多功能低压电气综合测试仪的研制和开发

摘要

低压电气综合测试仪是用于检验交流1000V和直流1500V以下低压配电系统的电气安全特性的仪器。它通过使用预防性试验的方法来评估被测对象潜在的安全隐患,为检定被测系统能否符合相关的电气安全标准提供了依据。本课题是基于国内市场需求,参照国内外相关法定标准,开发的高档数字多功能低压电气综合测试仪。
　　论文阐述了多功能低压电气综合测试仪的基本原理,设计思路及实现方法。主要运用新型的32位DSP强大的数字运算能力,来改善测试仪的运算速度、输出分辨率、稳定度及测量准确度。该综合测试仪包含了绝缘电阻测试、回路电阻测试、接地电阻测试和剩余电流动作保护装置(RCD)测试等电气安全参数测试功能。并提出了瞬时脉冲测试回路电阻的新方法,解决了回路电阻不能在线测量的问题,测量范围0.26Ω~1999Ω,最小分辨率0.01Ω,基本精度5%。设计制作的测试仪四项测试指标均符合IEC61557标准。
　　低压电气综合测试仪由测量系统和控制系统构成。测量系统包括程控电源、信号采集、调理和A/D转换单元。控制系统是以DSP为核心构成的。控制系统按照不同测试功能控制程控电源对被测回路施加相应的激励,再由信号采集单元将电压、电流信号经过滤波、调理电路送入DSP外接的两路高速A/D,进行同步转换,最后送入DSP进行数字滤波和数据处理,得到待测结果。综合测试仪的接地电阻测量方法采用多频激励测试法,避免了噪声的同频干扰和工频干扰所带来的影响,并通过采用基于双峰修正算法的三级窄带通数字滤波器,最大限度的滤除噪声信号,提高测量精度。测试结束时,不仅输出当前的测试数据,同时比对测试结果与用户设置的安全标准,看其是否满足安全标准的要求,使得测试仪具有人性化。
　　通过实验表明本课题研究的低压电气综合测试仪,不仅符合IEC61557标准的要求,而且还解决了回路电阻在线测量的问题,仪表的可操作性也得到了改善。对缩小国内外此类仪表的技术差距有着重要的意义,也具有一定的的社会和商业价值。

目录

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1 绪论

1.1多功能低压电气综合测试仪简介

1.2 国内外多功能低压电气综合测试仪的研究动态及发展趋势

1.3 研究开发的任务和意义

2 多功能低压电气综合测试仪测试原理及方法

2.1 绝缘电阻测试原理

2.2 回路电阻测试原理

2.3 接地电阻测试原理

2.4 剩余电流动作保护装置（RCD）测试原理

3 多功能低压电气综合测试仪测试系统设计

3.1 多功能低压电气综合测试仪总体方案设计

3.2绝缘电阻测试系统硬件设计

3.3回路电阻测试系统硬件设计

3.4接地电阻测试系统硬件设计

3.5剩余电流动作保护装置（RCD）测试系统硬件设计

3.6 A/D电路设计和DSP的选取

3.7 电源、按键、数据存储、液晶显示模块的电路设计

4 多功能低压电气综合测试仪的软件设计及算法分析

4.1 软件开发环境概述

4.2 软件设计总体概述

4.3 任务监控调度平台的设计

4.4 测试仪主要功能的软件设计

4.5 数据处理模块的设计

5 实验及结果分析

5.1 绝缘电阻实验方法及数据分析

5.2 回路电阻实验方法及数据分析

5.3 接地电阻实验方法及数据分析

5.4剩余电流动作保护装置（RCD）实验方法及数据分析

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录