CN113296042B - 一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，涉及漏电流保护器测试仪的技术领域，包括：漏电流保护器测试仪、第一测量模块、第二测量模块、漏电流检测放大模块、双稳态触发器，本发明具有较好的普适性，既可以检测国外进口具有较高精确度的漏电流保护器测试仪，又可适应国内众多生产厂商较低精度或技术资料不够全面和规范的漏电流保护器测试仪。

Description

一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统及方法

技术领域

本发明涉及漏电流保护器测试仪的技术领域，特别涉及一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统。

背景技术

漏电流保护测试仪主要用于试验、检测、校准漏电流保护器也称剩余电流动作保护器RCD(Residual Current Operated Protective Device)的漏电动作电流和漏电动作时间等参数。而漏电流保护器测试仪准确与否由更高一级的设备根据量值溯源或量值传递1/3被试品的不确定度原则来进行检测校准。

目前市场中存在着众多国内外制造厂商生产的漏电流保护器测试仪，在对这些种类、型号不同的漏电流保护器测试仪进行检测校准时，上述更高一级的专用仪器设备也有价格昂贵、通用性等不足之处。因此企业或检测校准机构需根据自身条件需求，针对某个别型号的漏电流保护测试仪、或漏电动作时间参数、漏电动作电流参数等采用较简易的仪器设备和方法进行检测校准。

发明内容

本发明的目的就是解决背景技术中提到的上述问题，提出一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统及方法。

为实现上述目的，本发明先提出了一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，包括：漏电流保护器测试仪、第一测量模块、漏电流检测放大模块、双稳态触发器，所述第一测量模块第一输入端与双刀双掷开关第一端相连，第一测量模块输出端与漏电流保护器测试仪输入端相连；所述漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录起始时间，漏电流检测放大模块根据所述漏电流生成高电平信号并输出至双稳态触发器输入端，双稳态触发器Q输出端根据所述高电平信号生成低电平触发信号并将其输出至第一测量模块，第一测量模块接收低电平触发信号并在分闸时间间隔断开第一测量模块输出端与漏电流保护器测试仪输入端间通路，使漏电流保护器测试仪失电并记录终止时间。

可选的，所述漏电流检测放大模块包括标准电阻、数字多用表、零磁通电流传感器、放大整流变换器，其中标准电阻、零磁通电流传感器、放大整流变换器依次相联，数字多用表并联在所述标准电阻电位两端，所述低电平触发信号被输出至数字多用表并用来触发其测量标准电阻两端的电压。

可选的，所述分闸时间间隔为0.01ms～1000ms。

可选的，还包括：第二测量模块，所述第二测量模块第一输入端与双刀双掷开关第二端相连，第二测量模块第二输入端与双稳态触发器第二输出端相连，第二测量模块第一输出端与漏电流保护器测试仪输入端相连，第二测量模块第二输出端与双稳态触发器输入端相连。

可选的，所述漏电流检测放大模块包括：数字多用表、零磁通电流传感器、放大整流变换器，其中数字多用表、零磁通电流传感器、放大整流变换器依次相联，所述低电平触发信号被输出至数字多用表并用来触发测量流过电流值。

可选的，所述第二测量模块包括：漏电流保护器、取样电阻、三态门、数字毫秒表，漏电流保护器输入端通过双刀双掷开关第二端相连，漏电流保护器跳闸输出端分别与漏电流保护器测试仪、取样电阻第一端相连，取样电阻第二端与三态门输入端相连，三态门使能控制端与三态门输入端相

ˉ连，三态门输出端与双稳态触发器输入端相连，双稳态触发器输出端(Q)与数字毫秒表相连。

此外，本发明还提出了一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测方法，设置第一测量模块的分闸时间间隔T0；将双刀双掷开关置位至第一测量模块使上述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统工作在第一状态；使漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录第一起始时间T1；漏电流保护器测试仪在第一测量模块分闸后失电并记录第一终止时间T2；根据所述第一起始时间T1、第一终止时间T2以及分闸时间间隔T0得到漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差；根据漏电流保护器测试仪设定的电流I1、检测到流过标准电阻的漏电流I0得到漏电流保护器测试仪漏电流的绝对误差。

可选的，所述漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差为(T2－T1)-T0。

可选的，将双刀双掷开关置位至第二测量模块，使漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统工作在第二状态；使漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录第二起始时间T1’；双稳态触发器将漏电流检测放大模块生成的高电平信号转换为计时开始信号输出至数字毫秒表；数字毫秒表根据所述计时开始信号记录开始时间T3；漏电流保护器动作跳闸使三态门向双稳态触发器输出低电平信号、漏电流保护器测试仪记录第二终止时间T2’；双稳态触发器将三态门输出的低电平信号转换为计时停止信号输出至数字毫秒表；数字毫秒表根据所述计时停止信号记录停止时间T4；根据所述第二起始时间T1’、第二终止时间T2’、开始时间T3、停止时间T4得到漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差。

可选的，所述漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差为(T4－T3)－(T2’－T1’)。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统及方法具有较好的普适性，既可以用第一测量模块检测国外进口具有较高精确度的漏电流保护器测试仪，又可用第二测量模块适应国内众多生产厂商较低精度或技术资料不够全面的漏电流保护器测试仪。

本发明实施例提供的一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统及方法自动化程度较高，基本做到一个量程一次设定就可同时精密获取电流、时间参量，特别是高效处理对于持续时间不到一秒钟的暂态电流统计测量方法，相比传统的时间和电流分开检测的方法，具有电流检测次数少，工作效率高、读取平均值容易等优点。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例采用时分开关直接测量法时的电路原理图；

图2是本发明实施例采用标准表比较测量法时的电路原理图。

图中：10-第一测量模块、20-第二测量模块、30-动作跳闸模块。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例提供的一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统及方法用来对国内外工业测量用漏电流保护器测试仪的动作电流、动作时间参数进行准确检测。

请参考图1，本实施例提供的一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统包括：漏电流保护器测试仪、第一测量模块10、漏电流检测放大模块、双稳态触发器。所述第一测量模块10第一输入端与双刀双掷开关第一端相连，第一测量模块10输出端与漏电流保护器测试仪输入端相连。

第一测量模块10包括时间校准装置、第一继电器。其中时间校准装置是一台开关控制装置，可以设定us级分合闸时间间隔，如设定10000us＝10ms，其中10ms为标准的动作时间。

在本实施例中，所述时间校准装置采用HT-200高压断路器时间校准装置，在其他实施例中，可选用其他型号时间校准装置，故在此不再赘述。

请参考图1，图1中时间校准装置中右侧输出端两个接线端子内设有开关(未画出)，时间校准装置输出端内设的开关在时间校准装置动作前是闭合的(接通)。当有一触发信号给出时(图中触发源)，时间校准装置输出端内设的开关经设定的延时时间断开。时间校准装置输出端与第一继电器相连，第一继电器的继电器线圈KA1封装在继电器内，第一继电器开关接点第一端作为第一测量模块10的第一输入端，第一继电器开关接点第二端作为第一测量模块10的输出端与漏电流保护器测试仪输入端相连。

具体的，所述漏电流检测放大模块包括标准电阻Rn、数字多用表、零磁通电流传感器30、放大整流变换器，其中标准电阻Rn、零磁通电流传感器30、放大整流变换器依次相联，标准电阻Rn一端作为漏电流检测放大模块输入端与漏电流保护器测试仪相联，放大整流变换器一端作为漏电流检测放大模块输出端与双稳态触发器输入端相联，数字多用表接在所述标准电阻Rn电位两端。

在本实施例中，数字多用表采用34411A型号数字多用表，在其他实施例中，可以选用其他型号数字多用表,故在此不再赘述。

在本实施例中，还包括第二测量模块20，所述第二测量模块20第一输入端与双刀双掷开关第二端相连，第二测量模块20第二输入端与双稳态触发器第二输出端相连，第二测量模块第一输出端与漏电流保护器测试仪输入端相连，第二测量模块第二输出端与双稳态触发器输入端相连。

具体的，所述第二测量模块20包括：漏电流保护器、取样电阻R2、三态门、数字毫秒表，漏电流保护器输入端作为第二测量模块20第一输入端，漏电流保护器跳闸输出端分别与漏电流保护器测试仪、取样电阻R2第一端相连，取样电阻R2第二端与三态门输入端相连，三态门使能控制端与三态门输入端相连，三态门输出端作为第二测量模块第二输出端与双稳态触发器输入端相连，双稳态触发器输出端与数字毫秒表相连。

本实施例提供的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统可根据被检测漏电流保护器测试仪的不同分别使用时分开关直接测量法、标准表比较测量法进行测量。

请参考图1，采用时分开关直接测量法，需把双刀双掷开关置位在第一端，交流输入端与第一测量模块10相连，漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录起始时间，漏电流经漏电流检测放大模块通过零磁通电流传感器对地，单刀三位开关置Urn端，触发信号取之标准电阻电位高端，和放大整流变换器将所述漏电流生成高电平信号，所述高电平信号输出至双稳态触发器输入端，双稳态触发器根据所述高电平信号生成低电平触发信号并将其输出至第一测量模块的时间校准装置触发输入端，第一测量模块的时间触发装置接收低电平触发信号后，在分闸时间间隔断开校准装置右侧输出端内设的开关，从而使第一继电器失电，第一继电器的开关接点从而断开交流输入端与漏电流保护器测试仪输入端间通路，使漏电流保护器测试仪失电并记录终止时间。

请参考图2，采用标准表比较测量法，需把双刀双掷开关置位在第二端，交流输入端与第二测量模块20相连，漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录起始时间，漏电流经数字多用表电流端流经零磁通电流传感器对地，单刀三位开关根据漏电流的大小置U1或U2端，从R1端输出电压信号，经放大整流后作双稳态触发器输入信号，双稳态触发器输出端

输出高电平触发数字毫秒表启动计时；同时漏电流致使漏电流保护器动作跳闸，第二测量模块20中UR2端失电输出低电平，使第二测量模块20中三态门输出端Y输出低电平

使双稳态触发器输出端

呈现低电平，从而使数字毫秒表停止计时。

本实施例中，标准表比较法检测电路使用单线高低电平启动、停止数字毫秒表，这样可在一个工作过程后双稳态触发器自动复位，如果毫秒表使用两线高电平触发启动和停止，则应在一个工作过程后需人工复位或增加复位电路，否则一当“停止”高电平撤销或变低，毫秒表则不受控制再次启动，或“停止”高电平一直作用则无法再次启动毫秒表(停止优先级高于启动优先级)。

本实施例还提供了一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测方法：设置第一测量模块的分闸时间间隔T0；将双刀双掷开关置位至第一测量模块使上述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统工作在第一状态；使漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录第一起始时间T1；漏电流保护器测试仪在第一测量模块分闸后失电并记录第一终止时间T2；根据所述第一起始时间T1、第一终止时间T2以及分闸时间间隔T0得到漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差；根据漏电流保护器测试仪设定的电流I1、检测到流过标准电阻的漏电流I0得到漏电流保护器测试仪漏电流的绝对误差。

在本实施例中，所述漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差为(T2－T1)－T0。

在其他实施例中，电流检测还可以进行一次测量多次采样的方法，如一次采集10个样本(N＝10)，取平均值最终得出动作电流的绝对误差。

在本实施例中，将双刀双掷开关置位至第二测量模块使上述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统工作在第二状态；使漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录第二起始时间T1’；双稳态触发器将漏电流检测放大模块生成的高电平信号转换为计时开始信号输出至数字毫秒表；数字毫秒表根据所述计时开始信号记录开始时间T3；漏电流保护器动作跳闸使三态门向双稳态触发器输出低电平信号、漏电流保护器测试仪记录第二终止时间T2’；双稳态触发器将三态门输出的低电平信号转换为计时停止信号输出至数字毫秒表；数字毫秒表根据所述计时停止信号记录停止时间T4；根据所述第二起始时间T1’、第二终止时间T2’、开始时间T3、停止时间T4得到漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差。

在本实施例中，所述漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差为(T4－T3)－(T2’－T1’)。

本实施例的工作原理如下：

本实施例提供的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统包括第一测量模块和第二测量模块，第一测量模块通过时分开关直接测量法对漏电流保护器测试仪进行动作时间、电流参数的测量，第二测量模块通过标准表比较测量法对漏电流保护器测试仪进行动作时间、电流参数的测量。

对于动作时间准确度技术指标较高的高等级测试仪或有比较完整的使用说明书、动作原理清晰明了的测试仪(大都为国外进口产品)可根据需要通过第一测量模块使用时分开关直接测量法进行测量。

而对于准确度等级较低，缺少使用说明书或说明书简单，试验操作等不太明晰的测试仪，可根据需要通过第二测量模块使用数字毫秒表的标准表比较测量法进行测量。对这类测试仪检测难免不出这样那样等各种不可预见问题，则可以使用标准表的比较测量法检测，即使造成仪器设备损毁也不至于带来较大的经济和时间损失。

方案一为采用时分开关直接测量法，通过时间校准装置检测时间，和设置为交流电压功能(ACV)的数字多用表经标准电阻转换检测电流，即直接测量法检测时间，电压转换法检测电流。

方案一简要过程为：

请参考图1，双刀双掷开关置①位置、时间校准装置使用“分闸模式”，时间校准装置输出端内设的开关接点“常闭”。第一继电器(即图中的继电器1)线圈得电使漏电流保护器测试仪通过继电器接入220V交流电。

当按下漏电流保护器测试仪启动按钮致其输入端零线(N)端对地有一漏电流，此瞬间漏电流信号经标准电阻Rn转换为毫伏级电压信号Urn，再通过输入放大整流器变换成+10V左右直流电压信号送至双稳态触发器。双稳态触发器输入端呈高电平，输出端Q呈低电平。此低电平信号触发时间校准装置动作，时间校准装置输出端内设开关在设置的精确延时时间(如设定100ms)后“分闸”。第一继电器(即图中的继电器1)失电断开220V交流电与漏电流保护器测试仪间通路，此时测试仪失电即记录显示动作时间。

同时，此低电平信号又触发数字多用表测量标准电阻Rn两端的输出电压URn，根据输出电压Urn，漏电流的实际值为URn/Rn。

依据绝对误差定义Δ＝显示值－实际值。测试仪漏电流绝对误差Δ(I)＝测试仪设定动作电流值－测量实际值(URn/Rn)。同理，动作时间Δ(t)＝测试仪测量显示值－时间校准装置(设定值)。因为放大整流电路、双稳态触发器上的响应时间≤100ns，远远小于动作时间，故从电阻上采集电压、放大等一系列过程的响应时间延时可以被忽略。

采用方案一时，检测系统最高总不确定度技术指标如下：时间0.05％×T+100us、电流0.15％×读数+0.01mA。

方案二为标准表比较测量法，即采用数字毫秒表检测时间、数字多用表电流功能(ACI)检测电流。

方案二简要过程为：

请参考图2，双刀双掷开关置②位置，由漏电流保护器(简称保护器)作过渡仪器，第二继电器(即图中继电器2)常开接点“闭合”，漏电保护器测试仪上电后处于工作状态。同方案一，按下漏电流保护器测试仪启动按钮致其输入端零线(N)端对地有一漏电流，漏电流经数字多用表电流端流经零磁通传感器输入对地，单刀三位开关置U1或U2，从R1端输出电压信号，经放大整流后作双稳态触发器输入信号，双稳态触发器输出端

呈高电平触发数字毫秒表启动计时。

同时漏电流致使漏电流保护器动作跳闸，跳闸输出端失电呈低电平，三态门输出端Y呈低电平，使双稳态触发器输出端呈低电平

数字毫秒表停止计时。数字毫秒表所计时间间隔与测试仪测量显示的时间间隔两者之差值即为漏电流保护器测试仪时间测量的绝对误差。由于存在数字毫秒表精度稍低等因素，一般检测时间范围20ms以上，当采用第二测量模块时，检测系统总不确定度较大些。

方案二中电流检测同方案一，只是将数字多用表设置为交流电流测量功能来直接检测电流。

采用方案二搭建的测量系统集成度以及效率虽不如国外进口产品，但外国进口产品价格昂贵，适用范围受限，准确度虽高但也不能完全解决国内某些较低准确度产品的检测以及量程范围不配等问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，其特征在于，包括：漏电流保护器测试仪、第一测量模块、漏电流检测放大模块、双稳态触发器，所述第一测量模块第一输入端与双刀双掷开关第一端相连，第一测量模块输出端与漏电流保护器测试仪输入端相连；所述漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录起始时间，漏电流检测放大模块根据所述漏电流生成高电平信号并输出至双稳态触发器输入端，双稳态触发器根据所述高电平信号生成低电平触发信号并将其输出至第一测量模块，第一测量模块接收低电平触发信号并在分闸时间间隔断开第一测量模块输出端与漏电流保护器测试仪输入端间通路，使漏电流保护器测试仪失电并记录终止时间。

2.根据权利要求1所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，其特征在于，所述漏电流检测放大模块包括：标准电阻、数字多用表、零磁通电流传感器、放大整流变换器，其中标准电阻、零磁通电流传感器、放大整流变换器依次相联，数字多用表并联在所述标准电阻两端，所述低电平触发信号被输出至数字多用表并用来触发其测量标准电阻两端的电压。

3.根据权利要求1所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，其特征在于，所述分闸时间间隔为0.01ms～1000ms。

4.根据权利要求1所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，其特征在于，还包括：第二测量模块，所述第二测量模块第一输入端与双刀双掷开关第二端相连，第二测量模块第二输入端与双稳态触发器第二输出端相连，第二测量模块第一输出端与漏电流保护器测试仪输入端相连，第二测量模块第二输出端与双稳态触发器输入端相连。

5.根据权利要求4所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，其特征在于，所述漏电流检测放大模块包括：数字多用表、零磁通电流传感器、放大整流变换器，其中数字多用表、零磁通电流传感器、放大整流变换器依次相联，所述低电平触发信号被输出至数字多用表并用来触发其测量流过其的电流值。

6.根据权利要求4所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统，其特征在于，所述第二测量模块包括：漏电流保护器、取样电阻、三态门、数字毫秒表，漏电流保护器输入端与双刀双掷开关第二端相连，漏电流保护器跳闸输出端分别与漏电流保护器测试仪、取样电阻第一端相连，取样电阻第二端与三态门输入端相连，三态门使能控制端与三态门输入端相连，三态门输出端与双稳态触发器输入端相连，双稳态触发器输出端与数字毫秒表相连。

7.一种漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测方法，其特征在于，设置第一测量模块的分闸时间间隔T0；将双刀双掷开关置位至第一测量模块，使如权利要求1～6任意一项所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统工作在第一状态；使漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录第一起始时间T1；漏电流保护器测试仪在第一测量模块分闸后失电并记录第一终止时间T2；根据所述第一起始时间T1、第一终止时间T2以及分闸时间间隔T0得到漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差；根据漏电流保护器测试仪设定的电流I1、检测到流过标准电阻的漏电流I0得到漏电流保护器测试仪漏电流的绝对误差。

8.根据权利要求7所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测方法，所述漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差为(T2－T1)－T0。

9.根据权利要求7所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测方法，其特征在于，将双刀双掷开关置位至第二测量模块使漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测系统工作在第二状态；使漏电流保护器测试仪产生漏电流并记录第二起始时间T1’；双稳态触发器将漏电流检测放大模块生成的高电平信号转换为计时开始信号输出至数字毫秒表；数字毫秒表根据所述计时开始信号记录开始时间T3；漏电流保护器测试仪动作跳闸记录第二终止时间T2’；双稳态触发器将三态门输出的低电平信号转换为计时停止信号输出至数字毫秒表；数字毫秒表根据所述计时停止信号记录停止时间T4；根据所述第二起始时间T1’、第二终止时间T2’、开始时间T3、停止时间T4得到漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差。

10.根据权利要求9所述的漏电流保护器测试仪电流、时间参数检测方法，其特征在于，所述漏电流保护器测试仪动作时间的绝度误差为(T4－T3)－(T2’－T1’)。

Images