[科普中国]-AC型剩余电流动作断路器

AC型剩余电流动作断路器适用于电子式、电磁式剩余电流动作断路器在380V三相、220V单相供电条件下，验证剩余电流动作特性。AC型正弦动作电流，提供剩余电流0.002～2A；A型直流脉动动作电流，直流脉动电流0.7-0.015倍AC型（0°导通角）、0.5±0.015倍AC型（90°导通角）、0.22±0.015倍AC型（0.015°）、6+0.6mA平滑直流电流。

简介剩余电流动作断路器(又称为漏电断路器)是电流动作型漏电保护电器，通过检测电路中的接地故障电流来进行保护，能有效防止漏电火灾及保护人身触电安全，得到广泛应用。剩余电流动作断路器通常分为AC型和A型两类，国内现有的产品多数属于AC型剩余电流动作断路器。电子组件是剩余电流动作断路器的重要组成部分，负责检测用电回路中的剩余电流，并根据剩余电流值的大小决定是否切断用电回路，因此，其可靠性高低直接影响剩余电流断路器产品质量的高低。相关研究机构已对剩余电流动作断路器检测技术及其装置展开深入的研究，主要侧重保护电器产品(成品)特性的试验或出厂检测，但对于剩余电流动作断路器电子组件的测试方法及工艺装备方面未见相关报道。依据国家相关标准，研究电子组件测试中的交流可调触发电流技术和相关软硬件，研制剩余电流动作断路器电子组件测试装置，解决了企业生产线中存在的电子组件检测效率不高和精度低等问题，减少成品检验返修率，从而提高了剩余电流动作断路器产品的稳定性和生产效率1。

系统硬件设计该设备的设计要求如下：①交流可调触发电流输出范围为0-5A，示值误差≤±1%；②用户可以自定义剩余电流输出范围、额定剩余不动作电流值和额定剩余动作电流值，系统能根据设置参数自动判别电子组件合格与否；③电子组件夹具采用镀金探针专用针床，用驱动气动机构方式实现电子组件与探针的良好接触；④具有自动测试、数据存储、历史查询、通信等功能。根据上述指标要求，设计了以ARM嵌人式系统为控制核心的剩余电流动作断路器电子组件测试系统，主要由交流可调触发电流发生器、标准剩余电流互感器、工装夹具与传动控制单元、人机界面等组成。

交流可调触发电流发生器的功能是模拟产生精准的剩余动作电流，是整个测试系统的核心组件。该模块采用了幅值可调正弦波产生技术和稳流技术，硬件部分由幅值可调正弦波发生电路、电流放大及采样电路组成，幅值可调正弦波发生电路是用来产生0-5V的高精度、高稳定的电压信号，通过改变微控制器输出的8位PWMO占空比大小完成对正弦信号的调幅控制，调节步长最小为0.01V。

由于幅值可调正弦波电压信号的驱动电流较小(最大为30mA)，不能达到最大电流输出为5A的设计要求，必须对交流正弦电压小信号进行功率放大。

功率放大电路一般可分为模拟式功放和数字式功放两种类型，考虑到本系统要求输出电流具有谐波小、精度高的特点，所以选择模拟式功放中的推挽功率放大结构(OCL电路)2。

双极性SPWM产生原理幅值可调正弦波发生技术是剩余动作电流检测的关键技术，该技术基于等效面积算法的双极性正弦波脉宽调制(BSYWM)原理。等效面积算法源于采样控制理沦中的冲量等效原理，即把面积相等的不同类型窄脉冲信号分别加载到惯性环节的输入端，则该惯性环节的输出相应波形基本相同。

系统软件实现系统软件采用C语言编写，实现对剩余电流动作断路器电子组件的动作电流测试、合格判断、存储和查询功能。图5为软件主要流程图3。

本词条内容贡献者为:

胡启洲 - 副教授 - 南京理工大学