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）

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化原理。實驗結果表明，該裝置結構簡單，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。為了防止這種現象發生，設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，實現家用電器的安全保護。

1 電流互感器的工作原理

電流互感器是電力系統中測量儀表，繼電保護等二次設備獲取一次回路電流信息的傳感器，將高電流按比例轉化為低電流。電流互感器的原邊接在一次系統，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：

2 設計方案

電流互感器將待測大電流轉化為較小的電流，在通過電流互感器的負極檢測電阻轉化為電壓，經二級濾波電路，經過A/D轉化為數字量，數字信號經單片機AT89C51采集并轉化為實際電流值，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]，設計框圖如下圖所示。

系統設計框圖

3 實驗結果

對大功率家用電器進行多次過流保護實驗，該過流保護裝置監測到的實際電流值與理論值相符合。實驗結果表明，在0-10mA的安全電流范圍內，該過流保護裝置輸出穩定；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。

4 結論

設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，將待測大電流轉換為小電流，當用電器電流過大時，過流保護裝置啟動，能夠實現報警和斷電功能，安全可靠，并且成本低，具有較高的實用價值。

[1] 王欣.同步電動機保護器的研究[D].沈陽工業大學,2007.

[2] 王少偉.在線電流檢測無線報警系統的設計[J].科技信息,2009 (34):5-6.

[3] 胡漢才.單片機原理及其接口技術[M].北京：清華大學出版社,2006：78-79.

[4] 謝偉成,楊家國.單片機語言C51應用實戰集錦[M].北京:清華大學出版社,2001：186-190.

渭南師范學院特色學科建設項目(14TSXK07)；渭南師范學院科研計劃項目(14YKS009); 渭南師范學院專業綜合建設項目(ZZ2014-36).