央处理单元的第一输出端与所述模拟接地故障产生模块的输入端连接，所述中央处理单元在交流电源峰值处输出高电平脉冲信号至所述模拟接地故障产生模块，以使所述模拟接地故障产生模块生成模拟接地故障电流；

4、所述零序电流互感器的输出端与所述中央处理单元的第一输入端连接，所述零序电流互感器将实时监测到的模拟接地故障电流和\或实际接地故障电流输送至所述中央处理单元；

5、所述过零检测模块的输入端与待检测线路连接，所述过零检测模块的输出端与所述中央处理单元的第二输入端连接，所述中央处理单元的第二输出端与所述脱扣机构驱动模块的第一输入端连接，所述中央处理单元用于在过零检测信号为低电平且所述模拟接地故障电流大于预设值时，输出模拟脱扣信号至所述脱扣机构驱动模块；

6、所述脱扣机构驱动模块的第一输出端与所述中央处理单元的第三输入端连接，所述脱扣机构驱动模块将脱扣机构的运行状态发送至所述中央处理单元，所述中央处理单元根据所述运行状态对自检结果进行判定。

7、由于交流电源处于正半周峰值或负半周峰值时，交流电源最稳定，因此此时自检结果也最可信。进一步地，由于中央处理单元每次均是在交流电源峰值处发起自检，因此整个自检结果均为可信的。通过将自检点设置在交流电源处于正半周峰值或负半周峰值，提高了自检结果可信度。并且通过同步判断检测过零点，为中央处理单元在交流电源峰值处输出自检信号提供双重保障，以避免在正弦交流电的过零点或上升沿和下降沿自检，进一步提高自检结果的可信度。

8、在一种可选的实施方式中，所述模拟接地故障产生模块，包括：第一二极管、第一电阻、第一晶体管、第二电阻，其中，

9、所述第一二极管的阳极与交流电源火线连接，且两者之间的接线穿过所述零序电流互感器，所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻与所述第一晶体管的第一端连接；所述第一晶体管的可控端通过所述第二电阻与所述中央处理单元的第一输出端连接，所述第一晶体管的第二端接地。

10、在一种可选的实施方式中，所述电路还包括：上电延时与自检阻隔模块，所述上电延时与自检阻隔模块的输入端与所述中央处理单元的第二输出端连接，所述上电延时与自检阻隔模块的输出端与所述脱扣机构驱动模块的第一输入端连接。

11、在一种可选的实施方式中，所述上电延时与自检阻隔模块，包括：第三晶体管、第三电阻、第四电阻，其中，所述第三晶体管的控制端通过第四电阻与所述中央处理单元的第二输出端连接，所述第三晶体管的第一端通过所述第三电阻接脱扣机构供电模块，所述第三晶体管的第二端与所述脱扣机构驱动模块的第一输入端连接。

12、通过在漏电保护器上电延时闭合脱扣机构，为储能电容提供足够的储能时间，以使储能电容存储足够的电能，从而为脱扣线圈、晶体管回路提供足够的电流。当漏电保护器处于自检周期时，中央处理单元输出低电平，以使脱扣机构驱动模块与自检回路隔离，使得脱扣机构驱动模块保持正常工作，电源保持供电到负载，不影响漏电保护器的正常使用，防止自检导致漏电保护器脱扣，自检周期后立即恢复高电平。

13、在一种可选的实施方式中，所述脱扣机构驱动模块，包括：脱扣线圈、第二晶体管、第五电阻、第四晶体管、手动复位按钮，其中，

14、所述脱扣线圈的第一端接脱扣机构供电模块，所述脱扣线圈的第二端与所述第二晶体管的第一端连接；所述第二晶体管的控制端通过第五电阻分别与所述手动复位按钮的第一端、所述第三晶体管的第二端、所述第四晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第二端接地；所述第四晶体管的控制端与所述中央处理单元连接，所述第四晶体管的第二端接地；所述手动复位按钮的第二端接地。

15、在一种可选的实施方式中，所述过零检测模块，包括：第三二极管、第六电阻、第一电容、第七电阻、第二二极管，其中，

16、所述第三二极管的阳极与交流电源火线连接，所述第三二极管的阴极通过所述第六电阻分别与所述第一电容的第一端、所述第七电阻的第一端、所述第二二极管的第一端连接，所述第一电容的第二端、所述第七电阻的第二端、所述第二二极管的第二端均接地。

17、在一种可选的实施方式中，所述电路还包括：手动模拟接地故障产生模块，所述手动模拟接地故障产生模块与所述中央处理单元的第三输入端连接，所述手动模拟接地故障产生模块将自检测试键变化电平输入所述中央处理单元，以使所述中央处理单元输出高电平脉冲信号至所述模拟接地故障产生模块。

18、通过设置手动模拟接地故障产生模块，不但可以检查电气部分的故障，同时可以检查脱扣结构的故障。

19、第二方面，本发明提供了一种实时自检漏电保护方法，基于上述第一方面所述的实时自检漏电保护电路，所述方法包括：

20、生成模拟接地故障电流；

21、将所述模拟接地故障电流与预设值进行比较，且判断过零检测信号是否为低电平；

22、当所述模拟接地故障电流大于预设值且过零检测信号为低电平时，输出模拟脱扣信号；

23、根据模拟脱扣状态对自检结果进行判定。

24、由于交流电源处于正半周峰值或负半周峰值时，交流电源最稳定，因此此时自检结果也最可信。进一步地，由于中央处理单元每次均是在交流电源峰值处发起自检，因此整个自检结果均为可信的。并且通过同步判断检测过零点，为中央处理单元在交流电源峰值处输出自检信号提供双重保障，以避免在正弦交流电的过零点或上升沿和下降沿自检，进一步提高自检结果的可信度。

25、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：

26、判断在生成模拟接地故障电流的同时是否接收到实际接地故障电流；

27、当在生成模拟接地故障电流的同时未接收到实际接地故障电流时，执行将所述模拟接地故障电流与预设值进行比较，且判断过零检测信号是否为低电平的步骤。

28、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：

29、当在生成模拟接地故障电流的同时接收到实际接地故障电流时，判断所述模拟接地故障电流和所述实际接地故障电流是否同相；

30、当所述模拟接地故障电流和所述实际接地故障电流同相时，将所述模拟接地故障电流和所述实际接地故障电流相加后的结果与同相预设值进行比较，当所述结果大于预设值时，生成实际脱扣信号控制脱扣机构脱扣；

31、当所述模拟接地故障电流和所述实际接地故障电流反相时，将所述模拟接地故障电流和所述实际接地故障电流相加后的结果与反相预设值进行比较，当所述实际接地故障电流大于预设值时，生成实际脱扣信号控制脱扣机构脱扣。

32、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：当漏电保护首次上电自检时，将零序电流互感器检测到的模拟接地故障电流值作为标定值，根据所述标定值修改所述预设值。

33、通过修改预设值，可以修正信号回路的个体误差，特别是零序电流互感器的一致性误差。

34、在一种可选的实施方式中，在漏电保护器上电时判断有无手动按下test键；

35、若无手动按下test键，控制警报灯闪烁。

36、在一种可选的实施方式中，判断预设周期内有无手动按下test键；

37、若无手动按下test键，控制警报灯闪烁。

38、手动按下test键后，不但可以检查电气部分的故障，同时可以检查脱扣结构的故障。因此通过判断有无手动按下test键，可以判断漏电保护器是否通过电气部分以及脱扣结构的检查。