生產(chǎn)動(dòng)力車間電器安全漏電流測(cè)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(dòng)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(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及與世界貿(mào)易往來(lái)頻繁，我國(guó)商品在世界上越來(lái)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(guó)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(cè)技術(shù)更加先進(jìn)。如近年流行的熱態(tài)、冷態(tài)下耐壓測(cè)試可大大提高電氣漏電測(cè)試，從而減少安全事故的發(fā)生。但在在安全測(cè)試的過(guò)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(wú)重復(fù)性的不規(guī)則信號(hào)，因此每次對(duì)其進(jìn)行漏電測(cè)試時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄測(cè)試結(jié)果，同時(shí)應(yīng)對(duì)硬件電路電壓做出準(zhǔn)確的判斷。為此，本文將對(duì)煙草生產(chǎn)動(dòng)力車間冷態(tài)下耐壓測(cè)試進(jìn)行研究，并對(duì)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(guó)國(guó)家對(duì)電氣測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電氣測(cè)試原理應(yīng)以隔離變壓器次級(jí)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(duì)于基本絕緣的耐壓測(cè)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(guò)100mA正弦波。當(dāng)輸出電壓期間出現(xiàn)擊穿的情況時(shí)，可出現(xiàn)不規(guī)則的尖峰毛刺，其持續(xù)時(shí)間應(yīng)為1min，但如果漏電實(shí)驗(yàn)電流峰值超過(guò)100mA時(shí)出現(xiàn)擊穿，則視為本次測(cè)試不合格。

2 漏電隔離信號(hào)采集技術(shù)及處理方法

2.1 模擬信號(hào)的磁氣耦合及電位隔離

耐壓測(cè)試電壓施加應(yīng)施加于沒(méi)有公共電位端和檢測(cè)電路，在通過(guò)它們之間的電流經(jīng)過(guò)隔離耦合的同時(shí)，對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，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(guò)采用磁氣耦合方法，對(duì)信號(hào)及電位進(jìn)行傳遞，且通過(guò)這種方法可使得初級(jí)、次級(jí)電路之間的纖維具有相互隔離，絕緣性能好的特點(diǎn)，同時(shí)能承受幾千伏高壓而不被擊穿，通過(guò)這種方式可解決檢測(cè)電路與高壓電路的隔離問(wèn)題。此外，通過(guò)次級(jí)電路還能在輸入及輸出電流之間形成模擬信號(hào)，這種信號(hào)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(guò)分流的方式進(jìn)行；第三，通過(guò)光耦合器完成低壓隔離，并在輸出信號(hào)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(guò)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(cè)試過(guò)程中，有對(duì)檢測(cè)漏電電流的脈沖峰值并進(jìn)行判斷的測(cè)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(shí)與高次諧波脈沖能量相比，其脈沖能量需要低2個(gè)或以下的能力級(jí)。因此，在硬件電路中為了對(duì)脈沖峰值進(jìn)行檢測(cè)，采用一定的時(shí)間嘗試對(duì)峰值電路進(jìn)程測(cè)試，使得時(shí)間常數(shù)與A/D間隔相符合，并能檢測(cè)極少數(shù)尖峰脈沖，所以檢測(cè)信號(hào)的變化與以往時(shí)間比較更加平穩(wěn)，并且不會(huì)影響信號(hào)基本特征。實(shí)踐證明，測(cè)試漏電項(xiàng)目效果比較理想，聲卡在輸入、輸出時(shí)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(cè)。另外，聲卡具有性價(jià)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(duì)系統(tǒng)編程開(kāi)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(cè)效果。

2.3 漏電流測(cè)試系統(tǒng)組成

熱態(tài)耐壓測(cè)試高壓回路漏電流的測(cè)試系統(tǒng)硬件組成主要有兩部分，其中包括前置模擬信號(hào)處理和磁氣耦合。其中磁氣耦合初級(jí)電流主要由兩個(gè)電阻并聯(lián)而成，通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)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(guò)磁氣耦合初級(jí)電路。通過(guò)耦合隔離回路后可使得信號(hào)經(jīng)過(guò)放大及轉(zhuǎn)換后直接輸送至前置模擬信號(hào)處理電路中，使得信號(hào)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(hào)及轉(zhuǎn)換信號(hào)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(hào)動(dòng)態(tài)范圍相應(yīng)的提高，在選擇分流電阻時(shí)，注意要與初級(jí)線圈適應(yīng)，使得轉(zhuǎn)換信號(hào)達(dá)到飽和程度，這樣也不會(huì)對(duì)高壓回路耐壓測(cè)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(cè)試及擊穿現(xiàn)象能夠正常進(jìn)行，保證整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)安全、不會(huì)對(duì)電路造成影響。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)合理設(shè)計(jì)電器安全熱態(tài)耐壓電流檢驗(yàn)測(cè)試，可獲得較理想的效果。通過(guò)對(duì)高危高壓電路隔離磁氣耦合技術(shù)及信號(hào)的采集，可將這種技術(shù)應(yīng)用在電流、電壓、溫度、功率、長(zhǎng)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(hào)，并且它是與信號(hào)成線性關(guān)系的，能夠使得電路信號(hào)可規(guī)范化。

[1]鐘冠平，徐玉霖.用于電器商品安全檢驗(yàn)的Windows數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2000，19（06）:41-43.

[2]鐘冠平，等.圖象動(dòng)態(tài)傳感裝置的設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù)，1993（08）:2-4.

[3]陳堅(jiān)，陳濤.Windows95多媒體應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1997.

[4]王培杰.Borland C++環(huán)境下Windows 3.1～95編程技術(shù)及實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.