目前，漏電保護(hù)器作為一種新型的低壓保護(hù)電器無論在城市還是在鄉(xiāng)村安裝使用非常普遍，它工作的可靠性直接影響人身安全。而漏電保護(hù)器作為保護(hù)器件需要經(jīng)常去維護(hù)檢測，看看它是否正常工作，這就需要用到漏電開關(guān)測試儀。比如經(jīng)常莫明就跳閘就可能是漏電開關(guān)在電路中出現(xiàn)了故障，需要去進(jìn)行檢測維護(hù)。

　　漏電開關(guān)測試儀型號

　　漏電開關(guān)測試儀，又叫漏電開關(guān)檢測儀、漏電保護(hù)器測試儀、剩余電流動作保護(hù)器檢測儀、剩余電流動作保護(hù)器測試儀、是工程質(zhì)量監(jiān)督站和建筑公司必備的檢測設(shè)備。漏電開關(guān)測試儀廣泛應(yīng)用于供電部門，農(nóng)電部門，漏電保護(hù)器生產(chǎn)廠家，建筑、礦山、機(jī)床等行業(yè)的勞動安檢部門以及廣大電工。

　　漏電保護(hù)器測試儀主要用于測試漏電保護(hù)器的漏電動作電流、漏電不動作電流以及漏電動作時(shí)間。單相、三相漏電保護(hù)器均可測試。市場上的品牌很多，比如福祿克 | OWL | 賽博 | JDSU（Test-Um） | 鼎升電力 | 華意電力等牌子的都有很好的口碑，當(dāng)然價(jià)錢也是有高有低。

　　基于ATmega32的漏電保護(hù)器智能化測試儀

　　從用電安全的角度考慮，定期對漏電保護(hù)器工作性能檢測是必須要做的。本文介紹了漏電保護(hù)器動作特性自動測試儀，可測量和記錄漏電保護(hù)器的觸頭分?jǐn)鄷r(shí)間、漏電動作電流和不動作電流，提供了改善漏電保護(hù)器工作性能的重要技術(shù)指標(biāo)，檢測自動化水平高，能檢測在線與非在線運(yùn)行的漏電保護(hù)器。

　　1 硬件設(shè)計(jì)方案

　　反映漏電動作性能的主要3個(gè)參數(shù)是：額定漏電動作電流（I△n）、漏電動作時(shí)間和額定漏電不動作電流（I△n0）。

　　I△n表征漏電動作的靈敏度，是漏電保護(hù)器的漏電動作電流值。漏電動作時(shí)間是指對漏電保護(hù)器施加漏電動作電流到切斷電路為止所需的時(shí)間。I△n0是防止漏電保護(hù)器誤動作，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不動作的漏電電流值，通常取0.5I△n。

　　測試漏電動作電流的方法是：從小于0.2I△n開始施加測試電流，在30s內(nèi)線性地增加至I△n，若漏電保護(hù)器斷開瞬間的電流值為I△，當(dāng)滿足I△n0n0

　　圖1 測試儀構(gòu)成框圖

　　測試儀以單片機(jī)ATmega32為核心，擴(kuò)展可編程的漏電電流源、漏電電流的檢測電路、觸頭狀態(tài)的監(jiān)測電路、鍵盤和顯示等外圍設(shè)備。ATmega32是基于增強(qiáng)型AVR RISC結(jié)構(gòu)的8位微控制器，指令集先進(jìn)，指令執(zhí)行時(shí)間采用單時(shí)鐘周期，速度是普通8051單片機(jī)的8～12倍。工作頻率達(dá)16MHz，片內(nèi)32K字節(jié)Flash程序存儲器、1個(gè)硬件16位定時(shí)器和2個(gè)8位定時(shí)器、4路PWM輸出、8路A/D轉(zhuǎn)換、1個(gè)全雙工異步串行口、32個(gè)通用I/O口。具有低功耗、高速、超強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，在同類產(chǎn)品中具有較高的性價(jià)比。

　　1.1 可編程漏電電流源

　　保證測量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是可編程漏電電流源能產(chǎn)生均勻變化的漏電電流，該漏電電流源由50Hz的正弦波發(fā)生器、交流量數(shù)摸轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。

　　1.1.1 50Hz正弦波發(fā)生器

　　50Hz的RC正弦波振蕩電路由運(yùn)算放大器組成。穩(wěn)定振蕩信號的幅度是采用非線性負(fù)反饋，同時(shí)，采用低溫度系數(shù)的電阻與電容元件構(gòu)成RC正弦波振蕩電路的選頻電路，保證振蕩頻率的穩(wěn)定，為了提高帶負(fù)載的能力，正弦波輸出信號經(jīng)過電壓跟隨器輸出。

　　1.1.2 交流量數(shù)模轉(zhuǎn)換電路

　　圖2 交流量數(shù)模轉(zhuǎn)換電路

　　交流量數(shù)模轉(zhuǎn)換電路是可編程漏電電流源的核心部分，正弦交流量振幅的大小是通過改變數(shù)字量來控制，具有良好的線性度。用DAC08 08構(gòu)成數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，該器件是二進(jìn)制快速乘法式8位D/A芯片。交流量數(shù)模轉(zhuǎn)換電路如圖2所示。為了保證實(shí)現(xiàn)數(shù)字到正弦交流模擬信號的轉(zhuǎn)變，圖中VD是預(yù)置直流偏壓，大小等于50Hz正弦波發(fā)生器輸出信號的幅值。

　　根據(jù)圖示電路，可得到如下關(guān)系：

　　從式（5）可見，當(dāng)電阻R1、R4、R5、R、Rf為定值時(shí)，輸出電流的大小與RL無關(guān)，僅由數(shù)字量控制。當(dāng)A1、A2、…A8全為“1”時(shí)，調(diào)整電路參數(shù)，使IL=0.5A，當(dāng)A1、A2…A8全為“0”時(shí)，使IL=0A。0～0.5A的電流變化范圍完全滿足我國目前生產(chǎn)的漏電保護(hù)器的測試要求。為了提高測量速度，在保證模擬漏電電流準(zhǔn)確度的條件下，將輸出電流分為50mA、100mA、200mA和500mA四檔，各檔的選擇由ATmega32切換電阻R1的大小來實(shí)現(xiàn)。在不同的擋位，電流增加的數(shù)值大小是不一樣的。當(dāng)選50mA檔位時(shí)，電流是按照0.196mA（50mA/255）遞增;當(dāng)選擇500mA檔位時(shí)，電流是按照1.96mA（500mA/255）遞增，因此，可完全滿足為漏電保護(hù)器提供線性增加的漏電電流的要求。

　　1.2 觸頭狀態(tài)監(jiān)測電路

　　觸頭狀態(tài)監(jiān)測電路如圖3所示。漏電保護(hù)器動、靜觸頭閉合時(shí)，L1與L2的交流電通過整流、濾波和穩(wěn)壓，使光電耦合器G3導(dǎo)通，反相器A的2腳輸出為高電位。當(dāng)漏電保護(hù)器動、靜觸頭分?jǐn)鄷r(shí)，光電耦合器G3截止，反相器A輸出2腳為低電位，作為漏電檢測結(jié)束的時(shí)刻。在漏電保護(hù)器動、靜觸頭閉合時(shí)，光電耦合器G3的電流通過漏電保護(hù)器的一相動、靜觸頭，電流大小為1～2mA，由于是直流，不會在漏電保護(hù)器中的零序電流互感器的二次側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電流，對漏電保護(hù)器的漏電動作電流沒有影響。

　　圖3 觸頭狀態(tài)監(jiān)測電路

　　1.3 控制電路

　　控制電路如圖4所示。漏電保護(hù)器的漏電電流產(chǎn)生的開始信號通過程序控制，動、靜觸頭斷開信號送入ATmega32的外部中斷輸入端PD2，采用中斷的方式對漏電保護(hù)器動、靜觸頭的分?jǐn)鄷r(shí)間進(jìn)行檢測。按鍵S1作為測試功能選擇，用來選擇測量漏電電流或漏電動作時(shí)間。按鍵S2用來選擇模擬漏電電流50mA、100mA、200mA和500mA中的某一檔。按鍵S3和S4是在測量漏電動作時(shí)間時(shí)，用來設(shè)定模擬漏電的電流值，S3控制模擬漏電的電流值增加，S4控制模擬漏電的電流值減少。S5是測試開始/停止控制按鍵。當(dāng)測量漏電電流時(shí)，設(shè)定好參數(shù)按下S5，ATmega32根據(jù)S2選擇的檔位輸出數(shù)據(jù)，使模擬漏電電流從0增加到最大值，若模擬漏電電流達(dá)到某一電流值時(shí)漏電保護(hù)器動作，則該電流值就是實(shí)際漏電動作電流值。當(dāng)測試漏電動作時(shí)間時(shí)，設(shè)定好漏電電流參數(shù)后按下S5，ATmega32根據(jù)設(shè)定的電流值直接產(chǎn)生設(shè)定的模擬漏電電流，實(shí)現(xiàn)測量漏電動作時(shí)間。

　　圖4 A/D轉(zhuǎn)換及控制電路

　　2 軟件設(shè)計(jì)方案

　　基于嵌入式C語言設(shè)計(jì)ATmega32軟件的部分，程序結(jié)構(gòu)采用模塊化。具體包括主程序、儀器初始化子程序、功能控制子程序、可編程漏電電流源子程序、檢測漏電動作時(shí)間子程序和顯示子程序等。

　　主程序是檢測漏電保護(hù)器動作特性參數(shù)的主控程序，當(dāng)測試儀工作時(shí)，主程序循環(huán)運(yùn)行，并根據(jù)功能要求調(diào)用相關(guān)子程序，子程序執(zhí)行后返回主程序。儀器初始化子程序?qū)崿F(xiàn)儀器的初始化，內(nèi)容包括儀器參數(shù)、單片機(jī)引腳配置、定時(shí)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、中斷初始化等?？刂乒δ茏映绦?qū)崿F(xiàn)按鍵功能的掃描，控制儀器與人之間的交流?？删幊搪╇婋娏髟醋映绦蛴脕懋a(chǎn)生測試用的漏電電流，檢測漏電保護(hù)器斷開瞬間漏電的電流值（I△）。檢測漏電動作時(shí)間子程序?qū)崿F(xiàn)對漏電保護(hù)器漏電動作時(shí)間的檢測。顯示子程序?qū)崿F(xiàn)漏電電流和漏電動作時(shí)間的顯示。

　　3 結(jié)論

　　本測試儀操作簡單，解決了手動測試方法存在的測量不準(zhǔn)確的問題，達(dá)到了自動測量的目的，可檢測在線與非在線運(yùn)行的漏電保護(hù)器，提高了檢測漏電保護(hù)器性能的水平，為進(jìn)行漏電保護(hù)器工作性能的研究、品質(zhì)檢驗(yàn)及生產(chǎn)調(diào)試提供了技術(shù)手段。儀器設(shè)計(jì)充分利用了ATmega 32內(nèi)置的各種功能，使硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，有效提高了儀器的性價(jià)比，已在多家企業(yè)和科研單位使用，使用結(jié)果表明，儀器工作可靠，達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)。