漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)和高精度的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)和高精度檢測方法，系統(tǒng)包括變壓器、調(diào)壓器、消弧電路、負(fù)載電流過零檢測模塊、剩余電流T型調(diào)流模塊、剩余電流峰值檢測模塊、漏電保護(hù)器、漏電保護(hù)器負(fù)載、負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊、剩余電流調(diào)理采樣模塊、采樣處理和控制模塊。本發(fā)明采用電子無觸點(diǎn)式SSR的電流過零調(diào)壓技術(shù)、結(jié)合調(diào)壓消弧電路，能有效削弱調(diào)壓時(shí)電弧對(duì)抽頭的燒蝕程度；T型網(wǎng)絡(luò)和SSR陣列實(shí)現(xiàn)剩余電流的數(shù)字化調(diào)流，解決了模擬調(diào)流法精度差、可靠性欠佳等缺點(diǎn)；電流峰值時(shí)間點(diǎn)的高通容阻檢測方案，提高了檢測精度；數(shù)字化架構(gòu)的檢測系統(tǒng)具有高效、高精度和高可靠的特點(diǎn)。
【專利說明】漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)和高精度的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬漏電保護(hù)器的檢測技術(shù)范疇，特別是指漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)和高精度的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國每年因觸電導(dǎo)致的人員死亡達(dá)數(shù)千人，因漏電引起的經(jīng)濟(jì)損失為數(shù)億元；漏電保護(hù)器則是一種行之有效的防止觸電傷人，漏電火災(zāi)、電氣設(shè)備損壞的裝置。IEEE定義的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器簡稱剩余電流保護(hù)器，我國和日本的命名為漏電保護(hù)器、歐洲采用的稱謂是漏電接地?cái)嗦菲鳎‥LCB)，美國的專業(yè)術(shù)語則是接地故障斷路器（GTOD)。國家標(biāo)準(zhǔn)指出，漏電保護(hù)器特指“在規(guī)定條件下，當(dāng)剩余電流達(dá)到或超過給定值時(shí)能自動(dòng)斷開電路的機(jī)械開關(guān)電器或組合電器”;漏電保護(hù)器在國家的大力推廣下得到了廣泛使用，且在降低人身觸電和漏電火災(zāi)方面發(fā)揮著巨大的效用。1912年，德國發(fā)明電壓動(dòng)作型漏電接地?cái)嗦菲鳎?940年，法國提出電流動(dòng)作型漏電接地?cái)嗦菲?；上世紀(jì)五十年代，電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器迅速占據(jù)市場的主導(dǎo)地位，電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器淘汰出局。1964年，日本推出電子式電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器，而歐洲國家始終傾向電磁式電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器的發(fā)展；1966年，我國開始研制漏電保護(hù)器，目前電子式電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器占大陸總產(chǎn)量的90%左右；術(shù)語漏電保護(hù)器著眼于表征保護(hù)器的功能或效能，而術(shù)語剩余電流保護(hù)器側(cè)重于表征保護(hù)器的技術(shù)特征、即有別于早期電壓動(dòng)作型的技術(shù)特征，因此不同國家在各自的應(yīng)用場合、同一產(chǎn)品常常使用約定俗成的不同術(shù)語。
[0003]漏電保護(hù)器由剩余電流檢測部件、中間環(huán)節(jié)和脫扣器執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成；檢測部件為零序電流互感器，檢測剩余電流的電流信號(hào)、將電流信號(hào)變換至中間環(huán)節(jié)所能處理的電壓或功率信號(hào)；中間環(huán)節(jié)處理電壓或功率信號(hào)；脫扣器執(zhí)行機(jī)構(gòu)受中間環(huán)節(jié)控制，維持或切斷被保護(hù)的主電路電源。漏電動(dòng)作電流值、漏電不動(dòng)作電流值和分?jǐn)鄷r(shí)間是評(píng)價(jià)漏電保護(hù)器性能的三項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，而難度最大的是分?jǐn)鄷r(shí)間的檢測精度一精準(zhǔn)確定脫扣器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間點(diǎn)十分困難；檢測系統(tǒng)的可靠性和檢測效率則有賴于帶載調(diào)壓裝置的可靠性一帶載調(diào)壓會(huì)引起燃弧、而燃弧有損檢測系統(tǒng)的可靠性；因此，高效獲取精準(zhǔn)的漏電保護(hù)器技術(shù)指標(biāo)，取決于高效高精度的漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)和檢測方法。漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)包括負(fù)載電壓可調(diào)、剩余電流可調(diào)的檢測電源，負(fù)載電壓的調(diào)壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、剩余電流的調(diào)流執(zhí)行機(jī)構(gòu)，漏電保護(hù)器負(fù)載電流信號(hào)的調(diào)理采集模塊，剩余電流信號(hào)的調(diào)理采集模塊，主控和檢測數(shù)據(jù)的處理模塊。
[0004]漏電保護(hù)器檢測儀的國內(nèi)廠家有上海思遠(yuǎn)儀器設(shè)備廠、上海電器科學(xué)研究所、西安中峰科技電氣設(shè)備有限公司等，國外廠家有日本共立公司和德國貝漢公司等；上述檢測儀基于模擬技術(shù)獲取漏電保護(hù)器的技術(shù)參數(shù)，參數(shù)檢測速度慢、效率低，手動(dòng)操作強(qiáng)度高、誤差大，而且檢測流程復(fù)雜；檢測結(jié)果的記錄、記錄的加工都由人工完成、自動(dòng)化智能化水平低，可靠性欠佳；同時(shí)檢測人員必須具備較高的技術(shù)素養(yǎng)，況且單一設(shè)備尚無法完成剩余電流保護(hù)器功能的全部檢測項(xiàng)目。國內(nèi)從事漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)(儀)的廠家有限，研究所、高校等科研單位更是廖若晨星，故漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)(儀）的技術(shù)進(jìn)步相對(duì)緩慢；以高校為例，除河北工業(yè)大學(xué)長期專注漏電保護(hù)器和漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)(儀）的研發(fā)，只有少數(shù)高校偶爾涉足。目前，國內(nèi)漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)的基本技術(shù)特征是：
[0005]·借助接觸式調(diào)壓器調(diào)節(jié)檢測電源的電壓、即通過變壓器抽頭切換的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，河北工業(yè)大學(xué)的貢獻(xiàn)是用電動(dòng)機(jī)+傳動(dòng)機(jī)抅的調(diào)壓替代早期的手動(dòng)調(diào)壓；但電動(dòng)調(diào)壓無法消除抽頭切換過程中的電弧現(xiàn)象，電弧導(dǎo)致的抽頭燒蝕缺陷依然存在；此外，接觸式調(diào)壓器的調(diào)壓精度低、響應(yīng)速度慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)維工作量大。
[0006]·沿襲模擬式可變電阻器的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法，進(jìn)行剩余電流的調(diào)流；模擬式可變電阻器阻礙了檢測系統(tǒng)的自動(dòng)化(檢測過程和檢測參數(shù)處理的自動(dòng)化)，同時(shí)模擬式可變電阻器調(diào)流法的能耗也相當(dāng)可觀。
[0007]·檢測系統(tǒng)電源裝置的電流過零點(diǎn)是調(diào)壓的最佳時(shí)間點(diǎn)，雖然電流過零點(diǎn)的檢測理論完美，但工程實(shí)踐的結(jié)果卻大相徑庭；問題源自調(diào)壓指令下達(dá)到手/電動(dòng)完成調(diào)壓是需要時(shí)間的，前者因人的反應(yīng)敏捷水平而異、后者服從牛頓慣性定律，相對(duì)50HZ的電源頻率(對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)至電流峰值頻率為100HZ)而言、手/電動(dòng)調(diào)壓的執(zhí)行過程嚴(yán)重滯后一調(diào)壓執(zhí)行器的抽頭切換時(shí)間甚至大于零點(diǎn)至電流峰值的周期；一言以概之：電流過零點(diǎn)的調(diào)壓理論完美，電流過零點(diǎn)的調(diào)壓實(shí)踐不完美、至少不那么完美；因此，電流過零點(diǎn)調(diào)壓技術(shù)有效的前提是具有快速響應(yīng)特性的調(diào)壓執(zhí)行器。
[0008]?漏電保護(hù)器帶載調(diào)壓檢測的高可靠性是提升檢測系統(tǒng)可靠性和效率的關(guān)鍵支撐技術(shù)，電流過零調(diào)壓技術(shù)可以消弱抽頭電壓調(diào)節(jié)裝置（TAPCHANGER)的燃??；但漏電保護(hù)器處在重負(fù)載狀態(tài)時(shí)，僅僅采用電流過零調(diào)壓單項(xiàng)技術(shù)、即便應(yīng)用固態(tài)繼電器進(jìn)行調(diào)壓，仍無法完全排除調(diào)壓引起燃弧的可能性、以及燃弧給帶載調(diào)壓檢測系統(tǒng)可靠性所造成的負(fù)面影響；因此，設(shè)計(jì)重載狀態(tài)下的調(diào)壓消弧電路是必要的，調(diào)壓消弧電路有助于提高漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)的效率和可靠性。
[0009]·剩余電流的峰值時(shí)間點(diǎn)關(guān)系到漏電不動(dòng)作電流值、漏電動(dòng)作電流值和分?jǐn)鄷r(shí)間指標(biāo)的檢測精度，業(yè)界經(jīng)過長期的探索達(dá)成共識(shí)：脫扣器執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的時(shí)間起始點(diǎn)是剩余電流第一個(gè)峰值的時(shí)間點(diǎn)，遺撼的是迄今尚無有效檢測剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)的簡單解決方案；一旦確定剩余電流峰值的時(shí)間點(diǎn)、就能得到分?jǐn)鄷r(shí)間并獲取剩余電流峰值，從剩余電流峰值就可直接推出漏電不動(dòng)作電流值和漏電動(dòng)作電流值。
[0010]顯然，現(xiàn)有漏電保護(hù)器的檢測系統(tǒng)和檢測方法亟待改進(jìn)提高。本發(fā)明旨在補(bǔ)上這一課。目前，漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)和檢測方法的知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果少之又少，絕大多數(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)聚焦漏電保護(hù)器、而非漏電保護(hù)器的檢測系統(tǒng)和檢測方法；相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果基本空白。較有代表性的相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果綜述如下：
[0011]?發(fā)明專利“一種直流過流保護(hù)器檢測方法及系統(tǒng)”（專利號(hào)ZL200610170565. X)，提出一種直流過流保護(hù)器檢測方法及系統(tǒng)，通過檢測、放大保護(hù)器兩端的電氣參數(shù)，判別保護(hù)器是否工作異常。
[0012]?發(fā)明專利“基于溫度傳感器的浪涌保護(hù)器檢測裝置”（申請(qǐng)?zhí)?00910067800. 4)，提出基于溫度傳感器的浪涌保護(hù)器檢測裝置，檢測浪涌抑制器件溫度，分析得出此次流過電流的特性以及浪涌保護(hù)器件的狀態(tài)信息。
[0013]?發(fā)明專利“過流保護(hù)器檢測裝置”（申請(qǐng)?zhí)?01010213928. X)，提出一種過流保護(hù)器檢測裝置，變壓器的次級(jí)線圈連接整流器，整流器的輸出端并聯(lián)直流電壓表，串聯(lián)交流接觸器開關(guān)、直流電流表、測試插座和可調(diào)電阻。
[0014]·發(fā)明專利“具有自診斷功能的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器”（專利號(hào)ZL200710105744.X)，提出一種具有自診斷功能的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，它包括保護(hù)器、零序互感器、脫扣分勵(lì)線圈、剩余電流處理電路、整流電路、可控硅SCR等保護(hù)器的零部件及常規(guī)電路，還包括自診斷指示電路和/或自診斷報(bào)警電路和/或自診斷保護(hù)電路。
[0015]上述有益探索，提出了漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)的架構(gòu)及檢測方法，有一定的參考價(jià)值，但探索成果仍存在局限。因此，有必要立足現(xiàn)有漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)、在已有研究成果的基礎(chǔ)上作深入的研究與創(chuàng)新，用數(shù)字技術(shù)改造漏電保護(hù)器的檢測系統(tǒng)和檢測方法：提出漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)架構(gòu)，以及高效、高精度和高可靠檢測方法；開發(fā)漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)的數(shù)字式電源裝置一摒棄機(jī)械觸點(diǎn)式調(diào)壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、采用電子無觸點(diǎn)式調(diào)壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)一固態(tài)繼電器SSR的電流過零調(diào)壓技術(shù)，并增設(shè)漏電保護(hù)器重載狀態(tài)下的調(diào)壓消弧電路；舍棄模似滑線電位器調(diào)流法、借助T型電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)流，并提出一種有效檢測剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)的方法一剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)的高通容阻檢測技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)和高精度檢測方法。
[0017]漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)包括變壓器、SSR陣列調(diào)壓器、調(diào)壓消弧電路、負(fù)載電流過零檢測模塊、SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊、剩余電流峰值檢測模塊、漏電保護(hù)器、漏電保護(hù)器負(fù)載、負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊、剩余電流調(diào)理采樣模塊、采樣處理和控制模塊；
[0018]變壓器的原邊接入2 20V的市電、變壓器副邊與SSR陣列相連構(gòu)成SSR陣列調(diào)壓器，調(diào)壓消弧電路由變壓器T、消弧電阻1?2(11、消弧固態(tài)繼電器SSR2tll組成，SSR陣列調(diào)壓器輸出依次與調(diào)壓消弧電路變壓器T的原邊、漏電保護(hù)器、漏電保護(hù)器負(fù)載相連，SSR陣列由采樣處理和控制模塊實(shí)施SSR陣列I控制；消弧電阻R2tll與消弧固態(tài)繼電器SSR2tll并聯(lián)、跨接至變壓器T副邊的兩端，固態(tài)繼電器SSR2tll由采樣處理和控制模塊實(shí)施SSR2tll控制；變壓器T原副邊的匝數(shù)比I :N，SSR2(I1當(dāng)且僅當(dāng)漏電保護(hù)器重載調(diào)壓切換前的瞬間斷開，即變壓器T原邊等價(jià)接入N2XR2tll，減小漏電保護(hù)器調(diào)壓切換時(shí)的電流、并吸收漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)調(diào)壓切換時(shí)的燃弧能量，其余時(shí)間SSR2tll均閉合、即消弧電阻R2tll被消弧固態(tài)繼電器SSR2tll短路、調(diào)壓消弧電路不影響SSR陣列調(diào)壓器的輸出；
[0019]SSR陣列調(diào)壓器輸出的火線或零線從負(fù)載電流過零檢測模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊共用的霍爾電流傳感器中穿過，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的一路經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路至采樣處理和控制模塊、獲取漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的另一路經(jīng)負(fù)載電流過零檢測模塊、生成負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求至采樣處理和控制模塊，作為SSR陣列調(diào)壓器SSR陣列切換、即SSR陣列調(diào)壓器調(diào)壓的SSR陣列I控制的觸發(fā)信號(hào)；
[0020]漏電保護(hù)器輸出的火線經(jīng)SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊、剩余電流調(diào)理采樣模塊、剩余電流峰值檢測模塊與SSR陣列調(diào)壓器的接地保護(hù)端相連，SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊由SSR陣列調(diào)壓器實(shí)施SSR陣列2控制；SSR陣列調(diào)壓器輸出的火線從剩余電流峰值檢測模塊和剩余電流調(diào)理采樣模塊共用的霍爾電流傳感器中穿過，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的一路經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路至SSR陣列調(diào)壓器、獲取漏電保護(hù)器的剩余電流值，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的另一路經(jīng)高通容阻和電流過零檢測電路、生成剩余電流峰值中斷請(qǐng)求至采樣處理和控制模塊，作為漏電保護(hù)器脫扣器動(dòng)作的時(shí)間起始點(diǎn)、即分?jǐn)鄷r(shí)間指標(biāo)的時(shí)間起始點(diǎn)；
[0021]變壓器副邊依序由0.5、1、2、……128V共計(jì)9個(gè)繞組構(gòu)成，SSR陣列的調(diào)壓器包括18個(gè)SSR、每2個(gè)SSR為一組合計(jì)9組、調(diào)壓分辨率O. 5V ；SSR陣列的剩余電流T型調(diào)流模塊（400)由T型電阻網(wǎng)絡(luò)和16個(gè)SSR組成，每2個(gè)SSR為一組合計(jì)8組、調(diào)流分辨率為l/511imx、iMX是T型電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)流的上限額定值；剩余電流峰值檢測模塊和剩余電流調(diào)理采樣模塊、負(fù)載電流過零檢測模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊均通過磁場與檢測系統(tǒng)建立間接的電路連接；數(shù)字式電源裝置向控制模塊輸出剩余電流峰值中斷請(qǐng)求、負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求信號(hào)，控制模塊通過剩余電流調(diào)理采樣模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊獲取漏電保護(hù)器的剩余電流值、漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，數(shù)字式電源裝置響應(yīng)采樣處理和控制模塊下達(dá)的SSR陣列I控制、固態(tài)繼電器SSR2tll控制、SSR陣列2控制指令。
[0022]所述的負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊包括霍爾電流傳感器、2個(gè)穩(wěn)壓二極管2CW53、運(yùn)放LMl24 ;調(diào)壓器輸出從負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊和負(fù)載電流過零檢測模塊共用的霍爾電流傳感器中穿過，穩(wěn)壓二極管D811和穩(wěn)壓二極管D812反向并聯(lián)后一端接地，另一端與電阻R811、電阻R812、電容C811和霍爾電流傳感器的輸出OUT端相連，電阻R811和電容C811的另一端接地；電阻R812的另一端與電容C812、電容C813相連，電容C812的另一端接地，電容C813的另一端與電阻R821相連；電阻R821的另一端與電阻R823、電容C821和運(yùn)放的反相輸入端腳2相連，電阻R823和電容C821的另一端與電阻R824、運(yùn)放的輸出端腳I相連；運(yùn)放的同相輸入端腳3與電阻R822>電容C822相連，電阻R822的另一端接+2. 5V ；電阻R824的另一端與電容C823相連、向采樣處理和控制模塊輸出漏電保護(hù)器的負(fù)載電流信號(hào)，電容C823和電容C822的另一端接地；霍爾電流傳感器采集漏電保護(hù)器的負(fù)載電流信號(hào)、經(jīng)負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊的濾波、放大、電平變換，成為采樣處理和控制模塊可以采集的單極性電壓信號(hào)（O~5V)；
[0023]剩余電流調(diào)理采樣模 塊的組成、結(jié)構(gòu)和功能與負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊類同，不再贅述。
[0024]所述的采樣處理和控制模塊由PLC S7_200( 1010)、觸摸屏MT506T組成，兩者借助專用的RS485通信電纜交換數(shù)據(jù)，觸摸屏完成人機(jī)交互和檢測數(shù)據(jù)的后處理、檢測數(shù)據(jù)的采樣和檢測系統(tǒng)的控制則由PLC承擔(dān)，PLC S7-200包括CPU226CN模塊、數(shù)字量輸入/出模塊EM223、模擬量輸入/出模塊EM235和電源模塊（NES-75-24)；
[0025]數(shù)字量輸入/出模塊EM223的DO1' DO2'……DO9輸出構(gòu)成SSR陣列I控制，DO10輸出執(zhí)行SSR2tll控制，DO11, DO12,……DO18輸出構(gòu)成SSR陣列2控制；模擬輸入/出模塊EM235的第一輸入通道采集漏電保護(hù)器負(fù)載電流值A(chǔ)I1, EM235的第二輸入通道采集漏電保護(hù)器剩余電流值A(chǔ)I2 ;CPU226CN模塊的中斷口 I輸入負(fù)載電流過零檢測模塊的中斷請(qǐng)求INT1, CPU226CN模塊的中斷口 2輸入剩余電流峰值檢測模塊的中斷請(qǐng)求INT2。
[0026]漏電保護(hù)器數(shù)字式檢測系統(tǒng)的高精度檢測方法包括檢測準(zhǔn)備流程、帶載調(diào)壓檢測流程和剩余電流檢測流程，剩余電流檢測流程內(nèi)嵌在帶載調(diào)壓檢測流程內(nèi)，符號(hào)說明：t_break分?jǐn)鄷r(shí)間、漏電不動(dòng)作電流采用國標(biāo)GB6829-95符號(hào)ΙΔη。、漏電動(dòng)作電流ΙΔΛ、ΙΔ為剩余電流、剩余電流峰值變量數(shù)組I,,ak[i]，i=l、2、3、4 ；[0027]檢測準(zhǔn)備流程：在觸摸屏人機(jī)交互界面上，輸入待測漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流值ΙΛη、剩余電流的檢測初始值ΙΛ。和剩余電流的檢測遞增值Λ ΙΛ、額定分?jǐn)鄷r(shí)間Τ_break、帶載調(diào)壓的檢測電壓參數(shù)表、漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，調(diào)整接入漏電保護(hù)器的漏電保護(hù)器負(fù)載、使負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊上傳的電流值=設(shè)定的“漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值”；
[0028]帶載調(diào)壓檢測流程：從帶載調(diào)壓檢測的電壓參數(shù)表中、每次循環(huán)按序讀入一項(xiàng)電壓值，若電壓參數(shù)表已空則結(jié)束、否則用讀入的電壓值進(jìn)行帶載調(diào)壓檢測，
[0029]·重載調(diào)壓狀態(tài)，開中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”使能，響應(yīng)中斷I請(qǐng)求、進(jìn)行SSR2tll控制即斷開SSR2tll、進(jìn)行SSR陣列I控制，調(diào)壓，再進(jìn)行SSR2tll控制即閉合SSR2tll，關(guān)中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”禁止，調(diào)用剩余電流檢測流程；
[0030]·非重載調(diào)壓狀態(tài)，開中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”使能，響應(yīng)中斷I請(qǐng)求、進(jìn)行SSR陣列I控制即調(diào)壓，關(guān)中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”禁止，調(diào)用剩余電流檢測流程；
[0031]剩余電流檢測流程：讀入剩余電流的相關(guān)檢測參數(shù)ΙΛη、ΙΛ。、Λ ΙΔ，ΙΔ=ΙΔ(Ι、設(shè)置采樣處理和控制模塊的定時(shí)器=IOOms,
[0032]I、數(shù)組ΙΛ—peak[i]=0、t_break=0、i=l,依據(jù)剩余電流ΙΛ、進(jìn)行SSR陣列2控制一調(diào)流，開中斷2使“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”使能、開中斷3使“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”使倉泛，
[0033]2-1、響應(yīng)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”、I[i] =剩余電流調(diào)理采樣模塊上傳的電流值、剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)tpe;ak [i]=剩余電流峰值中斷請(qǐng)求的時(shí)間，若i =4則關(guān)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”禁止、關(guān)中斷3即“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”禁止且轉(zhuǎn)“3”、否則 i=i+l 返回 “2-1”，
[0034]2-2、響應(yīng)中斷3即控制模塊的IOOms定時(shí)器中斷、關(guān)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”禁止、關(guān)中斷3即“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”禁止，讀入剩余電流調(diào)理采樣模塊上傳的全部剩余電流值、搜索第一個(gè)等于零的剩余電流值及對(duì)應(yīng)的時(shí)間t_zero, t_break=t_zero-tpeak[l]、漏電動(dòng)作電流 ΙΔΛ=ΙΔ—peak[l]且轉(zhuǎn) “4”，
[0035]3、ΙΔηο=ΙΔ^Λ[?]的中位平均值、Ιλ=Ιλ + ΛΙλ，若ΙΔ≥ΙΛη轉(zhuǎn)“帶載調(diào)壓檢測流程”的結(jié)束點(diǎn)、否則轉(zhuǎn)“1”，
[0036]4、返回“帶載調(diào)壓檢測流程”的開始點(diǎn)。
[0037]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，具有的有益效果是：采用電子無觸點(diǎn)式調(diào)壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)一固態(tài)繼電器SSR的電流過零調(diào)壓技術(shù)，并增設(shè)漏電保護(hù)器重載狀態(tài)下的調(diào)壓消弧電路進(jìn)行調(diào)壓，有效消弱了電弧的抽頭燒蝕程度，克服了接觸式調(diào)壓器自動(dòng)化水平低、精度差、響應(yīng)速度慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)；借助T型電阻網(wǎng)絡(luò)和SSR陣列實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)器剩余電流的數(shù)字化調(diào)流，解決了模擬滑線電位器調(diào)流法固有的精度差、可靠性欠佳、自動(dòng)化水平低等難題；舍棄直接檢測剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)的檢測方案，提出檢測剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)的高通容阻檢測方案一將剩余電流峰值檢測問題轉(zhuǎn)變?yōu)楦咄ㄈ葑桦娐份敵鲭娏鞯牧泓c(diǎn)檢測問題，提高了電流峰值的檢測精度和實(shí)時(shí)性；通過霍爾電流傳感器檢測剩余電流和負(fù)載電流，因檢測電路與待測電流所在的電路不發(fā)生直接的電聯(lián)系，所以檢測不影響待測電流所在的電路參數(shù)，有助于撿測精度的提高；漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)采用數(shù)字化架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了檢測全程的自動(dòng)化，具有聞效、聞精度和聞可罪的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖I是漏電保護(hù)器數(shù)字式檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0039]圖2是負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊的電路圖；
[0040]圖3是采樣處理和控制模塊的原理圖；
[0041]圖4(a)是漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)的高精度檢測方法流程圖；
[0042]圖4(b)是本發(fā)明的檢測準(zhǔn)備流程圖；
[0043]圖4(c)是本發(fā)明的帶載調(diào)壓檢測流程圖；
[0044]圖4(d)是本發(fā)明的剩余電流檢測流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]漏電保護(hù)器按主開關(guān)的極數(shù)和電流回路數(shù)可分為：單極二線/ 二極/ 二極三線/三極/三極四線和四極漏電保護(hù)器；常見的是單極二線漏電保護(hù)器和三極四線漏電保護(hù)器，從漏電保護(hù)器檢測原理的視角考量，單極二線漏電保護(hù)器和三極四線漏電保護(hù)器並無實(shí)質(zhì)性的差異；考慮到描述的簡潔性、不失一般性，本發(fā)明僅就單極二線漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)展開論述；縮寫符號(hào)說明：固態(tài)繼電器（Solid State Relay)縮寫SSR ;專業(yè)術(shù)語說明：檢測指標(biāo)采用國內(nèi)漏電保護(hù)器行業(yè)的主流術(shù)語一漏電動(dòng)作電流值、漏電不動(dòng)作電流值和分?jǐn)鄷r(shí)間，描述檢測系統(tǒng)時(shí)遵循學(xué)術(shù)界推崇的IEEE定義一剩余電流動(dòng)作保護(hù)器；因此，本發(fā)明的漏電電流與剩余電流具有相同的內(nèi)涵。
[0046]如圖I?4所示，漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)包括變壓器100、SSR陣列調(diào)壓器200、調(diào)壓消弧電路201、負(fù)載電流過零檢測模塊300、SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊400、剩余電流峰值檢測模塊500、漏電保護(hù)器600、漏電保護(hù)器負(fù)載700、負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊800、剩余電流調(diào)理采樣模塊900、采樣處理和控制模塊1000 ；
[0047]變壓器的原邊接入220V的市電、變壓器副邊與SSR陣列相連構(gòu)成SSR陣列調(diào)壓器，調(diào)壓消弧電路201由變壓器T、消弧電阻R2tll、消弧固態(tài)繼電器SSR2tll組成，SSR陣列調(diào)壓器輸出依次與調(diào)壓消弧電路201變壓器T的原邊、漏電保護(hù)器600、漏電保護(hù)器負(fù)載700相連，SSR陣列由采樣處理和控制模塊1000實(shí)施SSR陣列I控制；消弧電阻R2tll與消弧固態(tài)繼電器SSR2tll并聯(lián)、跨接至變壓器T副邊的兩端，固態(tài)繼電器SSR2tll由采樣處理和控制模塊實(shí)施SSR2tll控制；變壓器T原副邊的匝數(shù)比I :N，SSR201當(dāng)且僅當(dāng)漏電保護(hù)器重載調(diào)壓切換前的瞬間斷開，即變壓器T原邊等價(jià)接入N2XR2tll,減小漏電保護(hù)器調(diào)壓切換時(shí)的電流、并吸收漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)調(diào)壓切換時(shí)的燃弧能量，其余時(shí)間SSR2tll均閉合、即消弧電阻R2tll被消弧固態(tài)繼電器SSR2tll短路、調(diào)壓消弧電路不影響SSR陣列調(diào)壓器的輸出；
[0048]SSR陣列調(diào)壓器輸出的火線或零線從負(fù)載電流過零檢測模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊共用的霍爾電流傳感器中穿過，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的一路經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路至采樣處理和控制模塊、獲取漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的另一路經(jīng)負(fù)載電流過零檢測模塊、生成負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求至采樣處理和控制模塊，作為SSR陣列調(diào)壓器SSR陣列切換、即SSR陣列調(diào)壓器調(diào)壓的SSR陣列I控制的觸發(fā)信號(hào)；
[0049]漏電保護(hù)器輸出的火線經(jīng)SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊、剩余電流調(diào)理采樣模塊、剩余電流峰值檢測模塊與SSR陣列調(diào)壓器的接地保護(hù)端相連，SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊由SSR陣列調(diào)壓器實(shí)施SSR陣列2控制；SSR陣列調(diào)壓器輸出的火線從剩余電流峰值檢測模塊和剩余電流調(diào)理采樣模塊共用的霍爾電流傳感器中穿過，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的一路經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路至SSR陣列調(diào)壓器、獲取漏電保護(hù)器的剩余電流值，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的另一路經(jīng)高通容阻和電流過零檢測電路、生成剩余電流峰值中斷請(qǐng)求至采樣處理和控制模塊，作為漏電保護(hù)器脫扣器動(dòng)作的時(shí)間起始點(diǎn)、即分?jǐn)鄷r(shí)間指標(biāo)的時(shí)間起始點(diǎn)；
[0050]變壓器100副邊依序由O. 5、1、2、……128V共計(jì)9個(gè)繞組構(gòu)成，SSR陣列的調(diào)壓器200包括18個(gè)SSR、每2個(gè)SSR為一組合計(jì)9組、調(diào)壓分辨率O. 5V ；SSR陣列的剩余電流T型調(diào)流模塊400由T型電阻網(wǎng)絡(luò)和16個(gè)SSR組成，每2個(gè)SSR為一組合計(jì)8組、調(diào)流分辨率為l/511imx、iMX是T型電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)流的上限額定值；剩余電流峰值檢測模塊和剩余電流調(diào)理采樣模塊、負(fù)載電流過零檢測模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊均通過磁場與檢測系統(tǒng)建立間接的電路連接；數(shù)字式電源裝置向控制模塊輸出剩余電流峰值中斷請(qǐng)求、負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求信號(hào)，控制模塊通過剩余電流調(diào)理采樣模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊獲取漏電保護(hù)器的剩余電流值、漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，數(shù)字式電源裝置響應(yīng)采樣處理和控制模塊下達(dá)的SSR陣列I控制、固態(tài)繼電器SSR2tll控制、SSR陣列2控制指令。
[0051]所述的負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊800包括霍爾電流傳感器810、2個(gè)穩(wěn)壓二極管2CW53 (820)、運(yùn)放LM124 (830);調(diào)壓器輸出從負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊和負(fù)載電流過零檢測模塊300共用的霍爾電流傳感器中穿過，穩(wěn)壓二極管D811和穩(wěn)壓二極管D812反向并聯(lián)后一端接地，另一端與電阻R811、電阻R812、電容C811和霍爾電流傳感器的輸出OUT端相連，電阻R811和電容C811的另一端接地；電阻R812的另一端與電容C812、電容C813相連，電容C812的另一端接地，電容C813的另一端與電阻R821相連；電阻R821的另一端與電阻R823、電容C821和運(yùn)放的反相輸入端腳2相連，電阻R823和電容C821的另一端與電阻R824、運(yùn)放的輸出端腳I相連；運(yùn)放的同相輸入端腳3與電阻R822、電容C822相連，電阻R822的另一端接+2. 5V ；電阻R824的另一端與電容C823相連、向米樣處理和控制模塊輸出漏電保護(hù)器的負(fù)載電流信號(hào)，電容C823和電容C822的另一端接地；霍爾電流傳感器采集漏電保護(hù)器的負(fù)載電流信號(hào)、經(jīng)負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊的濾波、放大、電平變換，成為采樣處理和控制模塊可以采集的單極性電壓信號(hào)(O ~5V)；
[0052]剩余電流調(diào)理采樣模塊的組成、結(jié)構(gòu)和功能與負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊類同，不再贅述。
[0053]所述的采樣處理和控制模塊1000由PLC S7-200 (1010)、觸摸屏MT506T1020組成，兩者借助專用的RS485通信電纜交換數(shù)據(jù)，觸摸屏完成人機(jī)交互和檢測數(shù)據(jù)的后處理、檢測數(shù)據(jù)的采樣和檢測系統(tǒng)的控制則由PLC承擔(dān)，PLC S7-200包括CPU226CN模塊、數(shù)字量輸入/出模塊EM223、模擬量輸入/出模塊EM235和電源模塊（NES-75-24)；
[0054]數(shù)字量輸入/出模塊EM223的DO1' DO2'……DO9輸出構(gòu)成SSR陣列I控制，DO10輸出執(zhí)行SSR2tll控制，DO11, DO12,……DO18輸出構(gòu)成SSR陣列2控制；模擬輸入/出模塊EM235的第一輸入通道采集漏電保護(hù)器負(fù)載電流值A(chǔ)I1, EM235的第二輸入通道采集漏電保護(hù)器剩余電流值A(chǔ)I2 ;CPU226CN模塊的中斷口 I輸入負(fù)載電流過零檢測模塊的中斷請(qǐng)求INT1, CPU226CN模塊的中斷口 2輸入剩余電流峰值檢測模塊的中斷請(qǐng)求INT2。[0055]漏電保護(hù)器數(shù)字式檢測系統(tǒng)的高精度檢測方法包括檢測準(zhǔn)備流程、帶載調(diào)壓檢測流程和剩余電流檢測流程，剩余電流檢測流程內(nèi)嵌在帶載調(diào)壓檢測流程內(nèi)，符號(hào)說明：t_break分?jǐn)鄷r(shí)間、漏電不動(dòng)作電流采用國標(biāo)GB6829-95符號(hào)ΙΔη。、漏電動(dòng)作電流ΙΔΛ、ΙΔ為剩余電流、剩余電流峰值變量數(shù)組I,,ak[i]，i=l、2、3、4 ；
[0056]檢測準(zhǔn)備流程：在觸摸屏人機(jī)交互界面上，輸入待測漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流值ΙΔη、剩余電流的檢測初始值ΙΛ。和剩余電流的檢測遞增值λ ΙΛ、額定分?jǐn)鄷r(shí)間τ_break、帶載調(diào)壓的檢測電壓參數(shù)表、漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，調(diào)整接入漏電保護(hù)器的漏電保護(hù)器負(fù)載、使負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊上傳的電流值=設(shè)定的“漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值”；
[0057]帶載調(diào)壓檢測流程：從帶載調(diào)壓檢測的電壓參數(shù)表中、每次循環(huán)按序讀入一項(xiàng)電壓值，若電壓參數(shù)表已空則結(jié)束、否則用讀入的電壓值進(jìn)行帶載調(diào)壓檢測，
[0058]·重載調(diào)壓狀態(tài)，開中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”使能，響應(yīng)中斷I請(qǐng)求、進(jìn)行SSR2tll控制即斷開SSR2tll、進(jìn)行SSR陣列I控制，調(diào)壓，再進(jìn)行SSR2tll控制即閉合SSR2tll，關(guān)中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”禁止，調(diào)用剩余電流檢測流程；
[0059]·非重載調(diào)壓狀態(tài)，開中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”使能，響應(yīng)中斷I請(qǐng)求、進(jìn)行SSR陣列I控制即調(diào)壓，關(guān)中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”禁止，調(diào)用剩余電流檢測流程；
[0060]剩余電流檢測流程：讀入剩余電流的相關(guān)檢測參數(shù)ΙΛη、ΙΛ。、Λ ΙΔ，ΙΔ=ΙΔ(Ι、設(shè)置采樣處理和控制模塊的定時(shí)器=IOOms,
[0061]I、數(shù)組ΙΛ—peak[i]=0、t_break=0、i=l,依據(jù)剩余電流ΙΛ、進(jìn)行SSR陣列2控制一調(diào)流，開中斷2使“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”使能、開中斷3使“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”使倉泛，
[0062]2-1、響應(yīng)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”、Iueak[i] =剩余電流調(diào)理采樣模塊上傳的電流值、剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)tpe;ak [i]=剩余電流峰值中斷請(qǐng)求的時(shí)間，若i =4則關(guān)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”禁止、關(guān)中斷3即“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”禁止且轉(zhuǎn)“3”、否則 i=i+l 返回 “2-1”，
[0063]2-2、響應(yīng)中斷3即控制模塊的IOOms定時(shí)器中斷、關(guān)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”禁止、關(guān)中斷3即“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”禁止，讀入剩余電流調(diào)理采樣模塊上傳的全部剩余電流值、搜索第一個(gè)等于零的剩余電流值及對(duì)應(yīng)的時(shí)間t_zero, t_break=t_zero-tpeak[l]、漏電動(dòng)作電流 ΙΔΛ=ΙΔ—peak[l]且轉(zhuǎn) “4”，
[0064]3、ΙΔηο=ΙΔ^Λ[?]的中位平均值、Ιλ=Ιλ + ΛΙλ，若ΙΛ≥ΙΛη轉(zhuǎn)“帶載調(diào)壓檢測流程”的結(jié)束點(diǎn)、否則轉(zhuǎn)“1”，
[0065]4、返回“帶載調(diào)壓檢測流程”的開始點(diǎn)。
[0066]說明I :ΙΔΜ=ΙΔ peak[i]的中位平均值是指，
[0067]從4個(gè)剩余電流峰值中剔除最大和最小值后、求和的均值。

J*tpeak[ 4]-tpeak[ I]
0 ^(t) dt +(1000 + 50X2)
[0069]
【權(quán)利要求】
1.一種漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)，其特征在于數(shù)字式檢測系統(tǒng)包括變壓器(100),SSR陣列調(diào)壓器（200)、調(diào)壓消弧電路（201)、負(fù)載電流過零檢測模塊（300)、SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊（400)、剩余電流峰值檢測模塊（500)、漏電保護(hù)器（600)、漏電保護(hù)器負(fù)載（700)、負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊（800)、剩余電流調(diào)理采樣模塊（900)、采樣處理和控制模塊（1000)； 變壓器的原邊接入220V的市電、變壓器副邊與SSR陣列相連構(gòu)成SSR陣列調(diào)壓器，調(diào)壓消弧電路（201)由變壓器T、消弧電阻R2tll、消弧固態(tài)繼電器SSR2tll組成，SSR陣列調(diào)壓器輸出依次與調(diào)壓消弧電路（201)變壓器T的原邊、漏電保護(hù)器（600)、漏電保護(hù)器負(fù)載（700)相連，SSR陣列由采樣處理和控制模塊（1000)實(shí)施SSR陣列I控制；消弧電阻R2tll與消弧固態(tài)繼電器SSR2tll并聯(lián)、跨接至變壓器T副邊的兩端，固態(tài)繼電器SSR2tll由采樣處理和控制模塊實(shí)施SSR2tll控制；變壓器T原副邊的匝數(shù)比I :N，SSR201當(dāng)且僅當(dāng)漏電保護(hù)器重載調(diào)壓切換前的瞬間斷開，即變壓器T原邊等價(jià)接入N2XR2tll,減小漏電保護(hù)器調(diào)壓切換時(shí)的電流、并吸收漏電保護(hù)器檢測系統(tǒng)調(diào)壓切換時(shí)的燃弧能量，其余時(shí)間SSR2tll均閉合、即消弧電阻R2tll被消弧固態(tài)繼電器SSR2tll短路、調(diào)壓消弧電路不影響SSR陣列調(diào)壓器的輸出； SSR陣列調(diào)壓器輸出的火線或零線從負(fù)載電流過零檢測模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊共用的霍爾電流傳感器中穿過，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的一路經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路至采樣處理和控制模塊、獲取漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的另一路經(jīng)負(fù)載電流過零檢測模塊、生成負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求至采樣處理和控制模塊，作為SSR陣列調(diào)壓器SSR陣列切換、即SSR陣列調(diào)壓器調(diào)壓的SSR陣列I控制的觸發(fā)信號(hào)； 漏電保護(hù)器輸出的火線經(jīng)SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊、剩余電流調(diào)理采樣模塊、剩余電流峰值檢測模塊與SSR陣列調(diào)壓器的接地保護(hù)端相連，SSR陣列剩余電流T型調(diào)流模塊由SSR陣列調(diào)壓器實(shí)施SSR陣列2控制；SSR陣列調(diào)壓器輸出的火線從剩余電流峰值檢測模塊和剩余電流調(diào)理采樣模塊共用的霍爾電流傳感器中穿過，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的一路經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路至SSR陣列調(diào)壓器、獲取漏電保護(hù)器的剩余電流值，霍爾電流傳感器采集信號(hào)的另一路經(jīng)高通容阻和電流過零檢測電路、生成剩余電流峰值中斷請(qǐng)求至采樣處理和控制模塊，作為漏電保護(hù)器脫扣器動(dòng)作的時(shí)間起始點(diǎn)、即分?jǐn)鄷r(shí)間指標(biāo)的時(shí)間起始點(diǎn)；變壓器（100)副邊依序由0.5、1、2、……128V共計(jì)9個(gè)繞組構(gòu)成，SSR陣列的調(diào)壓器(200)包括18個(gè)SSR、每2個(gè)SSR為一組合計(jì)9組、調(diào)壓分辨率O. 5V ；SSR陣列的剩余電流T型調(diào)流模塊（400)由T型電阻網(wǎng)絡(luò)和16個(gè)SSR組成，每2個(gè)SSR為一組合計(jì)8組、調(diào)流分辨率為1/511 iMX、iMX是T型電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)流的上限額定值；剩余電流峰值檢測模塊和剩余電流調(diào)理采樣模塊、負(fù)載電流過零檢測模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊均通過磁場與檢測系統(tǒng)建立間接的電路連接；數(shù)字式電源裝置向控制模塊輸出剩余電流峰值中斷請(qǐng)求、負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求信號(hào)，控制模塊通過剩余電流調(diào)理采樣模塊和負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊獲取漏電保護(hù)器的剩余電流值、漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，數(shù)字式電源裝置響應(yīng)采樣處理和控制模塊下達(dá)的SSR陣列I控制、固態(tài)繼電器SSR2tll控制、SSR陣列2控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊（800)包括霍爾電流傳感器（810)、2個(gè)穩(wěn)壓二極管2CW53 (820)、運(yùn)放LMl24 (830);調(diào)壓器輸出從負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊和負(fù)載電流過零檢測模塊（300)共用的霍爾電流傳感器中穿過，穩(wěn)壓二極管D811和穩(wěn)壓二極管D812反向并聯(lián)后一端接地，另一端與電阻R811、電阻R812、電容C811和霍爾電流傳感器的輸出OUT端相連，電阻R811和電容C811的另一端接地；電阻R812的另一端與電容C812、電容C813相連，電容C812的另一端接地，電容C813的另一端與電阻R82I相連；電阻Ran的另一端與電阻Rm、電容C821和運(yùn)放的反相輸入端腳2相連，電阻R8M和電容C821的另一端與電阻R8；m、運(yùn)放的輸出端腳I相連；運(yùn)放的同相輸入端腳3與電阻R822、電容C822相連，電阻R822的另一端接+2. 5V ；電阻R824的另一端與電容C823相連、向米樣處理和控制模塊輸出漏電保護(hù)器的負(fù)載電流信號(hào)，電容C823和電容C822的另一端接地；霍爾電流傳感器采集漏電保護(hù)器的負(fù)載電流信號(hào)、經(jīng)負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊的濾波、放大、電平變換，成為采樣處理和控制模塊可以采集的單極性電壓信號(hào)(T5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漏電保護(hù)器的數(shù)字式檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的采樣處理和控制模塊（1000)由PLC S7-200 (1010)、觸摸屏MT506T (1020)組成，兩者借助專用的RS485通信電纜交換數(shù)據(jù)，觸摸屏完成人機(jī)交互和檢測數(shù)據(jù)的后處理、檢測數(shù)據(jù)的采樣和檢測系統(tǒng)的控制則由PLC承擔(dān)，PLC S7-200包括CPU 226CN模塊、數(shù)字量輸入/出模塊EM223、模擬量輸入/出模塊EM235和電源模塊（NES-75-24)； 數(shù)字量輸入/出模塊EM223的DO” DO2,……DO9輸出構(gòu)成SSR陣列I控制，DO10輸出執(zhí)行SSR201控制，DO11、DO12、……DO18輸出構(gòu)成SSR陣列2控制；模擬輸入/出模塊EM235的第一輸入通道采集漏電保護(hù)器負(fù)載電流值A(chǔ)I1，EM235的第二輸入通道采集漏電保護(hù)器剩余電流值A(chǔ)I2;CPU 226CN模塊的中斷口 I輸入負(fù)載電流過零檢測模塊的中斷請(qǐng)求INT1,CPU226CN模塊的中斷口 2輸入剩余電流峰值檢測模塊的中斷請(qǐng)求INT2。
4.一種使用如權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器數(shù)字式檢測系統(tǒng)的高精度檢測方法，其特征在于高精度檢測方法包括檢測準(zhǔn)備流程、帶載調(diào)壓檢測流程和剩余電流檢測流程，剩余電流檢測流程內(nèi)嵌在帶載調(diào)壓檢測流程內(nèi)，符號(hào)說明：t_ break分?jǐn)鄷r(shí)間、漏電不動(dòng)作電流采用國標(biāo)GB6829-95符號(hào)ΙΔη。、漏電動(dòng)作電流ΙΔ()1?、ΙΔ為剩余電流、剩余電流峰值變量數(shù)組ΙΔ_ peak[i], i=l、2、3、4 ； 檢測準(zhǔn)備流程：在觸摸屏人機(jī)交互界面上，輸入待測漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流值ΙΛη、剩余電流的檢測初始值ΙΛ。和剩余電流的檢測遞增值ΛΙλ、額定分?jǐn)鄷r(shí)間乙break、帶載調(diào)壓的檢測電壓參數(shù)表、漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值，調(diào)整接入漏電保護(hù)器的漏電保護(hù)器負(fù)載、使負(fù)載電流調(diào)理采樣模塊上傳的電流值=設(shè)定的“漏電保護(hù)器的負(fù)載電流值”； 帶載調(diào)壓檢測流程：從帶載調(diào)壓檢測的電壓參數(shù)表中、每次循環(huán)按序讀入一項(xiàng)電壓值，若電壓參數(shù)表已空則結(jié)束、否則用讀入的電壓值進(jìn)行帶載調(diào)壓檢測， ?重載調(diào)壓狀態(tài)，開中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”使能，響應(yīng)中斷I請(qǐng)求、進(jìn)行SSR201控制即斷開SSR2tll、進(jìn)行SSR陣列I控制，調(diào)壓，再進(jìn)行SSR2tll控制即閉合SSR2tll，關(guān)中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”禁止，調(diào)用剩余電流檢測流程； ?非重載調(diào)壓狀態(tài)，開中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”使能，響應(yīng)中斷I請(qǐng)求、進(jìn)行SSR陣列I控制即調(diào)壓，關(guān)中斷I即“負(fù)載電流過零中斷請(qǐng)求”禁止，調(diào)用剩余電流檢測流程; 剩余電流檢測流程：讀入剩余電流的相關(guān)檢測參數(shù)ΙΛη、ΙΛ。、ΔΙδ, ιδ= ΙΛ(Ι、設(shè)置采樣處理和控制模塊的定時(shí)器=IOOms, I、數(shù)組ΙΛ_ peak[i] =0、t_ break=0、i=l,依據(jù)剩余電流IΛ、進(jìn)行SSR陣列2控制一調(diào)流，開中斷2使“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”使能、開中斷3使“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”使倉泛， , 2-1、響應(yīng)中斷2 即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”、ΙΛ_ peak[i] =剩余電流調(diào)理采樣模塊上傳的電流值、剩余電流峰值時(shí)間點(diǎn)t peak[i] =剩余電流峰值中斷請(qǐng)求的時(shí)間,若i=4則關(guān)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”禁止、關(guān)中斷3即“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”禁止且轉(zhuǎn)“3”、否則i=i+l返回“2-1”， , 2-2、響應(yīng)中斷3即控制模塊的IOOms定時(shí)器中斷、關(guān)中斷2即“剩余電流峰值中斷請(qǐng)求”禁止、關(guān)中斷3即“控制模塊定時(shí)器中斷請(qǐng)求”禁止，讀入剩余電流調(diào)理采樣模塊上傳的全部剩余電流值、搜索第一個(gè)等于零的剩余電流值及對(duì)應(yīng)的時(shí)間t_zero, t_ break=t_zero-t peak[l]、漏電動(dòng)作電流 Ig= ΙΔ_ peak[l]且轉(zhuǎn)“4”， 3、ΙΔηο=ΙΔ_ peak[i]的中位平均值、IΛ=ΙΛ +Λ IΛ，若IΛ≤ΙΛη轉(zhuǎn)“帶載調(diào)壓檢測流程”的結(jié)束點(diǎn)、否則轉(zhuǎn)“1”， 4、返回“帶載調(diào)壓檢測流程”的開始點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103487699SQ201310459251
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】盛剛偉, 鄭濤, 盛英英, 傅炳, 吳明光 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)