浅谈剩余电流动作特性检测仪的校准方法

浅谈剩余电流动作特性检测仪的校准方法赳四袜等浅谈瓤余电流动作特性检测仪的校准方法浅谈剩余电流动作特性检测仪的校准方法DISCUSSINGTHECALIBRATIONMETHODOFRESIDUALCURRENTOPERATEDSPECIALTYTESTER刘四林吴俊生汕头市质量计量监督检测所,广东汕头515041摘要本文根据剩余电流动作保护器的工作原理,对剩余电流动作特性检测仪主要参数剩余电流的校准进行分析研究,并给出剩余电流动作特性检测仪剩余电流示值误差测量结果不确定度的评定关键词剩余电流漏电保护器零序电流互感器1概述11剩余电流动作特性检测仪剩余电流动作特性检测仪是对剩余电流动作保护器进行检测的装置,其工作原理是用一只限流电阻和检查按钮相串联的支路来模拟漏电的路径,以检测剩余电流动作保护器是否正常动作12剩余电流动作保护器剩余电流动作保护器是一种保护人身安全的设备,当对地电流超过一定的预定阈值时,剩余电流动作保护器可以在某一时间内断开整个电路或电路的一部分其工作原理是,火线和零线一起穿过一个零序电流互感器,零序电流互感器通过磁通量的变化来监测火线和零线上的电流之差,线圈中磁场强度的变化直接与电流成正比,当进入和流出负载的电流不相等时,零序电流互感器次级线圈的感应电压就会驱动传感器,传感器进而触发断路器断开电路13物理分析基尔霍夫第一定律在任一节点处,流向节点的电流之和等于流出节点的电流之和即J0安培环路定律在磁场中,磁场强度H矢量沿任何闭合曲线的线积分或H矢量沿任一闭合曲线的环流,等于这闭合曲线所包围的各传导电流强度的代数和HDIHJ法拉第电磁感应定律不论任何原因使通过回路的磁通量发生变化时,回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比即,E一走DT在安装有剩余电流动作保护器的电路工作正常,没有发生漏电或触电的情况下,由基尔霍夫第一定律及安培环路定律可知,通过零序电流互感器一次电流的相量和等于零,即R0这使得零序电流互感器铁芯中的磁通相量和也等于零零序电流互感器二次不产生感应电动势剩余电流动作保护器不动作,电路保持正常工作当被保护电路发生漏电或有人触电时,电流的平衡遭到破坏,出现零序电流零序电流是故障时流经人体,或流经故障接地点流人地下,或经保护导体返回电源的电流由于漏电电流的存在,通过零序电流互感器一次负载电流的相量和不再等于零,即产生了剩余电流剩余电流是零序电流的一部分,它导致零序电流互感器铁芯中的磁通相量和不再为零,从而在铁芯中出现了交变磁通通过电磁互感现象,在零序电流互感器二次线圈产生感应电动势该漏电信号经传感器处理和比较后,当达到预定阈值时,就会触发断路器断开电路,实现保护的作用2剩余电流动作特性检测仪剩余电流的校准以DZJB型漏电保护器动作特性检测仪为例进行分析21用标准仪器比较的校准方法1标准仪器DZJB型漏电保护器动作特性检测仪测量剩余电流的仪表为4位半交流电流表量程200MA,最大允许误差为量程的02因此选用001级标准电阻器1012,10012和6位半34401A型数字万用表2剩余电流依据GB68291995剩余电流动作保护器的一般要求,对于剩余电流动作保护器,漏电动作电流实测值不得高于额定漏电动作电流,额定不动作电流不得低于额定动作电流的1/2因此剩余电流是评价剩余电流动作特性检测仪的重要参数计量与铡试技本2OO9年第36卷第5,01数字交流电流表一U接I线,尸6O漏GARB器漏电保护器99性检测仪图1剩余电流动作特性检测仪剩余电流的校准原理线路图拆开被检漏电保护器动作特性检测仪机壳,将标准电阻串联人剩余电流测量回路,按图1接好线路接通电源,调节剩余电流调整旋钮,读取被检检测仪上的剩余电流示值L与标准电阻器R两端的电压值,直至漏电保护器开关断开,此时测得漏电保护器的剩余动作电流值剩余电流的测量误差为L一122用泄漏电流钳式测试仪比较的校准方法1标准仪器依据剩余电流动作保护器的工作原理,通过概述中的分析,直接用泄漏电流钳式测试仪同时钳住剩余电流动作保护器输出端的火线和零线,可测得剩余电流值根据不同的测量量程可选择共立仪器2432型和2433型钳式电流表2剩余电流由于国标只规定剩余电流动作保护器的额定漏电动作电流值和额定漏电不动作电流值的限制值,而DZJB型漏电保护器动作特性检测仪的技术指标仅给出剩余电流的测量范围,没有给出剩余电流的最大允许误差剩余电流动作保护器标定的额定漏电动作电流值的分辨力为1MA,故测量结果的不确定度小于05MA即可满足要求按图2接线进行测量图2检测仪剩余电流用钳形表的校准原理线路图接通电源,调节剩余电流调整旋钮,读取被检检测仪上的剩余电流示值与泄漏电流钳式测试仪的示值F进行比较3剩余电流动作特性检测仪剩余电流示值误差测量结果的不确定度评定仅给出第一种校准方法的测量不确定度评定3I数学模型剩余电流的示值误差公式即数学模型为L一式中一剩余电流动作特性检测仪的剩余电流示值误差IX一检测仪的剩余电流示值一标准电压表示值R一标准电阻器标称值,100FL32不确定度的传播“ZXJC“LC“LC2R式中灵敏系数C1C2一R_102N_1AU2一一“一LUJ0C3R210MA33分量标准不确定度1剩余电流动作特性检测仪的剩余电流分辨力引起的不确定度分量剩余电流动作特性检测仪的剩余电流分辨力为001MA,半宽为0005MA,属均匀分布,包含因子K3,由分辨力引起的不确定度J一0I_005289103MA一32示值测量重复性引起的不确定度分量本实验以调整被检检测仪剩余电流示值为1000MA为例,标准电阻器标称值为10012,在重复条件下连续测量10次,得到一组标准电压表的测量值V10181,10189,10190,10180,10179,10186,10180,10182,10181,10185平均值Z101833V单次测量的实验标准差厂一SZ39510一V单次测量标准不确定度U39510I4V3标准数字电压表引起的不确定度分量数字电压表2V档测量点LV的24H最大允许误差MPE004R十002F,对实测值101833V,由数字电压表所引起的不确定度分量估计为均匀分布,包含因子K3,下转第46页计量与渤试技4C2009年第36卷第5期一/C3“,I7中输入“A7一/C3“,直至I16中1L1在J6中是内插误差,按规程等于计算值减平均值再除平均值的百分数,在J6中输入“100I6一E6/E6“同理复制一直到J16表2菇鞭慧,鬻IA,鬻L糟饕瓣B茹簸黧量力环寰I试I羹数1载荷百分表示值2KNM30000300040100317050200334060300351270400369080500386290600403610070042081108004379120900456113I0004740141200509115量力环率定系数N/O01M573831617线性相关系数0999975关于该电子表格中的数据的对齐方式,数字的显示位数及显示形式的设置在此不再说明表中有11个检测点,对于小于11个检测点的,后面的行空着就行,多于11个点可以再添加进去,到此,表格制作完成,只需输入活塞面积,指示器示值和对应三次的检测力值即可自动生成所需要的数据结果,大大减少数据处理的时间和错误3EXCEL在量力环数据处理的应用量力环是利用弹性体钢环的弹性形变,用百分表指示其形变进程来复现力值大小的,现多用于土工和地质勘察中,检定时要给出检定力值,线性度和率定系数等值如表2制定电子表格,在A3A14输入是检定点的负载值,在B3B14输入是各点对应的百分表进程值,在A16中输入“SLOPEA3A14,B3B1410“,即得到其率定系数N/001MM,也就是百分表每走一格对应输出力值大小在B17中输入“CORRELA3A14,B3B14“,即可得到此量力环的线性度4结束语对于类似的测量数据处理只要对电子表格略作修改,可以求得所需要的数据处理结果,对回归方程的计算大大减少了用手工计算的重复和繁琐工作,可以自动生成所需的数据,减少人为计算过程中的偶然错误,若检定点数据多或少了则可以插入或删去即可,再将相关单元格中的公式进行复制或修改,十分方便快捷这种利用工程软件来处理大量数据计算的方法,可以在计量检测中有更大的推广应用,如标准测力仪,负荷传感器,压力传感器以及不确定度评定的计算中都可应用参考文献1张迎新着EXCEL2003函数应用完全手册20042液压千斤顶检定规程VERIFICATIONREGULATIONOFHYDRAULICJACKJJ212005全国力值硬度计量技术委员会作者简介宋爱萍,男,工程师工作单位江西东华计量测试研究所通讯地址330029江西省南昌市南池路35号郑欢,江西东华计量测试研究所南昌330029收稿时间20081211上接第44页U2V,JJ46610V4标准电阻器引起的不确定度分量标准电阻器标称值为100FL,001级,其最大允许误差MPE001N,半宽为001Q,属均匀分布,包含因子K3,由标准电阻器引起的不确定度ZR577X103QJ34合成标准不确定度“A/F“4C2U4C2U24C2U尺678103MA35扩展不确定度取包含因子K2,则K267810一MA14X10一MA测量点10MA的相对扩展不确定度10001436剩余电流动作特性检测仪剩余电流示值误差测量结果的相对扩展不确定度报告U