本發(fā)明涉及電流監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及剩余電流測量電路及其裝置。

背景技術(shù)：

1、低壓配電系統(tǒng)由于線纜老化、絕緣受損或設(shè)備漏電等原因，導(dǎo)致配電回路中的電流不全部流回電源，對地產(chǎn)生剩余(漏電)電流。若不能及時發(fā)現(xiàn)這些問題，可能導(dǎo)致正在運行的設(shè)備損壞，甚至導(dǎo)致建筑火災(zāi)、人身傷害等嚴(yán)重事故。

2、因此，為保證安全，低壓配電系統(tǒng)一般會配置剩余電流監(jiān)測裝置，現(xiàn)有的剩余電流監(jiān)測裝置容易受外部環(huán)境干擾，導(dǎo)致測量精度不高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了剩余電流測量電路及其裝置，用于解決剩余電流監(jiān)測裝置精度不高的技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

3、一種剩余電流測量電路，包括：依次連接的i/v轉(zhuǎn)換單元、抗混疊濾波單元、二次放大單元、a/d采樣單元以及微處理器單元；

4、所述i/v轉(zhuǎn)換單元用于將輸入的原始剩余電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；

5、所述抗混疊濾波單元用于對所述電壓信號進(jìn)行濾波去噪，得到去噪信號；

6、所述二次放大單元用于對所述去噪信號進(jìn)行二次放大，得到放大信號；

7、所述a/d采樣單元用于將所述放大信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并傳輸給所述微處理器。

8、優(yōu)選的，所述i/v轉(zhuǎn)換單元包括電阻r1、電阻r2、運算放大器ic1以及電容c1；所述電阻r1和所述電容c1構(gòu)成并聯(lián)rc電路，所述并聯(lián)rc電路的第一端與所述電阻r2的第一端相連，所述并聯(lián)rc電路的第二端與所述運算放大器ic1的輸出端連接，所述電阻r2的第二端與所述運算放大器ic1的第一輸入端連接，所述運算放大器ic1的第二輸入端接地。

9、優(yōu)選的，所述抗混疊濾波單元包括：電阻r3、電阻r4、電容c2、電容c3、運算放大器ic2；所述電阻r3的第一端與所述運算放大器ic1的輸出端連接；所述電阻r3的第二端分別與所述電阻r4的第一端、電容c3的第一端連接，所述電阻r4的第二端分別連接電容c2的第一端、運算放大器ic2的第一輸入端連接，所述運算放大器ic2的第二輸入端連接其輸出端；所述電容c2的第二端接地；所述電容c3的第二端與所述運算放大器ic2的第二輸入端連接。

10、優(yōu)選的，所述二次放大單元包括：電阻r5、電阻r6、電阻r7、電容c4、電容c5、運算放大器ic3；電容c4、電容c5構(gòu)成并聯(lián)rc電路，所述電阻r6的第一端與所述運算放大器ic2的輸出端連接，所述電阻r6的第二端分別與所述并聯(lián)rc電路的第一端、電阻r7的第一端、電容c5的第一端連接，所述電容c5的第二端接地；所述電阻r7的第二端與所述運算放大器ic3的第一端連接，所述運算放大器ic3的第二端接地，所述并聯(lián)rc電路的第二端與所述運算放大器ic3的輸出端連接。

11、優(yōu)選的，還包括調(diào)零單元，所述調(diào)零單元的輸入端與所述微處理器的輸出端連接，所述調(diào)零單元的輸出端與所述i/v轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接；所述微控制器用于發(fā)送信號給所述調(diào)零信號，控制所述調(diào)零單元對所述i/v轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓信號進(jìn)行調(diào)零處理；

12、和/或

13、所述測量電路還包括以下任意一個或多個單元：

14、顯示單元、通信單元、報警單元以及電源切斷單元；

15、所述顯示單元、通信單元、報警單元和/或電源切斷單元與所述微處理器連接。

16、優(yōu)選的，當(dāng)所述剩余電流測量電路包括調(diào)零單元時，所述調(diào)零單元包括：數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4、運算放大器ic5以及電阻r8；所述數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4的輸入端連接所述微處理器的輸出端，所述數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4的輸出端連接運算放大器ic5的第一輸入端，所述運算放大器ic5的第二輸入端接地；所述數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4的反饋信號端連接所述運算放大器ic5的輸出端，所述運算放大器ic5的輸出端連接所述電阻r8的第一端，所述電阻r8的第二端連接所述運算放大器ic1的第二輸入端。

17、一種剩余電流測量裝置，包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的pbc板，所述pbc板印刷有上述的剩余電流測量電路。

18、優(yōu)選的，還包含第一絕緣支座、第二絕緣支座，所述i/v轉(zhuǎn)換單元的并聯(lián)rc電路架設(shè)在第一絕緣支座、第二絕緣支座之間，且并聯(lián)rc電路的第一端穿設(shè)在所述第一絕緣支座內(nèi)，所述i/v轉(zhuǎn)換單元的并聯(lián)rc電路的第二端穿設(shè)在所述第二絕緣支座內(nèi)，所述pbc板上設(shè)置有第一避讓孔以及第二避讓孔，所述第一避讓孔與所述第一絕緣支座對應(yīng)，所述第二避讓孔與所述第二絕緣支座對應(yīng)，所述第一絕緣支座穿過第一避讓孔與外部裝置信號輸出端連接，所述第二絕緣支座穿過第二避讓孔與外部裝置信號輸出端連接。

19、優(yōu)選的，所述殼體包括第一屏蔽盒和第二屏蔽盒，所述第一屏蔽盒用于屏蔽所述pbc板上的i/v轉(zhuǎn)換單元；所述第二屏蔽盒用于屏蔽所述整個pbc板。

20、優(yōu)選的，第一屏蔽盒為坡莫合金屏蔽盒，所述第二屏蔽盒為導(dǎo)電連續(xù)的、在屏蔽體表面有縫隙或孔的地方、且采用金屬編織網(wǎng)導(dǎo)電彈性材料填充硅鋼屏蔽盒，

21、和/或

22、所述第一絕緣支座、第二絕緣支座均通過低漏同軸屏蔽電纜與外部裝置信號輸出端連接。

23、本發(fā)明具有以下有益效果：

24、1、本發(fā)明中的剩余電流測量電路及其裝置，通過防止待測電流信號分流措施以及濾波組合電路合計，能保障測量信號的完整性，提高剩余電流測量的精度和真實性。

25、2、在優(yōu)選方案中，通過對pcb板整體的emc組合設(shè)計，在惡劣電磁諧波環(huán)境下，能濾除高頻和低頻電磁干擾，保障剩余電流測量的可靠性。

26、3、在優(yōu)選方案中，本發(fā)明構(gòu)建剩余電流數(shù)據(jù)管理策略，將剩余電流作為工廠設(shè)備日常保養(yǎng)的參考依據(jù)，可預(yù)防設(shè)備電氣安全事故，提高工廠經(jīng)濟(jì)效益。

27、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

技術(shù)特征：

1.一種剩余電流測量電路，其特征在于，包括：依次連接的i/v轉(zhuǎn)換單元、抗混疊濾波單元、二次放大單元、a/d采樣單元以及微處理器單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剩余電流測量電路，其特征在于，所述i/v轉(zhuǎn)換單元包括電阻r1、電阻r2、運算放大器ic1以及電容c1；所述電阻r1和所述電容c1構(gòu)成并聯(lián)rc電路，所述并聯(lián)rc電路的第一端與所述電阻r2的第一端相連，所述并聯(lián)rc電路的第二端與所述運算放大器ic1的輸出端連接，所述電阻r2的第二端與所述運算放大器ic1的第一輸入端連接，所述運算放大器ic1的第二輸入端接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剩余電流測量電路，其特征在于，所述抗混疊濾波單元包括：電阻r3、電阻r4、電容c2、電容c3、運算放大器ic2；所述電阻r3的第一端與所述運算放大器ic1的輸出端連接；所述電阻r3的第二端分別與所述電阻r4的第一端、電容c3的第一端連接，所述電阻r4的第二端分別連接電容c2的第一端、運算放大器ic2的第一輸入端連接，所述運算放大器ic2的第二輸入端連接其輸出端；所述電容c2的第二端接地；所述電容c3的第二端與所述運算放大器ic2的第二輸入端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剩余電流測量電路，其特征在于，所述二次放大單元包括：電阻r5、電阻r6、電阻r7、電容c4、電容c5、運算放大器ic3；電容c4、電容c5構(gòu)成并聯(lián)rc電路，所述電阻r6的第一端與所述運算放大器ic2的輸出端連接，所述電阻r6的第二端分別與所述并聯(lián)rc電路的第一端、電阻r7的第一端、電容c5的第一端連接，所述電容c5的第二端接地；所述電阻r7的第二端與所述運算放大器ic3的第一端連接，所述運算放大器ic3的第二端接地，所述并聯(lián)rc電路的第二端與所述運算放大器ic3的輸出端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剩余電流測量電路，其特征在于，還包括調(diào)零單元，所述調(diào)零單元的輸入端與所述微處理器的輸出端連接，所述調(diào)零單元的輸出端與所述i/v轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接；所述微控制器用于發(fā)送信號給所述調(diào)零信號，控制所述調(diào)零單元對所述i/v轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓信號進(jìn)行調(diào)零處理；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的剩余電流測量電路，其特征在于，當(dāng)所述剩余電流測量電路包括調(diào)零單元時，所述調(diào)零單元包括：數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4、運算放大器ic5以及電阻r8；所述數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4的輸入端連接所述微處理器的輸出端，所述數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4的輸出端連接運算放大器ic5的第一輸入端，所述運算放大器ic5的第二輸入端接地；所述數(shù)模轉(zhuǎn)化器ic4的反饋信號端連接所述運算放大器ic5的輸出端，所述運算放大器ic5的輸出端連接所述電阻r8的第一端，所述電阻r8的第二端連接所述運算放大器ic1的第二輸入端。

7.一種剩余電流測量裝置，其特征在于，包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的pbc板，所述pbc板印刷有如權(quán)利要求1-6任意一項所述的剩余電流測量電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的剩余電流測量裝置，其特征在于，還包含第一絕緣支座、第二絕緣支座，所述i/v轉(zhuǎn)換單元的并聯(lián)rc電路架設(shè)在第一絕緣支座、第二絕緣支座之間，且并聯(lián)rc電路的第一端穿設(shè)在所述第一絕緣支座內(nèi)，所述i/v轉(zhuǎn)換單元的并聯(lián)rc電路的第二端穿設(shè)在所述第二絕緣支座內(nèi)，所述pbc板上設(shè)置有第一避讓孔以及第二避讓孔，所述第一避讓孔與所述第一絕緣支座對應(yīng)，所述第二避讓孔與所述第二絕緣支座對應(yīng)，所述第一絕緣支座穿過第一避讓孔與外部裝置信號輸出端連接，所述第二絕緣支座穿過第二避讓孔與外部裝置信號輸出端連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的剩余電流測量裝置，其特征在于，所述殼體包括第一屏蔽盒和第二屏蔽盒，所述第一屏蔽盒用于屏蔽所述pbc板上的i/v轉(zhuǎn)換單元；所述第二屏蔽盒用于屏蔽所述整個pbc板。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的剩余電流測量裝置，其特征在于，第一屏蔽盒為坡莫合金屏蔽盒，所述第二屏蔽盒為導(dǎo)電連續(xù)的、在屏蔽體表面有縫隙或孔的地方、且采用金屬編織網(wǎng)導(dǎo)電彈性材料填充硅鋼屏蔽盒，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了剩余電流測量電路及其裝置，該電路包括：依次連接的I/V轉(zhuǎn)換單元、抗混疊濾波單元、二次放大單元、A/D采樣單元以及微處理器單元；所述I/V轉(zhuǎn)換單元用于將輸入的原始剩余電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；所述抗混疊濾波單元用于對所述電壓信號進(jìn)行濾波去噪，得到去噪信號；所述二次放大單元用于對所述去噪信號進(jìn)行二次放大，得到放大信號；所述A/D采樣單元用于將所述放大信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并傳輸給所述微處理器，本發(fā)明能通過防止待測電流信號分流措施以及濾波組合電路合計，能保障測量信號的完整性，提高剩余電流測量的精度和真實性。

技術(shù)研發(fā)人員：宋作明,曾憲法,張晨陽,朱琛豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28