一种断路器后端电压检测装置的制作方法

1.本实用新型属于电压检测领域，具体地涉及一种断路器后端电压检测装置。


背景技术：

2.断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器在断开后，后端如有感性或容性负载可使断路器后端残留有电压，对人员施工存在安全隐患。为此，现在出现了一些残余电压检测装置，可以实现对断路器后端的残余电压进行检测并指示，便于施工人员清楚地了解断路器后端的残余电压情况，避免发生触电危险，提高了施工人员的人身安全。但现有的残余电压检测装置，通常是从断路器的前端取电来给整个检测装置供电，如公开专利：cn112147394a公开的残余电压的检测装置，其存在的不足是：从断路器前端取电，引线较复杂，成本较高，且由断路器前端进行额外供电，损耗较大。
3.也有一些残余电压检测装置，如公开专利cn：206470321u公开的电容器残压检测电路，采用外部电源(如电池，dc适配器等)进行额外供电，无需从断路器前端取电，引线较简单，但其需要额外设置外部电源，结构复杂，成本高，且损耗也较大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种断路器后端电压检测装置用以解决上述存在的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种断路器后端电压检测装置，包括断路器和检测电路，断路器的后端用于接负载，检测电路包括取电电路、采样电路、主控电路和告警电路，取电电路的输入端接断路器的后端，用于从断路器的后端取电后为整个检测电路供电，采样电路的输入端接断路器的后端，用于采样断路器后端的电压，采样电路的输出端接主控电路，主控电路的输出端接告警电路。
6.进一步的，所述采样电路采用电阻分压电路来实现。
7.更进一步的，所述采样电路还包括稳压管，稳压管接在电阻分压电路的输出端与地之间。
8.进一步的，所述主控电路采用mcu微处理器来实现。
9.进一步的，所述告警电路包括灯光告警电路。
10.更进一步的，所述告警电路包括告警输出电路。
11.更进一步的，所述告警输出电路采用由继电器构成的开关电路来实现。
12.进一步的，所述检测电路还包括电压阈值调节电路，电压阈值调节电路的输出端接主控电路的输入端。
13.更进一步的，所述电压阈值调节电路采用电位器来实现。
14.进一步的，所述取电电路包括整流电路、第一级降压电路和第二级降压电路，整流电路的输入端接断路器后端，整流电路的输出端接第一级降压电路的输入端，第一级降压
电路的输出端接第二级降压电路的输入端，第二级降压电路的输出端为该取电电路的输出端，为整个检测电路供电。
15.本实用新型的有益技术效果：
16.本实用新型可实现对断路器后端的残余电压状态进行指示，提高了人身安全性，且从断路器后端取电进行供电，线路结构简单，成本低，在断路器断开后，充分利用断路器后端的残余电压进行供电，无需额外供电，功耗低。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例一的线路连接示意图；
19.图2为本实用新型实施例一的检测电路的结构框图；
20.图3为本实用新型实施例一的检测电路的电路图；
21.图4为本实用新型实施例二的线路连接示意图。
具体实施方式
22.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
23.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
24.如图1-3所示，一种断路器后端电压检测装置，包括断路器2和检测电路1，断路器2的后端用于接负载3，如电机等，断路器2的前端用于接电源，本具体实施例中，电源为三相四线制的三相电源，包括相线ua、相线ub、相线uc和零线un，但并不限于此，在一些实施例中，电源也可以是其它结构的三相电源或单相电源等。
25.检测电路包括取电电路11、采样电路12、主控电路13和告警电路14，取电电路11的输入端接断路器2的后端，用于从断路器2的后端取电后为整个检测电路1供电，本具体实施例中，取电电路11包括整流电路、第一级降压电路和第二级降压电路，整流电路的输入端接断路器2的后端，即断路器2后端的相线ua、相线ub、相线uc和零线un分别通过一隔离电路如二极管，接整流电路的输入端，整流电路的输出端接第一级降压电路的输入端，第一级降压电路的输出端接第二级降压电路的输入端，第二级降压电路的输出端为该取电电路11的输出端vcc，为整个检测电路1供电。整流电路用于将断路器2后端的相线ua、相线ub、相线uc和零线un上的电压整流为直流电压后进行输出，整流电路可以采用现有的各种整流电路，如全桥整流电路等来实现，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
26.本具体实施例中，第一级降压电路用于将整流电路输出的电压降压为12v电压后输出，第一级降压电路可以采用现有的各种12v的降压电路来实，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
27.本具体实施例中，第二级降压电路用于将第一级降压电路输出的12v电压降压为3.3v电压进行输出，为整个检测电路1供电，第二级降压电路采用降压芯片u2来实现，降压芯片u2的输入端vin接第一级降压电路的输出端vcc_in，降压芯片u2的输出端vout接取电电路11的输出端vcc。但并不限于此，在一些实施例中，第二级降压电路也可以采用现有的其它降压电路来实现。
28.采样电路12的输入端接断路器2的后端，用于采样断路器2后端的电压，采样电路12的输出端接主控电路13，主控电路13的输出端接告警电路14。
29.本具体实施例中，主控电路13采用mcu微处理u4来实现，具体电路如图3所示，结构简单，易于实现，成本低，mcu微处理u4的io口具有ad转换功能，可以直接接采样电路12的输出端，而无需再外设adc电路，电路结构简单紧凑，易于实现，成本低，但并不限于此，在一些实施例中，主控电路13也可以采用现有的其它mcu微处理器等来实现。
30.本具体实施例中，采样电路12的数量为4个，用于分别采样断路器2后端的相线ua、相线ub、相线uc和零线un上的电压，4个采样电路12的结构相同，下面就以采样相线ua的采样电路12为例来进行详细说明。
31.本具体实施例中，采样相线ua的采样电路12采用电阻分压电路来实现，电路结构简单，易于实现，成本低，但并不限于此。具体的，电阻分压电路包括电阻r10-r13，电阻r10的第一端为该电阻分压电路的输入端(也即该采样电路12的输入端va)接断路器2后端的相线ua，电阻r10的第二端依次串联电阻r11-r13后接地dgnd，电阻r12和r13之间的节点为该电阻分压电路的输出端(也即该采样电路12的输出端adc_a)接mcu微处理u4的输入脚pc6。当然，在一些实施例中，采样电路12也可以采用现有的其它电阻分压电路来实现。
32.优选的，本实施例中，采样相线ua的采样电路12还包括稳压管z5，稳压管z5接在电阻r12和r13之间的节点与地dgnd之间，用于对输出的电压进行限压，以保护mcu微处理u4的输入脚pc6的输入电压不会过高而烧毁，提高安全性和可靠性。
33.优选的，本实施例中，采样相线ua的采样电路12还包括电容c8，电容c8接在电阻r12和r13之间的节点与地dgnd之间，用于对输出的电压进行滤波处理，提高采样电压的稳定性，从而提高抗干扰能力。
34.采样相线ub、相线uc和零线un的采样电路12与上述的采样相线ua的采样电路12的电路结构相同，具体电路结构请参考图3，此不再细说。
35.本具体实施例中，告警电路14包括灯光告警电路，用于进行灯光现场告警，告警直观醒目，告警效果好，且结构简单，易于实现，成本低，但并不限于此。
36.具体的，本实施例中，灯光告警电路的数量为三个，分别用于断路器2后端的相线ua、相线ub和相线uc的告警，便于清楚地了解断路器2后端的相线ua、相线ub和相线uc的各自电压情况，但并不限于此。
37.三个灯光告警电路分别由发光二极管led1-led3来实现，发光二极管led1-led3分别对应于相线ua、相线ub和相线uc的告警，具体电路结构如图3所示，此不再细说，结构简单，易于实现，但并不限于此，在一些实施例中，灯光告警电路也可以采用现有的其它灯光电路来实现。
38.进一步的，本实施例中，告警电路14包括告警输出电路，用于将告警信号输出给外界的监控终端，便于远程了解断路器2后端的电压情况，使用更便捷。
39.本具体实施例中，告警输出电路采用由继电器rl1构成的开关电路来实现，包括继电器rl1和继电器驱动芯片u3，继电器rl1用于与外界的监控终端连接，具体电路如图3所示，电路结构简单，易于实现，成本低，但并不限于此。
40.进一步的，本实施例中，检测电路1还包括电压阈值调节电路15，电压阈值调节电路15的输出端接主控电路13的输入端，通过设置电压阈值调节电路15，可以根据实际需要调节告警电压阈值，使用灵活方便，适用范围广。
41.本具体实施例中，电压阈值调节电路15采用电位器w1来实现，电路结构简单，易于实现，成本低。具体的，电位器w1接在取电电路11的输出端vcc与地agnd之间，电位器w1的输出端串接电阻r29接mcu微处理u4的输入脚pc3。但并不限于此，在一些实施例中，电压阈值调节电路15也可以采用现有的其它电压调节电路来实现。
42.工作原理：
43.断路器2断开后，若断路器2后端的相线ua、相线ub和相线uc没有残余电压或残余电压均小于检测电路1的工作电压(小于人体安全电压)，取电电路11无法驱动检测电路1工作；若断路器2后端的相线ua、相线ub和相线uc中至少有一相线的残余电压大于检测电路1的工作电压，断路器2后端的相线ua、相线ub和相线uc的残余电压通过取电电路11整流降压处理后为检测电路1供电，检测电路1启动，采样电路12分别采样断路器2后端的相线ua、相线ub、相线uc和零线un上的残余电压并输出给mcu微处理u4，mcu微处理u4对采样电压进行处理后与预设的告警电压阈值做比较，若采样电压大于告警电压阈值，则输出信号控制灯光告警电路中相应的发光二极管亮进行告警，如mcu微处理u4判断到相线ua的残余电压大于告警电压阈值，则输出信号控制发光二极管led1亮进行灯光告警，同时输出信号给继电器驱动芯片u3驱动继电器rl1进行相应通断而进行告警输出4。
44.实施例二
45.如图4所示，本实施例与实施例一的主要区别在于：本实施例的断路器2的前端用于接三相三线制的三相电源，包括相线ua、相线ub和相线uc，相应地，本实施例中的采样电路2的数量只需3个，分别用于采样断路器2后端的相线ua、相线ub和相线uc的电压。
46.本实用新型可实现对断路器后端的残余电压状态进行指示，提高了人身安全性，且从断路器后端取电进行供电，线路结构简单，成本低，在断路器断开后，充分利用断路器后端的残余电压进行检测电路1供电，无需额外供电，功耗较低。
47.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。