1、系统依据
1.1参考标准
1）国家电网公司企业标准Q/GDW11196-2014剩余电流动作保护器选型技术原则和检测技术规范；
2）国家标准：GB 13955- 2005剩余电流动作保护装置安装和运行；
            GB14048.2-2008低压开关设备和控制设备 第2部分：断路器
            GB 14048.1-2012       低压开关设备和控制设备 第1部分 总则
            GBT 22387-2008 剩余电流动作继电器。
1.2完成的试验项目
序号 试验名称
1： 验证剩余电流动作特性
2： 验证脱扣极限和特性
3： 验证温升
4： 验证过载脱扣器
5： 验证剩余短路接通和分断能力
6: 验证在额定电压极限值下操作试验装置的动作
7: 验证在过流条件下的不动作电流的极限值
8: 验证在接地故障电流包含直流分量的CBR的工作状况
9: 验证总寿命试验
1.3系统使用环境
1.3.1环境条件
环境温度：-5℃~+40℃
相对湿度：45%~75%
大气压力：86kPa~106kPa
1.3.2试验电源条件
频率：50Hz±0.5Hz
交流电源电压：220V/380V，允许偏差±5%
交流电源波形：正弦波，波形畸变因数不大于5%
交流电源系统的不平衡度不大于5%
2、测试平台说明
2.1系统构成
剩余电流动作保护器自动检测平台主要由试验电源柜、漏电流发生器、总寿命试验自动测试系统组成。
剩余电流动作保护器自动检测平台由可编程交流电源、可编程交流负载、漏电流发生器、温度巡检仪、试品柜、控制和数采系统等主要硬件组成。
设备箱体采用优质铝合金钢材组装，板金喷涂封板，表面防静电防锈防腐蚀喷涂，设备上部装有不锈钢蚀刻面板，电源开关，1种可调夹具，设备设计合理，使用方便，操作简单,性能可靠,外型美观。
可编程交流电源、可编程交流负载由客户自己提供
可编程交流电源：可输出测试用全范围电压，并且可输出低电压，电流闭环可实现50~1030A连续可调电流。三相电压独立调节，输出电压可通过上位机进行设定。
温度巡检仪：使用热电偶进行温度采集，各通道电气隔离，进行断路器温升测试。
试品柜：安装被测试品，提供被测断路器安装工位和安装夹具，控制电源，控制信号和反馈信号连接端子。一次连接可完成所有规定试验内容。
控制和数采柜：安装有UPS电源、数采隔离变压器、工控机、采集系统、显示屏。工控机中运行测试软件可完成剩余电流动作保护器全自动测试，并自动生成报告。
2.2系统技术参数
2.2.1控制精度
电压控制精度：2%
电流控制精度：1%
2.2.2测量精度
电压测量精度：0.5%
电流测量精度：0.5%
2.2.3操作方式
安装接线：由试验人员手工装卸断路器；
开关合分闸：采用机构合分闸；
自动测试：按照测试内容编辑工步，一键进行测试，自动生成报告。
3、硬件配置
3.1试验电源柜(由客户自己提供)
试验电源柜内可实现电压源和电流源2部分功能：
1）电压源：输出电压范围0V~440VAC，连续可调，可配合完成剩余电流动作特性、在额定电压极限值下操作试验装置的动作等试验项目。
2）电流源：输出电压0.5V~6V，最大电流1080A，可配合完成温升、过载脱扣试验等试验项目。
依据不同试验项目，系统自动配置输出开关。
技术指标：
试验电源柜技术指标
输入电源:AC380V±15%，50/60±3Hz
输出电压范围:323VAC~440V
相数:3相
电压控制精度:≤2%FS
电压最小调整步幅:≤0.1V
电压测量精度:≤0.5%FS
电压输出功率:不小于20kVA
输出电流范围:50A~1030A
相数:3相，独立调节
电流控制精度:≤1%FS
电流分辨率:0.1A
电流测量精度:≤0.5%FS
电流瞬态总恢复时间:≤60ms
功率器件:IGBT
开关频率:20kHz
工作时长:长时工作
保护功能:具备IGBT过热、IGBT过流、变压器过热、输入过压、输入欠压、输出过压、输出欠压、输出缺相、输出过流、输出过载、输出短路保护功能。
通讯模式:RS485
电源输出效率:≥85%
尺寸（W*D*H）:1200mm*1000mm*2200mm
IP等级:IP20
海拔高度:<1000米
湿度:<90%，不凝露
3.2漏电流发生器
漏电流发生器可产生5mA~20A电流，通过改变电阻的大小来完成电流的调节，满足剩余电流动作特性、剩余短路接通和分断能力、在额定电压极限值下操作试验装置的动作等试验项目的要求。
系统使用单相设计，并使用变压器进行电气隔离，提高系统安全性。
通过选相开关可选择叠加漏电流的相位。
可实现叠加脉动直流电压，以及在脉动直流电压上叠加剩余平滑直流电流等直流漏电工况，满足在接地故障电流包含直流分量的CBR的工作状况的测试要求。可对A型剩余电流动作保护器进行测试。
电阻为电阻阵列，通过开关组合可实现电阻的连续调节。
性能特点：
1)输出电流范围为5mA~20A，最小电流调节步长1mA。工作时间2s，间隔2min。可满足漏电流保护值最大为1A的剩余电流保护器测试；
2)电阻使用电阻和开关阵列组成，通过调节开关组合调节电阻值；
3)漏电流调节使用闭环调节，精度小于1%，包括三档量程5~100mA、100mA~1A、1A~20A，自动根据设置进行调整；
4)可设置漏电流的开始值、结束值及电流的上升率；
5)通过选相开关可设置漏电流叠加在三相中的任一一相中；
6)对于测试含有直流分量的剩余电流时，可通过调节晶闸管的导通角，可使电流滞后角度达到0°、90°和135°，满足测试要求；
7)也可测试在半波叠加6mA整流平滑直流工况；
8)系统使用工频变压器进行隔离，提高系统安全性；
9)系统集成在控制柜中，按照19英寸标准机箱进行设计，便于移动检修；
10)带有远程RS485通讯接口，接口方式为DB9或端子；
11)面板上带有工作模式指示，带有数字显示表头显示漏电流，可直观观察当前状态；
12)装置带有输出端子，可通过4mm标准插件进行接线；
13)系统供电电源220V±5%，50Hz。
技术参数：
漏电流发生器技术指标
供电电源：AC220V±5%，50Hz
输出电流范围：5mA~20A
工作时长：2s，间隔2min
相数：单相
电流调节步长：1mA
电流调节精度：1%FS
选相开关：有
电压：220V
脉动直流分量：可叠加滞后角度0°、90°和135°脉动直流电流；同时可叠加6mA平滑直流。
电阻型式：电阻阵列
通讯：RS485，Modbus RTU协议          
漏电流发生器结构 图片仅供参数
3.3总寿命试验自动测试系统
总寿命试验自动测试系统：可进行保护器总寿命试验，试验次数大于1万次。包括：试品柜、控制电源、温度巡检仪、控制和数采柜、UPS电源、数采隔离变压器、工控机、采集系统、显示屏，可完成剩余电流动作保护器总寿命试验和温升试验，并实现试验过程的自动控制。
3.3.1温度巡检仪
检测温升试验中关键节点温度。可对空气温度、断路器的进线出现端子、外壳等部位的温度进行测试，可通过通信将数据上传至上位机，完成温升的自动测试记录。
性能特点：
1)16路输入通道。
2)0.2级精度，测控速度为每通道0.1秒。
3)所有通道均为万能输入，可通过参数选择热电偶、热电阻、直流电流或直流电压信号。
4)2位通道号显示，4位测量值显示、显示范围-1999～9999。
5)热电阻显示分辨力为 0.1℃，热电偶显示分辨力可通过参数设置为1℃或0.1℃。（各通道独立设置）
6)可设置使用的总通道数。也可任意关闭暂时不关心的通道、使其不参与巡回显示和报警比较。
7)各通道独立设定数字滤波时间常数，提高显示稳定性。
8)各通道独立设定零点和满度修正，提高系统测量精度。
9)具备定点显示功能，方便调校。
10)具备参数复制功能，可快速进行参数设置，大大减小参数设置的工作量。
11)1路RS485通讯接口。
12)2点公共继电器输出，针对所有输入通道报警输出或断阻、断偶报警。
参数指标：
温度巡检仪技术指标：
供电电源：AC100~240V，50/60Hz
测量精度：0.2级
通道数：16路
面板规格：2位LED（通道号显示）+4为LED（测量值显示）
输入信号：热电偶
报警：2路干节点输出，驱动能力220V/3A
通讯：RS485，Modbus RTU协议
尺寸（W*D*H）：160mm*80mm*124mm
3.3.2试品柜
该夹具连接试样的触点左右可以调节每个触点的间距，也可以调节上下的间距，适用于63~1250A多个厂家的多种规格MCCB、RCCB、RCBO、RCD 的断路器。
该机构采用气缸作为推动动力，上下位置可调整
试品柜提供被测断路器安装工位和安装夹具，控制电源，控制信号和反馈信号连接端子。被测开关垂直安装。一次连接可完成所有规定试验内容。
试品柜同时提供链接电缆，依据不同电流规格，电缆的截面积和长度不同，满足温升和其他实验的要求。
试品柜中安装有高精度电流和电压传感器，满足数据采集要求，电压传感器精度为0.5%，电流传感器精度为0.5%。且可方便进行拆卸，方便送检。
性能特点：
1)试品柜为非标柜体，体积（W*D*H）为1200mm*800mm*1500mm，可与其余柜体并柜；
2)被测试品垂直安装，满足不同规格断路器的安装需求；
3)提供220V/380V供电电源端子，可对剩余电流动作保护器单独供电，供电电流不小于1A；
4)提供断路器测试用接线端子和试验线，试验线有明确相序标识，连接导线截面积和长度满足测试要求；
5)安装有高精度电流和电压传感器，满足数据采集要求，电压传感器精度为0.5%，电流传感器精度为0.5%。且可方便进行拆卸，方便送检；
6)柜内包含控制信号，反馈信号等连接端子，方便与被测断路器进行连接。
3.3.3控制柜
控制柜中包括工控机、采集系统、显示屏、UPS电源、串口服务器、数采隔离变压器，辅助电源等器件。工控机中运行测试软件可完成剩余电流动作保护器全自动测试，并自动生成报告。
性能特点：
1)UPS电源提供控制供电，功率不小于3kVA。
2)采样采用隔离变压器，减小功率器件对采样的干扰，变压器功率不小于2kVA；
3)工控机采用研华工控机，内存不小于1G，硬盘不小于1T，通讯串口不小于4路，网口不小于2路；面板上有液晶显示器；操作系统使用主流windows7；
4)录波采集装置使用基于美国NI采集卡的数采系统，可完成电压、电流等信号采集，采集通路不少于16路，采样速率不低于10kHz；
5)包括串口服务器，满足系统内设备集成要求，至少16个通道，抗干扰能力强，可对参数进行配置；
6)可进行本地或远程操作，可在面板上进行设置；
7)面板上有电源指示灯和急停按钮，方便在紧急状况下进行保护。
验证剩余电流动作特性：
测试项目中包括剩余电流测量、剩余电流最大分断时间、测量极限不驱动时间、剩余电流动作时间误差和分散性测试。
6.1.1剩余电流测试和分散性测试
保护器调节到最小整定值。
1）CBR闭合；
2）剩余电流初始为0.2 IΔn；录波装置启动记录（不用）；
3）调节漏电流发生器增大剩余电流，以0.8IΔn/30s的速率增大，最大值为1.2IΔn；
4）CBR跳闸，测量单相电流最高值，即为此次试验的脱扣电流；
5）重复（1）-（4）步骤，再次记录2次(自动换相，ABC各一次)；
6）将上述3次测量值进行记录，并与IΔn进行比较，判断是否合格；
7）计算动作剩余电流的误差，与标准进行比较，判断是否合格；
8）计算动作剩余电流的分散性（=max-min）。
6.1.2剩余电流最大分断时间和剩余电流动作时间误差
验证剩余电流时的动作正确性：(IΔn min IΔn mid ：IΔn max各自)
1）CBR断开；
2）调节漏电流发生器，将漏电流值调整到IΔn；录波装置启动记录；
3）远程控制闭合CBR；
4）CBR跳闸；
5）测量剩余电流持续时间，即为分断时间，进行记录；
6）重复（2）~（5）步骤，再次操作2次；
7）分断时间与标准进行比较，判断是否合格；
10）分别计算剩余电流动作时间误差。
6.1.3
验证在突然出现剩余电流情况下的动作正确性(IΔn min IΔn mid ：IΔn max各自)
1）CBR闭合；
2）2）调节漏电流发生器，将漏电流值调整IΔn；录波装置启动记录；
3）3）闭合漏电流发生器内部开关，使电路突然产生剩余电流；
4）4）CBR脱扣；
5）5）测量剩余电流持续时间，即为分断时间，进行记录；
6）6）分断时间与标准进行比较，判断是否合格；
2）调节漏电流发生器，将漏电流值调整到2IΔn；录波装置启动记录；
3）闭合漏电流发生器内部开关，使电路突然产生剩余电流；
4）CBR脱扣；
5）测量剩余电流持续时间，即为分断时间，进行记录；
6）分断时间与标准进行比较，判断是否合格；
7）将漏电流发生器电流值调整到5IΔn，重复（1）~（6）步骤；
8）将漏电流发生器电流值调整到10IΔn，重复（1）~（6）步骤。
9）分别计算剩余电流动作时间误差。
6.1.3测量极限不驱动时间（(IΔn min ，TΔ max)）
1）CBR闭合；
2）调节漏电流发生器，将漏电流值调整到2IΔn；录波装置启动记录；
3）闭合漏电流发生器内部开关，使电路突然产生剩余电流；
4）持续时间为最大延时时间(bu超过)极限不驱动时间；
5）检测CBR是否脱扣，不脱扣为正常；
6）重复（1）~（5）步骤，再次测量2次；
7）将漏电流发生器电流值调整到5IΔn，重复（1）~（6）步骤；buzuo
8）将漏电流发生器电流值调整到10IΔn，重复（1）~（6）步骤；buzuo
测量本项目5个指标见《Q/GDW11196-2014剩余电流动作保护器选型技术原则和检测技术规范》。
6.2验证脱扣极限和特性
需使用可产生最大电流8000A的电流发生器配合此试验。
最大可进行额定电流不超过100A断路器的测试，短路电流为1000A。
三相电流使用大电流发生装置产生最高为10倍额定电流。剩余电流动作保护器采用外引电源供电。持续时间为2s。
连接导线满足额定电流要求的截面积。
可选择通电极，可所有极同时通电，也可单独通电，满足不同类型脱扣器对试验极数的要求。
测量本项目指标见《Q/GDW11196-2014剩余电流动作保护器选型技术原则和检测技术规范》。
1)输出AC电流：630~11000A（由客户提供电源与电流）；
2)输出电流路数：1路；
3)测试时间：200ms，分辨率1ms；
4)瞬时脱扣上限时间判断：1~999ms；
5)瞬时脱扣下限时间判断：1~999ms；
6)自动判断产品是否合格；
6.3验证温升
对于中性极与其他各极不同的四极电器，在三个相同极上通以三相电流进行试验；在中性极和相邻极串联通以单相电流进行试验，实验值按照中性极额定电流进行。
温度巡检仪连接测试点，包括进线出线端子、非金属人力操作部件、非金属可触及不可操作部件、正常操作时无需触及的部件。
1）记录环境温度，及各测温部件的初始温度，记录时间；
2）启动电流源模块，设定电流为额定电流值；
3）间隔10min记录一次各部件温度；
4）持续时间大于8小时或温度变化小于1K，可认为达到稳定状态，记录最终温度；
5）停止电流源模块；
6）计算温升值，与标准值进行比较，判断是否合格；
7）如有中性极，设定中性极电流值，重复（1）~（6）操作。
1)输出电流：63~1500A（由客户提供电源与电流）；
2)通电时间：1~9999S/M/H可设定，当测试时间超过预置时间后，将切断电流输出；
3)断电时间：1~9999S/M/H可设定；
4)试验周期：1~9999次可设定；
5)电流控制方法：自动调节；
6)温度测量：16路探头，室温~200度测量，温度分辨率0.1度，16路探头循环显示；
7)热电偶型号：T型；
测量本项目指标见《Q/GDW11196-2014剩余电流动作保护器选型技术原则和检测技术规范》。
6.4验证过载脱扣器
测试电路与上节相同。
试验电流分别为1.05倍额定电流和1.3倍额定电流。采用三相电源产生额定电流。
1）闭合CBR；
2）启动电流源模块，设定电流为额定电流值的1.05倍；
3）记录时间，启动录波；
4）时间达到1h或2h，且CBR未脱扣，则判断为合格；
5）设定电流为额定电流值的1.3倍，重复（1）~（3）。时间未达到1h或2h，且CBR脱扣，则判断为合格。
1)输出AC电流：63~1500A（由客户提供电源与电流）；
2)输出电流路数：1路；
3)测试时间：1~9999H/M/S，分辨率1S；
4)延时脱扣上限时间判断：1~999999s；
5)延时脱扣下限时间判断：1~999999s；
6)自动判断产品是否合格；
测量本项目指标见《Q/GDW11196-2014剩余电流动作保护器选型技术原则和检测技术规范》。
6.5验证剩余短路接通和分断能力
为了验证CBR接通、承载一定时间和分断剩余短路电流的能力。
测试电路与5.1节中相同。
1）CBR断开；
2）调节漏电流发生器，将漏电流值调整到10IΔn；录波装置启动记录；
3）远程控制闭合CBR；
4）CBR跳闸；
5）测量剩余电流持续时间，即为分断时间，进行记录；
6）重复（2）~（5）步骤，再次操作2次；
7）分断时间与标准进行比较，判断是否合格；
8）分别计算剩余电流动作时间误差。
6.6验证在额定电压极限值下操作试验装置的动作？？？
试验电压为额定电压的1.1倍或0.85倍。
突加剩余电流，电流值为IΔ，CBR应分断。
试验电路同5.1节中电路。
1）闭合CBR；
2）控制输出电压为1.1倍额定电压；
3）调节漏电流发生器，将漏电流值调整到IΔn；
4）闭合漏电流发生器内部开关，使电路突然产生剩余电流；
5）CBR应脱扣；
6）重复（1）~（5）步骤25次；
7）调节输出电压为0.85倍额定电压，重复（1）~（5）步骤3次；
8）调节输出电压为1.1倍额额定电压，重复（1）~（5）步骤1次；
9）全部测试CBR均脱扣为合格。
6.7验证在过流条件下的不动作电流的极限值
使用RLC负载进行此试验。
需将剩余电流动作保护器供电电源外接。
单相进行试验，电流不大于额定电流的6倍。
功率因数设定为0.5下进行此试验。
6.8验证在接地故障电流包含直流分量的CBR的工作状况
测试电路同5.1节。
测试在剩余脉动直流电流连续上升情况下的动作正确性。
1）闭合CBR；
2）通过选相开关将剩余电流加在A相上；
3）晶闸管导通在位置I处；
4）晶闸管导通角设定为0°；
5）闭合漏电流发生器内部开关，电流从0开始；录波装置启动记录；
6）电流上升率为1.4或2.0倍IΔn/30；
7）CBR脱扣，测量脱扣电流，应满足标准中上限和下限要求，则判断为合格；
8）晶闸管导通角设定为90°，重复（4）~（7）步骤；
9）晶闸管导通在位置II处，重复（3）~（8）步骤；
10）通过选相开关将剩余电流加载B相上，重复（2）~（9）步骤；
11）通过选相开关将剩余电流加载C相上，重复（2）~（9）步骤；
测试在突然出现剩余脉动直流情况下的动作正确性。
1）CBR闭合；
2）漏电流发生器中晶闸管导通角设定为0°，晶闸管导通在位置I处；
3）设定剩余电流为1.4倍或2倍I；
4）漏电流发生器突然闭合内部开关；
5）CBR应脱扣；
6）重复（1）~（5）一次；
7）晶闸管导通在位置II处，重复（1）~（6）一次。
测试在剩余脉动直流直流叠加平滑直流0.006A情况下动作正确性：
1）CBR闭合；
2）通过选相开关将剩余电流加在A相上；
3）漏电流发生器中晶闸管导通角设定为0°，晶闸管导通在位置I处；
4）半波电流从0开始；录波装置启动记录；
5）电流上升率为1.4或2.0倍IΔn/30；
6）CBR应脱扣；
7）测量脱扣时的剩余电流，满足标准要求则合格；
8）晶闸管导通在位置II处，重复（3）~（7）步骤；
9）通过选相开关将剩余电流加在B相上，重复（2）~（8）；
10）通过选相开关将剩余电流加在C相上，重复（2）~（8）。
6.9验证总寿命试验
电寿命：全工况模拟，额定电压、额定电流下；
机械寿命：空载
功率因数：0.5~1可调。
需配合已有RLC负载进行此项测试。
测试内容参考GB14048.2-2008 8.3.3.3.2和8.3.3.3.3，GB14048.1-2012 8.3.3.7。
不同电流等级下的功率因数和时间常数见下表：
测量本项目指标见《Q/GDW11196-2014剩余电流动作保护器选型技术原则和检测技术规范》。
1)输出电流：63~1500A（由客户提供电源与电流）；
2)通电时间：1~9999S/M/H可设定，
3)断电时间：1~9999S/M/H可设定；
4)试验周期：1~9999次可设定；
5)控制方法：自动控制；
6)推动机构：气缸推动
7.0其它
电源输入：单相220V，5KVA；
设备箱体采用优质铝合金钢材组装，板金喷涂封板，表面防静电防锈防腐蚀喷涂，美观大方；
设备控制系统有PLC与工控机共同控制。
安全防护：设备必须有安全保护装置，防止触电。设备出现故障（短路、漏电）时，及时保护。
设备箱体采用优质铝合金钢材组装，板金喷涂封板，表面防静电防锈防腐蚀喷涂，美观大方
电脑软件总体功能要求：
检定软件至少包含用户管理、方案配置、测试点配置、测试项目选择、设备测试及设置、报表处理等功能。
用户管理：包括密码修改和超级用户管理两个功能，密码修改可以供任意用户修改登陆密码；超级用户管理，可供超级用户删除系统中现有用户，重置用户密码和增加新用户；
系统介面要求：界面分三部分：设置区、操作区、波形显示区、试验数据显示区。
a)设置参数：包括：试验电流量程选择；；试验特性选择；
b)操作区：包括：合闸按钮；分闸按钮；数据存储；
c)数据显示区：包括：通电时间t(S)；允通能量I2t；Ieff-totel瞬动脱扣电流有效值；Ieff-half瞬动脱扣试验中第一半波有效值；I 长延时的电流有效值；
数据存储：当做完一次试验后，如要想要保留测试数据，可点击存储波形按钮，这时会弹出数据对话按钮，要求输入产品型号、规格、编号，测试日期和文件号自动生成，点击存储按钮，自动存入硬盘。并可将测试波形及相关测试数据存入硬盘。