一种在线式漏电保护器测试仪的研制

一种在线式漏电保护器测试仪的研制

一种在线式漏电保护器测试仪的研制 2011： 低压配电系统中装设漏电保护器（剩余电流动作保护器）是防止电击事故的有效手段之一，也是防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。国家标准要求漏电保护器在投入运行后，使用单位应建立运行记录及相应的管理制度，每月需在通电状态下，按动实验按钮，检查漏电保护器动作是否可靠。雷雨季节应增加检查次数。但是该实验只能用来检查漏电保护器的脱扣功能，不能用来校核额定漏电动作电流和分断时间的数值。所以国家标准还规定应定期进行漏电保护器的动作特性实验，测试漏电动作电流值、漏电不动作电流值和分断时间。我们研制了一种漏电保护器试仪，可在线实现上述功能的测试。1 硬件电路设计硬件电路主要包括信号采集控制电路、断电检测电路及单片机控制电路。1.1 信号采集控制电路国家标准规定额定漏电动作电流IΔn的优先值为：0.006、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、20A；额定漏电不动作电流IΔno的优先值为0.5IΔn，如果采用其它值时应大于0.5Iδn；漏电保护器的分断时间如表1、表2所示。表1 直接接触用的漏电保护器的最大分断时间IΔn/A额定电流In/A最大分断时间/sIΔn2IΔn0.25A0.006任何值510.040.01050.50.040.0300.50.20.04表2 间接接触用的漏电保护器的最大分断时间IΔn/A额定电流In/A最大分断时间/sIΔn2IΔn5IΔn>0.03任何值20.20.04只适用于≥4050.30.15手持式电动工具、移动电器、家用电器插座回路的设备优先选用IΔn，为30mA及以上、100mA以下的快速动作的漏电保护器；有多台设备的总保护应选用IΔn为100mA及以上的快速动作的漏电保护器。根据以上要求可见，IΔn不大于30mA的漏电保护器应用广泛。由表1可知，在测试直接接触用漏电保护器的分断时间时应产生250mA的漏电流，因此该测试仪设计为最大可产生275mA（有效值）的漏电流，可满足测试IΔn为50mA及以下的漏电保护器的所有测试项目、IΔn为100mA的漏电保护器除5IΔn分断时间外的所有测试项目。该测试仪的信号采集控制电路如图1所示。K选用KN62S型三位开关，K合向位1时测试漏电动作电流值、漏电不动作电流值。Q1、Q2为光MOS固态继电器，其开路最大漏电流为10μA。测试漏电保护器某一漏电流的分断时间时，K合向位2后接通Q1，整流桥接在n0～n1之间，调节电流到测试值，然后断开Q1（延时10ms以上，确保Q1断开）接通Q2，由n1点接向n2点意味着突然产生漏电流，同时开始计量分断时间。因为零线N与地线PE的电位一般不同，所以测试点n2不接在PE线上。v1接断电检测电路。由整流特性及电流有效值定义知整流桥前后的电流有效值相等，图1中I1即为漏电流值。考虑在线测试时三极管集电极电位较高，以三极管发射极电流有效值I3作为测量信号。控制电压V3作为测量信号。控制电压V2为1.4～4.8V，2SD272、2SD594的hFE分别为40和50，R3取1Ω，R2的值由下式确定： r2取15kΩ。Rw选用10kΩ的电位器，以便出厂时调整V2的动态范围（因不同的2SD272、2SD594的hFE可能不同）。∵i1=i3-i2 ∴i1=i3-[1/(1+40)(1+50)]若令i3=i1，则因简化产生的误差er为：因er很小，可认为I1=I3。∵V3=I3R3，由V3即可测得漏电流I1的值。1.2 断电检测电路在测试漏电保护器的动作持性时，必须准确测知漏电保护器的动作时刻。本系统设计的断电检测电路见图2。6N138为光电二极管与达林顿光电晶体管封装的光电耦合器，一次侧工作电流IF为1.6mA，Ifmax为20mA，Vfmax为1.7V。考虑到整流桥的正向导通压降Vdmax为2.4V，6N138一次侧电流iF由下式确定：从v1的零时刻开始使iF增加到1.6mA所需的

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