一种漏电保护器测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量技术领域，是一种漏电保护器测试仪。
【背景技术】
[0002]低压配电系统中装有漏电保护器，漏电保护器是防止发生电击事故的有效手段之一，也是防止漏电引起电气火灾、人身伤害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。
[0003]参照图1，漏电保护器的原理是:对地电流超过一定的设定阈值时，漏电保护器可以在很短时间内切断整个电路。其工作原理是:正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流通过漏电保护器，此时流过检测互感器的电流大小相等，方向相反，总和为零。由基尔霍夫第一定律可知:对于任一集中参数电路，在任一时间t，流出任一节点或包围部分电路的闭合曲面的各支路电流的代数和等于零，即ΣΙ = O。当被保护电路发生漏电或有人触电时，电流的平衡遭到破坏，出现漏电流。漏电流是故障时流经人体、或流经故障接地点流入地下、或经保护导体返回电源的电流，由于漏电电流的存在，通过检测互感器一次负载电流的代数和不再等于零，它导检测互感器铁芯中的磁通代数和不再为零，从而在铁芯中出现了交变磁通。通过电磁互感现象，在检测互感器二次线圈上产生感应电动势，该漏电信号经传感器处理和比较后，当达到预设定阈值时，就会触发漏电保护器断开电路。由法拉第电磁感应定律可知不论任何原因使通过回路的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比。
[0004]漏电保护器测试仪是根据漏电保护器的工作原理而制作的。就是通过改变火线与地线之间的阻抗值来改变流过漏电保护器的漏电流的大小。现有的漏电保护器是有多个固定电流值，比如:10mA、20mA、30mA、100mA、300mA、500mA。只能测量在该固定电流值下是动作还是不动作。现有的漏电保护器测试仪也有自动测量功能，但是，它只是将几个固定电流值连在一起，自动改变测试电流值。并不是连续的改变电流值，固定电流值之间的间隔比较大，无法测出漏保的动作临界值，只能测出动作电流和不动作电流。现有的漏电保护器测试仪对接线要求非常严格，测试时需要连接三根线，分别为火线、零线和地线。如果接错测试线，将无法测量，或使测量仪器损坏，甚至发生危险;现有的漏电保护器测试仪产生的不平衡电流是通过控制市电产生的，在测试中，现有的漏电保护器测试仪产生不平衡电流的电压波形与实时的电网电压波形是一致的，电网电压波形与当地的负荷密切相关，如果当地电力电子负荷所占比重较大时，会产生较多的谐波，会使电网电压波形发生变化，这样对于漏电保护器来说，没有统一的标准。可能出现这样的情况，同一台漏电保护器测量同一个漏电保护器，在此地测量的是合格的，在另一地测量为不合格的情况。因此，现有的漏电保护器受被测地点电网电压的影响；漏电流对上一级电源有影响，漏电流是流经变电所变压器的火线流过漏电保护器测试仪和漏电保护器，最后通过大地流入变压器中线;现有的漏电保护器测试仪按键多，有三条测试线，测试线连接要求严格，操作步骤繁琐，即使动手能力强、富有实践经验的人操作，也觉的很费力，担心接错线造成的后果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，克服现有技术的不足，提供一种结构合理，操作方便，自动化程度高，能够实现快速准确测量的漏电保护器测试仪。
[0006]实现本发明目的采用的技术方案是，一种漏电保护器测试仪，其特征是，它包括CPU电路、按键电路、液晶显示电路、可控标准正弦波电流驱动电路、电流测量电路、电压测量电路、保护切换电路，所述CHJ电路分别与按键电路、液晶显示电路、可控标准正弦波电流驱动电路、电流测量电路、电压测量电路、保护切换电路电连接，所述电流测量电路与可控标准正弦波电流驱动电路、保护切换电路电连接，所述可控标准正弦波电流驱动电路与保护切换电路电连接，所述保护切换电路与电压测量电路电连接。
[0007]所述CPU电路的型号为C8051F系列芯片或其他可编程单片微机处理器，此处所用型号为C8051F120 XPU电路的LM386-1N引脚与可控标准正弦波电流驱动电路的运算放大器LM386-1N端电连接，CPU电路的AIl引脚与电流测量电路的电阻RlO和瓷片电容C15滤波处理后端电连接，CPU电路的AUl引脚与电压测量电路的电阻R13和瓷片电容C17的滤波处理后端电连接，CPU电路的P62引脚与保护切换电路的三级管Ql输入电阻R3电连接，⑶U电路的P70、P71、P72、P73、P74、P75、P76、P77引脚分别与按键电路的8个按键连接，CPU电路的P60弓丨脚与液晶显示电路三极管Q3的输入电阻R28电连接。
[0008]所述按键电路具有的8个按键与电阻排R8连接。
[0009 ] 所述液晶显不电路液晶屏的型号为12864。
[0010]所述可控标准正弦波电流驱动电路的运算放大器LM386-1N端与CPU电路的LM386-1N引脚电连接，CPU电路的LM386-1N引脚为正弦波信号输出端与滑动变阻器VRl电连接，正弦波信号输出端与滑动变阻器、运算放大器LM386的正相输入端电连接，正弦波信号经运算放大器LM386处理、电解电容E2的去直流处理、瓷片电容C16和电阻Rll过滤，精密电流互感器TA1015-3与负载电阻R5、瞬变电压抑制二极管TVS、GND连接，熔断丝与双刀双掷继电器HFD4的5引脚电连接。
[0011]所述电流测量电路的精密电流互感器TA1015-3，正弦波电流经过精密电流互感器TAlOl 5-3的一次侧端，精密电流互感器TAl 015_3的二次侧线圈与电阻R9串联成一回路，精密电流互感器TA1015-3的二次侧线圈一端与参考电压VREF1.2电连接，精密电流互感器TA1015-3的二次侧线圈一端与电阻R10、瓷片电容C15、CPU电路5的AIl的引脚连接，由二极管D15和二极管D14组成钳位电路。
电压测量电路的精密电压互感器SPT204A，电压信号经过限流电阻R8、精密电压互感器SPT204A的一次侧端，精密电压互感器SPT204A的L、N与保护切换电路I的L、N电连接，精密电压互感器SPT204A的二次侧线圈与电阻R12串联成一回路，精密电压互感器SPT204A 二次侧线圈的一端与参考电压VREF1.2电连接，精密电压互感器SPT204A 二次侧线圈的一端与电阻R13、瓷片电容C17、CPU电路的AUl的引脚是电连接，由二极管D16和二极管D17组成钳位电路。
[0012]保护切换电路I的三级管Ql输入电阻R3与CPU电路的P62引脚电连接，接口 Jll的1、2弓I脚分别与表针X、表针Y连接，接口 J11的另一侧与双刀双掷继电器HFD4的3、6端电连接，三极管Ql为其动作的驱动器件，发光二极管Iedl为其工作状态指示灯，当双刀双掷继电器HFD4不切换时，其引脚3、6与引脚2、7电连接，相当于表针与电压测量电路2电连接，测量的为电压信息，当双刀双掷继电器HFD4切换时，引脚3、6与引脚4、5电连接，相当于表针与电流测量电路3电连接，如果双刀双掷继电器HFD4引脚4、5两端有电压，且超过了瞬变电压抑制二极管TVS的导通电压，瞬变电压抑制二极管TVS管会迅速导通，回路阻抗较小，回路电流较大，熔断丝熔断，从而保护了后侧的其他电路。
[0013]本发明的原理大体为:CPU电路可以控制可控标准正弦波电流驱动电路通过表针X，表针Y向被测漏电保护器注入一个标准的正弦波电流，此电流可连续可控。结合一些控制策略，实现漏电保护器的智能，安全，灵活测量。
[0014]本发明具有现有产品的主要功能，对现有产品的不足之处，在原理上有了改进。
[0015]本发明的漏电保护器测试仪的优点体现在:
1.智能检测，一键式操作:
(I)自动测量测试回路是否开路，可以及时发现测试过程中的问题，使测试人员及时调整测试回路，提高了测试效率。
[0016](2)连续自动测量漏电保护器动作电流，可以测出漏保的临界动作电流，大大提高了测量精度;可选固定值检测漏电保护器动作电流和不动作电流，可以实现快速测量。
[0017]2.防误操作:具有软件防误和硬件防误双套防误设计，接线方便，且比现有产品少接一条测试线，并且对接线没有对应关系，可以随意连接，都可正常进行测量，使用更加安全可靠、更加的方便。
[0018]3.可测被测仪器工作电压:当测试表针接到被测仪器工作电源两端时，可以测出被测仪器工作电压，此功能相当于电压表测电压，在实际工作中，也可以当一台电压表使用，这样技术人员在实际工作中可以少拿一台电压表，使工作更方便。
[0019]4.仪器电压监测:可以检测仪器工作电压，及时调整工作电源，合理安排工作，此外，还设有外接电源的接口，在室内或者有市电接口的地方可接外接电源，使用更加方便灵活。
[0020]5.自动关机，更加节能。
[0021]进一步的效果为:
a.采用电流注入法，由于本发明仪器的电源与被测漏电保护器的电源是电气隔离的，注入的电流和只流过本发明测试仪和漏电保护器。这样可以把产生此电流的电压降到安全值36V以下，增加了操作的安全性，降低了监测电路的功率损耗;采用小电压，标准的正弦波电流注入到漏电保护器中，降低了测试功率，解决了测试发热和测试中引入高压等不安全问题。
[0022]b.测试中，不平衡电流只通过被测漏电保护器和漏电保护测试仪，不影响上一级电源。
[0023]c.注入检测电流为标准的正弦波电流，不受电网电压波形的影响，增加了测试数据的标准性。
[0024]d.易于操作:按键少，智能化强，一看便一目了然，有两条测试线，随意接线，一键式操作，确保安全测量，而现有产品按键多，有三条测试线，测试线连接要求严格，说明书中的操作步骤繁琐，且存在着因接错线导致安全隐患。
【附图说明】
[0025]图1为漏电保护器工作原理图；
图2为本发明的漏电保护器测试仪电路方框图；
图3为图2的保护切换电路I结构图；
图4为图2的保护切换电路1、电压测量电路2、电流测量电路3、可控标准正弦波电流驱动电路4原理图；
图5为图2的按键电路6原理图；
图6为图2的液晶显不电路7原理图；
图7为图2的CPU电路5原理图。
【具体实施方式】
[0026]下面利用附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0027]参照图1，通过导线a或导线η向检测互感器中注入一