CN102116815B - 一种安规测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安规测试系统，所述系统应用于安规测试仪中，所述系统包括：保护导体测量模块、插排测试模块、电网掉相测试模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、计算模块和采样电路，所述保护导体测量模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、插排测试模块以及电网掉相测试模块分别与采样电路相连；所述采样电路与所述计算模块相连，通过所述计算模块计算得出最终测试值。通过本发明实施例，实现了对保护导体、插排接线、电网掉相、绝缘电阻和漏电流等的测试，解决了现有的安规测试类产品功能单一的问题。

Description

一种安规测试系统

技术领域

本发明涉及电气设备测量领域，更具体的说是涉及一种安规测试系统。

背景技术

目前，现有的安规测试类产品，只能针对被测的电器设备进行单一的安规检测，例如对保护电阻、绝缘电阻或漏电流的检测，功能比较单一，且只是对电器设备本身的参数进行测量，对于使用电器设备必须的电器连接器件或者供应电源的市电是否安全可用，不能进行测试，功能单一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种安规测试系统，解决了现有安规测试产品功能单一的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种安规测试系统，所述系统应用于安规测试仪中，所述系统包括：保护导体测量模块、插排测试模块、电网掉相测试模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、计算模块和采样电路，其中：

所述保护导体测量模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、插排测试模块以及电网掉相测试模块分别与采样电路相连；所述采样电路与所述计算模块相连，通过所述计算模块计算得出最终测试值；

所述保护导体测量模块包括：限流电阻、分压电阻、取样电阻、电流正反切换继电器和第一直流电源产生电路，其中：

所述限流电阻、所述分压电阻和所述取样电阻串联接于第一直流电源产生电路和参考地之间，其中所述限流电阻的一端连接所述第一直流电源产生电路，所述取样电阻的一端与地连接；

所述电流正反切换继电器连接所述限流电阻和所述分压电阻的连线；

所述采样电路连接所述分压电阻和所述取样电阻的连线；

所述电流正反切换继电器分别连接被测设备的保护导体接线端和外壳接地端；

所述插排测试模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管，其中：

所述第一电阻一端连接电源电压，另一端连接被测插排火线输入端；

所述第二电阻一端接地，另一端连接被测插排零线输入端；

所述第一二极管的阳极连接被测插排火线输出端，阴极连接被测插排零线的输出端；

所述第三电阻一端连接第一二极管的阳极，另一端连接第一二极管的阴极；

所述第三电阻两端连接采样电路；

所述电网掉相测试模块包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管，其中：

所述第四电阻一端连接电网火线端，另一端连接第二二极管阳极；

所述第二二极管阴极通过第五电阻与地连接；

所述第七电阻的一端连接所述第五电阻与地之间的连线，另一端连接第五二极管阴极；

所述第五二极管阳极通过第八电阻与电网零线端相连；

所述第六电阻两端分别连接在电网火线端和零线端；

所述第三二极管阴极连接所述第四电阻与第二二极管之间的连线，阳极接地；

所述第四二极管阴极连接所述第八电阻与第五二极管之间的连线，阳极接地；

所述第九电阻一端连接电网地线端，另一端接地；

所述第五电阻与所述第二二极管阴极相连的那一端和第七电阻与第五二极管阴极相连的那一端分别连接采样电路；

所述绝缘电阻测量模块包括：逆变脉冲产生电路、逆变器和第一信号处理电路，其中：

所述逆变脉冲产生电路连接逆变器输入端，所述逆变器输出端连接逆变脉冲产生电路与其形成反馈回路；

所述逆变器输出端连接被测设备的火线和零线输入端；

所述第一信号处理电路输入端连接被测设备的输出端，输出端连接采样电路；

所述漏电流测量模块包括：第二直流电源产生电路、正弦波产生电路、推挽功率放大电路和第二信号处理电路，其中：

所述第二直流电源产生电路连接推挽功率放大电路；

所述正弦波产生电路连接推挽功率放大电路输入端，所述推挽功率放大电路输出端连接正弦波产生电路与所述正弦波产生电路形成反馈回路；

所述推挽功率放大电路输出端连接被测设备；

所述第二信号处理电路的输入端连接被测设备输出端，输出端连接采样电路。

优选地，所述计算模块为单片机。

优选地，所述采样电路为模数转换器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种安规测试系统，所述系统包括了保护导体测量模块、插排测试模块、电网掉相测试模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、计算模块和采样电路，从而实现了对保护导体、插排接线、电网掉相、绝缘电阻和漏电流等的测试，解决了现有的安规测试类产品功能单一的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种安规测试系统的结构图；

图2为本发明一种安规测试系统中保护导体测量模块的测量电路连接示意图；

图3为本发明一种安规测试系统中插排测试模块的测试电路连接示意图；

图4为本发明一种安规测试系统中电网掉相测试模块的测试电路连接示意图；

图5为本发明一种安规测试系统中绝缘电阻测量模块的测量电路连接示意图；

图6为本发明一种安规测试系统中漏电流测量模块的测量电路连接示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种安规测试系统，所述系统包括了保护导体测量模块、插排测试模块、电网掉相测试模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、计算模块和采样电路，从而实现了对保护导体、插排接线、电网掉相、绝缘电阻和漏电流等的测试，解决了现有的安规测试类产品功能单一的问题。

参见图1，示出了本发明一种安规测试系统的结构图。

结合图1，所述系统包括：保护导体测量模块1、插排测试模块2、电网掉相测试模块3、绝缘电阻测量模块4、漏电流测量模块5、计算模块6和采样电路7，其中：

所述保护导体测量模块1、插排测试模块2、电网掉相测试模块3、绝缘电阻测量模块4以及漏电流测量模块5分别与采样电路7相连；所述采样电路7与所述计算模块6相连，通过所述计算模块6计算得出最终测试值。

其中，所述系统中的计算模块为MCU（Micro Control Unit，微处理单元），即单片机。

采样电路具体为模数转换器ADC。

通过该系统的各个模块实现了对保护导体、插排、电网掉相、绝缘电阻、漏电流等的测试，所述系统应用于安规测试仪中，解决了现有的安规测试产品功能单一的问题。

其中，参见图2所示，为保护导体测量模块的测量电路连接示意图。

所述保护导体测量模块包括限流电阻11、分压电阻12、取样电阻13、电流正反切换继电器14和第一直流电源产生电路15，其中：

限流电阻11、分压电阻12和取样电阻13串联接于第一直流电源产生电路15和参考地之间，其中所述限流电阻11的一端连接所述第一直流电源产生电路15，所述取样电阻13的一端与地连接；

所述电流正反切换继电器14连接所述限流电阻11和所述分压电阻12的连线；

所述采样电路7连接所述分压电阻12和所述取样电阻13的连线；

所述电流正反切换继电器14分别连接被测设备的保护导体接线端和外壳接地端。

保护导体测量模块可实现直流双向测量技术，其工作原理为：电流流向为：电源Vcc——限流电阻11——电流正反的切换继电器14。

当电流正向测量时：电流从电流正反切换继电器14———经被测电器电源线———经被测电器设备———经被测电器接地端———经电流正反的切换继电器14———到参考地与电源Vcc形成回路。

当电流反向测量时：电流从电流正反的切换继电器14———经被测电器接地端———经被测电器设备———经被测电器电源线———经电流正反的切换继电器14———到参考地与电源Vcc形成回路。

限流电阻11的取值的范围：小于20Ω,保证回路电流大于200mA,分压电阻12与取样电阻13的取值的范围为：分压电阻12+取样电阻13的和大于120KΩ，在计算保护导体电阻时可以对分压电阻12与取样电阻13的分压怱略不计。

参见图3所示，为插排测试模块测试电路连接图，包括：第一电阻21、第二电阻22、第三电阻23和二极管24，其中：

所述第一电阻21一端连接电源电压，另一端连接被测插排火线输入端a；

所述第二电阻22一端接地，另一端连接被测插排零线输入端b；

所述二极管24的阳极连接被测插排火线输出端c，阴极连接被测插排零线的输出端d；

所述第三电阻23一端连接二极管24的阳极，另一端连接二极管24的阴极；

所述第三电阻23两端连接采样电路。

采样电路通过采样第三电阻23两端的电压信号，经计算模块进行计算，即可判断出插排的接线情况，是否接线正确，是否存在短路、开路或反接等情况，其具体的工作原理为：当待测试插排接线正确时，电源电压通过第一电阻21，经过待测试插排的火线输入端a输入，从待测试插排的火线输出端c输出，经过二极管D1，待测试插排的零线输出端d，零线输入端b、第二电阻22和接地端，形成一个回路，通过测量第三电阻23两端电压来判断是否接线正确，其中，二极管D1为硅二极管，压降为0.7V，接线正确时第三电阻23两端计算公式为：

第三电阻23一端电压U1=（Vcc-0.7）/2（伏）；

第三电阻23另一端电压U2=U1-0.7（伏）。

因此，通过判断测量的电压值与接线正确时实际电压值是否一致，即可得出插排接线是否正确。

同理，当待测试插排火线开路时，第三电阻23的两电压U1=U2=0（伏），当待测试插排零线开路时，U1=U2=Vcc。

当待测试插排中火线和零线反接时，电源电压Vcc经由第一电阻21、待测试插排的火线输入端a输入、待测试插排的零线输出端d输出、通过第三电阻23、待测试插排的火线输出端c、待测试插排的零线输入端b、第二电阻22和接地端，形成一个回路，反接时，第三电阻23两端的电压为：

U1=Vcc/3（伏）；U2=U1*2。

当待测试插排100的火线和零线短路时，第三电阻23两端的电压为：

U1=U2=Vcc/2（伏）。

因此，根据插排在各种情况下的计算出的第三电阻23两端的电压值与实际测量的23两端电压值比较，即可得出插排的接线情况。

参见图4所示，为电网掉相测试模块的测试电路结构图。包括：第四电阻R1、第五电阻R2、第六电阻R3、第七电阻R4、第八电阻R5、第九电阻R6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，其中：

所述电阻R1一端连接电网火线端L，另一端连接第一二极管D1阳极；

所述第一二极管D1阴极通过电阻R2与地相连；

所述电阻R4的一端连接所述电阻R2与地之间的连线，另一端连接第四二极管D1阴极；

所述第四二极管D1阳极通过电阻R5与电网零线端N相连；

所述电阻R3两端分别连接在电网火线端L和零线端N；

所述第二二极管D2阴极连接所述电阻R1与第一二极管D1之间的连线，阳极接地；

所述第三二极管D3阴极连接所述电阻R5与第四二极管D4之间的连线，阳极接地；

所述电阻R6一端连接电网地线端PE，另一端接地。

所述电阻R2与所述第一二极管阴极相连的那一端和电阻R4与第四二极管阴极相连的那一端分别连接采样电路。

电网掉相模块与电网的接线端包括火线端、零线端和地线端相连，采样电路获取电阻R2与所述第一二极管D1阴极相连的那一端和电阻R4与第四二极管D4阴极相连的那一端的电压，根据这两点电压的变化，由计算模块进行相应计算，根据数据结果即判断出电网是否出现掉相现象。

参见图5所示，为绝缘电阻测量模块的测试电路结构图，可以包括：逆变脉冲产生电路41、逆变器42和第一信号处理电路43，其中：

所述逆变脉冲产生电路41连接逆变器42输入端，所述逆变器42输出端连接逆变脉冲产生电路41与其形成反馈回路；

所述逆变器42输出端连接被测设备的火线和零线输入端；

所述第一信号处理电路43输入端连接被测设备的输出端，输出端连接采样电路。

逆变脉冲产生电路输出脉冲信号送到逆变器，逆变器产生大于500伏直流电压，一路反馈回逆变脉冲产生电路，形成过流过压保护，另一路加载到被测电器电源线的火线与零线输入端，经信号处理电路送到采样电路，最终由计算模块计算出绝缘电阻值。

参见图6所示，为漏电流测试模块的测试电路结构图，可以包括：

第二直流电源产生电路51、正弦波产生电路52、推挽功率放大电路53和第二信号处理电路54，其中：

所述第二直流电源产生电路51连接推挽功率放大电路53；

所述正弦波产生电路52连接推挽功率放大电路53输入端，所述推挽功率放大电路53输出端连接正弦波产生电路52与所述正弦波产生电路52形成反馈回路；

所述推挽功率放大电路53输出端连接被测设备；

所述第二信号处理电路54的输入端连接被测设备输出端，输出端连接采样电路。

其中，正选波产生电路产生50/60HZ的正弦波，第二直流电源提供±80V的直流电压。

通过由第二直流电源产生电路给推挽功率放大电路提供±80V的直流电压，由50/60HZ正弦波产生电路产生正弦波信号并由推挽功率放大电路放大，放大后的正弦信号一路反馈到50/60HZ弦波产生电路，形成过流过压保护，另一路加载到被测电器电源线的火线与零线输入端（被测电器电源线的火线与零线在仪表内由继电器短路），经信号处理电路送到ADC采样电路，最终由仪表MCU计算出等效泄漏电流值。

在安规测试仪中，通过本发明系统中的各个模块进行测量，将计算模块最终计算出的数据结果进行显示，从而实现了多种测试功能。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种安规测试系统，其特征在于，所述系统应用于安规测试仪中，所述系统包括：保护导体测量模块、插排测试模块、电网掉相测试模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、计算模块和采样电路，其中：

所述保护导体测量模块、绝缘电阻测量模块、漏电流测量模块、插排测试模块以及电网掉相测试模块分别与采样电路相连；所述采样电路与所述计算模块相连，通过所述计算模块计算得出最终测试值；

所述保护导体测量模块包括：限流电阻、分压电阻、取样电阻、电流正反切换继电器和第一直流电源产生电路，其中：

所述限流电阻、所述分压电阻和所述取样电阻串联接于第一直流电源产生电路和参考地之间，其中所述限流电阻的一端连接所述第一直流电源产生电路，所述取样电阻的一端与地连接；

所述电流正反切换继电器连接所述限流电阻和所述分压电阻的连线；

所述采样电路连接所述分压电阻和所述取样电阻的连线；

所述电流正反切换继电器分别连接被测设备的保护导体接线端和外壳接地端；

所述插排测试模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管，其中：

所述第一电阻一端连接电源电压，另一端连接被测插排火线输入端；

所述第二电阻一端接地，另一端连接被测插排零线输入端；

所述第一二极管的阳极连接被测插排火线输出端，阴极连接被测插排零线的输出端；

所述第三电阻一端连接第一二极管的阳极，另一端连接第一二极管的阴极；

所述第三电阻两端连接采样电路；

所述电网掉相测试模块包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管，其中：

所述第四电阻一端连接电网火线端，另一端连接第二二极管阳极；

所述第二二极管阴极通过第五电阻与地连接；

所述第七电阻的一端连接所述第五电阻与地之间的连线，另一端连接第五二极管阴极；

所述第五二极管阳极通过第八电阻与电网零线端相连；

所述第六电阻两端分别连接在电网火线端和零线端；

所述第三二极管阴极连接所述第四电阻与第二二极管之间的连线，阳极接地；

所述第四二极管阴极连接所述第八电阻与第五二极管之间的连线，阳极接地；

所述第九电阻一端连接电网地线端，另一端接地；

所述第五电阻与所述第二二极管阴极相连的那一端和第七电阻与第五二极管阴极相连的那一端分别连接采样电路；

所述绝缘电阻测量模块包括：逆变脉冲产生电路、逆变器和第一信号处理电路，其中：

所述逆变脉冲产生电路连接逆变器输入端，所述逆变器输出端连接逆变脉冲产生电路与其形成反馈回路；

所述逆变器输出端连接被测设备的火线和零线输入端；

所述第一信号处理电路输入端连接被测设备的输出端，输出端连接采样电路；

所述漏电流测量模块包括：第二直流电源产生电路、正弦波产生电路、推挽功率放大电路和第二信号处理电路，其中：

所述第二直流电源产生电路连接推挽功率放大电路；

所述正弦波产生电路连接推挽功率放大电路输入端，所述推挽功率放大电路输出端连接正弦波产生电路与所述正弦波产生电路形成反馈回路；

所述推挽功率放大电路输出端连接被测设备；

所述第二信号处理电路的输入端连接被测设备输出端，输出端连接采样电路。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算模块为单片机。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采样电路为模数转换器。

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