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漏电维护器智能化查验仪的计划

2017-05-18 13:19分类:万用表 阅读:

 

  现在,漏电维护器作为一种新式的低压维护电器不管在城市仍是在村庄设备运用十分广泛,它作业的牢靠性直接影响人身安全。在美国是政府强行规矩推广的用电安全维护设备,而且每两年有必要替换。我国对漏电维护器的运用尽管没有强行规矩替换的年限,但从用电安全的视点思考,守时对漏电维护器作业功用查看是有必要要做的。这篇文章介绍了漏电维护器动作特性主动查验仪,可丈量和记载漏电维护器的触头分断时刻、漏电动作电流和不动作电流,供应了改进漏电维护器作业功用的首要技能方针,查看主动化水平高,能查看在线与非在线作业的漏电维护器。

  1 硬件计划计划

  反映漏电动作功用的首要3个参数是:额外漏电动作电流(I△n)、漏电动作时刻和额外漏电不动作电流(I△n0)。

  I△n表征漏电动作的活络度,是漏电维护器的漏电动作电流值。漏电动作时刻是指对漏电维护器施加漏电动作电流到堵截电路接连所需的时刻。I△n0是避免漏电维护器误动作,国家标准规矩的不动作的漏电电流值,一般取0.5I△n。

  查验漏电动作电流的办法是:从小于0.2I△n开端施加查验电流,在30s内线性地添加至I△n,若漏电维护器断开刹那间的电流值为I△,当满意I△n0n0<I△<I△n时,漏电维护器的漏电动作电流值为合格。因而,查验的漏电电流值均匀添加将直接影响丈量的精确度。运用传统的手动和电机驱动调压器的办法很难使查验漏电的电流值均匀添加,难以操控丈量的随机过失。选用单片机实时操控漏电的电流值,使漏电电流均匀添加,能有用行进丈量的精确度。图1所示为漏电维护器动作特性查验仪的构造框图。

  图1 查验仪构成框图

  查验仪以单片机ATmega32为基地,拓宽可编程的漏电电流源、漏电电流的查看电路、触头状况的监测电路、键盘和闪现等外围设备。ATmega32是根据增强型AVR RISC构造的8位微操控器,指令集抢先,指令施行时刻选用单时钟周期,速度是一般8051单片机的8~12倍。作业频率达16MHz,片内32K字节Flash程序存储器、1个硬件16位守时器和2个8位守时器、4路PWM输出、8路A/D改换、1个全双工异步串行口、32个通用I/O口。具有低功耗、高速、超强抗烦扰等长处,在同类商品中具有较高的性价比。

  1.1 可编程漏电电流源

  保证丈量精确性的要害是可编程漏电电流源能发作均匀改动的漏电电流,该漏电电流源由50Hz的正弦波发作器、沟通量数摸改换电路构成。

  1.1.1 50Hz正弦波发作器

  50Hz的RC正弦波振动电路由运算拓宽器构成。安稳振动信号的凹凸是选用非线性负反响,一同,选用低温度系数的电阻与电容元件构成RC正弦波振动电路的选频电路,保证振动频率的安稳,为了行进带负载的才干,正弦波输出信号经过电压跟从器输出。

  1.1.2 沟通量数模改换电路

  图2 沟通量数模改换电路

  沟通量数模改换电路是可编程漏电电流源的基地有些,正弦沟通量振幅的巨细是经过改动数字量来操控,具有超卓的线性度。用DAC08 08构成数模改换电路,该器材是二进制活络乘法度8位D/A芯片。沟通量数模改换电路如图2所示。为了保证完毕数字到正弦沟通仿照信号的改动,图中VD是预置直流偏压,巨细等于50Hz正弦波发作器输出信号漏电维护器智能化查验仪的计划的幅值。

  根据图示电路,可得到如下联络:

  从式(5)可见,当电阻R1、R4、R5、R、Rf为定值时,输出电流的巨细与RL无关,仅由数字量操控。当A1、A2、…A8全为“1”时,调整电路参数,使IL=0.5A,当A1、A2…A8全为“0”时,使IL=0A.0~0.5A的电流改动计划彻底满意我国现在出产的漏电维护器的查验央求。为了行进丈量速度,在保证仿照漏电电流精确度的条件下,将输出电流分为50mA、十0mA、200mA和500mA四档,各档的挑选由ATmega32切换电阻R1的巨细来完毕。在纷歧样的挡位,电流添加的数值巨细是纷歧样的。中选50mA档位时,电流是依照0.196mA(50mA/255)递加;当挑选500mA档位时,电流是依照1.96mA(500mA/255)递加,因而,可彻底满意为漏电维护器供应线性添加的漏电电流的央求。

  1.2 触头状况监测电路

  触头状况监测电路如图3所示。漏电维护器动、静触头闭合时,L1与L2的沟通电经过整流、滤波和稳压,使光电耦合器G3导通,反相器A的2脚输出为高电位。当漏电维护器动、静触头分断时,光电耦合器G3截止,反相器A输出2脚为低电位,作为漏电查看完毕的时刻。在漏电维护器动、静触头闭合时,光电耦合器G3的电流转过漏电维护器的一相动、静触头,电流巨细为1~2mA,由所以直流,不会在漏电维护器中的零序电流互感器的二次侧发作感应电流,对漏电维护器的漏电动作电流没有影响。

  图3 触头状况监测电路

  1.3 操控电路

  操控电路如图4所示。漏电维护器的漏电电流发作的开端信号经进程序操控,动、静触头断开信号送入ATmega32的外部接连输入端PD2,选用接连的办法对漏电维护器动、静触头的分断时刻进行查看。按键S1作为查验功用挑选,用来挑选丈量漏电电流或漏电动作时刻。按键S2用来挑选仿照漏电电流50mA、十0mA、200mA和500mA中的某一档。按键S3和S4是在丈量漏电动作时刻时,用来设定仿照漏电的电流值,S3操控仿照漏电的电流值添加,S4操控仿照漏电的电流值削减。S5是查验开端/接连操控按键。当丈量漏电电流时,设定好参数按下S5,ATmega32根据S2挑选的档位输出数据,使仿照漏电电流从0添加到最大值,若仿照漏电电流抵达某一电流值时漏电维护器动作,则该电流值即是实习漏电动作电流值。当查验漏电动作时刻时,设定好漏电电流参数后按下S5,ATmega32根据设定的电流值直接发作设定的仿照漏电电流,完毕丈量漏电动作时刻。

  图4 A/D改换及操控电路

  2 软件计划计划

  根据嵌入式C言语计划ATmega32软件的有些,程序构造选用模块化。详细包含主程序、仪器初始化子程序、功用操控子程序、可编程漏电电流源子程序、查看漏电动作时刻子程序和闪现子程序等。

  主程序是查看漏电维护器动作特性参数的主控程序,当查验仪作业时,主程序循环作业,并根据功用央求调用有关子程序,子程序施行后回来主程序。仪器初始化子程序完毕仪器的初始化,内容包含仪器参数、单片机引脚配备、守时器、模数改换、接连初始化等。操控功用子程序完毕按键功用的扫描,操控仪器与人之间的沟通。可编程漏电电流源子程序用来发作查验用的漏电电流,查看漏电维护器断开刹那间漏电的电流值(I△)。查看漏电动作时刻子程序完毕对漏电维护器漏电动作时刻的查看。闪现子程序完毕漏电电流和漏电动作时刻的闪现。

  3 定论

  本查验仪操作简略,处理了手动查验办法存在的丈量禁绝确的疑问,抵达了主动丈量的意图,可查看在线与非在线作业的漏电维护器,行进了查看漏电维护器功用的水平,为进行漏电维护器作业功用的研讨、质量查验及出产调试供应了技能办法。仪器计划充沛运用了ATmega 32内置的各种功用,使硬件电路构造简略,有用行进了仪器的性价比,已在多家公司和科研单位运用,运用效果标明,仪器作业牢靠,抵达预期的技能方针。

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