一种三相漏电流输出测试仪

技术领域

本发明具体涉及一种三相漏电流输出测试仪，属于三相漏电流测试技术领域。

背景技术

三相漏电流测试仪用于使用三相电压的电气设备的泄漏电流的测试，一般具有三相测试、单相测试、断相测试、超漏报警等功能，同时也是科研实验、技术监督部门不可缺少的检测试验设备；在三相漏电流测试仪完成生产后，需要进行功能测试，测试时，需要提供用于测试的标准源，现有技术中，标准源输出电流比较单一，且无法监测标准源实际输出的电流值，容易造成误判。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种三相漏电流输出测试仪，能够模拟阻性和容性负载电流输出电流；具备三个独立的输出通道用于漏电流输出测试；且通过显示窗口实时显示各路电流真有效值。

本发明的三相漏电流输出测试仪，包括机体1，所述机体1内侧安装有电路板；所述机体1前面板上嵌合固定有与电路板电连接的显示窗口2，阻性电流换挡开关3、容性电流换挡开关4和输出端子排5；所述机体1后面板嵌合固定有与电路板电连接的电源开关6和输入端子排7；

所述电路板包括电流电压调制模块和采样数显模块；

所述输入端子排接入到电流电压调制模块输入端；所述阻性电流换挡开关和容性电流换挡开关电连接到电压调制模块的调制端；所述输出端子排接入到电压调制模块的输出端；

所述采样数显模块包括多组采样电路；所述采样电路包括电流互感器，所述电流互感器输出端接入到钳位二极管组；所述钳位二极管组输出端并接有消涌电容；所述消涌电容输出端设置有电流转电压的电阻组；所述电阻组输出端设置有低通滤波器；

所述采样电路输出端接入到电能计量电路；所述电能计量电路由两片ATT7053BU芯片及其外围电路构成；所述低通滤波器输出端接入到ATT7053BU 芯片的采集端口；

主控电路；所述主控电路包括由STM32F030K6单片机及其外围电路构成的单片机最小系统；所述单片机最小系统的串口端分别电连接电能计量电路的片选端、通信时钟信号端和数据收发端；

所述电流互感器安装于电流电压调制模块的各输出端口上；所述主控电路电连接显示窗口；所述电源开关串接到采样数显模块的电源端。

进一步地，所述电压调制模块采用幅度和相位可调的三相标准源模块；或采用阻性电流和容性电流独立输出的分离调制模块；所述分离调制模块两输入端并接到输入端子排；其两输出端并接到输出端子排。

进一步地，所述输出端子排由A相、B相和C相的三对端子构成，每对端子有一相位参考端；所述输入端子排包括与三相输入端子、零线输入端子和地线输入端子。

进一步地，所述电流电压调制模块和采样数显模块的控制模块为同一单片机最小系统。

与现有技术相比，本发明的三相漏电流输出测试仪，单片机采用32位ARM控制器控制；显示窗口采用彩屏LCD显示；并使用真有效值数据采集芯片进行数据采集；内置隔离变压器，输出安全；通过档位开关切换，能够调节输出电流进行模拟真实负载。

附图说明

图1为本发明的机体正面结构示意图。

图2为本发明的机体背面结构示意图。

图3为本发明的采样电路结构示意图。

图4为本发明的电能计量电路结构示意图。

图5为本发明的主控电路结构示意图。

具体实施方式

实施例

如图1至图5所示的三相漏电流输出测试仪，包括机体，所述

机体内侧安装有电路板；所述机体前面板上嵌合固定有与电路板电连接的显示窗口，阻性电流换挡开关、容性电流换挡开关和输出端子排；所述机体后面板嵌合固定有与电路板电连接的电源开关和输入端子排；

显示窗口，在运行状态下，显示实际输出的电流值；具有6组数据显示，分别为：A相：阻性电流和容性电流；B相：阻性电流和容性电流；C相：阻性电流和容性电流；阻性电流换挡开关设置有三组，用于输出阻性负载电流，分别调节A\B\C相电流；容性电流换挡开关设置有三组，用于输出容性负载电流，分别调节A\B\C相电流；输出端子排用于输出模拟电流，需要使用导体连接，输出端子排由A相、B相和C相的三对端子构成，每对端子有一相位参考端；输入端子排用于测试仪输入电源，包括与三相输入端子、零线输入端子和地线输入端子；即A输入端子用于三相连接A相线连接和单相连接L线连接；B输入端子用于三相连接B相线连接，单相连接此端子悬空；C输入端子用于三相连接C相线连接，单相连接此端子悬空；N输入端子用于N零线连接；三相与单相均需要连接零线；G输入端子用于地线连接；三相与单相均需要连接地线；电源开关为自锁开关，电源开关按下时，测试仪进入工作状态并待机；弹起时，测试仪处于断电状态；

所述电路板包括电流电压调制模块和采样数显模块；

所述输入端子排接入到电流电压调制模块输入端；所述阻性电流换挡开关和容性电流换挡开关电连接到电压调制模块的调制端；所述输出端子排接入到电压调制模块的输出端；

所述采样数显模块包括多组采样电路；所述采样电路包括电流互感器，所述电流互感器输出端接入到钳位二极管组；所述钳位二极管组输出端并接有消涌电容；所述消涌电容输出端设置有电流转电压的电阻组；所述电阻组输出端设置有低通滤波器；

如图3所示，采样电路以第一组为例，该电路主要目的是将采集到的电流转变为电能计量芯片ATT7053BU可测量的电压信号；采样电流经过电流互感器H1，由电流互感器H1将采样的电流以1A额定电流转变为2.5mA额定电流，转变后的额定电流经过钳位二极管组,两个反串的稳压管D1、D3进行钳位；实现电流稳定在固定范围内；为了使其电流进一步稳定在安全值范围内，再通过消涌电容C3进行消除涌浪电流，钳位二极管组和消涌电容都是起到稳定电压电流、避免尖峰电压和浪涌电流影响损坏器件，考虑到ATT7053BU电能计量芯片测量（VP-VN）范围±800mv峰值，防止过高电压与电流损害芯片；为了采集到电压信号由电阻组R3、R5将电流信号转变为可测量的电压信号，在由R1和C1构成低通滤波器，抑制ATT7053BU芯片不需要的测量的电压信号去除干扰，其截止频率约为4kHz；输出电压通带波纹小，信号稳定，成本低廉，滤波效果好；

所述采样电路输出端接入到电能计量电路；所述电能计量电路由两片ATT7053BU芯片及其外围电路构成；所述低通滤波器输出端接入到ATT7053BU 芯片的采集端口；

如图4所示，电能计量电路由第二片ATT7053BU 芯片连接为例，图中所示电能计量芯片为ATT7053BU芯片，该芯片为单相并且带有SPI和UART通讯接口的高精度计量芯片；由上述3通道采样电路（（V4N-V4P~V6N-V6P））将采集到得电压信号输入电能计量芯片ATT7053BU用于有效值的测量；SPICS/B1引脚和PICLK/B0引脚用于与上位机（主控电路）进行SPI通信时片选信号和时钟信号的选择，SPIDI/RX引脚和SPIDO/TX引脚分别负责与上位机进行SPI通信数据输入和数据输出，其四个引脚均为5V输出；该芯片同时支持三路ADC通道有效值计量，支持两个电流通道有效值小信号偏置校正，用于校正当电流通道输入信号为0时，有效值存在的零漂；

主控电路；所述主控电路包括由STM32F030K6单片机及其外围电路构成的单片机最小系统；所述单片机最小系统的串口端分别电连接电能计量电路的片选端、通信时钟信号端和数据收发端；

如图5所示，主控电路作为中央控制电路控制电能的采集，电能计量数据处理和输出传输等工作；其中PA3和PA4串口负责与两个ATT7053BU计量芯片提供SPI片选信号，PA5串口则是提供SPI通讯时所需的时钟信号，上述电能计量芯片传输的数据由PA6和PA7串口进行接收；该单片机仅有32引脚，并支持SPI、USART和I2C通讯；

所述电流互感器安装于电流电压调制模块的各输出端口上；所述主控电路电连接显示窗口；所述电源开关串接到采样数显模块的电源端。

其中，所述电压调制模块采用幅度和相位可调的三相标准源模块；或采用阻性电流和容性电流独立输出的分离调制模块；所述分离调制模块两输入端并接到输入端子排；其两输出端并接到输出端子排。所述电流电压调制模块和采样数显模块的控制模块为同一单片机最小系统；当阻性电流换挡开关和容性电流换挡开关旋转到定位端口，则电流电压调制模块接收到阻性电流换挡开关和容性电流换挡开关档位信号后，电流电压调制模块输出相应的阻性电流值和容性电流值，能够调节输出电流进行模拟真实负载；最后通过输出端子排进行融合电流输出。

测试仪使用时，需要进行输入线连接和输出线连接，其具体如下：

输入线连接：本测试仪可工作于单相/三相模式；当工作于单相模式时，需要连接A-N-G三根连接线，对应A相可以测试输出；单相测试时，不可连接B\C相线；当工作于三相模式时，需要连接A-B-C-N-G五根连接线，对应三相可以测试输出；

输出线连接：测量输出端子共计3对，分别为A\B\C三相输出，输出端子应当采用低阻抗导体连接，该测试端连接线的阻抗对输出电流会有影响，尤其在较高电流输出时，电流输出值与测试线阻抗成反比例关系；当使用三相输出关系时，每组两个端子用黑色和红色进行区分，黑色输出端为三相电的参考端（N）,红色输出端为相线端。

输出测试态时，连接相关输出端测试线时；需要在档位为0时接线；设置阻性输出电流：通过旋转档位开关，可选择输出电流范围为1mA~1000mA，同时，显示屏相关位置显示输出电流值；设置容性输出电流：旋转档位开关，可选择输出电流范围为1mA~1000mA，同时，显示屏相关位置显示输出电流值；测试结束，将档位开关归零，再拆除测试线。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。