CN203811710U - 一种漏电保护器测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种漏电保护器测试系统，包括测试电流产生及调节模块、动作执行单元、电流检测电路和单片机，所述单片机分别连接所述动作执行单元和所述电流检测电路，所述测试电流产生及调节模块分别连接所述动作执行单元和所述电流检测电路；且所述单片机还连接一触头合断电路和LED显示电路；其中，通过所述测试电流产生及调节模块产生测试电流，通过所述单片机控制所述电流检测电路实时检测和采集所述测试电流，并将测试电流值与设定值比较，并通过所述单片机控制所述动作执行单元调节所述测试电流的大小。通过该漏电保护器测试系统，有效控制测试电流测量的随机误差，并且能够使测试电流均匀增加。

Description

一种漏电保护器测试系统

技术领域

本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种光伏节能照明的漏电保护器测试系统。

背景技术

随着我国电力工业的快速发展，用电量迅速增长，因电气设备或线路漏电造成的电气事故时有发生，因此，安全用电这一问题显得越来越重要。现有的保护措施一般均为设置一漏电电流动作保护器，简称漏电保护器，又称为漏电保护开关，是一种电气安全装置，主要用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电进行保护。一般将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护，其主要的动作性能参数有：额定漏电动作电流、额定漏电动作时间、额定漏电不动作电流等。

具体的，为了能够保证电气设备通路中的正常工作，该漏电保护其的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压，如果电压波动太大，会影响保护器正常工作，尤其是电子产品，电源电压低于保护器额定工作电压时会拒动作。而漏电保护器的额定工作电流，也要和回路中的实际电流一致，若时机工作电流大于路店保护器的额定电流时，会造成过载和使漏电保护器误动作。

因此，有必要提出一种结构简单，且对漏电保护器的动作特性进行测试的漏电保护器测试系统。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种结构简单，能够保证漏电电流均匀增加，且对漏电保护器漏电电流测量的漏电保护器测试系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种漏电保护器测试系统，该漏电保护器测试系统包括测试电流产生及调节模块、动作执行单元、电流检测电路和单片机，所述单片机分别连接所述动作执行单元和所述电流检测电路，所述测试电流产生及调节模块分别连接所述动作执行单元和所述电流检测电路；且所述单片机还连接一触头状态监测电路和LED显示电路；其中，通过所述测试电流产生及调节模块产生测试电流，通过所述单片机控制所述电流检测电路实时检测和采集所述测试电流，并将测试电流值与设定值比较，并通过所述单片机控制所述动作执行单元调节所述测试电流的大小。 

较佳地，所述测试电流产生及调节模块包括一电压降压器、电动调压器、若干继电器和若干电阻，所述电压降压器和所述电动调压器用于将电源电压降低为0-12V电压，并通过所述继电器和所述电阻产生所述测试电流。

较佳地，所述动作执行单元包括一伺服驱动装置，所述伺服驱动装置连接所述电动调压器，所述伺服驱动装置驱动所述电动调压器用于调节所述测试电流产生及调节模块产生的测试电流。

较佳地，所述电流检测电路包括一电流互感器、若干二极管、电阻和放大器，所述电流互感器连接一漏电保护器，所述电流互感器用于采集所述测试电流，且所述测试电流通过所述二极管、所述电阻和所述放大器进行滤波、放大。

较佳地，所述触头状态监测电路连接一漏电保护器，所述触头状态监测电路为一触头合断电路，所述触头状态监测电路包括一光电耦合器、反相器以及若干二极管和电阻，所述漏电保护器动、静触头闭合时，所述光电耦合器的电流通过所述漏电保护器的一相动、静触头；所述漏电保护器动、静触头分断时，所述光电耦合器截止，所述反相器的输出为低电位。

较佳地，所述LED显示电路还连接一缓冲器，所述缓冲器用于提供所述LED显示电路的驱动电流。

较佳地，所述缓冲器包括一74LS244芯片。

较佳地，所述漏电保护器测试系统还包括AD转换电路和采样保持电路，所述AD转换电路和所述采样保持电路相互连接；所述采样保持电路连接所述电流检测电路，所述AD转换电路连接所述单片机；所述采样保持电路用于采集并保持所述电流检测电路检测的测试电流，并将该模拟量的测试电流通过所述AD转换电路转换为数字量的测试电流，通过所述AD转换电路发送至所述单片机。

较佳地，所述AD转换电路包括一ADC0809芯片，所述采样保持电路包括一LF398芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型通过该测试电流产生及调节模块和触头状态监测电路与单片机相连接，通过产生测试电流，并由该单片机对该测试电流与初始设定的测试电流值进行比较，从而由该单片机控制一动作执行单元驱动该测试电流产生及调节模块的电动调压器调节测试电流的输出，由于该电动调压器的均匀调节，使得该漏电保护器测试系统使测试电流（漏电电流）均匀增加，测量的随机误差也比较容易控制。

2、本实用新型的漏电保护器测试系统实现了漏电保护器动作特性自动测试，能够自动对漏电保护器特性参数进行测试，为漏电保护器的性能研究、质量检验以及生产提供了有效手段。

附图说明

图1为本实用新型实施的漏电保护器测试系统结构框图；

图2为本实用新型实施的测试电流产生及调节模块结构示意图；

图3为本实用新型实施的电流检测电路结构示意图；

图4为本实用新型实施的触头状态监测电路结构示意图；

图5为本实用新型实施的LED显示电路结构示意图；

图6为本实用新型实施的AD转换电路和采样保持电路的连接结构示意图；

图7为本实用新型实施的一种采样保持电路的结构示意图；

图8为本实用新型实施的另一种采样操持电路的结构示意图。

符号列表：

10-单片机，11-动作执行单元，12-电流检测电路，13-测试电流产生及调节模块，14-触头状态监测电路。

具体实施方式：

参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细的描述本实用新型。然而，本实用新型可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

现参考图1至图7详细描述根据本实用新型实施的漏电保护器测试系统，如图1所示，本实用新型提供的漏电保护器测试系统，该漏电保护其测试系统包括测试电流产生及调节模块13、动作执行单元11、电流检测电路12、触头状态监测电路14、LED显示电路和单片机10，该单片机10分别连接该动作执行单元11和电流检测电路12，该动作执行单元11和电流检测电路12还分别连接该测试电流产生及调节模块13；而且，该单片机10还连接一触头状态监测电路和LED显示电路；其中，在具体实施过程中，通过该测试电流产生及调节模块13模拟漏电保护器的漏电动作电流，即产生测试电流，通过该单片机10控制该电流检测电路12实时检测和采集该测试电流，并将采集的测试电流值与一设定值进行比较，通过计算得到控制量，从而通过该单片机10控制该动作执行单元11动作并调节该测试电流的大小。

其中，如图2所示，该测试电流产生及调节模块13包括一电压降压器、电压调动器、若干继电器和若干电阻，该电压降压器和电动调压器相互连接，电源电压通过该电压降压器和电压调动器降低为0-12V电压，并通过该继电器和电阻产生测试电流；该动作执行单元11包括一伺服驱动装置，该伺服驱动装置在具体实施过程中为一伺服电动机，通过该伺服电动机驱动该电动调压器调节该测试电流的大小。具体的，如图2所示，将常用的50Hz、220V的正弦交流电经过220:12的降压变压器和电动调压器输出0-12V的正弦交流电，再通过回路电阻，产生需要的测试电流。具体的，该测试电流的产生分为三档来满足不同的测量范围；其中，如图2所示，当继电器J1吸合时可产生0-1000mA的测试电流；继电器J2吸合时可产生0-500mA的测试电流；该继电器J1和继电器J2都不吸合时，可产生0-100mA的测试电流。而且，每一档的测试电流的调节均通过该单片机10控制该电动调压器进行调节，为了能够使测试电流均匀变化，该测试过程中，该单片机10对采集到的实时回路中的测试电流的电流值与测试电流的设定值进行比较，并进行计算得到控制量（即根据比较得出需要调节的测试电流的大小），从而通过该单片机10控制该伺服电动机转动，带动电动调压器的电刷在副边上稳定的滑动，使副边电压变化，从而改变回路中的电流。

如图3所示，为本实用新型实施的电流检测电路结构示意图，该电流检测电路12包括一电流互感器、若干二极管、若干电阻和一放大器，该电流检测电路12的电流互感器连接该测试电流产生及调节模块13，具体的，该电流互感器的一次侧连接在漏电保护器电路中，利用互感现象从该电流互感器的二次侧采集到测试电流，且该电流互感器的采样比由该电流互感器的线圈匝数比决定，通过该电流互感器对该测试电流产生及调节模块13产生的测试电流进行采样，并将该电流互感器的二次侧输出信号通过滤波、放大以及电压提升，变换为AD模块可以采集的单极性电压信号后送入该电流检测电路中；在该电流检测电路12检测测试电流大小的时候，根据该测试电流的周期按照每个周期40个点进行采样，采样一个周期后，根据电流互感器的衰减倍数和提升电压的数值，计算得出实际的电流有效值；而且，在具体的电流检测电路中，当交流电流的瞬时值达到正向峰值时，放大器输出5V，当交流电流的瞬时值达到负向峰值时，放大器输出0V。

如图4所示，为本实用新型实施的触头状态检测电路结构示意图，该触头状态监测电路连接一漏电保护器，该触头状态监测电路为触头合断电路，且该触头状态监测电路包括一光电耦合器、反相器以及若干二极管和电阻，具体的，该漏电保护器的动、静触头闭合时，交流电通过整流、滤波、稳压，使光电耦合器G3导通，该反相器A输出2脚为高电位；当该漏电保护器动、静触头分断时，该光电耦合器G3截止，该反相器A输出2脚为低电位，作为漏电检测结束的时刻。而且，在具体实施过程中，当该漏电保护器的动、静触头闭合时，该光电耦合器G3的电流通过该漏电保护器的一相动、静触头，由于流经该漏电保护器的一相动、静触头的电流为经过整流、滤波和稳压的直流，不会在漏电保护器中的零序电流互感器的二次侧产生感应电流，因此，对漏电保护器的漏电动作电流没有影响。

如图5所示，为本实用新型实施的LED显示电路结构示意图；具体实施过程中该LED显示电路包括显示部分和驱动部分，该显示部分可采用一三位LED数码管显示，用于标识当前的测试数据，该驱动部分包括一74LS244芯片的缓冲器，且该LED数码管连接该缓冲器，通过该缓冲器提高驱动电流并驱动该三位LED数码管显示数据。具体的，通过该单片机连接该LED显示电路，通过该单片机的输出接口连接该LED数码管和74LS244芯片，通过该单片机的输出接口作为LED数码管的位选线，对该单片机接收到的数据进行显示。

如图6所示，在具体实施过程中，该漏电保护器测试系统还包括一AD转换电路和采样保持电路，该AD转换电路和该采样保持电路相互连接，且该采样保持电路连接电流检测电路，用于采集并保持其产生的测试电流，该AD转换电路连接该单片机，通过该AD转换电路将测试电流进行模数转换，并将数字信号的测试电流发送到单片机，由该单片机根据该测试电流控制该LED显示电路显示该测试电流。在具体实施例中，该AD转换电路通过一ADC0809芯片实现，该ADC0809芯片为带有8位AD转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件，该ADC0809芯片为逐次逼近式AD转换器，可以和单片机直接连接；该采样保持电路实质上是一种模拟信号存储器，通常通过两个运算放大器构成高输入阻抗的采样保持电路，如图7所示，该采样保持电路包括两个放大器A1和A2，该放大器A1为射随器，该放大器A1对模拟信号提供了高输入阻抗，并提供一个低的输出阻抗，使存储电容CH能快速充电和放电，放大器A2在存储电容和输出端之间起缓冲作用；开关K1在指令控制下通断，对电容CH充电或放电，开关S1通常使用FET开关或MOSFET开关，存储电容CH一般取0.01-0.1μF。而在本实施例中，该采样保持电路采用集成电路LF398，该LF398具有采样和保持功能，为一种模拟信号存储器，在逻辑之灵控制下，能够对输入的模拟量进行采集和寄存；如图8所示，该LF398芯片8个端口，其中端口1和端口4分别为VCC和VEE电源端，电源电压范围为±5V-±15V，端口2为失调调零端，当输入Vi=0，且在逻辑输入为1进行采样时，可调节端口2使输出电压Vo=0；该端口3为模拟量输入端，端口5为输出端，端口6连接一采样保持电容CH，且该端口7为逻辑基准端（接地），端口8为逻辑输入控制端，且该端口8的电平为“1”时采样，为“0”时保持。

在具体实施过程中，该漏电保护器测试的具体方法包括如下步骤：

S1：通过该电流检测电路实时检测并采集该测试电流产生及调节模块产生的测试电流，并将该测试电流发送到单片机；

具体的，通过该电流互感器的一次侧采集该测试电流，并通过该电流互感器的二次侧将该测试电流进行整流放大并通过该电流检测电路发送至单片机；S2：该单片机对实时采集的测试电流值与设定值比较，并通过该单片机控制该动作执行单元动作；具体的，该单片机对采集到的实时回路中的试验电流值与设定值比较，并计算得到控制量，从而控制该动作执行单元工作；

S3：该动作执行单元通过该伺服驱动装置带动电动调压器调节该测试电流的大小；具体的，该单片机控制该伺服电动机转动，并带动电动调压器的电刷在副边上稳定滑动，从而使副边电压变化，改变回路中的电流。

其中，在具体测试过程中，每一档测试电流的调节均通过该单片机控制电动调压器实现，为了使测试电流能够均匀变化，电动调压器需采用交流伺服控制，且通过触头合断电路即触头状态监测电路连接该单片机，监测该测试电流的变化，从而判断漏电检测的状态。

另外，在本实用新型实施的漏电保护器测试系统中，该漏电保护器测试系统还可以设置有键盘，可通过该键盘设置该测试电流的设定值。而且，本实用新型实施的漏电保护器测试系统，通过该测试电流产生及调节模块在单片机控制下产生并调节至设定值，由该电流检测电路进行检测并经过AD转换，由该单片机采集并控制LED显示电路显示处测试电流值。通过该漏电保护器测试系统，避免传统的手动和电机驱动调压器很难使漏电电流均匀增加的方法，使测量的随机误差比较容易控制，采用单片机对模拟漏电电流实时控制，比较好的实现了漏电电流的匀速增长。

本实用新型提供的漏电保护器测试系统的各个电路并不限于本实施例提供的电路类型，还可以通过设置其他的微处理器或显示装置以及采样保持电路来代替单片机或LED显示装置等等，从而能够实现本实用新型中使漏电电流能够在微处理器的控制下均匀增加漏电电流，有效测量漏电保护器测试电流的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动在内。

Claims (9)

1.一种漏电保护器测试系统，其特征在于，包括测试电流产生及调节模块、动作执行单元、电流检测电路和单片机，所述单片机分别连接所述动作执行单元和所述电流检测电路，所述测试电流产生及调节模块分别连接所述动作执行单元和所述电流检测电路；且所述单片机还连接一触头状态监测电路和LED显示电路。

2.根据权利要求1所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述测试电流产生及调节模块包括一电压降压器、电动调压器、若干继电器和若干电阻，所述电压降压器和所述电动调压器用于将电源电压降低为0-12V电压，并通过所述继电器和所述电阻产生所述测试电流。

3.根据权利要求2所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述动作执行单元包括一伺服驱动装置，所述伺服驱动装置连接所述电动调压器，所述伺服驱动装置用于驱动所述电动调压器调节所述测试电流产生及调节模块产生的测试电流。

4.根据权利要求1所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述电流检测电路包括一电流互感器、若干二极管、电阻和放大器，所述电流互感器连接一漏电保护器，所述电流互感器用于采集所述测试电流，且所述测试电流通过所述二极管、所述电阻和所述放大器滤波、放大。

5.根据权利要求1所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述触头状态监测电路连接一漏电保护器，所述触头状态监测电路为一触头合断电路，所述触头状态监测电路包括一光电耦合器、反相器以及若干二极管和电阻。

6.根据权利要求1所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述LED显示电路还连接一缓冲器，所述缓冲器用于提供所述LED显示电路的驱动电流。

7.根据权利要求6所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述缓冲器包括一74LS244芯片。

8.根据权利要求1所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述漏电保护器测试系统还包括AD转换电路和采样保持电路，所述AD转换电路和所述采样保持电路相互连接；所述采样保持电路连接所述电流检测电路，所述AD转换电路连接所述单片机。

9.根据权利要求8所述的漏电保护器测试系统，其特征在于，所述AD转换电路包括一ADC0809芯片，所述采样保持电路包括一LF398芯片。