专利名称：一种矿用在线漏电监测模块的制作方法
技术领域：
本实用新型一种矿用在线漏电监测模块，属于矿用在线漏电监测电路技术领域。
背景技术：
安全对于任何工业环境都是第一要求，对于煤矿井下环境而言，瓦斯，煤尘，火，水，顶板压力，机电事故是最主要的六大事故原因；而对于这些事故，除了水与顶板压力，机电事故，前三项最危险，均可引起煤矿爆炸事故，其原因都是由于电气火花引起的；而由于漏电所引起的电火花占很大的比例；而对于人员安全来讲，由于井下的工作环境特殊，空间狭小，潮湿，振动大，湿度大，非常容易因漏电而造成人员伤亡。为了防止电火花的产生根源与漏电对操作人员的伤害，国家规定煤矿井下的供电变压器中性点不能接地，也就是我们所说的中性点不接地的供电运行方式，而地面上工业、民用供电方式一般为变压器中性点直接接地方式，另一方面，由于煤矿井下的供电电压等级是1140V与3300V，煤矿的这种特殊的供电方式与电压等级决定了矿用电气产品与一般工业场合不通用，且功能特殊，随着中国煤矿单井产量的不断提高，原有的1140V的电压等级已经不能满足煤矿的高产高效的需要，供电电压等级均需要向3300V电压等级过渡与改造，目前国内对于3300V电压等级的电气设备的研制，基本处于开始阶段，需要解决的问题还很多，特别是煤矿井下的电气线路的在线漏电监测与线路安全控制问题急需解决。
发明内容本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种用于煤矿井下3300V电压等级的电气线路在线漏电监测模块，适用于长期监测线路的绝缘状态，保护线路设备及人身安全。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种矿用在线漏电监测模块，包括电源电路、与漏电监测端口相连的检测信号输入电路、光电隔离电路、逻辑判断电路、继电器输出驱动电路和状态指示电路；所述电源电路的电源输出端I. 1、1. 3分别与检测信号输入电路的电源输入端
2.1,2. 3相连，电源电路的控制端I. 2与检测信号输入电路的反馈端2. 2相连，电源电路的电源输出端I. 4、1. 5、1. 6分别与光电隔离电路的输入端3. 3、3. 2、3. I相连,检测信号输入电路的信号输出端2. 4与光电隔离电路的信号输入端3. 4相连,光电隔离电路的输出端
3.5,3. 6分别与逻辑判断电路的输入端4. 1,4. 2相连，逻辑判断电路的输出端4. 5,4. 6分别与继电器输出驱动电路的输入端5. 1、5. 2相连,继电器输出驱动电路的输出端5. 5、5. 6、5. 7,5. 8分别与状态指示电路的输入端6. 1,6. 2,6. 3,6. 4相连；所述逻辑判断电路的输入端4. 3并接继电器输出驱动电路的输入端5. 4后与电源电路的电源输出端I. 6相连，所述继电器输出驱动电路的输入端5. 3并接状态指示电路的输入端6. 5后与光电隔离电路的输出端3. 5相连。所述电源电路的电路结构为变压器Tl的一次侧线圈与电源相连，变压器Tl的二次侧线圈包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，所述第一线圈、第二线圈和第三线圈的输出端分别与第一整流电路D1、第二整流电路D6和第三整流电路D7的输入端相连；所述第一整流电路Dl的输出端正极并接电容C6的一端、电容C3的正极、二极管D5的负极、电阻R12的一端和NPN型三极管Q2的集电极后与NPN型三极管Ql的集电极相连，电阻R12的另一端并接稳压二极管D3的负极后与NPN型三极管Q2的基极相连，NPN型三极管Q2的发射极并接电阻R9的一端后与NPN型三极管Ql的基极相连，NPN型三极管Ql的发射极并接电阻R9的另一端后与电阻Rl的一端相连，所述电阻Rl的另一端并接电容C30的一端后与三端可调正稳压器Ul的输 入端相连，所述电容C30的另一端与电阻R24的一端相连，三端可调正稳压器Ul的输出端并接稳压二极管D3的正极、二极管D5的正极、电容C7的一端、电阻R8的一端和电阻R16的一端后与电源电路的电源输出端I. I相连,三端可调正稳压器Ul的控制端与电源电路的控制端I. 2相连；第一整流电路Dl的输出端负极并接电容C6的另一端、电容C3的负极、电容C7的另一端、电阻R8的另一端和电阻R16的另一端后与电源电路的电源输出端I. 3相连；所述第二整流电路D6的输出端正极并接电容C9的正极和电容Cll的一端后与三端稳压器U2的输入端相连，所述三端稳压器U2的输出端并接电容C12的一端和电容ClO的正极后与电源电路的电源输出端I. 4相连，第二整流电路D6的输出端负极并接电容C9的负极、电容Cll的另一端、三端稳压器U2的接地端、电容C12的另一端、电容ClO的负极和电阻R24的另一端后与电源电路的电源输出端I. 5相连；所述第三整流电路D7的输出端正极并接电容C14的正极和电容C15的一端后与三端稳压器U3的输入端相连，所述三端稳压器U3的输出端并接电容C13的正极和电容C16的一端后与电源电路的电源输出端I. 6相连，第三整流电路D7的输出端负极并接电容C14的负极、电容C15的另一端、三端稳压器U3的接地端、电容C13的负极和电容C16的另一端后接地。所述检测信号输入电路的电路结构为电阻R7的一端并接电阻Rll的一端、二极管D2的负极、电阻RlO的一端和电阻R2的一端后与检测信号输入电路的电源端正极2. I相连，所述电阻Rll的另一端与电容CS的一端相连，二极管D2的正极并接电阻R13的一端后与检测信号输入电路的反馈端2. 2相连，电阻R13的另一端串接电阻R14后与滑动变阻器R19的一固定端相连，所述电阻R7的另一端并接电容CS的另一端、滑动变阻器R19的滑动端、滑动变阻器R19的另一固定端和电阻R20的一端后与检测信号输入电路的电源输入端2. 3相连；所述电阻RlO的另一端串接电阻R17后与检测信号输入电路的信号输出端2. 4相连；所述电阻R2的另一端依次串接电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6后与检测信号输入电路的检测信号输入端正极2. 5相连，所述电阻R20的另一端与电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端并接电阻R15的一端、电容C4的一端和电容C5的一端后与检测信号输入电路的检测信号输入端负极2. 6相连；电阻R15的另一端依次串接电阻R18和电容Cl后与电阻R2和电阻R3之间的连线相连，电容C4的另一端与电阻R3和电阻R4之间的连线相连，电容C5的另一端与电阻R5和电阻R6之间的连线相连，电容C2的一端与电容Cl与电阻R18之间的连线相连，电容C2的另一端与电阻R4和电阻R5之间的连线相连。所述光电隔离电路的电路结构为HCNR200芯片U5的6脚串接电阻R28后与光电隔离电路的电源输入端3. I相连，HCNR200芯片U5的6脚、5脚分别为光电隔离电路的输出端 3. 5,3. 6 ；LM258A芯片U4的8脚并接电阻R25的一端后与光电隔离电路的电源输入端3. 3相连，所述电阻R25的另一端与HCNR200芯片U5的2脚相连，电阻R27的一端并接电容C18的一端后与光电隔离电路的信号输入端3. 4相连，电阻R27的另一端与LM258A芯片U4的
3脚相连，电容C18的另一端并接LM258A芯片U4的4脚、LM258A芯片U4的5脚、PNP型三极管Q4的集电极和HCNR200芯片U5的4脚后与光电隔离电路的电源输入端3. 2相连；所述LM258A芯片U4的2脚与I脚相连，LM258A芯片U4的I脚与6脚之间串接 有电阻R26，LM258A芯片U4的6脚并接电容C17的一端后与HCNR200芯片U5的3脚相连，LM258A芯片U4的7脚并接电容C17的另一端后与PNP型三极管Q4的基极相连，PNP型三极管Q4的发射极与HCNR200芯片U5的I脚相连。所述逻辑判断电路的电路结构为电阻R40的一端并接电容C25的一端和电阻R61的一端后与逻辑判断电路的输入端4. 2相连，所述电阻R40的另一端与LM2902N芯片U7的10脚相连；电容C24的一端并接可调稳压二极管U9的负极、电阻R59的一端后与逻辑判断电路的输入端4. I相连；所述电阻R59的另一端并接电阻R62的一端后与可调稳压二极管U9的控制端相连；所述LM2902N芯片U7的8脚与9脚相连，LM2902N芯片U7的8脚与3脚之间串接有电阻R46，LM2902N芯片U7的I脚与5脚之间串接有电阻R21，LM2902N芯片U7的2脚并接电阻R57的一端和电容C20的一端后与电阻R65的一端相连；所述电阻R57的另一端与滑动变阻器电阻R55的一固定端相连，电容C20的另一端并接滑动变阻器R55的滑动端和另一固定端后与电阻R43的一端相连，电阻R43的另一端与LM2902N芯片U7的12脚相连；所述LM2902N芯片U7的4脚与逻辑判断电路的电源输入端4. 3相连，LM2902N芯片U7的6脚并接电容C23的一端和电阻R39的一端后与电阻R34的一端相连，LM2902N芯片U7的7脚并接电容C23的另一端和电阻R39的另一端后与电阻R60的一端相连，所述电阻R60的另一端为逻辑判断电路的信号输出端4. 4 ；所述LM2902N芯片U7的13脚并接电容C21的一端和电阻R58的一端后与电阻R66的一端相连，电容C21的另一端并接电阻R58的另一端后与电阻R36的一端相连,所述电阻R36的另一端为逻辑判断电路的信号输出端4. 6 ；LM2902N芯片U7的14脚与电阻R47的一端相连，所述电阻R47的另一端为逻辑判断电路的信号输出端4. 5 ；所述电容C25的另一端并接电阻R61的另一端、电容C24的另一端、TL431I芯片U9的正极、电阻R62的另一端、电阻R65的另一端、电阻R34的另一端、电阻R66的另一端和LM2902N芯片U7的11脚后接地。所述继电器输出驱动电路的电路结构为电阻R30的一端与继电器输出驱动电路的输入端5. 3相连，电阻R30的另一端并接电阻R53的一端和电阻R35的一端后与电阻R41的一端相连，所述电阻R53的另一端并接电阻R48的一端后与电阻R68的一端相连，电阻R48的另一端与LM2901芯片U6的6脚相连；电阻R35的另一端与LM2901芯片U6的11脚相连，电阻R41的另一端与LM2901芯片U6的9脚相连；所述LM2901芯片U6的7脚、3脚、4脚分别与继电器输出驱动电路的输入端5. 2、5. 4,5. I相连，LM2901芯片U6的5脚并接电阻R29的一端后与电阻R50的一端相连，所述电阻R50的另一端并接电阻R67的一端后与继电器输出驱动电路的输出端5. 5相连，电阻R29的另一端并接电阻R31的一端后与LM2901芯片U6的2脚相连；所述电阻R31的另一端并接电阻R32的一端和电感LI的一端后与继电器输出驱动电路的输入端5. 4相连，电阻R32的另一端与LM2901芯片U6的13脚相连，电感LI的另一端并接二极管D8的负极后与继电器Kl的线圈的一端相连，所述LM2901芯片U6的13脚为继电器输出驱动电路的输出端5. 6 ；所述LM2901芯片U6的8脚并接电容C22的一端后与电阻R49的一端相连，所述电阻R49的另一端为继电器输出驱动电路的输出端5. 7 ;所述LM2901芯片U6的I脚与10脚之间串接有电阻R38，LM2901芯片U6的9脚与14脚之间串接有电阻R37，LM2901芯片 U6的14脚并接电阻R42的一端后与电阻R33的一端相连，所述电阻R33的另一端为继电器输出驱动电路的输出端5. 8，所述电阻R42的另一端并接电容C19的一端后与NPN型三极管Q6的基极相连，所述NPN型三极管Q6的集电极并接二极管D8的正极后与继电器Kl的线圈的另一端相连；所述电阻R68的另一端依次并接电阻R67的另一端、LM2901芯片U6的12脚、电容C22的另一端、电容C19的另一端后和NPN型三极管Q6的发射极后接地。所述状态指示电路的电路结构为所述发光二极管D14的正极并接滑动变阻器R74的一固定端、二极管D13的正极、电阻R76的一端和电阻R82的一端后与状态指示电路的输入端6. 4相连，所述发光二极管D14的负极与电阻R85的一端相连，所述电阻R85的另一端并接转换开关SI的3脚后接地，所述滑动变阻器R74的另一固定端并接滑动变阻器R74的滑动端和二极管D13的负极后与状态指示电路的输入端6. 5相连；所述电阻R76的另一端与NPN型三极管QlO的集电极相连，电阻R82的另一端并接电阻R75的一端后与NPN型三极管Q9的集电极相连，所述电阻R75的另一端串接发光二极管D12后与NPN型三极管QlO的基极相连，所述NPN型三极管Q9的基极串接电阻R83后与状态指示电路的输入端6. I相连；双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的一正极并接后与NPN型三极管QlO的发射极相连，上述双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的另一正极并接后与NPN型三极管Q9的发射极相连，双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的负极分别与转换开关SI的6脚、7脚、9脚、10脚相连；电阻R86、R87、R88、R89的一端并接后与状态指示电路的输入端6. 2相连，电阻R86、R87、R88、R89的另一端分别与滑动变阻器R77、R80、R79、R78的一固定端相连，上述滑动变阻器R77、R80、R79、R78的另一固定端并接各自的滑动端后分别与转换开关SI的5脚、4脚、2脚、I脚相连；所述转换开关SI的8脚与状态指示电路的输入端6. 3相连。本实用新型与现有技术相比具有的有益效果为本实用新型采用高电源范围设计，确保在恶劣环境下能够正常使用；电源端、信号检测端和信号输出端三者完全隔离，干扰抑制功能较强，可防止错误操作，确保系统的安全性；监控信号和报警信号同时输出，实现监控一体化，检测精度高，反应时间快，安全性好。以下结合附图
对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。图I是本实用新型的结构示意图。图2是电源电路的电路结构示意图。图3是与漏电监测端口相连的检测信号输入电路的电路结构示意图。图4是光电隔离电路的电路结构示意图。图5是逻辑判断电路的电路结构示意图。图6是继电器输出驱动电路的电路结构示意图。图7是状态指示电路的电路结构示意图。图8是与漏电监测端口相连的检测信号输入电路的应用电路结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型一种矿用在线漏电监测模块，包括电源电路I、与漏电监测端口相连的检测信号输入电路2、光电隔离电路3、逻辑判断电路4、继电器输出驱动电路5和状态指示电路6 ;所述电源电路I的电源输出端I. 1、1. 3分别与检测信号输入电路2的电源输入端
2.I、2. 3相连，电源电路I的控制端I. 2与检测信号输入电路2的反馈端2. 2相连，电源电路I的电源输出端I. 4、I. 5、I. 6分别与光电隔离电路3的输入端3. 3、3. 2、3. I相连，检测信号输入电路2的信号输出端2. 4与光电隔离电路3的信号输入端3. 4相连,光电隔离电路3的输出端3. 5,3. 6分别与逻辑判断电路4的输入端4. 1,4. 2相连，逻辑判断电路4的输出端4. 5、4. 6分别与继电器输出驱动电路5的输入端5. 1、5. 2相连,继电器输出驱动电路5的输出端5. 5,5. 6,5. 7,5. 8分别与状态指示电路6的输入端6. 1,6. 2,6. 3,6. 4相连；所述逻辑判断电路4的输入端4. 3并接继电器输出驱动电路5的输入端5. 4后与电源电路I的电源输出端I. 6相连，所述继电器输出驱动电路5的输入端5. 3并接状态指不电路6的输入端6. 5后与光电隔离电路3的输出端3. 5相连；如图2所示，所述电源电路I的电路结构为变压器Tl的一次侧线圈与电源相连，变压器Tl的二次侧线圈包括第一线圈7、第二线圈8和第三线圈9，所述第一线圈7、第二线圈8和第三线圈9的输出端分别与第一整流电路D1、第二整流电路D6和第三整流电路D7的输入端相连；所述第一整流电路Dl的输出端正极并接电容C6的一端、电容C3的正极、二极管D5的负极、电阻R12的一端和NPN型三极管Q2的集电极后与NPN型三极管Ql的集电极相连，电阻R12的另一端并接稳压二极管D3的负极后与NPN型三极管Q2的基极相连，NPN型三极管Q2的发射极并接电阻R9的一端后与NPN型三极管Ql的基极相连，NPN型三极管Ql的发射极并接电阻R9的另一端后与电阻Rl的一端相连，所述电阻Rl的另一端并接电容C30的一端后与三端可调正稳压器Ul的输入端相连，所述电容C30的另一端与电阻R24的一端相连，三端可调正稳压器Ul的输出端并接稳压二极管D3的正极、二极管D5的正极、电容C7的一端、电阻R8的一端和电阻R16的一端后与电源电路I的电源输出端I. I相连，三端可调正稳压器Ul的控制端与电源电路I的控制端I. 2相连；第一整流电路Dl的输出端负极并接电容C6的另一端、电容C3的负极、电容C7的另一端、电阻R8的另一端和电阻R16的另一端后与电源电路I的电源输出端I. 3相连；所述第二整流电路D6的输出端正极并接电容C9的正极和电容Cll的一端后与三端稳压器U2的输入端相连，所述三端稳压器U2的输出端并接电容C12的一端和电容ClO的正极后与电源电路I的电源输出端1. 4相连，第二整流电路D6的输出端负极并接电容C9的负极、电容Cll的另一端、三端稳压器U2的接地端、电容C12的另一端、电容ClO的负极和电阻R24的另一端后与电源电路I的电源输出端I. 5相 连；所述第三整流电路D7的输出端正极并接电容C14的正极和电容C15的一端后与三端稳压器U3的输入端相连，所述三端稳压器U3的输出端并接电容C13的正极和电容C16的一端后与电源电路I的电源输出端I. 6相连，第三整流电路D7的输出端负极并接电容C14的负极、电容C15的另一端、三端稳压器U3的接地端、电容C13的负极和电容C16的另
一端后接地。上述电源电路设置有多路电源输出端口，可以满足矿用3300V电压等级的在线漏电监测模块各部分的供电需求，并且设置有反馈控制端口，能够很好的实现对漏电检测采集电路的控制。如图3所示，所述检测信号输入电路2的电路结构为电阻R7的一端并接电阻Rll的一端、二极管D2的负极、电阻RlO的一端和电阻R2的一端后与检测信号输入电路2的电源端正极2. I相连，所述电阻Rll的另一端与电容CS的一端相连，二极管D2的正极并接电阻R13的一端后与检测信号输入电路2的反馈端2. 2相连，电阻R13的另一端串接电阻R14后与滑动变阻器R19的一固定端相连，所述电阻R7的另一端并接电容CS的另一端、滑动变阻器R19的滑动端、滑动变阻器R19的另一固定端和电阻R20的一端后与检测信号输入电路2的电源输入端2. 3相连；所述电阻RlO的另一端串接电阻R17后与检测信号输入电路2的信号输出端2. 4相连；所述电阻R2的另一端依次串接电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6后与检测信号输入电路2的检测信号输入端正极2. 5相连,所述电阻R20的另一端与电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端并接电阻R15的一端、电容C4的一端和电容C5的一端后与检测信号输入电路2的检测信号输入端负极2. 6相连；如图8所示，在实际应用中，可以通过三相或两相电抗器形成一个星点，再将该星点和地做为一组被检测端接入上述检测信号输入端正极2. 5和检测信号输入端负极2. 6。电阻R15的另一端依次串接电阻R18和电容Cl后与电阻R2和电阻R3之间的连线相连，电容C4的另一端与电阻R3和电阻R4之间的连线相连，电容C5的另一端与电阻R5和电阻R6之间的连线相连，电容C2的一端与电容Cl与电阻R18之间的连线相连，电容C2的另一端与电阻R4和电阻R5之间的连线相连。上述检测信号输入电路直接与漏电检测端口相连，通过电源端口由一个恒压信号注入到被测系统中，通过对恒压信号的反馈、采样，得到与被测量成比例的一个电信号，并将该信号传输到漏电检测电路中，可以实现对3300V电压等级电路的在线漏电检测信号的采集，精度高，响应时间快，为漏电检测提供了基础。如图4所示，所述光电隔离电路3的电路结构为HCNR200芯片U5的6脚串接电阻R28后与光电隔离电路3的电源输入端3. I相连，HCNR200芯片U5的6脚、5脚分别为光电隔离电路3的输出端3. 5、3. 6 ;LM258A芯片U4的8脚并接电阻R25的一端后与光电隔离电路3的电源输入端3. 3相连，所述电阻R25的另一端与HCNR200芯片U5的2脚相连，电阻R27的一端并接电容C18的一端后与光电隔离电路3的信号输入端3. 4相连，电阻R27的另一端与LM258A芯片U4的3脚相连，电容C18 的另一端并接LM258A芯片U4的4脚、LM258A芯片U4的5脚、PNP型三极管Q4的集电极和HCNR200芯片U5的4脚后与光电隔离电路3的电源输入端3. 2相连；所述LM258A芯片U4的2脚与I脚相连，LM258A芯片U4的I脚与6脚之间串接有电阻R26，LM258A芯片U4的6脚并接电容C17的一端后与HCNR200芯片U5的3脚相连，LM258A芯片U4的7脚并接电容C17的另一端后与PNP型三极管Q4的基极相连，PNP型三极管Q4的发射极与HCNR200芯片U5的I脚相连。上述光电隔离电路实现信号的单向传输，输入端与输出端完全实现电气隔离，增强抗干扰能力，延长寿命，并且传输效率高。如图5所示，所述逻辑判断电路4的电路结构为电阻R40的一端并接电容C25的一端和电阻R61的一端后与逻辑判断电路4的输入端4. 2相连，所述电阻R40的另一端与LM2902N芯片U7的10脚相连；电容C24的一端并接可调稳压二极管U9的负极、电阻R59的一端后与逻辑判断电路4的输入端4. I相连；所述电阻R59的另一端并接电阻R62的一端后与可调稳压二极管U9的控制端相连；所述LM2902N芯片U7的8脚与9脚相连，LM2902N芯片U7的8脚与3脚之间串接有电阻R46，LM2902N芯片U7的I脚与5脚之间串接有电阻R21，LM2902N芯片U7的2脚并接电阻R57的一端和电容C20的一端后与电阻R65的一端相连；所述电阻R57的另一端与滑动变阻器电阻R55的一固定端相连，电容C20的另一端并接滑动变阻器R55的滑动端和另一固定端后与电阻R43的一端相连，电阻R43的另一端与LM2902N芯片U7的12脚相连；所述LM2902N芯片U7的4脚与逻辑判断电路4的电源输入端4. 3相连，LM2902N芯片U7的6脚并接电容C23的一端和电阻R39的一端后与电阻R34的一端相连，LM2902N芯片U7的7脚并接电容C23的另一端和电阻R39的另一端后与电阻R60的一端相连，所述电阻R60的另一端为逻辑判断电路4的信号输出端4. 4 ;信号输出端4. 4将输出信号及时传输到上位监测系统，实现对3300V电压等级电路的实时监控和对电路异常情况的及时处理；所述LM2902N芯片U7的13脚并接电容C21的一端和电阻R58的一端后与电阻R66的一端相连，电容C21的另一端并接电阻R58的另一端后与电阻R36的一端相连,所述电阻R36的另一端为逻辑判断电路4的信号输出端4. 6 ；LM2902N芯片U7的14脚与电阻R47的一端相连，所述电阻R47的另一端为逻辑判断电路4的信号输出端4. 5 ；所述电容C25的另一端并接电阻R61的另一端、电容C24的另一端、TL431I芯片U9的正极、电阻R62的另一端、电阻R65的另一端、电阻R34的另一端、电阻R66的另一端和LM2902N芯片U7的11脚后接地。上述逻辑判断电路设置有多路信号输出端口，可以作为上位监控系统和继电器输出驱动的输入信号，实现对3300V电压等级电路的实时监控和对电路异常情况的及时处理，确保电气线路安全。如图6所示，所述继电器输出驱动电路5的电路结构为电阻R30的一端与继电器输出驱动电路5的输入端5. 3相连，电阻R30的另一端并接电阻R53的一端和电阻R35的一端后与电阻R41的一端相连,所述电阻R53的另一端并接电阻R48的一端后与电阻R68的一端相连，电阻R48的另一端与LM2901芯片U6的6脚相连；电阻R35的另一端与LM2901芯片U6的11脚相连，电阻R41的另一端与LM2901芯片U6的9脚相连；所述LM2901芯片U6的7脚、3脚、4脚分别与继电器输出驱动电路5的输入端5. 2、5. 4,5. I相连，LM2901芯片U6的5脚并接电阻R29的一端后与电阻R50的一端相连，所述电阻R50的另一端并接电阻R67的一端后与继电器输出驱动电路5的输出端5. 5相连，电阻R29的另一端并接电阻R31的一端后与LM2901芯片U6的2脚相连；所述电阻R31的另一端并接电阻R32的一端和电感LI的一端后与继电器输出驱动电路5的输入端5. 4相连，电阻R32的另一端与LM2901芯片U6的13脚相连，电感LI的另一端并接二极管D8的负极后与继电器Kl的线圈的一端相连，所述LM2901芯片U6的13脚为继电器输出驱动电路5的输出端5. 6 ； 所述LM2901芯片U6的8脚并接电容C22的一端后与电阻R49的一端相连，所述电阻R49的另一端为继电器输出驱动电路5的输出端5. 7 ;所述LM2901芯片U6的I脚与10脚之间串接有电阻R38，LM2901芯片U6的9脚与14脚之间串接有电阻R37，LM2901芯片U6的14脚并接电阻R42的一端后与电阻R33的一端相连，所述电阻R33的另一端为继电器输出驱动电路5的输出端5. 8，所述电阻R42的另一端并接电容C19的一端后与NPN型三极管Q6的基极相连，所述NPN型三极管Q6的集电极并接二极管D8的正极后与继电器Kl的线圈的另一端相连；所述电阻R68的另一端依次并接电阻R67的另一端、LM2901芯片U6的12脚、电容C22的另一端、电容C19的另一端后和NPN型三极管Q6的发射极后接地。上述继电器输出驱动电路设置有多路信号输入、输出端口，可以接收逻辑判断电路和光电隔离电路的信号，并可以同时驱动状态指示电路，实现对3300V电压等级电路异常情况的及时处理，确保电气线路安全。如图7所示，所述状态指示电路6的电路结构为所述发光二极管D14的正极并接滑动变阻器R74的一固定端、二极管D13的正极、电阻R76的一端和电阻R82的一端后与状态指示电路6的输入端6. 4相连，所述发光二极管D14的负极与电阻R85的一端相连，所述电阻R85的另一端并接转换开关SI的3脚后接地，所述滑动变阻器R74的另一固定端并接滑动变阻器R74的滑动端和二极管D13的负极后与状态指示电路6的输入端6. 5相连；所述电阻R76的另一端与NPN型三极管QlO的集电极相连，电阻R82的另一端并接电阻R75的一端后与NPN型三极管Q9的集电极相连，所述电阻R75的另一端串接发光二极管D12后与NPN型三极管QlO的基极相连，所述NPN型三极管Q9的基极串接电阻R83后与状态指示电路6的输入端6. I相连；双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的一正极并接后与NPN型三极管QlO的发射极相连，上述双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的另一正极并接后与NPN型三极管Q9的发射极相连，双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的负极分别与转换开关SI的6脚、7脚、9脚、10脚相连；[0075]电阻R86、R87、R88、R89的一端并接后与状态指示电路6的输入端6. 2相连，电阻R86、R87、R88、R89的另一端分别与滑动变阻器R77、R80、R79、R78的一固定端相连，上述滑动变阻器R77、R80、R79、R78的另一固定端并接各自的滑动端后分别与转换开关SI的5脚、4脚、2脚、I脚相连；所述转换开关SI的8脚与状态指示电路6的输入端6. 3相连。上述状态指示电路设置有多路输入端口，可以直接与漏电监测模块的继电器输出驱动电路相连，实现对3300V电压等级漏电检测电路的状态指示，方便工作人员及时了解电气设备的工作状态。 本实用新型的电源端、信号检测端和信号输出端三者完全隔离，干扰抑制功能较强，可防止错误操作；监控信号和报警信号同时输出，实现监控一体化，检测精度高，安全性好。
权利要求1.一种矿用在线漏电监测模块，其特征在于包括电源电路(I)、与漏电监测端口相连的检测信号输入电路(2)、光电隔离电路(3)、逻辑判断电路(4)、继电器输出驱动电路(5)和状态指示电路(6)； 所述电源电路(I)的电源输出端I. 1、1. 3分别与检测信号输入电路(2)的电源输入端2. 1、2. 3相连，电源电路(I)的控制端I. 2与检测信号输入电路(2)的反馈端2. 2相连，电源电路(I)的电源输出端I. 4、I. 5、I. 6分别与光电隔离电路(3)的输入端3. 3、3. 2、3. I相连，检测信号输入电路(2)的信号输出端2. 4与光电隔离电路(3)的信号输入端3. 4相连，光电隔离电路(3)的输出端3. 5,3. 6分别与逻辑判断电路(4)的输入端4. 1,4. 2相连，逻辑判断电路(4)的输出端4. 5,4. 6分别与继电器输出驱动电路(5)的输入端5. 1,5. 2相连，继电器输出驱动电路(5)的输出端5. 5、5. 6、5. 7、5. 8分别与状态指示电路(6)的输入端6. I、6.2,6. 3、6· 4 相连； 所述逻辑判断电路(4)的输入端4. 3并接继电器输出驱动电路(5)的输入端5. 4后与电源电路(I)的电源输出端I. 6相连，所述继电器输出驱动电路(5)的输入端5. 3并接状态指不电路(6)的输入端6. 5后与光电隔离电路(3)的输出端3. 5相连。
2.根据权利要求I所述的一种矿用在线漏电监测模块，其特征在于所述电源电路(I)的电路结构为变压器Tl的一次侧线圈与电源相连，变压器Tl的二次侧线圈包括第一线圈(7)、第二线圈(8)和第三线圈(9)，所述第一线圈(7)、第二线圈(8)和第三线圈(9)的输出端分别与第一整流电路D1、第二整流电路D6和第三整流电路D7的输入端相连； 所述第一整流电路Dl的输出端正极并接电容C6的一端、电容C3的正极、二极管D5的负极、电阻R12的一端和NPN型三极管Q2的集电极后与NPN型三极管Ql的集电极相连，电阻R12的另一端并接稳压二极管D3的负极后与NPN型三极管Q2的基极相连，NPN型三极管Q2的发射极并接电阻R9的一端后与NPN型三极管Ql的基极相连，NPN型三极管Ql的发射极并接电阻R9的另一端后与电阻Rl的一端相连，所述电阻Rl的另一端并接电容C30的一端后与三端可调正稳压器Ul的输入端相连，所述电容C30的另一端与电阻R24的一端相连，三端可调正稳压器Ul的输出端并接稳压二极管D3的正极、二极管D5的正极、电容C7的一端、电阻R8的一端和电阻R16的一端后与电源电路(I)的电源输出端I. I相连，三端可调正稳压器Ul的控制端与电源电路(I)的控制端I. 2相连；第一整流电路Dl的输出端负极并接电容C6的另一端、电容C3的负极、电容C7的另一端、电阻R8的另一端和电阻R16的另一端后与电源电路(I)的电源输出端I. 3相连； 所述第二整流电路D6的输出端正极并接电容C9的正极和电容Cll的一端后与三端稳压器U2的输入端相连，所述三端稳压器U2的输出端并接电容C12的一端和电容ClO的正极后与电源电路(I)的电源输出端I. 4相连，第二整流电路D6的输出端负极并接电容C9的负极、电容Cll的另一端、三端稳压器U2的接地端、电容C12的另一端、电容ClO的负极和电阻R24的另一端后与电源电路(I)的电源输出端I. 5相连； 所述第三整流电路D7的输出端正极并接电容C14的正极和电容C15的一端后与三端稳压器U3的输入端相连，所述三端稳压器U3的输出端并接电容C13的正极和电容C16的一端后与电源电路(I)的电源输出端I. 6相连，第三整流电路D7的输出端负极并接电容C14的负极、电容C15的另一端、三端稳压器U3的接地端、电容C13的负极和电容C16的另一端后接地；所述检测信号输入电路(2)的电路结构为电阻R7的一端并接电阻Rll的一端、二极管D2的负极、电阻RlO的一端和电阻R2的一端后与检测信号输入电路(2)的电源端正极2.I相连，所述电阻Rll的另一端与电容CS的一端相连，二极管D2的正极并接电阻R13的一端后与检测信号输入电路(2)的反馈端2. 2相连，电阻R13的另一端串接电阻R14后与滑动变阻器R19的一固定端相连，所述电阻R7的另一端并接电容CS的另一端、滑动变阻器R19的滑动端、滑动变阻器R19的另一固定端和电阻R20的一端后与检测信号输入电路(2)的电源输入端2. 3相连； 所述电阻RlO的另一端串接电阻R17后与检测信号输入电路(2)的信号输出端2. 4相连； 所述电阻R2的另一端依次串接电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6后与检测信号输入电路(2)的检测信号输入端正极2.5相连，所述电阻R20的另一端与电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端并接电阻R15的一端、电容C4的一端和电容C5的一端后与检测信号输入电路(2)的检测信号输入端负极2. 6相连； 电阻R15的另一端依次串接电阻R18和电容Cl后与电阻R2和电阻R3之间的连线相连，电容C4的另一端与电阻R3和电阻R4之间的连线相连，电容C5的另一端与电阻R5和电阻R6之间的连线相连，电容C2的一端与电容Cl与电阻R18之间的连线相连，电容C2的另一端与电阻R4和电阻R5之间的连线相连； 所述光电隔离电路(3)的电路结构为HCNR200芯片U5的6脚串接电阻R28后与光电隔离电路(3 )的电源输入端3. I相连，HCNR200芯片U5的6脚、5脚分别为光电隔离电路(3 )的输出端3. 5、3. 6 ; LM258A芯片U4的8脚并接电阻R25的一端后与光电隔离电路(3)的电源输入端3. 3相连，所述电阻R25的另一端与HCNR200芯片U5的2脚相连，电阻R27的一端并接电容C18的一端后与光电隔离电路(3)的信号输入端3. 4相连，电阻R27的另一端与LM258A芯片U4的3脚相连，电容C18的另一端并接LM258A芯片U4的4脚、LM258A芯片U4的5脚、PNP型三极管Q4的集电极和HCNR200芯片U5的4脚后与光电隔离电路(3)的电源输入端3. 2相连； 所述LM258A芯片U4的2脚与I脚相连，LM258A芯片U4的I脚与6脚之间串接有电阻R26，LM258A芯片U4的6脚并接电容C17的一端后与HCNR200芯片U5的3脚相连，LM258A芯片U4的7脚并接电容C17的另一端后与PNP型三极管Q4的基极相连，PNP型三极管Q4的发射极与HCNR200芯片U5的I脚相连； 所述逻辑判断电路(4)的电路结构为电阻R40的一端并接电容C25的一端和电阻R61的一端后与逻辑判断电路(4)的输入端4. 2相连，所述电阻R40的另一端与LM2902N芯片U7的10脚相连；电容C24的一端并接可调稳压二极管U9的负极、电阻R59的一端后与逻辑判断电路(4)的输入端4. I相连；所述电阻R59的另一端并接电阻R62的一端后与可调稳压二极管U9的控制端相连； 所述LM2902N芯片U7的8脚与9脚相连，LM2902N芯片U7的8脚与3脚之间串接有电阻R46，LM2902N芯片U7的I脚与5脚之间串接有电阻R21，LM2902N芯片U7的2脚并接电阻R57的一端和电容C20的一端后与电阻R65的一端相连；所述电阻R57的另一端与滑动变阻器电阻R55的一固定端相连，电容C20的另一端并接滑动变阻器R55的滑动端和另一固定端后与电阻R43的一端相连，电阻R43的另一端与LM2902N芯片U7的12脚相连；所述LM2902N芯片U7的4脚与逻辑判断电路(4)的电源输入端4. 3相连，LM2902N芯片U7的6脚并接电容C23的一端和电阻R39的一端后与电阻R34的一端相连，LM2902N芯片U7的7脚并接电容C23的另一端和电阻R39的另一端后与电阻R60的一端相连，所述电阻R60的另一端为逻辑判断电路(4)的信号输出端4.4 ; 所述LM2902N芯片U7的13脚并接电容C21的一端和电阻R58的一端后与电阻R66的一端相连，电容C21的另一端并接电阻R58的另一端后与电阻R36的一端相连,所述电阻R36的另一端为逻辑判断电路(4)的信号输出端4. 6 ；LM2902N芯片U7的14脚与电阻R47的一端相连，所述电阻R47的另一端为逻辑判断电路(4)的信号输出端4. 5 ； 所述电容C25的另一端并接电阻R61的另一端、电容C24的另一端、TL431I芯片U9的正极、电阻R62的另一端、电阻R65的另一端、电阻R34的另一端、电阻R66的另一端和LM2902N芯片U7的11脚后接地； 所述继电器输出驱动电路(5)的电路结构为电阻R30的一端与继电器输出驱动电路(5)的输入端5. 3相连，电阻R30的另一端并接电阻R53的一端和电阻R35的一端后与电阻R41的一端相连,所述电阻R53的另一端并接电阻R48的一端后与电阻R68的一端相连，电阻R48的另一端与LM2901芯片U6的6脚相连；电阻R35的另一端与LM2901芯片U6的11脚相连，电阻R41的另一端与LM2901芯片U6的9脚相连； 所述LM2901芯片U6的7脚、3脚、4脚分别与继电器输出驱动电路(5)的输入端5. 2、·5.4,5. I相连，LM2901芯片U6的5脚并接电阻R29的一端后与电阻R50的一端相连，所述电阻R50的另一端并接电阻R67的一端后与继电器输出驱动电路(5)的输出端5. 5相连，电阻R29的另一端并接电阻R31的一端后与LM2901芯片U6的2脚相连； 所述电阻R31的另一端并接电阻R32的一端和电感LI的一端后与继电器输出驱动电路(5)的输入端5. 4相连，电阻R32的另一端与LM2901芯片U6的13脚相连，电感LI的另一端并接二极管D8的负极后与继电器Kl的线圈的一端相连，所述LM2901芯片U6的13脚为继电器输出驱动电路(5)的输出端5. 6 ； 所述LM2901芯片U6的8脚并接电容C22的一端后与电阻R49的一端相连，所述电阻R49的另一端为继电器输出驱动电路(5)的输出端5. 7 ;所述LM2901芯片U6的I脚与10脚之间串接有电阻R38，LM2901芯片U6的9脚与14脚之间串接有电阻R37，LM2901芯片U6的14脚并接电阻R42的一端后与电阻R33的一端相连，所述电阻R33的另一端为继电器输出驱动电路(5)的输出端5. 8，所述电阻R42的另一端并接电容C19的一端后与NPN型三极管Q6的基极相连，所述NPN型三极管Q6的集电极并接二极管D8的正极后与继电器Kl的线圈的另一端相连； 所述电阻R68的另一端依次并接电阻R67的另一端、LM2901芯片U6的12脚、电容C22的另一端、电容C19的另一端后和NPN型三极管Q6的发射极后接地。
3.根据权利要求2所述的一种矿用在线漏电监测模块，其特征在于所述状态指示电路(6)的电路结构为所述发光二极管D14的正极并接滑动变阻器R74的一固定端、二极管D13的正极、电阻R76的一端和电阻R82的一端后与状态指不电路(6)的输入端6. 4相连，所述发光二极管D14的负极与电阻R85的一端相连，所述电阻R85的另一端并接转换开关SI的3脚后接地，所述滑动变阻器R74的另一固定端并接滑动变阻器R74的滑动端和二极管D13的负极后与状态指示电路(6)的输入端6. 5相连； 所述电阻R76的另一端与NPN型三极管QlO的集电极相连，电阻R82的另一端并接电阻R75的一端后与NPN型三极管Q9的集电极相连，所述电阻R75的另一端串接发光二极管D12后与NPN型三极管 QlO的基极相连，所述NPN型三极管Q9的基极串接电阻R83后与状态指示电路(6)的输入端6. I相连； 双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的一正极并接后与NPN型三极管QlO的发射极相连，上述双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的另一正极并接后与NPN型三极管Q9的发射极相连，双发光二极管指示灯D15、D16、D17、D18的负极分别与转换开关SI的6脚、7脚、9脚、10脚相连； 电阻R86、R87、R88、R89的一端并接后与状态指示电路(6)的输入端6. 2相连，电阻R86、R87、R88、R89的另一端分别与滑动变阻器R77、R80、R79、R78的一固定端相连，上述滑动变阻器R77、R80、R79、R78的另一固定端并接各自的滑动端后分别与转换开关SI的5脚、4脚、2脚、I脚相连；所述转换开关SI的8脚与状态指示电路(6)的输入端6. 3相连。
专利摘要本实用新型一种矿用在线漏电监测模块，属于矿用在线漏电监测电路技术领域；所要解决的技术问题是提供一种用于煤矿井下3300V电压等级的电气线路在线漏电监测模块；采用的技术方案是一种矿用在线漏电监测模块，包括电源电路、与漏电监测端口相连的检测信号输入电路、光电隔离电路、逻辑判断电路、继电器输出驱动电路和状态指示电路；采用高电源范围设计，确保在恶劣环境下能够正常使用；电源端、信号检测端和信号输出端三者完全隔离，干扰抑制功能较强，可防止错误操作，确保系统的安全性；监控信号和报警信号同时输出，实现监控一体化；本实用新型适用于煤矿领域。
文档编号G01R31/02GK202548261SQ201220141708
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者刘涛 申请人:刘涛