CN218158238U - 一种可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置 - Google Patents

Abstract

一种可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置，属于漏电保护技术领域，解决现有装置存在的功耗高、体积和重量大、无法实现电流自动连续调节问题；漏电保护器的输入端对应与交流电网连接，漏电保护器的输出端接交流负载，测试电流发生器采用交流斩波电路，测试电流发生器的输入端的两个端子分别连接在漏电保护器的火线输入端和中性线输入端，测试电流发生器的输出端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与开关K1串联后，开关K1的非串联端连接在漏电保护器的中性线输出端；电压传感器V1的一端连接在漏电保护器的火线输出端、另一端连接在漏电保护器的中性线输出端；实现了测试电流的自动连续调节，结构简单、功耗低、体积小。

Description

一种可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置

技术领域

本实用新型属于漏电保护技术领域，涉及一种可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置。

背景技术

在低压配电网中安装有大量的漏电保护器，漏电保护器能有效防止人体触电事故，也能有效防止因电气线路或设备接地故障引起的电气火灾或设备损坏。

如图4所示，在三相配电网中漏电保护器分为“4P”型和“3P+N”型，在单相配电网中漏电保护器分为“2P”型和“1P+N”型；“4P”型漏电保护器跳闸时3个相线和中性线N均是断开的，“3P+N”型漏电保护器跳闸时3个相线断开、中性线N是直通的，“2P”型和“1P+N”型漏电保护器与“4P”型和“3P+N”型漏电保护器跳闸时的原理相同。相对于“3P+N”型和“1P+N”型漏电保护器，“4P”型和“2P”型漏电保护器安全系数固然较高，但是“4P”型和“2P”型漏电保护器，由于多了“1P”空开，其体积更大、价格更高，所以“3P+N”型和“1P+N”型漏电保护器仍然会长期、大量应用于低压配电网中。

由于漏保工作正常与否直接关系到人们的用电安全和设备安全，定期对漏保的动作特性进行测试非常重要。实际应用中，通常要求台区按照三级漏保进行设置，第一级漏保在电力公司变压器处，第三级漏保在用户处。相关标准对每级保护的动作时间、动作值等均有较严格的要求，越接近用户，漏保的动作值和分断时间越小。为了适应各级漏保的测试需求，测试装置需要根据每一级漏保的动作电流值调整注入的测试电流，这就需要装置中包含可控电气发生源来产生可调的测试电流。传统的测试电流发生方式是采用可调电阻器连接在相线出线和零线进线之间，通过人工手动调节电阻值来设置合适的测试电流。这种方案存在两个问题：1)由于电阻需接入220V电网电压，当装置发出的测试电流为500mA时，电阻功率高达110W，此时电阻需要较大体积以获得良好散热；2)需手动调节电阻来设置电流，操作不便，且机械触头易磨损。为此，有方案提出采用工频变压器将电网电压变换为低压后再接入测试电流发生回路，以降低电阻的体积和功率。然而，工频变压器本身的体积和重量也较大，引入工频变压器同样不利于漏保测试装置的小型化。还有方案采用投切不同阻值的电阻实现多档位电流输出的方案，该方案虽然省去了手动调节，但无法实现电流的自动连续调节。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于设计一种可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置，以解决现有装置存在的功耗高、体积和重量大、无法实现电流自动连续调节的问题。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置包括：交流电网、交流负载、限流负载电阻R2、测试电流发生器(13)、继电器开关K1、第一电压传感器V1；漏电保护器的输入端对应与交流电网连接，漏电保护器的输出端接交流负载，所述的测试电流发生器(13)采用交流斩波电路，测试电流发生器(13)的输入端的两个端子分别连接在漏电保护器的火线输入端和中性线输入端，测试电流发生器(13)的输出端与限流负载电阻R2的一端连接，限流负载电阻R2的另一端与继电器开关K1串联后，继电器开关K1的非串联端连接在漏电保护器的中性线输出端；所述的第一电压传感器V1的一端连接在漏电保护器的火线输出端、另一端连接在漏电保护器的中性线输出端。

本实用新型的装置对漏电保护器进行测试时，闭合继电器开关K1，交流斩波电路根据不同级别的漏电保护器动作电流值调整交流斩波电路的占空比，输出一个可连续平滑调节的模拟漏电流，漏电保护器在中性线N注入漏电流后跳闸，此时第一电压传感器V1可判断出漏电保护器分闸，同时采集漏电保护器的跳闸指标参数；本实用新型的装置结构简单、功耗低、体积小，解决了现有装置存在的功耗高、容易磨损、体积大以及无法实现测试电流自动连续调节的问题。

进一步地，所述的测试电流发生器(13)包括：MOSFET开关管S1、MOSFET开关管S2、MOSFET开关管S3、MOSFET开关管S4、滤波电阻R1、滤波电容C1；MOSFET开关管S1的源极连接在漏电保护器(11)的火线输入端，MOSFET开关管S1的漏极与MOSFET开关管S2的漏极连接，MOSFET开关管S3的源极与MOSFET开关管S2的源极连接，MOSFET开关管S3的漏极与MOSFET开关管S4的漏极连接，MOSFET开关管S4的源极连接在漏电保护器的中性线输入端；滤波电阻R1的一端与MOSFET开关管S2的源极连接，滤波电阻R1的另一端与滤波电容C1的一端连接，滤波电容C1的另一端连接在MOSFET开关管S4的源极；滤波电阻R1与滤波电容C1连接公共点与限流负载电阻R2连接。

进一步地，所述的测试电流发生器(13)还包括：第二电压传感器V2；所述的第二电压传感器V2并联在滤波电容C1的两端。

进一步地，所述的漏电保护器的类型为：“4P”型漏电保护器或“3P+N”型漏电保护器或“2P”型漏电保护器或“1P+N”型漏电保护器。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的装置对漏电保护器进行测试时，闭合继电器开关K1，交流斩波电路根据不同级别的漏电保护器动作电流值调整交流斩波电路的占空比，输出一个可连续平滑调节的模拟漏电流，漏电保护器在中性线N注入漏电流后跳闸，此时第一电压传感器V1可判断出漏电保护器分闸，同时采集漏电保护器的跳闸指标参数；本实用新型的装置结构简单、功耗低、体积小，解决了现有装置存在的功耗高、容易磨损、体积大以及无法实现测试电流自动连续调节的问题。

附图说明

图1是本实用新型的“4P”型漏电保护器动作特性测试装置的电气连接图；

图2是本实用新型的“3P+N”型漏电保护器动作特性测试装置的电气连接图；

图3是本实用新型的“2P”型漏电保护器动作特性测试装置的电气连接图；

图4是本实用新型的“1P+N”型漏电保护器动作特性测试装置的电气连接图；

图5为不同类型的漏电保护器的原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述：

实施例一

如图1和图2所示，是本实用新型可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置应用在三相线路中的电气连接图，图1中的漏电保护器是“4P”型漏电保护器，图2中的漏电保护器是“3P+N”型漏电保护器，其工作原理相同。

如图1所示，所述的可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置包括：三相四线制电网10、“4P”型漏电保护器11、三相负载12、测试电流发生器13、第一电压传感器V1、限流负载电阻R2、继电器开关K1。

“4P”型漏电保护器11的输入端对应与三相四线制电网10连接，“4P”型漏电保护器的输出端对应接三相负载12的输入端；所述的第一电压传感器V1的一端连接在“4P”型漏电保护器11的火线输出端、另一端连接在“4P”型漏电保护器11的中性线输出端。

所述的测试电流发生器13包括：MOSFET开关管S1、MOSFET开关管S2、MOSFET开关管S3、MOSFET开关管S4、滤波电阻R1、滤波电容C1、第二电压传感器V2；所述的MOSFET开关管S1、MOSFET开关管S2、MOSFET开关管S3、MOSFET开关管S4、滤波电阻R1、滤波电容C1构成交流斩波电路；MOSFET开关管S1的源极连接在“4P”型漏电保护器11的火线输入端，MOSFET开关管S1的漏极与MOSFET开关管S2的漏极连接，MOSFET开关管S3的源极与MOSFET开关管S2的源极连接，MOSFET开关管S3的漏极与MOSFET开关管S4的漏极连接，MOSFET开关管S4的源极连接在“4P”型漏电保护器11的中性线输入端；滤波电阻R1的一端与MOSFET开关管S2的源极连接，滤波电阻R1的另一端与滤波电容C1的一端连接，滤波电容C1的另一端连接在MOSFET开关管S4的源极；限流负载电阻R2与继电器开关K1串联后，限流负载电阻R2的非串联端连接在滤波电阻R1与滤波电容C1连接公共点，继电器开关K1的非串联端连接在“4P”型漏电保护器11的中性线输出端；第二电压传感器V2并联在滤波电容C1的两端。

装置的工作原理：

对漏电保护器进行测试时，闭合继电器开关K1，交流斩波电路输出交流电流模拟漏电流，并注入到漏电保护器的中性线N。正常情况下，漏电保护器在中性线N注入漏电流后跳闸，此时第一电压传感器V1监测到漏电保护器跳闸并采集漏电保护器的跳闸指标参数。若经过漏保额定分闸时间后，漏保仍未分闸，则停止输出漏电流，记录剩余电流不动作值。

假设需要注入中性线N的模拟漏电流参考值为i_ref，则交流斩波电路所需的占空比为d，计算公式为：d＝i_ref*(R₁+R₂)/U_A，U_A为三相四线制电网10的A相的电压实时采样值。MOSFET开关管S1、MOSFET开关管S2、MOSFET开关管S3、MOSFET开关管S4的占空比d_S1、d_S2、d_S3、d_S4的计算公式如下：

通过调节MOSFET开关管S1、MOSFET开关管S2、MOSFET开关管S3、MOSFET开关管S4的占空比，可连续平滑地调节模拟漏电流。

实施例二

如图3和图4所示，是本实用新型可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置应用在单相线路中的电气连接图，与实施例一不同点仅在于，图3中的漏电保护器是“2P”型漏电保护器，图4中的漏电保护器是“1P+N”型漏电保护器，负载为单相负载，电网为单相交流电网。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置，其特征在于，包括：交流电网、交流负载、限流负载电阻R2、测试电流发生器(13)、继电器开关K1、第一电压传感器V1；漏电保护器的输入端对应与交流电网连接，漏电保护器的输出端接交流负载，所述的测试电流发生器(13)采用交流斩波电路，测试电流发生器(13)的输入端的两个端子分别连接在漏电保护器的火线输入端和中性线输入端，测试电流发生器(13)的输出端与限流负载电阻R2的一端连接，限流负载电阻R2的另一端与继电器开关K1串联后，继电器开关K1的非串联端连接在漏电保护器的中性线输出端；所述的第一电压传感器V1的一端连接在漏电保护器的火线输出端、另一端连接在漏电保护器的中性线输出端。

2.根据权利要求1所述的可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置，其特征在于，所述的测试电流发生器(13)包括：MOSFET开关管S1、MOSFET开关管S2、MOSFET开关管S3、MOSFET开关管S4、滤波电阻R1、滤波电容C1；MOSFET开关管S1的源极连接在漏电保护器(11)的火线输入端，MOSFET开关管S1的漏极与MOSFET开关管S2的漏极连接，MOSFET开关管S3的源极与MOSFET开关管S2的源极连接，MOSFET开关管S3的漏极与MOSFET开关管S4的漏极连接，MOSFET开关管S4的源极连接在漏电保护器的中性线输入端；滤波电阻R1的一端与MOSFET开关管S2的源极连接，滤波电阻R1的另一端与滤波电容C1的一端连接，滤波电容C1的另一端连接在MOSFET开关管S4的源极；滤波电阻R1与滤波电容C1连接公共点与限流负载电阻R2连接。

3.根据权利要求2所述的可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置，其特征在于，所述的测试电流发生器(13)还包括：第二电压传感器V2；所述的第二电压传感器V2并联在滤波电容C1的两端。

4.根据权利要求1所述的可控测试电流的漏电保护器动作特性测试装置，其特征在于，所述的漏电保护器的类型为：“4P”型漏电保护器或“3P+N”型漏电保护器或“2P”型漏电保护器或“1P+N”型漏电保护器。

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