CN102944858A - 剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种剩余电流动作保护器RCD动作特性检测仪校验仪分断开关，包括时间检定仪和控制电路，所述控制电路包括：信号输入端、第一桥式整流电路、光耦开关、电源模块、三极管放大电路、第二桥式整流电路和信号输出端，所述信号输入端将时间检定仪输出的直流电压信号传输到第一桥式整流电路，第一桥式整流电路的输出端连接光耦开关的输入端，光耦开关的输出端连接三极管放大电路的输入端，三极管放大电路连接电源模块，三极管放大电路的输出端通过第二桥式整流电路连接信号输出端，控制信号输出端开关的打开或闭合。本发明由时间检定仪和控制电路来实现模拟RCD的功能，并且误差范围符合JJF1283-2011校准规范。

Description

剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关
技术领域
本发明涉及一个检测过电流保护器测试设备的装置，具体的说是属于安规类计量检测技术领域
背景技术
在低压电网中安装剩余电流动作保护器是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种有效的防护措施。
剩余电流动作保护器动作特性检测仪是用来检测剩余动作保护器的，剩余电流动作保护器（下文称RCD）的工作原理图如图1。图中铁芯包绕了一电气回路的全部载流导体，在磁芯内产生的磁通在一瞬间都与这些导体电流的算术和有关。在一方向流过的电流假设为正(I1)，则在相反方向流过的电流就为负(I2)。在无故障的正常回路中I1 + I2=0，在磁芯内没有磁通，线圈内的电动势为零。接地故障电流Id穿过磁芯流向故障点，但却经大地的保护线返回电源。穿过磁芯的诸导体的电流因此不再平衡，电流差在磁芯内产生了磁通。此电流被称作“剩余”电流，这一原理也被认作“剩余电流”原理。在磁芯内产生的变磁通在绕组内感应出一电动势，这样就有电流I3流过使脱扣器动作的线圈。如果剩余电流大于能使脱扣器动作的电流值，不论是直接动作的还是经电子继电器动作的，断路器就要跳闸。
RCD检测仪通过输出模拟的电流触发RCD跳闸，观察RCD的跳闸时间。
为了确保量值准确可靠，需要对RCD测试仪进行计量。2011年7月12日，JJF1283-2011剩余电流动作保护器动作特性检测仪校准规范开始实行，规范要求RCD测试仪校验仪的技术参数为：
分断时间：测量范围（20～5000）ms，最大允许误差±（0.1%×T+1）ms，式中T为分断时间设置值。
分辨力≤10ms。
   剩余电流：测量范围（0～3000）mA，最大允许误差±（1%～3%）×读数。
             分辨力0.01mA或者相对于读数≤0.1%
为了计量RCD检测仪，我们打算让标准器来模拟RCD的工作，从而读取RCD检测仪的实际输出量。目前，对RCD检测仪的剩余电流输出只需用数字多用表进行，本发明是模拟了分断开关的功能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，模拟了分断开关的功能，模拟电路通断，以此来实现RCD检测仪校验。
按照本发明提供的技术方案，所述剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，包括时间检定仪和控制电路，所述控制电路包括：信号输入端、第一桥式整流电路、光耦开关、电源模块、三极管放大电路、第二桥式整流电路和信号输出端，所述信号输入端连接时间检定仪的输出端和第一桥式整流电路的输入端，将时间检定仪输出的直流电压信号传输到第一桥式整流电路，第一桥式整流电路的输出端连接光耦开关的输入端，光耦开关的输出端连接三极管放大电路的输入端，三极管放大电路连接电源模块提供一个上拉电压，三极管放大电路的输出端通过第二桥式整流电路连接信号输出端，控制信号输出端开关的打开或闭合，所述信号输出端连接到被检的剩余电流动作保护器动作特性检测仪。
其中，所述三极管放大电路包括第一三极管和第二三极管，第一三极管的基极通过第二电阻连接光耦开关的输出端，第一三极管发射极连接所述电源模块，第一三极管基极和发射极之间连接第三电阻，第一三极管集电极通过第四电阻连接第二三极管基极，第二三极管基极通过第五电阻接地，第二三极管集电极连接第二桥式整流电路，第二三极管发射极接地。
所述第一桥式整流电路包括四个二极管构成的整流桥，其中，二极管阴极和阳极的连接点连接所述信号输入端，二极管共阳极端和共阴极端分别连接光耦开关的两个输入端。
所述第二桥式整流电路包括四个二极管构成的整流桥，其中，二极管的共阴极点连接三极管放大电路的输出端，二极管的共阳极点接地，二极管阴极和阳极的连接点分别连接所述控制信号输出端开关的两端。
在未工作时光耦开关处于开路，三极管放大电路不工作，电源模块给三极管放大电路提供一个上拉电压；在工作时，信号输入端收到电压信号，通过第一桥式整流电路，光耦开关开始通电工作，三极管放大电路进入放大状态，通过第二桥式整流电路，带动信号输出端开关闭合。
时间检定仪给控制电路输入一个电压信号同时开始计时，接着控制电路给被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪一个信号，同时被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪开始计时，时间检定仪计时完毕后停止电压信号输出，控制电路停止工作，被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪停止计时，记录下此时的时间检定仪读数和被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪读数作为校准数据。
本发明的优点是：本发明是结构简单合理，能够准确控制信号通断的电路，该电路时间延迟小，动作时间短，成本低。
附图说明
图1是剩余电流动作保护器RCD的工作原理图。
图2为RCD检测仪校验仪的工作实例。
图3为控制电路的线路工作原理框图。
图4为控制电路的原理图。
具体实施方式
本发明的特点在于配合时间检定仪和控制电路来来实现分断开关功能，使其符合规范要求。
本发明由时间检定仪1和控制电路2两部分组成，其中控制电路2由信号输入端4、第一桥式整流电路5、光耦开关(TLP521-1)6、电源模块7、三极管放大电路8、第二桥式整流电路9和信号输出端10组成。如图3所示，所述信号输入端4连接时间检定仪1的输出端和第一桥式整流电路5的输入端，将时间检定仪1输出的直流电压信号传输到第一桥式整流电路5，第一桥式整流电路5的输出端连接光耦开关6的输入端，光耦开关6的输出端连接三极管放大电路8的输入端，三极管放大电路8连接电源模块7提供一个上拉电压，三极管放大电路8的输出端通过第二桥式整流电路9连接信号输出端10，控制信号输出端10开关的打开或闭合，所述信号输出端10连接到被检的RCD检测仪3。
本发明的控制电路2工作原理：在未工作时光耦开关8处于开路，三极管放大电路10不工作，电源模块7给三极管放大电路8提供一个上拉电压；在工作时，信号输入端4收到电压信号（DC 12V信号输入），通过第一桥式整流电路5（可以忽略电压信号正、负极），光耦开关6开始通电工作，三极管放大电路8进入放大状态，通过第二桥式整流电路9，带动信号输出端10开关闭合。
如图2所示，本发明先将被检RCD检测仪3电流调节到特定值，再与时间检定仪1、控制电路2连接好，给时间检定仪1设定一个时间值。开始工作，时间检定仪1给控制电路2输入一个电压信号同时开始计时，接着控制电路2给被检RCD检测仪3一个信号，同时被检RCD检测仪3开始计时。时间检定仪1计时完毕后停止电压信号输出，控制电路2停止工作，被检RCD检测仪3停止计时。记录下此时的时间检定仪1读数和被检RCD检测仪3读数作为校准数据。时间检定仪和控制电路共同完成分断开关功能。所述时间检定仪测量范围1ms～99999.9s，最大允许误差T×10-7±1ms。
如图4所示，具体的电路连接为：所述三极管放大电路8包括第一三极管P1和第二三极管N1，第一三极管P1的基极通过第二电阻R2连接光耦开关O1的输出端，第一三极管P1发射极连接所述电源模块7，第一三极管P1基极和发射极之间连接第三电阻R3，第一三极管P1集电极通过第四电阻R4连接第二三极管N1基极，第二三极管N1基极通过第五电阻R5接地，第二三极管N1集电极连接第二桥式整流电路9，第二三极管N1发射极接地。
所述第一桥式整流电路5包括四个二极管构成的整流桥，其中，二极管阴极和阳极的连接点连接所述信号输入端4，二极管共阳极端和共阴极端分别连接光耦开关O1的两个输入端。
所述第二桥式整流电路9包括四个二极管构成的整流桥，其中，二极管的共阴极点连接第二三极管N1集电极，二极管的共阳极点接地，二极管阴极和阳极的连接点分别连接所述控制信号输出端10开关K1的两端。
本发明选取器件本着时间延迟最小的原则，在实测中由元器件所产生的信号延迟均在0.05%以下。
本发明的注意事项还有以下两点：
1、仪器输入端要适应时间检定仪的带载能力。
2、控制电路多用分立元件，动作时间短，带载能力强。
由上可见，本发明由时间检定仪和控制电路来实现模拟RCD的功能，并且误差范围能够符合JJF1283-2011校准规范。

Claims (6)

1. 剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，其特征是：包括时间检定仪（1）和控制电路（2），所述控制电路（2）包括：信号输入端（4）、第一桥式整流电路（5）、光耦开关（6）、电源模块（7）、三极管放大电路（8）、第二桥式整流电路（9）和信号输出端（10），所述信号输入端（4）连接时间检定仪（1）的输出端和第一桥式整流电路（5）的输入端，将时间检定仪（1）输出的直流电压信号传输到第一桥式整流电路（5），第一桥式整流电路（5）的输出端连接光耦开关（6）的输入端，光耦开关（6）的输出端连接三极管放大电路（8）的输入端，三极管放大电路（8）连接电源模块（7）提供一个上拉电压，三极管放大电路（8）的输出端通过第二桥式整流电路（9）连接信号输出端（10），控制信号输出端（10）开关的打开或闭合，所述信号输出端（10）连接到被检的剩余电流动作保护器动作特性检测仪（3）。
2.如权利要求1所述的剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，其特征是，所述三极管放大电路（8）包括第一三极管（P1）和第二三极管（N1），第一三极管（P1）的基极通过第二电阻（R2）连接光耦开关（6）的输出端，第一三极管（P1）发射极连接所述电源模块（7），第一三极管（P1）基极和发射极之间连接第三电阻（R3），第一三极管（P1）集电极通过第四电阻（R4）连接第二三极管（N1）基极，第二三极管（N1）基极通过第五电阻（R5）接地，第二三极管（N1）集电极连接第二桥式整流电路（9），第二三极管（N1）发射极接地。
3.如权利要求1所述的剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，其特征是，所述第一桥式整流电路（5）包括四个二极管构成的整流桥，其中，二极管阴极和阳极的连接点连接所述信号输入端（4），二极管共阳极端和共阴极端分别连接光耦开关（6）的两个输入端。
4.如权利要求1所述的剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，其特征是，所述第二桥式整流电路（9）包括四个二极管构成的整流桥，其中，二极管的共阴极点连接三极管放大电路（8）的输出端，二极管的共阳极点接地，二极管阴极和阳极的连接点分别连接所述控制信号输出端（10）开关的两端。
5.如权利要求1所述的剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，其特征是，在未工作时光耦开关（8）处于开路，三极管放大电路（10）不工作，电源模块（7）给三极管放大电路（8）提供一个上拉电压；在工作时，信号输入端（4）收到电压信号，通过第一桥式整流电路（5），光耦开关（6）开始通电工作，三极管放大电路（8）进入放大状态，通过第二桥式整流电路（9），带动信号输出端（10）开关闭合。
6.如权利要求1所述的剩余电流动作保护器动作特性检测仪校验仪分断开关，其特征是，时间检定仪（1）给控制电路（2）输入一个电压信号同时开始计时，接着控制电路（2）给被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪（3）一个信号，同时被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪（3）开始计时，时间检定仪（1）计时完毕后停止电压信号输出，控制电路（2）停止工作，被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪（3）停止计时，记录下此时的时间检定仪（1）读数和被检剩余电流动作保护器动作特性检测仪（3）读数作为校准数据。
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