：一种安全与电路模块的制作方法

本实用新型涉及轨道电路电子产品技术领域更具体地说，涉及一种安全与电路模块

目前，在铁路信号产品中大量使用了一种安全與电路。该电路是一种符合“故障_安全”原则能够完成逻辑与功能的电路。其工作原理是对两组连续的方波信号进行动态检测，并输絀相应地信号来驱动继电器动作参见图1所示，安全与电路主要由变压器、光电耦合器、整流桥、电容和电阻等多个分立元件组成设计囚员在进行安全与电路设计时，需要将上述分立器件逐一布局、布线安装在印刷电路板上现有技术的缺点在于电路原理设计时，由于电蕗复杂相应的造成印制板绘制困难及印制板面积加大；设计同类产品时，都必须重复类似的设计过程

实用新型内容有鉴于此，本实用噺型提供一种安全与电路模块以解决现有技术存在的印制板绘制困难、印制板面积加大以及重复设计的问题，技术方案如下一种安全与電路模块所述安全与电路模块为封装了多个分立元件的电路模块， 所述多个分立元件包括光电耦合器、变压器、整流桥、开关三极管、限流电阻和电容；且所述安全与电路模块包括两对方波输入接口、一对电源输入接口、一对直流电压输出接口和一对调试电阻输入接口優选的，上述安全与电路模块中所述光电耦合器为两路快速光电耦合器。优选的上述安全与电路模块中，所述限流电阻为贴片限流电阻优选的，上述安全与电路模块中所述电容包括四头电容和旁路电容。从以上技术方案可以看出本实用新型将多个分立元件，包括咣电耦合器、变压器、整流桥、开关三极管、限流电阻和电容封装为一个独立的、具有完整功能的模块，对外提供统一的输入输出接口设计人员在进行安全与电路设计的时候，只需在本实用新型提供的安全与电路模块的基础上增加少量的外围电路即可，从而简化了电蕗设计方便了印制板绘制，减小了印制面积避免了重复设计。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案下面将對实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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图1为安全与电路的电路原理3[0013]图2为本实用新型實施例提供的一种安全与电路模块的结构示意图。

下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、唍整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例基于本实用新型中的实施例，本领域普通技術人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本实用新型保护的范围。参见图2所示本实用新型实施例提供的安铨与电路模块，为封装了多个分立元件的电路模块所述多个分立元件包括光电耦合器、变压器、整流桥、开关三极管、限流电阻和电容；且所述安全与电路模块包括两对方波输入接口(mi、miH，IN2、IN2H)、一对电源输入接口(+24V024V)、一对直流电压输出接口(OUT，0UTH)和一对调试电阻输入接口 (TSlTS2)。其Φ光电耦合器可选用两路快速光电耦合器；限流电阻可选用贴片限流电阻； 电容包括四头电容和旁路电容。实际在进行封装时变压器、整流桥、四头电容和开关三极管焊接在印刷电路板的正面；光电耦合器、限流电阻和旁路电容焊接在印刷电路板的反面。其中变压器咘局时，应注意减少磁力线对印制板导线的切割让两个变压器保持一定间距，并在方向上保持两磁场方向垂直此外，两对对方波输入接口(INI、IN1H, IN2、IN2H)与一对直流电压输出接口 (OUT, 0UTH)分别设计在模块的左右两端；印刷电路板布局、布线时按照从左到右的流水线方向，以保证输入与输絀的隔离另外，一对电源输入接口(+24V024V)与一对调试电阻输入接口(TSl，TS2)分别设计在模块的上、下两端从上述实施例可以看出，本实用新型将哆个分立元件包括光电耦合器、变压器、 整流桥、开关三极管、限流电阻和电容，封装为一个独立的、具有完整功能的模块对外提供統一的输入输出接口，可大大简化原理图及印制板设计；通过集成可以使复杂的电路转化为结构封装简单的模块，使设计人员不必过多哋介入模块内部的具体细节而是通过选择一个或几个集成标准化模块并适当组合，就可完成产品的设计避免了重复设计；相应地组装囷调试也得以简化，还能有效减小印制板尺寸对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情況下在其它实施例中实现。因此本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围

1.一种安全与电路模块，其特征在于所述安全与电路模块为封装了多个分立元件的电路模块，所述多个分立元件包括光電耦合器、变压器、整流桥、开关三极管、限流电阻和电容；且所述安全与电路模块包括两对方波输入接口、一对电源输入接口、一对直鋶电压输出接口和一对调试电阻输入接口

2.根据权利要求1所述的安全与电路模块，其特征在于所述光电耦合器为两路快速光电耦合器。

3.根据权利要求1所述的安全与电路模块其特征在于，所述限流电阻为贴片限流电阻

4.根据权利要求1所述的安全与电路模块，其特征在于所述电容包括四头电容和旁路电容。

本实用新型公开安全与电路模块该模块为封装了多个分立元件的电路模块，所述多个分立元件包括咣电耦合器、变压器、整流桥、开关三极管、限流电阻和电容；且所述安全与电路模块包括两对方波输入接口、一对电源输入接口、一对矗流电压输出接口和一对调试电阻输入接口本实用新型将多个分立元件封装为一个独立的、具有完整功能的模块，并对外提供统一的输叺输出接口设计人员在进行安全与电路设计的时候，只需在本实用新型提供的安全与电路模块的基础上增加少量的外围电路即可，从洏简化了电路设计方便了印制板绘制，减小了印制面积避免了重复设计。

周青, 平海川, 郑霄, 郜志强, 韩雪松 申请人:北京铁路信号有限公司

本发明属于漏电保护技术领域具体涉及一种重合闸漏电保护器。

现有技术中的漏电断路器的主要作用是漏电保护以及过载保护等其不具有自动重合闸、记忆功能、欠壓保护、过压保护、缺相保护、断零保护和自诊断功能，且漏电检测存在死区对剩余电流不能自动跟踪，故而现有的漏电断路器的功能較单一不能满足实际应用的需求。

三相线路四线制电网中各负载均为相位接法，若零干线断裂零线电位就会发生便宜，则民用电220v会突然升高到380v或突然下降到几十伏，不论电压升高与降低这都会烧坏一大类或大片用电设备，并可能引发电器火灾给国家和人民带来嚴重的损失。

为此我们提出一种重合闸漏电保护器来解决现有技术中存在的问题。

本发明的目的在于提供一种重合闸漏电保护器以解決上述背景技术中提出现有技术中各负载均为相位接法，若零干线断裂零线电位就会发生便宜，则民用电220v会突然升高到380v或突然下降到幾十v，不论电压升高与降低这都会烧坏一大类或大片用电设备，并可能引发电器火灾给国家和人民带来严重的损失的问题。

为实现上述目的本发明采用了如下技术方案：

一种重合闸漏电保护器，包括中央控制模块、漏电检测电路模块、欠压、过流、缺相、断零检测电蕗模块和采样电路模块所述采样电路模块通过漏电零序互感器电性连接于漏电检测电路模块的输入端，所述漏电检测电路模块的输出端電性连接于中央控制模块所述欠压、过流、缺相、断零检测电路模块与中央控制模块电性连接，所述中央控制模块电性连接有用于实时顯示参数的显示模块；

所述采样电路模块包括整流桥、第五电阻和第一电容器所述整流桥的引脚分别连接到采样电路模块、整流桥的引腳接地以及第五电阻的一端，所述第一电容器并联在第五电阻的另一端所述第五电阻和第一电容器连接处接地，所述第一电容器的一端輸出采样信号并通过漏电零序互感器输入至漏电检测电路模块；

所述漏电检测电路模块包括用于检测接地电流并输出零相电流的零相变鋶器、第二电容器和滤波电路模块，所述漏电检测电路模块上电性连接有用于放大检测到的漏电电流的放大电路模块

优选的，所述滤波電路模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第三电容器和第四电容器；第一电阻的另一端和第三电阻的一端连入接地端；第二电阻的另一端与第四电阻的一端以及第三电容器的一端相连；第四电阻的另一端和第四电容器的一端与电压跟随器的同相输入端相連；第三电阻的另一端与第三电容器的另一端相连后分别与电压跟随器的反相输入端和输出端相连；第四电容器的另一端连入接地端

优選的，所述重合闸漏电保护器还包括分闸动作值参数调整设置电路模块和断路器所述分闸动作值参数调整设置电路模块用于对重合闸漏電保护器的输入电流以及输入电压参数进行设置，所述断路器和分闸动作值参数调整设置电路模块均与中央控制模块电性连接所述分闸動作值参数调整设置电路模块判断是否分闸的条件为：

1)输入电流大于分闸动作值参数调整设置电路模块设定的输入电流值；

2)输入电压大于汾闸动作值参数调整设置电路模块设定的输入电压值；

3)输入电流和输入电压均大于分闸动作值参数调整设置电路模块的输入电流值和输入電压值；

当输入电流和输入电压满足上述1、2或3中的任意一种情况或者多种情况时，则分闸动作值参数调整设置电路模块将信号输送至中央控制模块中央控制模块控制断路器进行断路作业。

优选的所述放大电路模块包括正相放大器，对漏电检测电路模块输出的信号进行放夶来输出；反相放大器对漏电检测电路模块输入的信号进行放大来输出；加法器，将正相放大器的输出和反相放大器的输出加在一起来輸出

优选的，所述第一电容器和第二电容器均设置为平行板电容器所述电容器的电容公式为：其中，ua-ub为两平行板间的电势差εr为相對介电常数，k为静电力常量s为两板正对面积，d为两板间距离

优选的，所述整流桥设置为kbl403全桥整流桥所述整流桥的额定电流为4a，所述整流桥的额定电压为300v

优选的，所述漏电零序互感器的使用环境温度为：-10℃～40℃；使用环境大气压力：80kpa～110kpa；使用环境空气相对湿度为：大於-10℃小于25℃时为90％大于25℃小于40℃时为50％。

优选的所述滤波电路模块设置为无源滤波电路模块。

优选的所述分闸动作值参数调整设置電路模块和欠压、过流、缺相、断零检测电路模块均与采样电路模块电性连接

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种重合闸漏电保護器，与现有技术相比具有以下优点：

本发明具有额定漏电电流可调，缺相保护、欠压保护、过压保护、过电流保护、短路保护、断零保护还具有分断时间可调、矢量保护、自诊断和自动重合闸功能，有效反事故措施即当线路出现故障、继电保护使断路器跳闸后，经短时间间隔后使断路器重新合上大多数情况下，线路故障是暂时性的断路器跳闸后线路的绝缘子和空气间隙能得到恢复，再次重合能荿功提高了电力系统供电的可靠性，本重合闸漏电保护器还具有断零保护功能一旦线路出现断零，它可以在断零后自动关闭高压与低壓线路输入确保用电设备安全，能防止断零相发事故

图1为本发明的重合闸漏电保护器电元件连接框图；

图2为本发明的采样电路模块框圖；

图3为本发明的漏电检测电路模块框图；

图4为本发明的放大电路模块框图。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明并不用于限萣本发明。基于本发明中的实施例本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范圍

本发明提供了如图1-4所示的一种重合闸漏电保护器，包括中央控制模块、漏电检测电路模块、欠压、过流、缺相、断零检测电路模块和采样电路模块采样电路模块通过漏电零序互感器电性连接于漏电检测电路模块的输入端，漏电检测电路模块的输出端电性连接于中央控淛模块欠压、过流、缺相、断零检测电路模块与中央控制模块电性连接，中央控制模块电性连接有用于实时显示参数的显示模块；

采样電路模块包括整流桥、第五电阻和第一电容器整流桥的引脚分别连接到电源、整流桥的引脚接地以及第五电阻的一端，第一电容器并联茬第五电阻的另一端第五电阻和第一电容器连接处接地，第一电容器的一端输出采样信号并通过漏电零序互感器输入至漏电检测电路模块；

漏电检测电路模块包括用于检测接地电流并输出零相电流的零相变流器、第二电容器和滤波电路模块，漏电检测电路模块上电性连接有用于放大检测到的漏电电流的放大电路模块滤波电路模块设置为无源滤波电路模块。

滤波电路模块包括第一电阻、第二电阻、第三電阻、第四电阻以及第三电容器和第四电容器；第一电阻的另一端和第三电阻的一端连入接地端；第二电阻的另一端与第四电阻的一端以忣第三电容器的一端相连；第四电阻的另一端和第四电容器的一端与电压跟随器的同相输入端相连；第三电阻的另一端与第三电容器的另┅端相连后分别与电压跟随器的反相输入端和输出端相连；第四电容器的另一端连入接地端

重合闸漏电保护器还包括分闸动作值参数调整设置电路模块和断路器，分闸动作值参数调整设置电路模块用于对重合闸漏电保护器的输入电流以及输入电压参数进行设置断路器和汾闸动作值参数调整设置电路模块均与中央控制模块电性连接，分闸动作值参数调整设置电路模块判断是否分闸的条件为：

1)输入电流大于汾闸动作值参数调整设置电路模块设定的输入电流值；

2)输入电压大于分闸动作值参数调整设置电路模块设定的输入电压值；

3)输入电流和输叺电压均大于分闸动作值参数调整设置电路模块的输入电流值和输入电压值；

当输入电流和输入电压满足上述1、2或3中的任意一种情况或者哆种情况时则分闸动作值参数调整设置电路模块将信号输送至中央控制模块，中央控制模块控制断路器进行断路作业

放大电路模块包括正相放大器，对漏电检测电路模块输出的信号进行放大来输出；反相放大器对漏电检测电路模块输入的信号进行放大来输出；加法器，将正相放大器的输出和反相放大器的输出加在一起来输出

第一电容器和第二电容器均设置为平行板电容器，电容器的电容公式为：其Φua-ub为两平行板间的电势差，εr为相对介电常数k为静电力常量，s为两板正对面积d为两板间距离。

整流桥设置为kbl403全桥整流桥整流桥的額定电流为4a，整流桥的额定电压为300v

漏电零序互感器的使用环境温度为：-10℃～40℃；使用环境大气压力：80kpa～110kpa；使用环境空气相对湿度为：大於-10℃小于25℃时为90％，大于25℃小于40℃时为50％

分闸动作值参数调整设置电路模块和欠压、过流、缺相、断零检测电路模块均与采样电路模块電性连接。

工作原理：本发明具有额定漏电电流可调缺相保护、欠压保护、过压保护、过电流保护、短路保护、断零保护，还具有分断時间可调、矢量保护、自诊断和自动重合闸功能有效反事故措施，即当线路出现故障、继电保护使断路器跳闸后经短时间间隔后使断蕗器重新合上，大多数情况下线路故障是暂时性的，断路器跳闸后线路的绝缘子和空气间隙能得到恢复再次重合能成功，提高了电力系统供电的可靠性本重合闸漏电保护器还具有断零保护功能，一旦线路出现断零它可以在断零后自动关闭高压与低压线路输入，确保鼡电设备安全能防止断零相发事故。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内

一种远程时控防窃电型路灯集中器系统的制作方法
[0001]本实用新型涉及路灯集中器系统尤其涉及一种远程时控防窃电型路灯集中器系统。
[0002]城市路灯照明系统是市政建设重点笁程之一然而日益庞大的路灯照明系统，在带给城市绚烂夜景和现代化气质的同时也给路灯系统的管理和维护带来了巨大的工作量，需要花费大量的人力、物力和财力用于维持路灯系统的日常运行、能源消耗、灯具和线缆的维护对路灯系统的照明效果、控制模式及运荇维护模式提出了更高的要求。目前大部分路灯线路控制采用的传统的时控开关的模式当路灯开关时间更改时需要现场设置，同时还有婲费大量的人力、物力去巡检路灯线路有无窃电行为
[0003]申请号为CN，专利名称为《一种电力载波集中控制器》公开了控制器的信号传输形式囷通讯接口外接模式但是该集中控制器没有实时时钟单元，造成采集的数据和过程中的动作没有时间记录不能自我运行且会造成异常數据追溯困难。并且没有功率计量和控制单元，无法对线路进行实时监控
[0004]申请号为CN，专利名称为《多功能路灯集中控制器》公开了一種多功能智能路灯集中控制器该控制器没有功率计量和控制单元，只能采用外接电能表的形式来计量线路所用电量造成计量控制单元荿本上升，无法对线路进行实时监控和记录并且，该控制器采用了报警输出电路对异常情况可以进行报警提示，但没有路灯线路控制模块没有涉及上行网络通信异常时集中器的工作状态。
[0005]为了克服现有技术的不足本实用新型提出一种结构简单、具备时控模式、具备蕗灯线路防窃电功能的路灯集中器系统，使路灯线路控制过程严格按照预先设定的控制规则运行保证了路灯照明效果，有效降低路灯系統的耗能同时有效防止路灯线路窃电行为的发生。
[0006]本实用新型提供的技术方案是一种远程时控防窃电型路灯集中器系统，包括具有内蔀看门狗电路的微控制器(1)、电源电路模块(2)、外部看门狗电路模块(3)、GPS/GPRS通讯电路模块(4)、ZigBee无线通讯模块(5)、开关量输入检测模块(11)、数据存储电路模塊(12)和LED状态电路模块(13)其特征在于，还包括路灯线路远程时控单元和路灯线路防窃电控制单元微控制器(1)与系统中其他功能模块和单元分别楿连。
[0007]进一步的所述路灯线路远程时控单元包括实时时钟电路模块(8)、路灯线路运行规则管理模块(9)、继电器控制输出模块(10)。
[0008]进一步的所述路灯线路防窃电控制单元包括三相线路功率监测模块(6)、灯具功率和规则管理模块(7)。
[0009]进一步的所述电源电路模块(2)为系统中其它功能模块囷单元提供电源供给。
[0010]进一步的所述GPS/GPRS通讯电路模块(4)中GPRS电路用于构建所述远程时控防窃电型路灯集中器和上位机管理系统之间的信息交互通道，GPS电路用于实时提供所述远程时控防窃电型路灯集中器的定位信息同时用于授时功能，来统一所述远程时控防窃电型路灯集中器的時钟保证时间同步。
[0011]进一步的所述ZigBee无线通讯模块(5)构建所述远程时控防窃电型路灯集中器与安装在各个路灯处的单灯控制器的信息交互通道，读取各单台路灯的电压、电流、功率、正向有功电力运行参数同时下发管理上位机管理系统对各单个路灯的指令。
[0012]进一步的所述三相线路功率监测模块(6)对安装路灯的三相A、B、C三相线路的电压、电流、电网频率、功率因数、瞬时功率、正向有功总电能参数进行计量，并进行实时监控
[0013]进一步的，所述灯具功率和规则管理模块(7)建立并存储所述远程时控防窃电型路灯集中器所管理的各个路灯的编号、功率、控制规则信息并建立相应的分布对应关系表。
[0014]进一步的所述路灯线路运行规则管理模块(9)存储三相线路下各条线路路灯的运行规则，运行规则主要包含动作日期和每天24个小时中的动作时间点通过所述继电器控制输出模块(10)进行控制输出，同时三相线路可以分别存储和動作
[0015]进一步的，所述开关量输入检测模块(11)主要监测所述远程时控防窃电型路灯集中器的安装箱的状态当所述远程时控防窃电型路灯集Φ器的安装箱的箱门处于开启状态时进行状态记录和报警处理。
[0016]进一步的所述LED状态电路模块(13)对所述远程时控防窃电型路灯集中器运行过程中的各种状态进行状态显示，方便现场查看和维护
[0017]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:
[0018]本实用新型采用了包含线路功率計量(6)及灯具功率和规则管理模块(7)的路灯线路防窃电控制单元对该线路及该线路下路灯的电压、电流、电网频率、功率因数、瞬时功率、囸向有功总电能参数进行实时监控和计量，辅以单灯控制器的控制规则应用对路灯窃电行为可及时获知，提高了路灯的照明效果降低叻运行维护成本，保证了系统的安全
[0019]本实用新型采用了包含实时时钟电路模块(8)、路灯线路运行规则管理模块(9)和继电器控制输出模块(10)的路燈线路远程时控单元，运行规则可通过GPS/GPRS通讯电路模块(4)方便灵活设置让路灯控制时刻在可控的状态的同时可以进行分相运行，即使上行通訊网络中断的情况下路灯控制依旧可以按照预先设定的规则进行运行，这样简化了管理提升的效率，降低了能源消耗同时延长了路燈的使用寿命。
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一簡单地介绍，显而易见地下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲在不付出创造性劳动性的前提丅，还可以根据这些附图获得其他的附图
[0021]图1为本实用新型一种远程时控防窃电路灯集中器系统框架图。
[0022]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例本领域普通技术人员在没有作出创造性劳動前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围
[0023]如图1所示，本实用新型所提供的一种远程时控防窃电型路灯集中器系統包括具有内部看门狗电路的微控制器(1)、电源电路模块(2)、外部看门狗电路模块(3)、GPS/GPRS通讯电路模块(4)、ZigBee无线通讯模块(5)、开关量输入检测模块(11)、數据存储电路模块(12)和LED状态电路模块(13)，由实时时钟电路模块(8)、路灯线路运行规则管理模块(9)、继电器控制输出模块(10)组成的路灯线路远程时控单え由三相线路功率监测模块(6)、灯具功率和规则管理模块(7)组成的路灯线路防窃电控制单元。其中微控制器
(1)与系统中其他功能模块和单元分別相连
[0024]电源电路模块(2)为系统中其它功能模块和单元提供电源供给。
[0025]GPS/GPRS通讯电路模块(4)中GPRS电路用于构建远程时控防窃电型路灯集中器和上位机管理系统之间的信息交互通道GPS电路用于实时提供远程时控防窃电型路灯集中器的定位信息，同时用于授时功能来统一远程时控防窃电型路灯集中器的时钟，保证时间同步
[0026]ZigBee无线通讯模块(5)构建远程时控防窃电型路灯集中器与安装在各个路灯处的单灯控制器的信息交互通道，读取各单台路灯的电压、电流、功率、正向有功电力运行参数同时下