CN105866680A - 一种用于测试漏电断路器的测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试漏电断路器的测试设备，包括交流电源电路、相位产生电路、交流漏电调节电路和时间检测电路；其特征在于：相位产生电路包括可控硅电流控制电路；所述可控硅电流控制电路包括：根据所述第一半波整流电路、第二半波整流电路和第三半波整流电路输出的控制信号而导通的三极管BG18、由三极管BG18驱动的光耦芯片IC4，由光耦芯片IC4控制通断的双向可控硅BG19，双向可控硅BG19的A、K极串联在外接模拟漏电回路中。本发明通过改进可控硅电流控制电路，使其结构较为合理，能够有效满足特殊漏电断路器的测试需求。

Description

一种用于测试漏电断路器的测试设备

技术领域

本发明涉及一种测试设备，具体涉及一种用于测试漏电断路器的测试设备。

背景技术

根据国家标准GB14048.2-2001，GB16916.1-2003，GB16917.1-2003等规定：对无论是突然施加或缓慢上升的具有规定的剩余脉动直流或剩余正弦交流电流，能确保在规定时间内脱扣的漏电断路器称为A型漏电断路器。对无论是突然施加或缓慢上升的具有无直流分量的剩余正弦交流电流，能确保在规定时间内脱扣的漏电断路器，称为AC型漏电断路器。由上可知，A型漏电断路器覆盖了AC型漏电断路器的功能。

上述“规定的剩余脉动电流”为以下4种情况：电流滞后电压0º的半波整流电流、电流滞后电压90º的半波整流电流、电流滞后电压135º的半波整流电流、含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流。

现有技术中不存在对A型漏电断路器进行测量的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测试范围较广且性能较为稳定可靠的测试设备。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于测试漏电断路器的测试设备，包括交流电源电路、直流供电电路、相位产生电路、交流漏电调节电路、相位显示电路、指示灯电路和时间检测电路；其特征在于：交流电源电路具有用于构成负载回路的第一火线端和用于构成模拟漏电回路的第二火线端，第一火线端和第二火线端用于与被测设备的火线输入端相连，所述负载回路的零线端用于与被测设备的零线端相连；所述被测设备是A型漏电断路器；相位产生电路用于与被测设备的火线输出端L2相连；相位产生电路包括控制按钮电路、电流滞后电压0º的第一半波整流电路、电流滞后电压90º的第二半波整流电路、电流滞后电压135º的第三半波整流电路、6mA直流生成电路以及可控硅电流控制电路，可控硅电流控制电路根据所述第一半波整流电路、第二半波整流电路和第三半波整流电路输出的控制信号在所述模拟漏电回路中分别生成电流滞后电压0º的半波整流电流、电流滞后电压90º的半波整流电流、电流滞后电压135º的半波整流电流和含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流；控制按钮电路用于控制相位产生电路在所述模拟漏电回路中分别生成电流滞后电压0º的半波整流电流、电流滞后电压90º的半波整流电流、电流滞后电压135º的半波整流电流和含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流；

所述电流滞后电压135º的第三半波整流电路包括：正弦波整形电路、充电电路、与门、电阻R9、电阻R10、运算放大器IC1B、电阻R11、电位器WR1、三极管BG3、电阻R12、R13、按钮开关SB1、电阻R58、三极管BG18、光耦芯片IC4、电阻R59、双向可控硅BG19、电阻R60和电阻R61；

充电电路由电阻R8和电容C5构成，电阻R8和电容C5依次与运算放大器IC1A的输出端相连；

与门由二极管D6和D7构成，二极管D6的负极接电阻R8，二极管D6的正极接运算放大器IC1B的正极；二极管D7的负极接运算放大器IC1A的输出端，电阻R9和电阻R10各自的输入端接二极管D7的正极，电阻R9和电阻R10用于设定相对于电流滞后电压135º的整定电压；

电阻R11的输入端接电阻R9的输出端，电阻R11的输出端接运算放大器IC1B的反向输入端；电位器WR1的一端接运算放大器IC1B的反向输入端；电阻R11和电位器WR1用来调节运算放大器IC1B的反向输入端的相对于电流滞后电压135º的比较电压；

三极管BG3的基极通过电阻R12接运算放大器IC1B的输出端，三极管BG3的发射极接电阻R13的输入端和按钮开关SB1，三极管BG3的集电极接电阻R11的输入端，三极管BG3与电阻R13构成射极跟随器；电位器WR1的调节端和电阻R10的输出端均与电阻R13的输出端相连；电阻R12用作三极管BG3基极的限流电阻；

运算放大器IC1B的输出端用于输出电流滞后电压135º的控制信号；电阻R13上的电流滞后电压135º的控制信号通过按钮开关SB1、电阻R58送给三极管BG18，三极管BG18驱动光耦芯片IC4，电阻R59是对光耦芯片IC4进行限流的限流电阻，保证光耦芯片IC4有效工作；光耦芯片IC4用以隔离交流220V与相位产生电路直流部分，控制双向可控硅BG19的导通和关断，电阻R60和电阻R61用于控制双向可控硅BG19的G极输入电流，使输入信号足够触发双向可控硅BG19导通；双向可控硅BG19的A、K二极串联在负载与交流电源之间，流过负载的电流就是滞后于电压135º的半波整流电流；

控制双向可控硅BG19即可控制线路中通过规定的剩余脉动电流，调节电位器WR3、WR4和WR5控制漏电流大小；当按钮开关SB10闭合时，按钮开关SB10的两个中间触点用于相位产生电路输出波形的检测；所述可控硅电流控制电路包括：根据所述第一半波整流电路、第二半波整流电路和第三半波整流电路输出的控制信号而导通的三极管BG18、由三极管BG18驱动的光耦芯片IC4，由光耦芯片IC4控制通断的双向可控硅BG19，双向可控硅BG19的A、K极串联在所述模拟漏电回路中；

所述时间检测电路包括：单片机IC6、与单片机IC6的漏电检测端相连的用于检测所述模拟漏电回路是否导通的漏电信号检测电路、以及与单片机IC6的时间信息输出端相连的用于显示时间的数码管；单片机IC6根据漏电信号检测电路输出的漏电信号测量从所述模拟漏电回路导通至A型漏电断路器脱扣所需的时间并通过所述数码管显示该时间；

所述相位产生电路连接有用于显示所述模拟漏电回路存在电流滞后电压0º的半波整流电流或电流滞后电压90º的半波整流电流或电流滞后电压135º的半波整流电流或含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流的相位显示电路。

本发明具有积极的效果：（1）本发明通过改进可控硅电流控制电路，使其结构较为合理，能够有效满足特殊漏电断路器的测试需求。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步的解释，其中附图如下：

图1为实施例1的测试设备的外形结构示意图；

图2为实施例1的测试设备的部分电原理图；

图3为实施例1的测试设备的另一部分电原理图。

具体实施方式

（实施例1）

见图1-3，测试设备本实施例是一种用于测试漏电断路器的测试设备，包括：交流电源电路1、直流供电电路7、相位产生电路2、交流漏电调节电路3、相位显示电路6、指示灯电路5和时间检测电路4。

交流电源电路1具有用于构成负载回路的第一火线端和用于构成模拟漏电回路的第二火线端，第一火线端和第二火线端用于与被测设备9的火线输入端相连，所述负载回路的零线端用于与被测设备9的零线端相连。本实施例中被测设备9是A型漏电断路器。

相位产生电路2用于与被测设备9的火线输出端L2相连；相位产生电路2包括控制按钮电路，控制按钮电路用于控制相位产生电路2在所述模拟漏电回路中分别生成电流滞后电压0º的半波整流电流、电流滞后电压90º的半波整流电流、电流滞后电压135º的半波整流电流和含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流。

交流漏电调节电路3用于控制所述模拟漏电回路的电流大小；时间检测电路4用于测量从所述模拟漏电回路导通至A型漏电断路器脱扣所需的时间，即动作时间。

所述相位产生电路2包括：电流滞后电压0º的第一半波整流电路、电流滞后电压90º的第二半波整流电路、电流滞后电压135º的第三半波整流电路、6mA直流生成电路、以及用于根据所述第一半波整流电路、第二半波整流电路和第三半波整流电路输出的控制信号在所述模拟漏电回路中分别生成电流滞后电压0º的半波整流电流、电流滞后电压90º的半波整流电流、电流滞后电压135º的半波整流电流和含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流的可控硅电流控制电路。

所述电流滞后电压135º的第三半波整流电路包括：由变压器T2、二极管D5、电阻R3、R4、R5、R6、R7和运算放大器IC1A构成的正弦波整形成电路，与运算放大器IC1A的输出端相连的由电阻R8、电容C5构成的充电电路，由二极管D6、D7构成的与门；用来设定相对于电流滞后电压135º的整定电压的电阻R9和R10，用来调节运算放大器IC1B的反向端的相对于电流滞后电压135º的比较电压的电阻R11和电位器WR1，运算放大器IC1B的输出端用于输出电流滞后电压135º的控制信号。

电阻R12是三极管BG3基极的限流电阻，三极管BG3与电阻R13构成射极跟随器，电阻R13上的电流滞后电压135º的控制信号通过按钮开关SB1、电阻R58送给三极管BG18，三极管BG18驱动光耦芯片IC4，电阻R59是限流电阻，保证光耦芯片IC4有效工作。光耦芯片IC4用以隔离交流220V与相位产生电路直流部分，控制双向可控硅BG19的导通和关断，电阻R60、R61用于控制双向可控硅BG19的G极输入电流，使输入信号足够触发双向可控硅BG19导通。双向可控硅BG19的A、K二极串联在负载与交流电源之间，流过负载的电流就是滞后于电压135º的半波整流电流。控制双向可控硅BG19即可控制线路中通过规定的剩余脉动电流，调节电位器WR3、WR4、WR5即可控制漏电流大小。当按钮开关SB10闭合时，按钮开关SB10的两个中间触点用于相位产生电路输出波形的检测。

所述可控硅电流控制电路包括：根据所述第一半波整流电路、第二半波整流电路和第三半波整流电路输出的控制信号而导通的三极管BG18、由三极管BG18驱动的光耦芯片IC4，由光耦芯片IC4控制通断的双向可控硅BG19，双向可控硅BG19的A、K极串联在所述模拟漏电回路中。

所述时间检测电路4包括：单片机IC6、与单片机IC6的漏电检测端相连的用于检测所述模拟漏电回路是否导通的漏电信号检测电路、以及与单片机IC6的时间信息输出端相连的用于显示时间的数码管；单片机IC6根据漏电信号检测电路输出的漏电信号测量从所述模拟漏电回路导通至A型漏电断路器脱扣所需的时间并通过所述数码管显示该时间。

所述相位产生电路2连接有用于显示所述模拟漏电回路存在电流滞后电压0º的半波整流电流或电流滞后电压90º的半波整流电流或电流滞后电压135º的半波整流电流或含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流的相位显示电路6。

交流电源电路由220V 50Hz交流电源供电给变压器T4，变压器T4输出180V、220V、250V、380V电压经波段开关SA1连接至交流输出接线柱L1、N上。通过调节波段开关SA1的档位，可改变交流输出接线柱L1和N两端的电压。变压器T4的负载是交流漏电调节电路3。

交流漏电调节电路3由变压器T4输出26V交流电，其输出端一端与波段开关SA2串联后接至交流输出接线柱L1，另一端与电流表、漏电调节电阻、双向可控硅BG19、波段开关SA3串联后，连接至交流输出接线柱L2。

相位显示电路6由数码管LED1-LED4、二极管D11-36、三极管BG7-16组成的逻辑电路、按钮开关组成。

当按下按钮开关SB4时，电流信号触发三极管BG20导通，三极管BG20输出信号触发三极管BG7、BG8导通，数码管LED1显示“A”，数码管LED2显示“C”。 按下按钮开关SB3时，数码管LED1、LED4显示“A0”； 按下按钮开关SB2，数码管LED1、LED3、LED4显示“A90”； 按下按钮开关SB5，数码管LED1、LED2、LED3、LED4显示“A0-6”。

指示灯电路5由变压器T4、整流二极管D42-45、三端稳压器BG27、RC滤波电路组成。直流供电电路7包括：由变压器T1供电的5V直流供电电路、由变压器T3供电的5V直流供电电路、12V直流供电电路、6mA直流生成电路。

时间检测电路4由按钮开关、整流二极管D46-49、三极管BG23-26、电阻、电容C15、光电耦合器IC5、单片机IC6、数码管LED11等组成。

6mA直流生成电路由电阻R67、9V干电池Bt、按钮开关SB5、SB6组成。电阻R67的一端与9V干电池U的正极相连，电阻R67的另一端与按钮开关SB5的中间触点相连，按钮开关SB5的常开触点与按钮开关SB6的常开触点、常闭触点相连，9V干电池负极接按钮开关SB6的常开触点、常开触点相连，按钮开关SB6的中间触点与直流输出接线柱“＋”相连，按钮开关SB6的中间触点SB6-21与直流输出“－”相连。

电流滞后电压90º的第二半波整流电路由电阻R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R57、R58、R59、R60、R61，电容C6，二极管D8、D9、D10，三极管BG5、BG18，双向可控硅BG19，运算放大器IC2，光耦芯片IC4，电位器WR2构成。

电流滞后电压0º的第一半波整流电路由电阻R50、R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、R59、R60、R61，二极管D37，三极管BG17、BG18，双向可控硅BG19，运算放大器IC3，光耦芯片IC4构成。二极管D51的正极端与相位显示电路中的三极管BG22的e极相连，二极管D51的负极端与电阻R75的一端相连，电阻R75的另一端与三极管BG28的b极相连，光耦芯片IC7的2脚与三极管BG28的c极相连，三极管BG28的e极与稳压管BG21的2脚相连。电阻R74的一端与稳压管BG21的3脚相连，光耦芯片IC7的4、6脚分别与按钮开关SB3中间触点SB3-21、常开触点SB3-22相连。因“规定的剩余脉动电流”中有电流滞后电压0º的含有6mA直流的半波整流电流，故本部分是为实现在“A0-6”的情况下，保证电流滞后电压0º的半波整流电流的输出。

电阻R73、R77为光耦芯片IC5的限流电阻，电阻R78为单片机IC6的1脚的限流电阻，电容C15、电阻R79组成微分电路，电阻R80、R81、R82、R83、R84、R85、R86、R87为数码管LED11各管脚的限流电阻，电阻R88、R89、R90、R91为三极管BG23、BG24、BG25、BG26的b极的限流电阻。按钮开关SB17为测试按钮，按钮开关SB18为复位按钮。

当按钮开关SB17闭合时，断路器通电，直流电流经微分电路形成一个尖脉冲，输入单片机IC6的1脚，单片机IC6开始计时。当断路器跳闸时，光耦芯片IC5失电，其4、6脚关断，单片机IC6的3脚有高电平输入，单片机IC6停止计时并输出数据到数码管LED11显示。当按钮开关SB18按下时，单片机IC6、数码管LED11清零。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种用于测试漏电断路器的测试设备，包括交流电源电路、直流供电电路、相位产生电路、交流漏电调节电路、相位显示电路、指示灯电路和时间检测电路；其特征在于：交流电源电路具有用于构成负载回路的第一火线端和用于构成模拟漏电回路的第二火线端，第一火线端和第二火线端用于与被测设备的火线输入端相连，所述负载回路的零线端用于与被测设备的零线端相连；所述被测设备是A型漏电断路器；相位产生电路用于与被测设备的火线输出端L2相连；相位产生电路包括控制按钮电路、电流滞后电压0º的第一半波整流电路、电流滞后电压90º的第二半波整流电路、电流滞后电压135º的第三半波整流电路、6mA直流生成电路以及可控硅电流控制电路，可控硅电流控制电路根据所述第一半波整流电路、第二半波整流电路和第三半波整流电路输出的控制信号在所述模拟漏电回路中分别生成电流滞后电压0º的半波整流电流、电流滞后电压90º的半波整流电流、电流滞后电压135º的半波整流电流和含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流；控制按钮电路用于控制相位产生电路在所述模拟漏电回路中分别生成电流滞后电压0º的半波整流电流、电流滞后电压90º的半波整流电流、电流滞后电压135º的半波整流电流和含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流；

所述电流滞后电压135º的第三半波整流电路包括：正弦波整形电路、充电电路、与门、电阻R9、电阻R10、运算放大器IC1B、电阻R11、电位器WR1、三极管BG3、电阻R12、R13、按钮开关SB1、电阻R58、三极管BG18、光耦芯片IC4、电阻R59、双向可控硅BG19、电阻R60和电阻R61；

充电电路由电阻R8和电容C5构成，电阻R8和电容C5依次与运算放大器IC1A的输出端相连；

与门由二极管D6和D7构成，二极管D6的负极接电阻R8，二极管D6的正极接运算放大器IC1B的正极；二极管D7的负极接运算放大器IC1A的输出端，电阻R9和电阻R10各自的输入端接二极管D7的正极，电阻R9和电阻R10用于设定相对于电流滞后电压135º的整定电压；

电阻R11的输入端接电阻R9的输出端，电阻R11的输出端接运算放大器IC1B的反向输入端；电位器WR1的一端接运算放大器IC1B的反向输入端；电阻R11和电位器WR1用来调节运算放大器IC1B的反向输入端的相对于电流滞后电压135º的比较电压；

三极管BG3的基极通过电阻R12接运算放大器IC1B的输出端，三极管BG3的发射极接电阻R13的输入端和按钮开关SB1，三极管BG3的集电极接电阻R11的输入端，三极管BG3与电阻R13构成射极跟随器；电位器WR1的调节端和电阻R10的输出端均与电阻R13的输出端相连；电阻R12用作三极管BG3基极的限流电阻；

运算放大器IC1B的输出端用于输出电流滞后电压135º的控制信号；电阻R13上的电流滞后电压135º的控制信号通过按钮开关SB1、电阻R58送给三极管BG18，三极管BG18驱动光耦芯片IC4，电阻R59是对光耦芯片IC4进行限流的限流电阻，保证光耦芯片IC4有效工作；光耦芯片IC4用以隔离交流220V与相位产生电路直流部分，控制双向可控硅BG19的导通和关断，电阻R60和电阻R61用于控制双向可控硅BG19的G极输入电流，使输入信号足够触发双向可控硅BG19导通；双向可控硅BG19的A、K二极串联在负载与交流电源之间，流过负载的电流就是滞后于电压135º的半波整流电流；

控制双向可控硅BG19即可控制线路中通过规定的剩余脉动电流，调节电位器WR3、WR4和WR5控制漏电流大小；当按钮开关SB10闭合时，按钮开关SB10的两个中间触点用于相位产生电路输出波形的检测；所述可控硅电流控制电路包括：根据所述第一半波整流电路、第二半波整流电路和第三半波整流电路输出的控制信号而导通的三极管BG18、由三极管BG18驱动的光耦芯片IC4，由光耦芯片IC4控制通断的双向可控硅BG19，双向可控硅BG19的A、K极串联在所述模拟漏电回路中；

所述时间检测电路包括：单片机IC6、与单片机IC6的漏电检测端相连的用于检测所述模拟漏电回路是否导通的漏电信号检测电路、以及与单片机IC6的时间信息输出端相连的用于显示时间的数码管；单片机IC6根据漏电信号检测电路输出的漏电信号测量从所述模拟漏电回路导通至A型漏电断路器脱扣所需的时间并通过所述数码管显示该时间；

所述相位产生电路连接有用于显示所述模拟漏电回路存在电流滞后电压0º的半波整流电流或电流滞后电压90º的半波整流电流或电流滞后电压135º的半波整流电流或含有6mA直流的电流滞后电压0º的半波整流电流的相位显示电路。