采用NEC单片机的漏电检测仪表的原理设计

　　随着电子仪器、电子设备的广泛使用，特别是家用电器的普及，家用电器的用电安全性问题不可忽视。泄漏电流、绝缘电阻、电气强度并称为电气安全性能中的3大电参数。其中泄漏电流，尤其是工作温度下的泄漏电流是1个最能确切反映实际工作状态的安全电参数;也是一个对人体安全有着直接影响的电参数。因为，当电源线一端接地，人体触及电器外壳的情况下，电器泄漏电流会通过人体流人大地，可能导致人身伤亡。因此，漏电检测无论是对家用电器还是对人的自身安全都具有十分重要的意义，通过对漏电的检测，可以根据漏电的情况作出具体的反应，从而保护电路及人身财产安全。

　　漏电检测原理

　　对电力系统回路进行漏电检测的方法有很多，如绝缘监测装置，低频探测法，变频探测法，霍尔磁式平衡等。本设计采用了霍尔磁式平衡原理，为克服传感器的剩磁所带来的对系统检测到的漏电大小的影响，采取了将零点设计为可以通过按键调整的系统。

　　霍尔磁式平衡检测的基本原理如图1所示。观察直流系统任一支路, 从电源正端流出的电流IL+ , 流经支路全部负载后, 返回电源负端的支路电流为IL- , 当该支路没有接地电流时, IL+ =IL- , 穿过传感器的电流大小相等, 传感器无输出。而当发生触电或漏电事故时, 假设接在正极母线上的支路经电阻R 接地, 接地电流为IR , 则IL+=IL- +IR , 流经传感器的电流大小不等, 传感器输出一个反应该差值IR 大小和方向的信号。据此可以判断出接地电阻的大小和接地支路的极性。

图1 霍尔磁式平衡原理图

　　霍尔磁平衡检测方法具有以下优点

　　·无须向直流系统注入低频交流信号, 与被测系统没有任何电气联系;

　　·由于传感器检测的是直流接地信号(IR) , 因此与系统分布电容无关;

　　·接地判据为电流, 与系统母线电压无关;

　　·能检测同一支路正、负极绝缘同等下降或成比例下降的故障;

　　·检测灵敏度高, 能检测到的接地电阻范围宽, 可在线巡回检测。

　　当然这种方法也存在不足之处,：采用磁平衡原理做成的有源传感器, 当一次测有电流变化或有电流冲击时, 易发生剩磁变化, 尤其是传感无源时, 受电流冲击后, 剩磁变化更大。这种剩磁变化会严重造成电流、电压放大器及A/D 转换器的直流偏移, 导致使用以上方法做成的选线装置零点不断漂移, 需及时调节装置的零点及传感器特性, 才能保证选线装置的精度及稳定性, 不仅给现场带来极大的麻烦和不便, 而且造成选线装置的不准。

　　为了解决传感器的剩磁的问题，我们特地设置了一个零点调整功能，这样通过校准之后，就可以消除剩磁所带来的影响。