专利名称：非接触式交直流漏电流测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及漏电流测试领域，具体地说，涉及一种用于交流、直流 供配电系统对地的交直流漏电流测量或用于交、直流的直接测量的非接触式 交直流漏电流测试仪。
背景技术：
伴随着现代工业的飞速发展，在电力、电信、军事、铁道、气象、航空、 油田、建筑等领域，对交直流供配电系统的安全要求越来越高，尤其在对地 系统的漏电流测量方面的要求特别严格。
目前，传统的漏电流测量一般采用了电磁耦合原理，例如采用了电流互 感器，但由于加工工艺等问题，故很能保证测量的精度和准确性，同时，其 成本高。传统的直流漏电流检测设备一般采用封闭式穿孔结构，在具体使用 时，它必须解扣预测的线路，让该线路穿心而过，或事先安装在需要监测的 线路上，才能进行检测。由于许多供电系统不允许停电检测，因此，在此类 供电系统上就不便于使用传统的直流漏电流检测设备，故传统的直流漏电流 检测设备的适用范围有限，另外，采用传统的直流漏电流检测设备进行检测 还存在使用不安全、不方便、浪费劳力等问题。传统的直流漏电流检测设备 需要接触才能够测量，即用户需要把检测设备串联在被检线路中才能够进行 测量，此时，又涉及到解扣预测线路等问题，检测设备的使用又受限制，不 安全；传统的直流漏电流检测设备，其电流钳表都有裸露的金属铁心或输入 输出接线端子，其操作使用存在安全隐患。另外，传统的封闭式穿孔直流漏 电流检测设备内嵌两个铁心，成本相对高，又笨重，并且它只能随设备一起安装，多属于在线型，无移植安装性，并且要各点独立配置安装，不经济。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测量精度高、操作简单、使 用安全的非接触式交直流漏电流测试仪。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案 一种非接触式交直流漏电流测试仪，包括检测仪，其特征在于 该检测仪带有用来钳被测线路的检测钳头； 在检测仪内设有
CPU;脉冲调制振荡放大电路；积分放大滤波调零输出反馈电路；交直 流切换取样控制电路，用于在直流漏电流模式和交流漏电流模式间切换；反 馈平衡放大电路；交流漏电流放大检波电路；电源控制输出电路，用于实现 开机或关机；
所述CPU与电源控制输出电路连接；
所述CPU的输出信号经脉冲调制振荡放大电路后传输给设在检测钳头上 的线圈Tl，该线圈Tl的输出信号经积分放大滤波调零输出反馈电路后分别 传输给CPU和设在检测钳头上的反馈线圈T2，反馈线圈T2的输出信号经交 直流切换取样控制电路、反馈平衡放大电路后传输给CPU;设在检测钳头上 的第三线圈T3的输出信号经交直流切换取样控制电路、交流漏电流放大检波 电路后传输给CPU。
所述检测钳头为钳形开口状。 所述检测钳头为二次注塑而成的钳头。 本实用新型还包括报警电路，该报警电路与CPU连接。 本实用新型还包括有显示电路，该显示电路与CPU连接。所述显示电路设有HTN型蓝屏LCD。
本实用新型由于采用了上述技术方案，故其具有以下有益效果
1) 、在本实用新型中，通过CPU、脉冲调制振荡放大电路、积分放大滤 波调零输出反馈电路、交直流切换取样控制电路、反馈平衡放大电路、交流 漏电流放大检波电路等电路的配合工作，通过采用磁性平衡调制技术，本实 用新型能对电磁耦合引起的损耗及外直流电流产生的磁场进行平衡补偿，被 测线路在被测钳头中的位置也不受影响，同时不干扰被测线路，测量更准确 可靠，其中调制脉冲源由CPU控制输出，频率稳定不存在偏差，测量的准确 性可靠；
2) 、检测钳头为二次注塑而成的钳头，即检测钳头采用了钳形开口方式， 通过按本实用新型的检测仪中的扳机，能控制钳口的张合，从而钳夹被测线 路，不需要将被测线路解扣，真正一钳便知，省时快捷，大大提高了生产力；
3) 、所述检测钳头为二次制塑而成的钳头，即检测钳头采用了二次注塑， 无裸露金属导体，非接触测量，切实保障了操作人员的人身安全，避免了不 必要的经济损失；
4) 、检测仪可采用单磁环，能够实现交直流漏电两用测量，成本低，质 量轻；
5) 、采用HTN型蓝屏LCD来显示，非常豪华直观，方便昏暗场所及夜 间测试；
6) 、本实用新型还具有数据锁定存储功能，临界值设定声光报警功能， 峰值保持功能，电池电量低提示及自动关机功能；
7) 、本实用新型设置了多路取样，结合CPU的先进算法，实现从luA到 3000A的交直流电流或漏电流的高精度宽范围测量；8) 、电源控制输出电路采用了2个1.5V的纽扣电池供电，功耗极底，手 持式检测，精巧方便；
9) 、本实用新型可用于所有交流、直流供配电系统对地的交直流漏电流 测量，也能用于交流和直流电流的直接测量，能从luA起高灵敏度、高精度、 高稳定性、无干扰地进行非接触式测量，玲珑机身、精巧轻便、工艺精良、 成本低廉，适合于大批量生产应用；
总之，本实用新型具有低成本、高精度、高稳定、多功能、操作简单、 安全实用等特点。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行进一步叙述，但并不作 为对本实用新型的限定。
图1为本实用新型的实施方式的电路方框图； 图2为本实用新型的实施方式的电路原理图； 图3为本实用新型的实施方式的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，它是本实施方式的电路方框图。 一种非接触式交直流漏电 流测试仪，包括检测仪l，该检测仪1带有用来钳住被测线路的检测钳头2， 见图3。该检测钳头2为钳形开口状，同时其为二次制塑而成。在检测仪1 上设有扳机，通过操作扳机来控制钳口的张合。在检测仪1内设有CPU， 脉冲调制振荡放大电路，积分放大滤波调零输出反馈电路，交直流切换取样 控制电路，反馈平衡放大电路；交流漏电流放大检波电路；电源控制输出电 路。CPU与电源控制输出电路连接。CPU的输出信号经脉冲调制振荡放大电 路后传输给设在检测钳头2上的线圈Tl，该线圈Tl的输出信号经积分放大滤波调零输出反馈电路后分别传输给CPU和设在检测钳头2上的反馈线圈 T2，反馈线圈T2的输出信号经交直流切换取样控制电路、反馈平衡放大电 路后传输给CPU;设在检测钳头2上的第三线圈T3的输出信号经交直流切 换取样控制电路、交流漏电流放大检波电路后输出给CPU。
如图2所示，它是本实施方式的电路原理图。下面结合本实施方式的电 路原理图对本实施方式做进一步描述。
CPU:
CPU由芯片U3、电容C8、电容C9、晶体振子XT等组成，芯片U3可 选用低功耗大规模集成IC，电容C8、电容C9、晶体振子XT与芯片U3的 OSl、 OS2端连接，用于提供振荡频率。稳压管Z、电阻R23、电阻R24、电 容C7与芯片U3的A5端连接，为CPU进行A/D提供参考基准。按钮S3与 芯片U3的B4端连接。当短按(不超过3秒)S3时，用于切换不同的测量模 式，当长按(超过3秒)S3时，能锁定显示数据，并将此数据作为一组自动 编号存储，另外，按钮S3与按钮S1组合使用还能实现数据设定、查阅、清 除等功能。芯片U3的B6、 B7端与脉冲调制振荡放大电路连接，B6、 B7端 输出脉冲调制源。芯片U3的A0 A2端口为交直流漏电流的检测量和磁平衡 调制量的输入端。芯片U3的A3、 A4端为电源控制的输入输出端，与电源控 制输出电路连接，其中A3端口与B4端口有组合使用功能，即能够实现按钮 S3与按钮S1的组合使用效果。芯片U3的B0端口输出声报警信号，与电阻 R27连接，声报警电路由电阻R27、蜂鸣器SP等组成。芯片U3的A6端口 连接电阻R28，电阻R28与三极管T4、 二极管D4及继电器KA组成测量模 式切换电路。
脉冲调制振荡放大电路芯片U3的B6、 B7端输出脉冲调制源给脉冲调制振荡放大电路，与检测 钳头2上的线圈Tl组成激励源。脉冲调制振荡放大电路组成元件包括电阻 R1 R4、比较器A1、线圈T1等。在本实施方式中，比较器A1 A6选用军 工级低电源微功耗运放。当检测钳头2内有直流电流I通过时，直流偏移磁 势将改变线圈Tl的调制脉冲波形，改变后的波形通过线圈Tl的C抽头连接 到积分放大滤波调零输出反馈电路。
积分放大滤波调零输出反馈电路
积分放大滤波调零输出反馈电路由电阻R5 R11、电容C1 C4、可调电 阻RW、比较器A2、 A3、继电器开关KA-1、反馈线圈T2组成。线圈Tl输 出的波形经过比较器A2等放大，经电容C2、电阻R7、电容C3滤波后，取 出与直流偏移磁势大小有关的量，再经过比较器A3等放大滤波，送给芯片 U3的A0端口和反馈线圈T2，便于CPU进行处理运算。
交直流切换取样控制电路
本实施方式设计为交直流漏电流两用测量，独立操作S3按钮，芯片U3 的A6端口可输出高低两种信号，通过三极管T4控制继电器KA线圈的得失 电状态。正常开机时，本实施方式自动进入测量直流漏电流模式，芯片U3 的A6端口输出低信号，即继电器开关KA-1闭合，继电器开关KA-2处于I 端，继电器开关KA-3断开。当按S3按钮时，芯片U3的A6端口输出高信 号，三极管T4导通，继电器KA线圈得电，KA-1断开，KA-2接通H端， 继电器开关KA-3接通，转为交流漏电流模式来测试。旋转开关KB的公共端 COM2与继电器KA的公共端COMl连接，作为取样的接入点，旋转所述旋 转开关KB，能分别使公共端COM2与旋转开关KB的1~5端接通，即通过 接入不同的取样电阻，不同取样电阻对应图中的电阻R01 R05，从而实现5档(300uA、 3mA、 300mA、 30A、 3000A)测量。另外，本实施方式也可以 用CPU软件控制电路来实现档位切换，而不影响本实用新型的保护范围。 反馈平衡放大电路
在测量直流漏电流时，通过反馈线圈T2，取样后的量进入电阻R12 R15、 比较器A4组成的反馈平衡放大电路，再送入CPU的A1端口， CPU根据此 量自动修正进入AO端口的量，使本实施方式的显示值与穿过检测钳头2的 实际漏电流大小一致，使显示值真实准确。
交流漏电流放大检波电路
交流漏电流检测是根据电磁耦合原理来测量，主要由第三线圈T3感应， 感应到的信号取样后经继电器开关KA-3、电阻R1&R22、电容C5、C6、C14、 比较器A5、 A6、 二极管D1、 D2等放大检波后进入CPU的A2端口， CPU
再经过运算处理显示反映交流漏电流值。 电源控制输出电路
电源控制输出电路由电源VCC、三极管T1、 T2、电容C10 电容C13、 芯片U1、芯片U2、开关S1、电阻R25、 R26组成，VCC为2个1.5V的纽 扣电池，三极管T1为开关管，芯片U1、 U2分别为正负转换输出稳压IC。 当短按S1 (不超过3秒)，CPU从休眠中唤醒，A4端口输出一个高信号，经 过电阻R25接到三极管T2，使三极管T2导通，将三极管Tl的基极电压拉 低，三极管T1打开并输出电池电压给芯片U1，芯片U1、 U2输出得到正负 电压供电路工作，实现开机。长按S2 (超过3秒)，CPU的A4端口输出一 个低信号，三极管T2截止，三极管T1的基极电压变高，三极管T1断开无 输出，完成关机，CPU进入休眠状态。本实施方式具有自动关机功能，当开 机工作5分钟后自动关机，以降低电池消耗。显示电路
显示电路通过串行通讯方式与CPU的B1 B3端口连接，其中显示电路 设有HTN型蓝屏LCD。 报警电路
在本实施方式中，报警电路为声报警电路，该声报警电路由电阻R27、 蜂鸣器SP等组成，当然也可以采用光报警电路等，而不影响本实用新型的保 护范围。其中芯片U3的B0端口输出声报警信号，与电阻R27连接。
检测钳头2:
检测钳头2可由单铁心、屏蔽盒等组成，通过二次注塑加工工艺制成， 其M-N剖面及整个钳头都没有裸露金属导体，大大提高了测量的安全性，切 实保障了操作人员的人身安全和不必要的经济损失。
根据需要，本实施方式可以独立生产为只测量直流漏电流或只测量交流 漏电流的钳表，即单一的钳形非接触式交流或直流漏电流测试仪；或者为客 户提供在线非接触钳形漏电流测试传感器而不影响本实用新型的保护范围。
总之，虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域的技术 人员可以在所附权利要求的范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本实 用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种非接触式交直流漏电流测试仪，包括检测仪，其特征在于该检测仪带有用来钳被测线路的检测钳头；在检测仪内设有CPU；脉冲调制振荡放大电路；积分放大滤波调零输出反馈电路；交直流切换取样控制电路；反馈平衡放大电路；交流漏电流放大检波电路；电源控制输出电路，用于实现开机或关机；所述CPU与所述电源控制输出电路连接；所述CPU的输出信号经脉冲调制振荡放大电路后传输给设在检测钳头上的线圈(T1)，该线圈(T1)的输出信号经积分放大滤波调零输出反馈电路后分别传输给CPU和设在检测钳头上的反馈线圈(T2)，反馈线圈(T2)的输出信号经交直流切换取样控制电路、反馈平衡放大电路后传输给CPU；设在检测钳头上的第三线圈(T3)的输出信号经交直流切换取样控制电路、交流漏电流放大检波电路后传输给CPU。
2、 根据权利要求l所述的非接触式交直流漏电流测试仪，其特征在于 所述检测钳头为钳形开口状。
3、 根据权利要求1或2所述的非接触式交直流漏电流测试仪，其特征在于所述检测钳头为二次注塑而成的钳头。
4、 根据权利要求l所述的非接触式交直流漏电流测试仪，其特征在于 还包括报警电路，该报警电路与CPU连接。
5、 根据权利要求l所述的非接触式交直流漏电流测试仪，其特征在于 还包括有显示电路，该显示电路与CPU连接。
6、 根据权利要求5所述的非接触式交直流漏电流测试仪，其特征在于 所述显示电路设有HTN型蓝屏LCD。
专利摘要一种非接触式交直流漏电流测试仪，该检测仪带有检测钳头；检测仪内设有CPU，脉冲调制振荡放大电路，积分放大滤波调零输出反馈电路，交直流切换取样控制电路，反馈平衡放大电路，交流漏电流放大检波电路，电源控制输出电路；CPU连接电源控制输出电路；CPU的信号经脉冲调制振荡放大电路传给设在检测钳头上的线圈，线圈的信号经积分放大滤波调零输出反馈电路分别传给CPU和设在检测钳头上的反馈线圈，反馈线圈的信号经交直流切换取样控制电路、反馈平衡放大电路传给CPU；设在检测钳头上的第三线圈的信号经交直流切换取样控制电路、交流漏电流放大检波电路传给CPU。本实用新型具有测量精度高、操作简单、使用安全等优点。
文档编号G01R31/02GK201247300SQ20082018882
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者符美安 申请人:栾浩东