秦玉偉
(渭南師范學院物理與電氣工程學院,陜西 渭南714099)
基于電流互感器的家用電器過流保護裝置
秦玉偉
(渭南師范學院物理與電氣工程學院,陜西 渭南714099)
介紹了一種家用電器過電流保護裝置,該裝置利用電流互感器高電流與低電流之間的比例轉(zhuǎn)化原理。實驗結(jié)果表明,該裝置結(jié)構(gòu)簡單,成本低,靈敏度高,干擾能力強,可應用于家用電器過流保護。
電流互感器;過流;保護
隨著人們生活水平的提高,多種家用電器逐漸進入普通家庭,為人們的生活提供了便利,但家用電器的增多導致用電功率增大,給用電線路帶來安全隱患。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生,設(shè)計了一種過電流保護裝置,當測量值超出安全范圍時,報警提示并且斷開開關(guān),實現(xiàn)家用電器的安全保護。
電流互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表,繼電保護等二次設(shè)備獲取一次回路電流信息的傳感器,將高電流按比例轉(zhuǎn)化為低電流。電流互感器的原邊接在一次系統(tǒng),副邊接測量儀表和繼電保護等裝置[1-2],常用于大功率檢測電路,起到電器隔離作用,并且檢測電流小,損耗小。電流互感器的運行情況相當于副邊短路的變壓器,電流互感器原邊電流與副邊電流的比,即實際電流比,表示為:
電流互感器將待測大電流轉(zhuǎn)化為較小的電流,在通過電流互感器的負極檢測電阻轉(zhuǎn)化為電壓,經(jīng)二級濾波電路,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字量,數(shù)字信號經(jīng)單片機AT89C51采集并轉(zhuǎn)化為實際電流值,并進行顯示。當所測值超出安全值范圍時,蜂鳴器報警,并控制繼電器切斷電路電源[3-4],設(shè)計框圖如下圖所示。
系統(tǒng)設(shè)計框圖
對大功率家用電器進行多次過流保護實驗,該過流保護裝置監(jiān)測到的實際電流值與理論值相符合。實驗結(jié)果表明,在0-10mA的安全電流范圍內(nèi),該過流保護裝置輸出穩(wěn)定;當檢測電流大于30mA時,過流保護裝置啟動,蜂鳴器報警,繼電器斷電,可見電流互感器能夠起到過電流保護的作用,且安全可靠。
設(shè)計的基于電流互感器的過流保護裝置,利用互感器電流檢測法,將待測大電流轉(zhuǎn)換為小電流,當用電器電流過大時,過流保護裝置啟動,能夠?qū)崿F(xiàn)報警和斷電功能,安全可靠,并且成本低,具有較高的實用價值。
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渭南師范學院特色學科建設(shè)項目(14TSXK07);渭南師范學院科研計劃項目(14YKS009); 渭南師范學院專業(yè)綜合建設(shè)項目(ZZ2014-36).