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漏电保护器智能化测试仪的设计

2020-02-20 04:12      点击次数:

目前,漏电保护器作为一种新型的低压保护电器无论在城市还是在乡村安装使用非常普遍,它工作的可靠性直接影响人身安全。在美国是政府强制规定推行的用电安全保护装置,并且每两年必须更换。我国对漏电保护器的使用虽然没有强制规定更换的年限,但从用电安全

  目前,漏电保护器作为一种新型的低压保护电器无论在城市还是在乡村安装使用非常普遍,它工作的可靠性直接影响人身安全。在美国是政府强制规定推行的用电安全保护装置,并且每两年必须更换。我国对漏电保护器的使用虽然没有强制规定更换的年限,但从用电安全的角度考虑,定期对漏电保护器工作性能检测是必须要做的。本文介绍了漏电保护器动作特性自动测试仪,可测量和记录漏电保护器的触头分断时间、漏电动作电流和不动作电流,提供了改善漏电保护器工作性能的重要技术指标,检测自动化水平高,能检测在线与非在线运行的漏电保护器。

  反映漏电动作性能的主要3个参数是:额定漏电动作电流(I△n)、漏电动作时间和额定漏电不动作电流(I△n0)。

  I△n表征漏电动作的灵敏度,是漏电保护器的漏电动作电流值。漏电动作时间是指对漏电保护器施加漏电动作电流到切断电路为止所需的时间。I△n0是防止漏电保护器误动作,国家标准规定的不动作的漏电电流值,通常取0.5I△n。

  测试漏电动作电流的方法是:从小于0.2I△n开始施加测试电流,在30s内线性地增加至I△n, 若漏电保护器断开瞬间的电流值为I△,当满足I△n0n0《I△《I△n时,漏电保护器的漏电动作电流值为合格。因此,测试的漏电电流值均匀增长将直接影响测量的准确度。使用传统的手动和电机驱动调压器的方法很难使测试漏电的电流值均匀增加,难以控制测量的随机误差。采用单片机实时控制漏电的电流值,使漏电电流均匀增长,能有效提高测量的准确度。图1所示为漏电保护器动作特性测试仪的结构框图。

  测试仪以单片机ATmega32为核心,扩展可编程的漏电电流源、漏电电流的检测电路、触头状态的监测电路、键盘和显示等外围设备。ATmega32是基于增强型AVR RISC结构的8位微控制器,指令集先进,指令执行时间采用单时钟周期,速度是普通8051单片机的8~12倍。工作频率达16MHz,片内32K字节Flash程序存储器、1个硬件16位定时器和2个8位定时器、4路PWM输出、8路A/D转换、1个全双工异步串行口、32个通用I/O口。具有低功耗、高速、超强抗干扰等优点,在同类产品中具有较高的性价比。

  保证测量准确性的关键是可编程漏电电流源能产生均匀变化的漏电电流,该漏电电流源由50Hz的正弦波发生器、交流量数摸转换电路构成。

  50Hz的RC正弦波振荡电路由运算放大器组成。稳定振荡信号的幅度是采用非线性负反馈,同时,采用低温度系数的电阻与电容元件构成RC正弦波振荡电路的选频电路,保证振荡频率的稳定,为了提高带负载的能力,正弦波输出信号经过电压跟随器输出。

  交流量数模转换电路是可编程漏电电流源的核心部分,正弦交流量振幅的大小是通过改变数字量来控制,具有良好的线构成数模转换电路,该器件是二进制快速乘法式8位D/A芯片。交流量数模转换电路如图2所示。为了保证实现数字到正弦交流模拟信号的转变,图中VD是预置直流偏压,大小等于50Hz正弦波发生器输出信号漏电保护器智能化测试仪的设计的幅值。

  从式(5)可见,当电阻R1、R4、R5、R、Rf为定值时,输出电流的大小与RL无关,仅由数字量控制。当A1、A2、…A8全为“1”时,调整电路参数,使IL=0.5A, 当A1、A2…A8全为“0”时,使IL=0A.0~0.5A的电流变化范围完全满足我国目前生产的漏电保护器的测试要求。为了提高测量速度,在保证模拟漏电电流准确度的条件下,将输出电流分为50mA、100mA、200mA和500mA四档,各档的选择由ATmega32切换电阻R1的大小来实现。在不同的挡位,电流增加的数值大小是不一样的。当选50mA档位时,电流是按照0.196mA(50mA/255)递增;当选择500mA档位时,电流是按照1.96mA(500mA/255)递增,因此,可完全满足为漏电保护器提供线性增加的漏电电流的要求。

  触头状态监测电路如图3所示。漏电保护器动、静触头闭合时,L1与L2的交流电通过整流、滤波和稳压,使光电耦合器G3 导通,反相器A的2脚输出为高电位。当漏电保护器动、静触头分断时,光电耦合器G3截止,反相器A输出2脚为低电位,作为漏电检测结束的时刻。在漏电保护器动、静触头闭合时,光电耦合器G3的电流通过漏电保护器的一相动、静触头,电流大小为1~2mA,由于是直流,不会在漏电保护器中的零序电流互感器的二次侧产生感应电流,对漏电保护器的漏电动作电流没有影响。

  控制电路如图4所示。漏电保护器的漏电电流产生的开始信号通过程序控制,动、静触头断开信号送入 ATmega32的外部中断输入端PD2,采用中断的方式对漏电保护器动、静触头的分断时间进行检测。按键S1作为测试功能选择,用来选择测量漏电电流或漏电动作时间。按键S2用来选择模拟漏电电流50mA、100mA、200mA和500mA中的某一档。按键S3和S4是在测量漏电动作时间时,用来设定模拟漏电的电流值,S3控制模拟漏电的电流值增加,S4控制模拟漏电的电流值减少。S5是测试开始/停止控制按键。当测量漏电电流时,设定好参数按下 S5,ATmega32根据S2选择的档位输出数据,使模拟漏电电流从0增加到最大值,若模拟漏电电流达到某一电流值时漏电保护器动作,则该电流值就是实际漏电动作电流值。当测试漏电动作时间时,设定好漏电电流参数后按下S5,ATmega32根据设定的电流值直接产生设定的模拟漏电电流,实现测量漏电动作时间。

  基于嵌入式C语言设计ATmega32软件的部分,程序结构采用模块化。具体包括主程序、仪器初始化子程序、功能控制子程序、可编程漏电电流源子程序、检测漏电动作时间子程序和显示子程序等。

  主程序是检测漏电保护器动作特性参数的主控程序,当测试仪工作时,主程序循环运行,并根据功能要求调用相关子程序,子程序执行后返回主程序。仪器初始化子程序实现仪器的初始化,内容包括仪器参数、单片机引脚配置、定时器、模数转换、中断初始化等。控制功能子程序实现按键功能的扫描,控制仪器与人之间的交流。可编程漏电电流源子程序用来产生测试用的漏电电流,检测漏电保护器断开瞬间漏电的电流值(I△)。检测漏电动作时间子程序实现对漏电保护器漏电动作时间的检测。显示子程序实现漏电电流和漏电动作时间的显示。

  本测试仪操作简单,解决了手动测试方法存在的测量不准确的问题,达到了自动测量的目的,可检测在线与非在线运行的漏电保护器,提高了检测漏电保护器性能的水平,为进行漏电保护器工作性能的研究、品质检验及生产调试提供了技术手段。仪器设计充分利用了 ATmega 32内置的各种功能,使硬件电路结构简单,有效提高了仪器的性价比,已在多家企业和科研单位使用,使用结果表明,仪器工作可靠,达到预期的技术指标。

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  电工在工作中常用的漏电开关测试仪一般为手持式,体积小,重量轻,便于携带,可测试各种类型的漏电保护器,是各种漏电保护器现场或室内检测的最佳测试仪表。一般先进的测试仪,其测试结果,都可以直接以数字形式显示在仪表上,是工业厂房不可缺少的仪器,也是电工常备的仪器之一,漏电开关测试仪,是一种采用集成电路制成电路测试仪器,其主要用于测量漏电保护器动作电流、分断时间、交流电压等,正确使用各种仪器才会为我们工作带来帮助,那么漏电保护测试仪怎么用呢?我们先来看看漏电开关测试仪图解,再给大家介绍一下漏电开关测试仪主要功能的详细使用方法。漏电开关测试仪图解漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电

  R3、R4阻值很大,所以K1合上时,流经L的电流很小,不足以造成K1断开。R3、R4为可控硅T1、T2的均压电阻,可以降低对可控硅的耐压要求。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。    漏电保护器电路原理图介绍   图中L为电磁铁线圈,漏电时可驱动闸刀开关K1断开,每个桥臂用两只1N4007串联可提高耐压。R3、R4阻值很大,所以K1合上时,流经L的电流很小,不足以造成K1断开。R3、R4为可控硅T1、T2的均压电阻,可以降低对可控硅的耐压要求。K2为试验按钮,起模拟漏电的作用。按压试验按钮K2,K2接通,相当于外线火线对地有漏电,这样,穿过磁环的三相电源线和零线的电流的矢量和不为零,磁环上的检测线

  据不完全统计,我国每年因漏电而引起的触电事故、火灾造成数千人死亡和数十亿的经济损失,因此对防止漏电火灾及人身触电保护的漏电保护器的性能提出了更高的要求。本文介绍的漏电保护器动作特性自动测试系统,可测量漏电保护器的漏电动作电流值、分断时间和漏电不动作电流值,对提高漏电保护器工作的可靠性提供了主要技术参数,检测过程具有较高的自动化水平,可对在线运行与非在线运行的漏电保护器进行检测。 系统硬件设计 表征漏电保护器的参数较多,其中与用电者人身安全关系最为密切的是漏电动作性能,描述漏电动作性能的主要参数为额定漏电动作电流(I△n)和漏电动作时间。额定漏电动作电流是由制造厂规定的漏电保护器在规定条件下必须动作的漏电动作电流值,它反映了

  引言 据不完全统计,我国每年因漏电而引起的触电事故、火灾造成数千人死亡和数十亿的经济损失,因此对可以防止漏电火灾及人身触电保护的漏电保护器的性能提出了更高的要求。文章介绍的漏电保护器动作特性自动测试系统,可测量漏电保护器的漏电动作电流值、分断时间和漏电不动作电流值,对提高漏电保护器工作的可靠性提供了主要技术参数,检测过程具有较高的自动化水平,可对在线运行与非在线运行的漏电保护器进行检测。 1 系统硬件设计 表征漏电保护器的参数较多,其中与用电者人身安全关系最为密切的是漏电动作性能,描述漏电动作性能的主要参数为额定漏电动作电流(I△n)和漏电动作时间。额定漏电动作电流是由制造厂规定的漏电保护器在规定条件

  0引言   八十年代以前,我国仍沿用前苏联模式一以零序保护作为接地故障保护。这种方式所检测的电流为零序电流,其可以用于包括TN-C系统在内的所有系统,但保护整定值必须大于N 线和PEN线中流过的三相不平衡电流、谐波电流以及正常泄漏电流之和,其值约数十至数百安。这么大的整定值只能保护线路绝缘,而不能有效地防人身电击或接地电弧引起的电气火灾。八十年代后,采用了漏电保护器(以下简称RCD),它所检测的是剩余电流,即被保护回路内相线和中性线电流瞬时值的代数和(其中包括中性线中的三相不平衡电流和谐波电流),此电流即为正常的泄漏电流和故障时的接地故障电流。为此,RCD的整定值,即其额定动作电流In,只需躲开正常泄漏电流值即可,此值以毫安计

  引言 据不完全统计,我国每年因漏电而引起的触电事故、火灾造成数千人死亡和数十亿的经济损失,因此对可以防止漏电火灾及人身触电保护的漏电保护器的性能提出了更高的要求。文章介绍的漏电保护器动作特性自动测试系统,可测量漏电保护器的漏电动作电流值、分断时间和漏电不动作电流值,对提高漏电保护器工作的可靠性提供了主要技术参数,检测过程具有较高的自动化水平,可对在线运行与非在线运行的漏电保护器进行检测。 1 系统硬件设计 表征漏电保护器的参数较多,其中与用电者人身安全关系最为密切的是漏电动作性能,描述漏电动作性能的主要参数为额定漏电动作电流(I△n)和漏电动作时间。额定漏电动作电流是由制造厂规定的漏电保护器在规定条件下必须动作

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