生產(chǎn)動力車間電器安全漏電流測試的研究

陸山東

（河南中煙工業(yè)公司有限責(zé)任公司漯河卷煙廠，河南 漯河 462000）

煙草生產(chǎn)動力車間由于容易產(chǎn)生各種各樣粉塵及大型生產(chǎn)設(shè)備的使用，使得車間容易引發(fā)火災(zāi)事故的發(fā)生。近年隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及與世界貿(mào)易往來頻繁，我國商品在世界上越來越占據(jù)重要的位置。為了保證工業(yè)生產(chǎn)安全及工人生命安全權(quán)益，近年各國紛紛將工廠電氣設(shè)備安全放在工廠管理的首位。由于目前電子儀器及大型生產(chǎn)設(shè)備更新?lián)Q代較快，從而要求電氣安全檢測技術(shù)更加先進(jìn)。如近年流行的熱態(tài)、冷態(tài)下耐壓測試可大大提高電氣漏電測試，從而減少安全事故的發(fā)生。但在在安全測試的過程中，把為正弦波的試驗(yàn)電壓加給電器，但是結(jié)果是電流波形為無重復(fù)性的不規(guī)則信號，因此每次對其進(jìn)行漏電測試時應(yīng)詳細(xì)記錄測試結(jié)果，同時應(yīng)對硬件電路電壓做出準(zhǔn)確的判斷。為此，本文將對煙草生產(chǎn)動力車間冷態(tài)下耐壓測試進(jìn)行研究，并對其電位隔離特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 實(shí)驗(yàn)電路的漏電流

根據(jù)我國國家對電氣測試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電氣測試原理應(yīng)以隔離變壓器次級繞組中間抽頭作為設(shè)計(jì)點(diǎn)，在器具連接交流電源的工作狀態(tài)下，施加試驗(yàn)高壓，對于基本絕緣的耐壓測試，其試驗(yàn)電壓設(shè)為正弦交流電，其有效值為1000V，限定實(shí)驗(yàn)漏電流峰值不應(yīng)超過100mA正弦波。當(dāng)輸出電壓期間出現(xiàn)擊穿的情況時，可出現(xiàn)不規(guī)則的尖峰毛刺，其持續(xù)時間應(yīng)為1min，但如果漏電實(shí)驗(yàn)電流峰值超過100mA時出現(xiàn)擊穿，則視為本次測試不合格。

2 漏電隔離信號采集技術(shù)及處理方法

2.1 模擬信號的磁氣耦合及電位隔離

耐壓測試電壓施加應(yīng)施加于沒有公共電位端和檢測電路，在通過它們之間的電流經(jīng)過隔離耦合的同時，對電路進(jìn)行檢測，在本研究中，應(yīng)利用光電耦合電器、耦合隔離磁氣技術(shù)，通過采用磁氣耦合方法，對信號及電位進(jìn)行傳遞，且通過這種方法可使得初級、次級電路之間的纖維具有相互隔離，絕緣性能好的特點(diǎn)，同時能承受幾千伏高壓而不被擊穿，通過這種方式可解決檢測電路與高壓電路的隔離問題。此外，通過次級電路還能在輸入及輸出電流之間形成模擬信號，這種信號具有以下特點(diǎn)，第一，感應(yīng)靈敏度高；第二，電阻的調(diào)節(jié)可以通過分流的方式進(jìn)行；第三，通過光耦合器完成低壓隔離，并在輸出信號中形成0或1的調(diào)控模式。

2.2 微機(jī)接口和模數(shù)轉(zhuǎn)換

通過采用多媒體卡可最為A/D轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換橋梁，聲卡作為一種轉(zhuǎn)換電路，它的性能優(yōu)良，它的轉(zhuǎn)換精度可以達(dá)到8位或者16位，具有44100Hz的轉(zhuǎn)換速率。本次研究測試過程中，有對檢測漏電電流的脈沖峰值并進(jìn)行判斷的測試內(nèi)容，根據(jù)采集波形和顯示波形情況，研究高壓擊穿性質(zhì)的重要特征，另外，根據(jù)工作實(shí)踐數(shù)據(jù)采集相關(guān)波形，可以發(fā)現(xiàn)采集的波形能量大多數(shù)在基本波形的幾倍或幾十倍范圍內(nèi)，并可在脈沖能量頻率范圍內(nèi)，同時與高次諧波脈沖能量相比，其脈沖能量需要低2個或以下的能力級。因此，在硬件電路中為了對脈沖峰值進(jìn)行檢測，采用一定的時間嘗試對峰值電路進(jìn)程測試，使得時間常數(shù)與A/D間隔相符合，并能檢測極少數(shù)尖峰脈沖，所以檢測信號的變化與以往時間比較更加平穩(wěn)，并且不會影響信號基本特征。實(shí)踐證明，測試漏電項(xiàng)目效果比較理想，聲卡在輸入、輸出時屬于全雙工、雙聲道的，并且可以獨(dú)立輸出輸入，工作模式有多種選擇，使用性能較為方便，適合控制檢測。另外，聲卡具有性價比高，工作穩(wěn)定以及代碼穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，系統(tǒng)工作效率可以達(dá)到較高水平，基于提高聲卡的使用效率的目的，應(yīng)該逐漸掌握聲卡編程技術(shù)，并對系統(tǒng)編程開發(fā)進(jìn)行雙環(huán)，并保持代碼穩(wěn)定可靠，提高了系統(tǒng)檢測效果。

2.3 漏電流測試系統(tǒng)組成

熱態(tài)耐壓測試高壓回路漏電流的測試系統(tǒng)硬件組成主要有兩部分，其中包括前置模擬信號處理和磁氣耦合。其中磁氣耦合初級電流主要由兩個電阻并聯(lián)而成，通過調(diào)節(jié)測量范圍調(diào)整分流比，構(gòu)成高壓回路串聯(lián)，并使得電流可流過磁氣耦合初級電路。通過耦合隔離回路后可使得信號經(jīng)過放大及轉(zhuǎn)換后直接輸送至前置模擬信號處理電路中，使得信號能運(yùn)放至更隨電路，并可再次運(yùn)放至相同的放大及峰值中，從而保持電路能送至微機(jī)系統(tǒng)，并可將電路放大信號及轉(zhuǎn)換信號包含至本身的直流分量中，并可抽頭提供直流偏置，運(yùn)放到相同的端路，直流分量就可以部分抵消，信號動態(tài)范圍相應(yīng)的提高，在選擇分流電阻時，注意要與初級線圈適應(yīng)，使得轉(zhuǎn)換信號達(dá)到飽和程度，這樣也不會對高壓回路耐壓測試產(chǎn)生影響，從而增加電壓電流及功率的耐受性，使得電壓耐受測試及擊穿現(xiàn)象能夠正常進(jìn)行，保證整個信號系統(tǒng)安全、不會對電路造成影響。

結(jié)語

通過合理設(shè)計(jì)電器安全熱態(tài)耐壓電流檢驗(yàn)測試，可獲得較理想的效果。通過對高危高壓電路隔離磁氣耦合技術(shù)及信號的采集，可將這種技術(shù)應(yīng)用在電流、電壓、溫度、功率、長度及壓力等參數(shù)中，可以達(dá)到降低電壓隔離的效果，最終獲得模擬信號，并且它是與信號成線性關(guān)系的，能夠使得電路信號可規(guī)范化。

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