CN204065176U - 一种交流漏电流发生器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种交流漏电流发生器，所述交流漏电流发生器包括：手摇脉冲发生器、微控制器、交流电能测量电路、显示器、电流互感器、漏电流产生支路，所述漏电流产生支路由多条电阻和交流固态继电器构成的分支路组成，所述微控制器通过检测手摇脉冲发生器发出的设定信号的相位和脉冲数获得漏电流给定值并选择相应的固态继电器电路导通，所述电流互感器根据所述漏电流产生支路的电流生成感应电流并发送至电能测量电路，通过所述微控制器测量控制漏电流，并将最终检测到的由220伏交流电相线到地线的漏电流产生支路漏电流发送至显示器进行显示。

Description

一种交流漏电流发生器

技术领域

本申请涉及电气测试技术领域，更具体地说，涉及一种交流漏电流发生器。

背景技术

随着人们用的电安全意识不断提高，漏电保安器的应用也愈来愈广泛，漏电保安器可以有效地防止人员因漏电或误触碰带电体导致的电击伤害事故。国家电网安全部门要求漏电保安器的投入率要达到100%，早在上世纪90年代末，国家电力公司就要求“对每一用电农户也要加装剩余电流动作保护器”。但是对乡镇漏电保安器投入率的调查数据显示，被调查乡镇漏电保安器投入率远低于要求。投入率低的原因是用户的漏电保安器损坏或性能下降，当出现误动现象或相线非金属性接地故障时，用户为了能够正常用电而拆除漏电保安器，导致了漏电保安器投入率低。

现场需要一种便于携带、使用方便、可靠耐用的漏电流发生器，以便对漏电保安器的漏电流动作性能进行测试。

目前市场上销售的交流漏电流发生器采用调节电位器滑动端位置来调节漏电流的技术方案，但是采用刻度盘指示漏电流的设定值方式，其漏电流设定值的准确性低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种交流漏电流发生器，用于解决现有技术中漏电流设定值准确性低的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种交流漏电流发生器，包括：

手摇脉冲发生器；

第一输入端与所述手摇脉冲发生器输出端相连的微控制器；

输出端与所述微控制器第二输入端相连的电能测量电路；

与所述微控制器输出端相连的显示器；

输出端与电能测量电路第一输入端相连的电流互感器；

用于产生漏电流的漏电流产生支路，包括相互并联第一至第N条交流固态继电器电路，所述N条交流固态继电器电路的公共端穿过所述电流互感器的初级线圈，所述N为不小于1的整数；

所述交流固态继电器电路包括：相互串联的电阻和交流固态继电器；

所述第一至第N的交流固态继电器电路中的交流固态继电器的控制端与分别所述控制器的N个控制端相连。

优选的，上述交流漏电流发生器，还可以包括：

稳压电源，用于对电源输出的电压调整至微控制器和其它电路所需要的稳定工作电压。

优选的，上述交流漏电流发生器，所述N为10。

优选的，上述交流漏电流发生器，包括：

所述第一至第N交流固态继电器电路中的电阻阻值按权值选取，所述权值为0.5，其中第一交流固态继电器电路中的电阻的阻值为1760千欧姆。

优选的，上述交流漏电流发生器，还包括：

输入端与所述电源相连的电源电压测量电路，所述电源电压测量电路的输出端与所述电能测量电路的第二输入端相连。

优选的，上述交流漏电流发生器，包括：

所述电能测量电路的第一输入端为电流测量通道，所述电能测量电路的第二输入端为电压测量通道。

优选的，上述交流漏电流发生器，包括：

所述电源采用锂离子电池。

优选的，上述交流漏电流发生器，包括：

所述的电流互感器采用1A：0.01A的电流互感器，所述电流互感器的二次电流通过高稳定性电阻，生成与电流对应的电压，输入到所述电能测量电路的第一输入端。

优选的，上述交流漏电流发生器，包括：所述显示器可以包括液晶显示器。

优选的，上述交流漏电流发生器，包括：

所述交流固态继电器的最大触发输入电流为5mA，所述交流固态继电器中的双向可控硅输出电流为100mA，耐压值为800V。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的交流漏电流发生器中，微控制器根据手摇脉冲发生器发出的设定信号，选择漏电流产生支路中的第一至第N交流固态继电器电路中的一个或多个导通，每个不同的设定信号对应一种交流固态继电器电路的导通状态，可见本申请提供的技术方案可以通过控制所述第一至第N交流固态继电器电路的导通状态精确地选择漏电流幅值的大小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种交流漏电流发生器的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供一种交流漏电流发生器用以解决现有技术中漏电流设定值准确性低的问题。

图1为本申请提供的交流漏电流发生器的结构图。

参见图1，本实施例提供的交流漏电流发生器可以包括：手摇脉冲发生器1，微控制器2、电能测量电路3、显示器4、电流互感器5和漏电流产生支路6；

手摇脉冲发生器1，为本实施例中的电流设定元件，用于设定漏电流值，所述手摇脉冲发生器可以设置多个档位，每个档位发出的控制信号不同，并且每个档位分别对应一种漏电流产生支路中的交流固态继电器电路的导通方式，例如：第一档位可通过微控制器控制第一交流固态继电器电路导通，第二档位可通过微控制器控制第二交流固态继电器电路导通，第三档位可通过微控制器控制第一交流固态继电器电路和第二交流固态继电器电路导通等，所述手摇脉冲发生器1可以输出两路相位差为90°的脉冲信号，所述手摇脉冲发生器1由某一位置通过顺时针或逆时针旋转至另一位置时，所述手摇脉冲发生器1发出的脉冲个数不同，且微控制器通过检测相位可获得增减漏电流的信息，微控制器2通过判断所述手摇脉冲发生器1脉冲数可获得漏电流幅值的信息，从而控制需要导通的交流固态继电器电路导通。

第一输入端与所述手摇脉冲发生器1输出端相连的微控制器2，所述微控制器2，用于控制所述漏电流产生支路6中的第一至第N交流固态继电器电路的通断；

输出端与所述微控制器2第二输入端相连的电能测量电路3，用于根据获得的信号测量漏电流的有效值和电源电压；

与所述微控制器2输出端相连的显示器4，用于显示测量得到的电流值和由所述手摇脉冲发生器1设定的电流值；

输出端与电能测量电路3第一输入端相连的电流互感器5，用于根据漏电流产生支路6中的电流生成二次感应电流；

用于产生漏电流的漏电流产生支路6，包括相互并联第一至第N的交流固态继电器电路，所述N条交流固态继电器电路的公共端穿过所述电流互感器的感应线圈，所述N为不小于1的整数；

所述交流固态继电器电路包括：相互串联的电阻和交流固态继电器；

所述第一至第N的交流固态继电器电路中的各交流固态继电器的控制端与分别所述控制器2的N个控制端相连。

当本申请实施例中的交流漏电流发生器工作时，微控制器通过所述手摇脉冲发生器旋转方向及角度获得漏电流的设定值，所述微控制器获取到所述设定信号后根据所述设定值信号选择所述漏电流产生支路中的第一至第N交流固态继电器电路中的一条或多条导通，所选择漏电流产生支路导通后，所述电流互感器根据所述漏电流产生支路的电流产生感应电流，并将所述感应电流发送至所述电能测量电路，所述电能测量电路根据获得的感应电流计算出所述漏电流产生支路中的电流有效值，并将计算得到的电流信息通过微控制器发送至所述显示器。

由上述技术方案可知，本实施例提供的技术方案中，所述微控制器根据手摇脉冲发生器发出的设定信号，选择漏电流产生支路中的第一至第N交流固态继电器电路中的一条或多条导通，可见本申请提供的技术方案是通过选择控制所述漏电流产生支路中第一至第N交流固态继电器电路的导通方式控制设定电流值大小的，可见本申请提供的技术方案可以通过控制所述第一至第N交流固态继电器电路的导通状态精确的选择电流设定值的大小。

当然，为了保持本申请中各个元器件供电电压的稳定性，本申请还可以包括与锂离子电源相连的稳压电源，所述稳压电源用于对微控制器和其它电路的工作电压进行稳压，所述稳压电源可以包括脉宽调制型DC-DC降压开关电源器件LT1934。

可以理解的是，现有技术中当漏电流设定电位器的电阻功率不够时，如果漏电保安器拒动，则将会烧毁漏电流设定电位器；有鉴于此本申请的交流漏电流发生器中所述交流固态继电器电路可以为10条，即本申请可以包括所述第一至第十交流固态继电器电路。所述第一至第十交流固态继电器电路中的电阻阻值可以按权值选取，当然所述权值可以根据用户需要设定，例如所述权值可以包括0.5，其中第一交流固态继电器电路中的电阻阻值可以包括：1760千欧姆，则第二交流固态继电器电路中的电阻阻值为880千欧姆，第三交流固态继电器电路中的电阻阻值为440千欧姆、第四交流固态继电器电路中的电阻阻值为220千欧姆、第五交流固态继电器电路中的电阻阻值为110千欧姆、第六交流固态继电器电路中的电阻阻值为55千欧姆、第七交流固态继电器电路中的电阻阻值为27.5千欧姆、第八交流固态继电器电路中的电阻阻值为13.75千欧姆、第九交流固态继电器电路中的电阻阻值为6.875千欧姆、第十交流固态继电器电路中的电阻阻值为3.4375千欧姆。可见上述10个按权取值的电阻，在交流220伏电压作用下电阻产生的电流分别为0.125mA、0.25mA、0.5mA、1mA、2mA、4mA、8mA、16mA、32mA、64mA。当所有电阻接通时，本设计的总漏电流约为128mA；本设计产生的漏电流分辨率约为0.125mA。即便漏电保安器拒动，本设计也不至于损坏。一般地，家用漏电保安器的动作电流为30mA,本设计可以满足其测试动作电流的要求。

当然为了能够实时了解上述实施例中通过漏电保安器的剩余电流，将剩余电流状态在显示器上显示，以便及时校验漏电保安器的动作电流值，上述实施例提供的技术方案还可以包括电源电压测量电路，所述电源电压测量电路的输入端与所述电源相连，输出端与所述电能测量电路的第二输入端相连，用于测量电源两端的电压值，将所述电压值发送至所述电能测量电路的第二输入端。

可以理解的是，所述电能测量电路的第一输入端为电流测量通道，所述电能测量电路的第二输入端为电压测量通道，并且所述电能测量电路的测量器件可以采用美国思维逻辑公司(Cirrus Logic)生产的电能计量器件CS5460A，所述CS5460A通过SPI接口与微控制器进行通讯，所述电能计量器件CS5460A设置有电压、电流两个采用差分模拟输入方式的信号采集通道，每秒分别对各信号进行4000次交流采样，然后计算出电流和电压的有效值。

为了延长本申请提供的所述交流漏电流发生器的使用时间，本申请中的显示器可以包括LCD显示器（Liquid Crystal Display，液晶显示器），并且为了能够保证在光线较暗的情况下同样能够清楚观察测量数据，上述实施例中的LCD显示器可以采用设置有背光的LCD显示器。

为了减轻装置的体积和重量，本申请中的电源可以采用比能量大的锂离子电池。

所述电流互感器可以采用1A：0.01A的电流互感器，所述电流互感器的二次电流通过高稳定性电阻，生成与电流对应的电压，输入到所述电能测量电路的第一输入端。

可以理解的是，当在工作人员一段时间不对仪表进行操作后，仪表可在微控制器控制下自动关机，以减少电源消耗，在工作人员忘记关机的情况下也不会出现仪器内置电池消耗殆尽的情况，本申请还可以包括与稳压电源和微控制器相连的电源开关控制器，当在预设时间内不对所述交流漏电流发生器进行操作时，所述微控制器向所述电源开关控制器发出控制信号，所述电源开关控制器获取到所述控制信号后控制所述稳压电源停止输出，从而使本申请中的所述交流漏电流发生器停止工作。

上述实施例中的交流固态继电器可以包括交流固态继电器MOC3083，所述交流固态继电器的最大触发输入电流为5mA，所述交流固态继电器中的双向可控硅输出电流为100mA，耐压值为800V。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (10)

1.一种交流漏电流发生器，其特征在于，包括： 

手摇脉冲发生器； 

第一输入端与所述手摇脉冲发生器输出端相连的微控制器； 

输出端与所述微控制器第二输入端相连的电能测量电路； 

与所述微控制器输出端相连的显示器； 

输出端与电能测量电路第一输入端相连的电流互感器； 

用于产生漏电流的漏电流产生支路，包括相互并联第一至第N条交流固态继电器电路，所述N条交流固态继电器电路的公共端穿过所述电流互感器的初级线圈，所述N为不小于1的整数； 

所述交流固态继电器电路包括：相互串联的电阻和交流固态继电器； 

所述第一至第N的交流固态继电器电路中的交流固态继电器的控制端与分别所述控制器的N个控制端相连。 

2.根据权利要求1所述的交流漏电流发生器，还包括： 

稳压电源，用于对电源输出的电压调整至微控制器和其它电路所需要的工作电压。 

3.根据权利要求2所述的交流漏电流发生器，其特征在于，所述N为10。 

4.根据权利要求3所述的交流漏电流发生器，其特征在于，包括： 

所述第一至第N交流固态继电器电路中的电阻阻值按权值选取，所述权值为0.5，其中第一交流固态继电器电路中的电阻的阻值为1760千欧姆。 

5.根据权利要求4所述的交流漏电流发生器，其特征在于，还包括： 

输入端与电源相连的电源电压测量电路，所述电源电压测量电路的输出端与所述电能测量电路的第二输入端相连。 

6.根据权利要求5所述的交流漏电流发生器，其特征在于，包括： 

所述电能测量电路的第一输入端为电流测量通道，所述电能测量电路的第二输入端为电压测量通道。 

7.根据权利要求6所述的交流漏电流发生器，其特征在于，包括： 

电源采用锂离子电池。 

8.根据权利要求7所述的交流漏电流发生器，其特征在于，包括： 

所述电流互感器采用1A：0.01A的电流互感器，所述电流互感器的二次电流通过高稳定性电阻，生成与电流对应的电压，输入到所述电能测量电路的第一输入端。 

9.根据权利要求8所述的交流漏电流发生器，其特征在于，所述显示器为液晶显示器。 

10.根据权利要求9所述的交流漏电流发生器，其特征在于，包括： 

所述交流固态继电器的最大触发输入电流为5mA，所述交流固态继电器中的双向可控硅输出电流为100mA，耐压值为800V。