第３３卷第２期 Ｖ０１．３３ Ｎｏ．２ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１４年１月 Ｊａｎ．２０１４ 剩余电流动作保护器工作原理与监测装置设计 谭 浩 （陕西重型汽车有限公司特种车事业部，陕西西安７１００４３） 摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，特别是生产法的出台，促使在很多领域和行业内都开始运用剩余电流 动作保护器，文章简要介绍了剩余电流动作保护器工作原理，然后探讨了剩余电流动作保护器装置设计，希望可以提供一些有 价值的参考意见 关键词：剩余电流；工作原理；检测装置 中图分类号：ＴＭ４５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１４）２－０１０４—０１ 要想保证产品质量，非常重要的一个方面就是进行科 交流信号，就可以向交流剩余电流动作保护器一端输入产 学合理的检测，大量的实践研究表明，如果在剩余电流的 生的恒流信号，对剩余电流信号进行模拟。断开剩余电流 精度调节和电流角度的控制方面是利用单片机来实现的， 动作保护器，利用跳断判断电路来对跳断信号进行转换， 就具有较大的优势，比如设计难度较低，具有较快的调节 使其成为适当的数字信号，跳断时间由ＬＰＣ２１３６来采集和 速度和较高的性价比等等。 记录，这样检测过程就完成了。 １剩余电流保护装置的结构和漏电开关检测装置的 基本原理 １．１剩余电流保护装置的结构 通过研究发现，剩余电流动作保护器检测装置不仅可 以进行数据检测，还可以对这些数据进行分析，确定是否 报警，自动控制。 具体来讲，主要南这些部分组成了剩余电流保护装 置，一是剩余电流互感器，它是一个检测元件来变换一次 ２系统算法分析 上文我们已经提到，单片机输出的是直流信号，那么 回路检测到剩余电流，然后在剩余电流脱扣器的脱扣线圈 就需要模拟单片机输出的直流波形为交流信号，众所周 那么就需要对正弦信 上施加检测元件转换成的二次回路输出电压，利用信号放 知，有一定的失真度存在于波形中，通常利用的是傅里叶变化技 大装置，或者脱扣器动作，来在脱扣线圈上施加经过信号 号源波形总失真度进行评价，术。系统对于波形失真度有着较高的要求，需要保证其在 放大的剩余电流，促使脱扣器动作。 那么就需要对直流波形变换次数以及失真 二是脱扣器，脱扣器在剩余电流保护装置中主要发挥 百分之五以下， 的是判别元件的作用，利用脱扣器来对剩余电流进行判 度之间的关系进行计算。具体的计算过程是这样的：别，查看其与预定值是否相符，然后对剩余电流保护装置 周期函数为ｙ（ｔ）＝ｖ（ｔ＋Ｔ），那么如果满足这些条件，就 动作与否进行确定。剩余电流保护装置的动作功能如果与 可以利用傅里叶级数来对本函数进行表示，一是有有限个 二是有有限个第一类间断点，ｉ是处 电源电压无关，那么采用的释放式脱扣器就需要具有较高 极值存在于周期内， 的灵敏度；如果剩余电流保护装置的动作功能和电源电压 处连续；本函数可以表示为：无关，那么合式脱扣器等就是不错的选择。 ｉ是信号放大装置，因为只有很小的输出功率存在于 剩余电流互感器二次回路中，那么就可以将信号放大装置 加设于剩余电流互感器和脱扣器之间，这样就可以对互感 Ａｏ＝１／Ｔ Ｊ一２厂ｒ ｒ ２０＇ ｖ（ｔ）ｄｔ Ａ１‘＝２／ Ｔ ｊＪ ｖ（ｔ）ＣＯＳ ｉｗｔｄｔ ２，ｒ ｒ ２０＂ 器的负担进行减少，对剩余电流互感器输出信号的要求以 及脱扣器的灵敏度要求进行减小，互感器的重量和体积就 可以得到大大的缩小，从而降低剩余电流保护装置的成 本。 ＢＦ２／Ｔ ｌ ＂ Ｙ（ｔ）ｓｉｎ ｉｗｔｄｔ Ｊ一２０Ｃｉ＝Ｖ（Ａ； ＋Ｂ ） 那么就可以得到总谐波值，在这个公式中，ｉ次谐波幅 值用ｃｉ来表示，信号周期用Ｔ来表示。那么ｆ（ｘ）就可以表示 为： ｕ ｓｉｎ（９０。×０／５Ｉ）（Ｖ） ２０／Ｎ×０（ｍｓ） １．２漏电开关检测装置的基本原理。 在本剩余电流动作保护器检测装置的主控芯片方面， 采用的是ＡＲＭ—ＬＰＣ２１３６。主要由五个部分共同组成了检测 电路，分别是上位机试验设置、恒流控制、开关状态判断、 Ｄ／Ａ转换和控制芯片。在正常工作的状态下，试验参数是由 ｕ ｓｉｎ（９０。×１／Ｎ）（Ｖ） ２０／Ｎ×１（ｍｓ） 通过上述的函数公式和ｆ（ｘ）函数，就可以将‰、Ａ，、Ａ 并且ｖ（ｔ）过程也可以用这些数值来进 上位机来设置的，向ＬＰＣ２１３６通过ＲＳ一４８５来进行传递，分 等数值给计算出来，就是周期信号ｖ（ｔ）的傅里叶分解过程， 析和处理试验数据，然后控制信号由ＬＰＣ一２１３６来输出。由 行描述。这个过程，Ｄ／Ａ来转换这些输出的直流信号，使其成为交流信号，放大 要想对Ｎ和ＴＨＤ之间的关系进行分析，统计实验结果是这 样的： 作者简介：谭浩（１９７５一），男，工程师，主要从事特种车辆电器装调 工艺及特种车辆电器设计工作。 当Ｎ为２０、４０、６０、８０时，Ａ０、Ｃｌ、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４（下转第１（）８页） １０８ 企业技术开发 ２０１４年１月 ３提高电力部门用电检查管理水平的对策 要加强对窃电等非法用电情况的处理力度，严肃处理 工作人员以电谋私情况。电力企业可以在国家的协调 ３．１提高电力建设的质量 下，配合系统，严厉打击非法分子。定期对用户的用电 提高电力建设工程质量需要对以下几个方面进行控 情况进行统计对比，防止偷电漏电情况的发生。 制：第一，认真进行资质审查。要保证电力工程施工单位能 够达到施工要求；第二，对施工人员的资历要求要严格，根 ４结语 据国家有关部门的要求，电力施工单位必须有《电气承装 用电检查是电力管理工作的一个必要环节，能够确保 许可证》，而且每一个施工人员都要有《电工进网作业许可 用电网络的正常持续工作，也能保证用电客户的安全。供 证》。杜绝施工对把承包的ｌ＿Ｔ程转包或分包给其他的施工 电企业应该提高供电服务质量，改善管理方式，及时的消 单位；第三，对施工有关的材料、设备要严格检查，要保证 除客户用电隐患，避免给用电客户带来损失。随着时代的 材料的规格，设备要符合施工的要求。 发展，社会会对电力需求和质量的要求会越来越高，这就 ３．２加强对用电检查的工作人员技能要求 需要电力管理工作不断地发展进步，坚决做到可持续发 由于现在电力事业要求工作人员的年轻化，所以有许 展。随着我国经济水平的提高，特别是科学技术的发展以 多的用电检查人员只是具备了检查的理论知识，而实际操 及信息技术的运用，电力事业的用电管理和用电检查管理 作能力不够，这也导致了许多电力设备检查不够严谨，违 必将向着信息化、信息标准化、信息网络化以及更高科技 规操作也时常发生。这一现象就是要求企业内部有经验的 层次的方向发展。 人员要对刚刚上岗人员进行相关的技能培训，只有在培训 合格的情况下方可上岗工作。培训的内容也不仅仅是技术 参考文献： 要求和操作实践，也要对相关的法律法规、用电的安全防 范意识进行培训。提高用电检查人员的职业素质，可以减 ［１］李海荣，赵静茹．提高用电管理技术．完善用电检查管理［Ｊ】．中 少企业以及用电各户的损失，保证整个电力实业的快速发 国电子商务，２０１３，（１５）：２５３—２５４． 展。 ［２］李文俊．提高用电管理技术．完善用电检查管理【ＪＪ．科协论坛 ３．３加强法律监管 （下半月），２０１３，（２）：６６—６８． （上接第１０４页）以及ＴＨＤ的数值分别为０．０、１．６９、０．０、０．３１、 ０．０以及０．２１５；０．０、１．６３、０．０、０、２４、０．０、０．１５４；０．０、１．６３、０．０、 ４结语 ０．２２、０．０和０．０４６；０．０、１．６１、０．０、０．２０、０．０和０．０４３． 通过上文的叙述分析得知，剩余电流动作保护器已经 通过这些计算数据我们可以得知，Ｎ值和失真度呈反 被广泛应用在诸多的领域内。本文提出了一种监测装置设 比的关系，那么要想保证失真度在５％以内，就需要控制Ｎ 计方法，通过反复调试Ｄ／Ａ输出，控制其精度，并且对设定 在２０以Ｌ 的系统参数进行优化，促使直流模拟波形与要求波形更加 ３系统软件设计 的相似，通过大量的实践研究表明，这种方式在控制方面 具有较好的效果。装置可以更加稳定的运行，拥有良好的 本文利用ｃ语言来进行系统程序设计，在程序中，需要 性能，可以正常进行各项操作，符合相关的要求和标准。并 实现多种功能，一是初始化程序的加载，利用工控机来将 且本控制系统有着十分友好的人机界面，操作起来比较的 系统运行参数提供给剩余电流动作保护器，比如试验电 简单和便捷，还可以非常便捷的来修改或者添加系统功 流、通电时间、合闸角度等，经过一次加载，方可以开始检 能。文章简要介绍了剩余电流动作保护器工作原理，然后 测。 探讨了剩余电流动作保护器装置设计，希望可以提供一些 二是Ｄ／Ａ输出的中断功能，因为系统需要模拟交流信 有价值的参考意见。 号，那么就需要对Ｄ／Ａ的转换精度进行提高，本系统在交流 信号模拟时，利用的是中断方式来进行，那么要想实现交 参考文献： 流信号精度的提高，只需要对中断频率进行适当提高即 可。 ［１】李文苹．基于单片机控制的剩余电流动作保护器动作特性检 ｉ是跳断采集的中断功能：在系统程序设计中，非常 测装置的研究田．河北工业大学，２０１ １，２（１）：１２３—１２５． 重要的一个方面就是保证可以科学准确的采集跳断时间。 ［２】张文霞．剩余电流动作保护器原理及常见故障排除【Ｊ】．农村电 因为有着很大的变动存在于ＡＲＭ的主程序循环时间中，并 工，２０１０，２（７）：３２－３５． 且对于跳断时间的采集，有着较高的要求，需要在１ ｍｓ以 ［３】张群立剩余电流动作保护器的原理与维修【ＪＪ．农村电工，２００３２ 内，那么就可以将输入边沿中断采集设置为ＡＲＭ的跳断采 （１￣：４３－４６． 集接口，这样才可以更加准确和稳定的采集跳断时间。 ［４］王爱国，陆哗．基于ＡＲＭ的剩余电流动作保护器检测装置的设 计川．低压电器，２０１３，２（１３）：５４—５７．
