CN101672891B - 低压断路器主触点电接触状态在线检测装置 - Google Patents

Abstract

一种低压断路器主触点电接触状态在线检测装置，包括在低压断路器连接电力线电源的一端设置静触点侧电压检测电路和静触点侧电源电路，在低压断路器连接电力线负载的一端设置动触点侧电压检测电路和动触点侧电源电路，静触点侧电压检测电路和动触点侧电压检测电路通过光纤传输数据，静触点侧电源电路单独给静触点侧电压检测电路供电，动触点侧电源电路单独给动触点侧电压检测电路供电，动触点侧电压检测电路将采集的电力线相电压数据通过光纤传输给静触点侧电压检测电路。实施简便、安全，解决了在线、实时和准确地测量低压断路器静触点和动静触点间的电压差，并能判断低压断路器主触点的电接触状态，又保证了低压断路器在断开状态时静触点和动触点两侧的电气隔离。

Description

低压断路器主触点电接触状态在线检测装置

技术领域

本发明涉及一种低压断路器主触点电接触状态在线检测装置。 

背景技术

低压断路器的主触点包括静触点和动触点两个部分，静触点连接电力线电源，动触点连接电力线负载，在低压断路器执行断开动作和闭合动作时，其静触点和动触点之间由于切断或接通电流而产生电弧，尽管低压断路器有各种熄灭电弧的措施，但电弧总是存在并使主触点产生不同程度的金属损耗。随着低压断路器执行断开动作和闭合动作次数的增加，主触点的金属损耗逐次增加，其静触点和动触点的接触电阻变大，电力线在低压断路器主触点上的电压损失增大，电压损失严重时将造成低压断路器所控制的电力线出现电压过低或缺相故障。因此在供电系统中需要对低压断路器主触点的电接触状态及时检测以便使用者采取预防措施。虽然已有专利提出触头损耗指示器的相关技术，如中国专利号为“ZL87105402”名称为“带有触头损耗指示器的电路断路器的固体电路跳闸装置”的专利，但是其触头损耗值是根据切断电流的最大值估算出来的，触头损耗程度由触头损耗值逐次相加的结果来表示，不是实际测量的结果，无法在线、实时和准确地反映低压断路器主触点的电接触状态。 

发明内容

本发明的目的是提供一种低压断路器主触点电接触状态在线检测装置，在线、实时和准确地测量低压断路器静触点和动触点之间的电压差，据此判断低压断路器主触点的电接触状态，同时保证低压断路器在断开状态时静触点和动触点两侧的电气隔离。 

本发明涉及一种低压断路器主触点电接触状态在线检测装置，它包括在低压断路器连接电力线电源的一端设置静触点侧电压检测电路和静触点侧电源电路，在低压断路器连接电力线负载的一端设置动触点侧电压检测电路和动触点侧电源电路，静触点侧电压检测电路和动触点侧电压检测电路通过光纤传输数据，静触点侧电源电路单独给静触点侧电压检测电路供电，动触点侧电源电路单独给动触点侧电压检测电路供电，动触点侧电压检测电路将采集的电力线相电压数据通过光纤传输给静触点侧电压检测电路，静触点侧电压检测电路以自身获得的电力线相电压数据为基准，计算同一相电力线在低压断路器静触点和动触点之间的电压差，据此判断低压断路器主触点电接触状态，并显示状态信息。 

本发明所述的静触点侧电压检测电路由A相电压信号变换电路、B相电压信号变换电 路、C相电压信号变换电路、第一电压频率检测电路、第一信号选通采样电路、第一模数转换电路和第一数据处理电路组成，A相电压信号变换电路与电力线电源的A相线、中性线、低压断路器A相静触点和第一信号选通采样电路连接，B相电压信号变换电路与电力线电源的B相线、中性线、低压断路器B相静触点和第一信号选通采样电路连接，C相电压信号变换电路与电力线电源C相线、中性线、低压断路器C相静触点、第一信号选通采样电路和第一电压频率检测电路连接，第一信号选通采样电路与第一模数转换电路、第一数据处理电路和第一电压频率检测电路连接，第一数据处理电路与第一模数转换电路和第一电压频率检测电路连接。 

本发明所述的动触点侧电压检测电路由L1相电压信号变换电路、L2相电压信号变换电路、L3相电压信号变换电路、第二电压频率检测电路、第二信号选通采样电路、第二模数转换电路和第二数据处理电路组成，L1相电压信号变换电路与低压断路器动触点的L1相线、中性线、低压断路器L1相动触点和第二信号选通采样电路连接，L2相电压信号变换电路与低压断路器动触点的L2相线、中性线、低压断路器L2相动触点和第二信号选通采样电路连接，L3相电压信号变换电路与低压断路器动触点的L3相线、中性线、低压断路器L3相动触点、第二信号选通采样电路和第二电压频率检测电路连接，第二信号选通采样电路与第二模数转换电路、第二数据处理电路和第二电压频率检测电路连接，第二数据处理电路与第二模数转换电路和第二电压频率检测电路连接。 

本发明所述的静触点侧压检测电路和动触点侧电压检测电路通过光纤传输数据为静触点侧电压检测电路通过第一光纤GX1向动触点侧电压检测电路传输数据，动触点侧电压检测电路通过第二光纤GX2向静触点侧电压检测电路传输数据。 

本发明实施简便、安全，解决了在线、实时和准确地测量低压断路器静触点和动静触点间的电压差，并能判断低压断路器主触点的电接触状态，又保证了低压断路器在断开状态时静触点和动触点两侧的电气隔离。 

附图说明

图1为本发明的结构框图。 

图2为本发明的一实施例的静触点侧电压检测电路的电原理图。 

图3为本发明的一实施例的动触点侧电压检测电路的电原理图。 

图4为本发明的一实施例的静触点侧电源电路的电原理图。 

图5为本发明的一实施例的动触点侧电源电路的电原理图。 

具体实施方式

下面是结合附图和实施例进一步说明的技术方案。 

参见图1，一种低压断路器主触点电接触状态在线检测装置，在低压断路器连接电力线电源的一端设置静触点侧电压检测电路和静触点侧电源电路，在低压断路器连接电力线负载的一端设置动触点侧电压检测电路和动触点侧电源电路，静触点侧电压检测电路和动触点侧电压检测电路通过光纤传输数据，静触点侧电源电路单独给静触点侧电压检测电路供电，动触点侧电源电路单独给动触点侧电压检测电路供电，动触点侧电压检测电路将采集的电力线相电压数据通过光纤传输给静触点侧电压检测电路，静触点侧电压检测电路以自身获得的电力线相电压数据为基准，计算同一相电力线在低压断路器静触点和动触点之间的电压差，据此判断低压断路器主触点电接触状态，并显示状态信息。 

参见图2，静触点侧电压检测电路由A相电压信号变换电路、B相电压信号变换电路、C相电压信号变换电路、第一电压频率检测电路、第一信号选通采样电路、第一模数转换电路和第一数据处理电路组成。A相电压信号变换电路由电压互感器TV11、电阻R201～R203、电容C201和芯片IC201A组成，本实施例的IC201A采用TL082集成运算放大器芯片。电压互感器TV11原边的一端与低压断路器静触点侧的电力线A相和低压断路器A相静触点连接，电压互感器TV11原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，电压互感器TV11副边的一端与电阻R201的一端连接，电阻R201的另一端与电阻R202的一端和芯片IC201A的3脚连接，电压互感器TV11副边的另一端、电阻R202的另一端共同接地，芯片IC201A的4脚接电压-15V①，芯片IC201A的8脚接电压+15V①，芯片IC201A的1脚和2脚接电阻R203的一端，电阻R203的另一端接电容C201的一端和第一信号选通采样电路中芯片IC203的13脚，电容C201的另一端接地。A相电压经过电压互感器TV11、电阻R201和电阻R202获得A相电压信号，然后经过IC201A构成的电压跟随器调节输入输出阻抗，再经过电阻R203和电容C201组成的滤波器进行滤波，最后送到第一信号选通采样电路供选通采样。 

B相电压信号变换电路由电压互感器TV12、电阻R204～R206、电容C202和芯片IC201B组成，本实施例的IC201B采用TL082集成运算放大器芯片。电压互感器TV12原边的一端与低压断路器静触点侧的电力线B相和低压断路器B相静触点连接，互感器TV12原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，电压互感器TV12副边的一端与电阻R204的一端连接，电阻R204的另一端与电阻R205的一端和芯片IC201B的5脚连接，电压互感器TV12副边的另一端、电阻R205的另一端共同接地，芯片IC201B的7脚和6脚接电阻R206的一端，电阻R206的另一端接电容C202的一端和第一信号选通采样电路中芯片IC203的11脚，电容C202的另一端接地。B相电压经过电压互感器TV12、电阻R204和电阻R205获得B相电压信号，然后经过IC201B构成的电压跟随器调节输入输出阻抗， 再经过电阻R206和电容C202组成的滤波器进行滤波，最后送到第一信号选通采样电路供选通采样。 

C相电压信号变换电路由电压互感器TV13、电阻R207～R209、电容C203和芯片IC202A组成，本实施例的IC202A采用TL082集成运算放大器芯片。电压互感器TV13原边的一端与低压断路器静触点侧的电力线C相和低压断路器C相静触点连接，电压互感器TV13原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，电压互感器TV13副边的一端与电阻R207的一端连接，电阻R207的另一端与电阻R208的一端和芯片IC202A的3脚连接，电压互感器TV13副边的另一端、电阻R208的另一端共同接地，芯片IC202A的4脚接电压-15V①，芯片IC202A的8脚接电压+15V①，芯片IC202A的1脚和2脚接电阻R209的一端，电阻R209的另一端接电容C203的一端、第一信号选通采样电路中芯片IC203的10脚和第一电压频率检测电路中芯片IC202A的5脚，电容C203的另一端接地。C相电压经过电压互感器TV13、电阻R207和电阻R208获得C相电压信号，然后经过芯片IC202A构成的电压跟随器调节输入输出阻抗，再经过电阻R209和电容C203组成的滤波器进行滤波，最后送到第一信号选通采样电路供选通采样。 

第一电压频率检测电路由芯片IC202B、IC209、IC210和电阻R218、R219组成，本实施例的IC202B采用TL082集成运算放大器芯片，IC209采用LM211过零电压比较器芯片，IC210采用74LS04六反相器芯片。芯片IC202B的5脚与C相电压信号变换电路中电阻R209的另一端、电容C203的一端和第一信号选通采样电路中芯片IC203的10脚连接，芯片IC202B的7脚和6脚与电阻R218的一端连接，电阻R218的另一端与芯片IC209的2脚和电阻R219的一端连接，电阻R219的另一端与芯片IC209的6脚和芯片IC210的1脚连接，芯片IC209的4脚接电压-15V①，芯片IC209的8脚接电压+15V①，芯片IC210的14脚接电压+5V①，芯片IC209的3脚和芯片IC210的7脚接地，芯片IC210的2脚接第一数据处理电路中芯片IC208的12脚。C相电压信号经过芯片IC202B构成的电压跟随器调节输入输出阻抗，然后经过电阻R218、R219和芯片IC209构成的调制电路变换为方波信号，再经过芯片IC210进行整形，得到反映C相电压频率的规则方波信号，最后送到第一数据处理电路。 

第一信号选通采样电路由芯片IC203、IC204、电阻R210和电容C204组成，本实施例的IC203采用AD7501多路开关集成芯片，IC204采用LF398采样保持器芯片。芯片IC203的13脚连接A相电压信号变换电路中电阻R203的另一端和电容C201的一端，芯片IC203的11脚连接B相电压信号变换电路中电阻R206的另一端和电容C202的一端，芯片IC203的10脚连接C相电压信号变换电路中电阻R209的另一端、电容C203的一端和第一电压 频率检测电路中芯片IC202B的5脚，芯片IC203的16脚、1脚、4脚和3脚分别与第一数据处理电路中芯片IC208的2脚、3脚、4脚和5脚连接，芯片IC203的14脚接电压+15V①，芯片IC203的15脚接电压-15V①，芯片IC203的2脚与地连接，芯片IC203的12脚与芯片IC204的3脚连接，芯片IC204的1脚接电压+15V①，芯片IC204的4脚接电压15V①，芯片IC204的6脚与电阻R210的一端连接，电阻R210的另一端与电容C204的一端连接，电容C204的另一端和芯片IC204的7脚共同接地，芯片IC204的8脚与第一数据处理电路中芯片IC208的1脚连接，芯片IC204的5脚与第一模数转换电路中电阻R212的一端连接。芯片IC203在第一数据处理电路中芯片IC208的2脚、3脚、4脚和5脚控制下，轮流选通A相电压信号、B相电压信号和C相电压信号送到芯片IC204，芯片IC204在第一数据处理电路中芯片IC208的1脚控制下采样和保持信号，供第一模数转换电路准确地进行转换。 

第一模数转换电路由芯片IC205、IC206、电阻R211～R214和电容C205～C207组成，IC205采用OPA340集成运算放大器芯片，IC206采用VFC110电压频率变换芯片。电阻R212的一端连接第一信号选通采样电路中芯片IC204的5脚，电阻R212的另一端连接芯片IC205的3脚和电阻R214的一端，电阻R214的另一端连接芯片IC206的3脚和14脚，芯片IC205的2脚连接电阻R211的一端和电阻R213的一端，电阻R211的另一端接地，电阻R213的另一端接芯片IC205的8脚和芯片IC206的2脚，芯片IC205的7脚接电压+15V①，芯片IC205的4脚接电压-15V①，芯片IC206的4脚和电容C205的一端接电压-15V①，电容C205的另一端接地，芯片IC206的10脚和电容C206的一端接电压+15V①，电容C206的另一端接地，芯片IC206的11脚与12脚连接，芯片IC206的7脚和13脚接地，芯片IC206的5脚接电压+5V①，芯片IC206的6脚接电容C207的一端，电容C207的另一端接地，芯片IC206的8脚接第一数据处理电路中芯片IC207的9脚。第一信号选通采样电路输出的电压信号经过芯片IC205和电阻R211～R214构成的电位平移电路，转换为适合芯片IC206输入要求的电压信号，再经过芯片IC206将电压信号转换为频率信号。 

第一数据处理电路由芯片IC207、IC208、IC211、IC212、IC213、电阻R215～R217、电阻R220～R223、电容C208～C210、发光二极管GL1、YL1、RL1和晶振CT201组成，IC207采用Intel8254计数器芯片，IC208采用AT89C52单片机芯片，IC211采用CD40106六史密特触发器芯片，IC212采用HFBR-1414光纤发送器芯片，IC213采用HFBR-2412光纤接收器芯片。芯片IC207的9脚与第一模数转换电路中芯片IC206的8脚和电阻R215的一端连接，电阻R215的另一端与电压+5V①连接，芯片IC207的11脚、13脚和24脚与电压+5V①连接，芯片IC207的10脚和15脚连接，芯片IC207的12脚接地，芯片IC207 的8、7、6、5、4、3、2、1脚依次与芯片IC208的39、38、37、36、35、34、33、32脚连接，芯片IC207的22脚、23脚、21脚、20脚和19脚依次与芯片IC208的17脚、16脚、28脚、27脚和26脚连接，芯片IC208的1脚与第一信号选通采样电路中芯片IC204的8脚连接，芯片IC208的2脚、3脚、4脚和5脚依次与第一信号选通采样电路中芯片IC203的16脚、1脚、4脚和3脚连接，芯片IC208的6脚连接发光二极管GL1的负极端，发光二极管GL1的正极端连接电阻R221的一端，芯片IC208的7脚连接发光二极管YL1的负极端，发光二极管YL1的正极端连接电阻R222的一端，芯片IC208的8脚连接发光二极管RL1的负极端，发光二极管RL1的正极端连接电阻R223的一端，电阻R221的另一端、电阻R222的另一端和电阻R223的另一端共同连接电压+5V①，芯片IC208的12脚连接第一电压频率检测电路中芯片IC210的2脚，芯片IC208的40脚和31脚共同连接电压+5V①，芯片IC208的11脚连接电阻R216的一端，电阻R216的另一端连接芯片IC212的3脚，芯片IC212的2脚、6脚和7脚连接电压+5V①，芯片IC212接口连接第一光纤GX1，芯片IC208的10脚连接芯片IC211的2脚，芯片IC211的14脚连接电压+5V①，芯片IC211的7脚接地，芯片IC211的1脚接电阻R217的一端和芯片IC213的6脚，电阻R217的另一端和芯片IC213的2脚共同接电压+5V①，芯片IC213的3脚和7脚共同接地，芯片IC213接口连接第二光纤GX2，芯片IC208的18脚与电容C208的一端和晶振CT201的一端连接，芯片IC208的19脚与电容C209的一端和晶振CT201的另一端连接，电容C208的另一端和电容C209的另一端共同接地，芯片IC208的9脚与电容C210的一端和电阻R220的一端连接，电容C210的另一端接电压+5V①，电阻R220的另一端和芯片IC208的20脚共同接地。第一模数转换电路输出的反映电压幅值的频率信号由芯片IC207转换为数字信号送给芯片IC208，芯片IC208接收第一电压频率检测电路输出的反映C相电压频率的规则方波信号，芯片IC208通过芯片IC212向第一光纤GX1发送数据，通过芯片IC213和芯片IC211从第二光纤GX2接收数据，控制发光二极管GL1、YL1、RL1显示低压断路器主触点电接触状态。 

参见图3，动触点侧电压检测电路由L1相电压信号变换电路、L2相电压信号变换电路、L3相电压信号变换电路、第二电压频率检测电路、第二信号选通采样电路、第二模数转换电路和第二数据处理电路组成。L1相电压信号变换电路由电压互感器TV21、电阻R301～R303、电容C301和芯片IC301A组成，本实施例的IC301A采用TL082集成运算放大器芯片。电压互感器TV21原边的一端与低压断路器动触点侧的电力线L1相和低压断路器L1相动触点连接，电压互感器TV21原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，电压互感器TV21副边的一端与电阻R301的一端连接，电阻R301的另一端与电阻R302 的一端和芯片IC301A的3脚连接，电压互感器TV21副边的另一端、电阻R302的另一端共同接地，芯片IC301A的4脚接电压-15V②，芯片IC301A的8脚接电压+15V②，芯片IC301A的1脚和2脚接电阻R303的一端，电阻R303的另一端接电容C301的一端和第二信号选通采样电路中芯片IC303的13脚，电容C301的另一端接地。L1相电压经过电压互感器TV21、电阻R301和电阻R302获得L1相电压信号，然后经过IC301A构成的电压跟随器调节输入输出阻抗，再经过电阻R303和电容C301组成的滤波器进行滤波，最后送到第二信号选通采样电路供选通采样。 

L2相电压信号变换电路由电压互感器TV22、电阻R304～R306、电容C302和芯片IC301B组成，本实施例的IC301B采用TL082集成运算放大器芯片。电压互感器TV22原边的一端与低压断路器动触点侧的电力线L2相和低压断路器L2相动触点连接，电压互感器TV22原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，电压互感器TV22副边的一端与电阻R304的一端连接，电阻R304的另一端与电阻R305的一端和芯片IC301B的5脚连接，电压互感器TV22副边的另一端、电阻R305的另一端共同接地，芯片IC301B的7脚和6脚接电阻R306的一端，电阻R306的另一端接电容C302的一端和第二信号选通采样电路中芯片IC303的11脚，电容C302的另一端接地。L2相电压经过电压互感器TV22、电阻R304和电阻R305获得L2相电压信号，然后经过IC301B构成的电压跟随器调节输入输出阻抗，再经过电阻R306和电容C302组成的滤波器进行滤波，最后送到第二信号选通采样电路供选通采样。 

L3相电压信号变换电路由电压互感器TV23、电阻R307～R309、电容C303和芯片IC302A组成，本实施例的IC302A采用TL082集成运算放大器芯片。电压互感器TV23原边的一端与低压断路器动触点侧的电力线L3相和低压断路器L3相动触点连接，电压互感器TV23原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，电压互感器TV23副边的一端与电阻R307的一端连接，电阻R307的另一端与电阻R308的一端和芯片IC302A的3脚连接，电压互感器TV23副边的另一端、电阻R308的另一端共同接地，芯片IC302A的4脚接电压-15V②，芯片IC302A的8脚接电压+15V②，芯片IC302A的1脚和2脚接电阻R309的一端，电阻R309的另一端接电容C303的一端、第二信号选通采样电路中芯片IC303的10脚和第二电压频率检测电路中芯片IC302B的5脚，电容C303的另一端接地。L3相电压经过电压互感器TV23、电阻R307和电阻R308获得L3相电压信号，然后经过芯片IC302A构成的电压跟随器调节输入输出阻抗，再经过电阻R309和电容C303组成的滤波器进行滤波，最后送到第二信号选通采样电路供选通采样。 

第二电压频率检测电路由芯片IC302B、IC309、IC310和电阻R318、R319组成，本 实施例的IC302B采用TL082集成运算放大器芯片，IC309采用LM211过零电压比较器芯片，IC310采用74LS04六反相器芯片。芯片IC302B的5脚与L3相电压信号变换电路中电阻R309的另一端、电容C303的一端和第二信号选通采样电路中芯片IC303的10脚连接，芯片IC302B的7脚和6脚与电阻R318的一端连接，电阻R318的另一端与芯片IC309的2脚和电阻R319的一端连接，电阻R319的另一端与芯片IC309的6脚和芯片IC310的1脚连接，芯片IC309的4脚接电压-15V②，芯片IC309的8脚接电压+15V②，芯片IC310的14脚接电压+5V②，芯片IC309的3脚与芯片IC310的7脚接地，芯片IC310的2脚接第二数据处理电路中芯片IC308的12脚。L3相电压信号经过芯片IC302B构成的电压跟随器调节输入输出阻抗，然后经过电阻R318、R319和芯片IC309构成的调制电路变换为方波信号，再经过芯片IC310进行整形，得到反映L3相电压频率的规则方波信号，最后送到第二数据处理电路。 

第二信号选通采样电路由芯片IC303、IC304、电阻R310和电容C304组成，本实施例的IC303采用AD7501多路开关集成芯片，IC304采用LF398采样保持器芯片。芯片IC303的13脚连接L1相电压信号变换电路中电阻R303的另一端和电容C301的一端，芯片IC303的11脚连接L2相电压信号变换电路中电阻R306的另一端和电容C302的一端，芯片IC303的10脚连接L3相电压信号变换电路中电阻R309的另一端、电容C303的一端和第二电压频率检测电路中芯片IC302B的5脚，芯片IC303的16脚、1脚、4脚和3脚分别与第二数据处理电路中芯片IC308的2脚、3脚、4脚和5脚连接，芯片IC303的14脚接电压+15V②，芯片IC303的15脚接电压-15V②，芯片IC303的2脚与地连接，芯片IC303的12脚与芯片IC304的3脚连接，芯片IC304的1脚接电压+15V②，芯片IC304的4脚接电压-15V②，芯片IC304的6脚与电阻R310的一端连接，电阻R310的另一端与电容C304的一端连接，电容C304的另一端和芯片IC304的7脚共同接地，芯片IC304的8脚与第二数据处理电路的芯片IC308的1脚连接，芯片IC304的5脚与第二模数转换电路中电阻R312的一端连接。芯片IC303在第二数据处理电路中芯片IC308的2脚、3脚、4脚和5脚控制下，轮流选通L1相电压信号、L2相电压信号和L3相电压信号送到芯片IC304，芯片IC304在第二数据处理电路中芯片IC308的1脚控制下采样和保持信号，供第二模数转换电路准确地进行转换。 

第二模数转换电路由芯片IC305、IC306、电阻R311～R314和电容C305～C307组成，IC305采用OPA340集成运算放大器芯片，IC306采用VFC110电压频率变换芯片。电阻R312的一端连接第二信号选通采样电路中芯片IC304的5脚，电阻R312的另一端连接芯片IC305的3脚和电阻R314的一端，电阻R314的另一端连接芯片IC306的3脚和14脚， 芯片IC305的2脚连接电阻R311的一端和电阻R313的一端，电阻R311的另一端接地，电阻R313的另一端接芯片IC305的8脚和芯片IC306的2脚，芯片IC305的7脚接电压+15V②，芯片IC305的4脚接电压-15V②，芯片IC306的4脚和电容C305接电压-15V②，电容C305的另一端接地，芯片IC306的10脚和电容C306接电压+15V②，电容C306的另一端接地，芯片IC306的11脚与12脚连接，芯片IC306的7脚和13脚接地，芯片IC306的5脚接电压+5V②，芯片IC306的6脚接电容C307的一端，电容C307的另一端接地，芯片IC306的8脚接第二数据处理电路中芯片IC307的9脚。第二信号选通采样电路输出的电压信号经过芯片IC305和电阻R311～R314构成的电位平移电路，转换为适合芯片IC306输入要求的电压信号，再经过IC306将电压信号转换为频率信号。 

第二数据处理电路由芯片IC307、IC308、IC311、IC312、IC313、电阻R315～R317、电阻R320～R323、电容C308～C310、发光二极管GL2、YL2、RL2和晶振CT301组成，IC307采用Intel8254计数器芯片，IC308采用AT89C52单片机芯片，IC311采用CD40106六史密特触发器芯片，IC312采用HFBR-1414光纤发送器芯片，IC313采用HFBR-2412光纤接收器芯片。芯片IC307的9脚与第二模数转换电路中芯片IC306的8脚和电阻R315的一端连接，电阻R315的另一端与电压+5V②连接，芯片IC307的11脚、13脚和24脚与电压+5V②连接，芯片IC307的10脚和15脚连接，芯片IC307的12脚接地，芯片IC307的8、7、6、5、4、3、2、1脚依次与芯片IC308的39、38、37、36、35、34、33、32脚连接，芯片IC307的22脚、23脚、21脚、20脚和19脚依次与芯片IC308的17脚、16脚、28脚、27脚和26脚连接，芯片IC308的1脚与第二信号选通采样电路中芯片IC304的8脚连接，芯片IC308的2脚、3脚、4脚和5脚依次与第二信号选通采样电路中芯片IC303的16脚、1脚、4脚和3脚连接，芯片IC308的6脚连接发光二极管GL1的负极端，发光二极管GL1的正极端连接电阻R321的一端，芯片IC308的7脚连接发光二极管YL1的负极端，发光二极管YL1的正极端连接电阻R322的一端，芯片IC308的8脚连接发光二极管RL1的负极端，发光二极管RL1的正极端连接电阻R323的一端，电阻R321的另一端、电阻R322的另一端和电阻R323的另一端共同连接电压+5V②，芯片IC308的12脚连接第二电压频率检测电路中芯片IC310的2脚，芯片IC308的40脚和31脚共同连接电压+5V②，芯片IC308的11脚连接电阻R316的一端，电阻R316的另一端连接芯片IC312的3脚，芯片IC312的2脚、6脚和7脚连接电压+5V②，芯片IC312接口连接第二光纤GX2，芯片IC308的10脚连接芯片IC311的2脚，芯片IC311的14脚连接电压+5V②，芯片IC311的7脚接地，芯片IC311的1脚接电阻R317的一端和芯片IC313的6脚，电阻R317的另一端和芯片IC313的2脚共同接电压+5V②，芯片IC313的3脚和7脚共同接 地，芯片IC313接口连接第一光纤GX1，芯片IC308的18脚与电容C308的一端和晶振CT301的一端连接，芯片IC308的19脚与电容C309的一端和晶振CT301的另一端连接，电容C308的另一端和电容C309的另一端共同接地，芯片IC308的9脚与电容C310的一端和电阻R320的一端连接，电容C310的另一端接电压+5V②，电阻R320的另一端和芯片IC308的20脚共同接地。第二模数转换电路输出的反映电压幅值的频率信号由芯片IC307转换为数字信号送给芯片IC308，芯片IC308接收第二电压频率检测电路输出的反映C相电压频率的规则方波信号，芯片IC308通过芯片IC312向第二光纤GX2发送数据，通过芯片IC313和芯片IC311从第一光纤GX1接收数据，控制发光二极管GL2、YL2、RL2显示低压断路器主触点电接触状态。 

参见图4，静触点侧电源电路由第一电源电路和第二电源电路组成。第一电源电路由变压器T11、单相桥式整流器VD11、电容C401～C403和芯片IC401组成，本实施例的IC401采用LM7805电压稳压器芯片。变压器T11原边的一端与低压断路器静触点侧的电力线A相和低压断路器A相静触点连接，变压器T11原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，变压器T11副边的一端与单相桥式整流器VD11的交流电相线端(1脚)连接，变压器T11副边的另一端与单相桥式整流器VD11的交流电零线端(2脚)连接，单相桥式整流器VD11的直流电正极端(3端)与电解电容C401的+极端、电容C402的一端和芯片IC401的1脚连接，芯片IC401的3脚与电容C403的一端连接并输出电压+5V①，单相桥式整流器VD11的直流电负极端(4脚)与电解电容C401的另一端、电容C402的另一端、芯片IC401的2脚和电容C403的另一端共同接地。来自低压断路器静触点侧的电力线A相的交流相电压，经过变压器T11和单相桥式整流器VD11变换为直流电压，再经过电容C401～C403滤波和芯片IC401的稳压调节，从+5V①端得到+5V电压输出。 

第二电源电路由变压器T12、单相桥式整流器VD12、电容C404～C408、芯片IC402和芯片IC403组成，本实施例的IC402采用LM7815电压稳压器芯片，IC403采用LM7915电压稳压器芯片。变压器T12原边的一端与低压断路器静触点侧的电力线A相和低压断路器A相静点连接，变压器T12原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，变压器T12副边的一端与单相桥式整流器VD11的交流电相线端(1脚)连接，变压器T12副边的中间抽头接地，变压器T12副边的另一端与单相桥式整流器VD11的交流电零线端(2脚)连接，单相桥式整流器VD12的直流电正极端(3端)与电解电容C404的+极端、电容C405的一端和芯片IC402的1脚连接，芯片IC402的3脚与电容C407的一端连接并输出电压+15V①，芯片IC402的2脚、电容C405的另一端、电容C406的+极端、电容C407的另一端、电容C408的+极端和芯片IC403的1脚与地连接，单相桥式整流器VD12的直流电 负极端(4脚)与电解电容C404的另一端、电容C406的另一端和芯片IC403的2脚连接，芯片IC403的3脚与电容C408的另一端连接并输出电压-15V①。来自低压断路器静触点侧的电力线A相的交流相电压，经过变压器T12和单相桥式整流器VD12变换为直流电压，经过电容C404～C408滤波，再经过芯片IC402和芯片IC403的稳压调节，从+15V①端得到+15V电压输出，从-15V①端得到-15V电压输出。 

参见图5，动触点侧电源电路由第三电源电路和第四电源电路组成。第三电源电路由变压器T21、单相桥式整流器VD21、电容C501～C503和芯片IC501组成，本实施例的IC501采用LM7805电压稳压器芯片。变压器T21原边的一端与低压断路器动触点侧的电力线L1相和低压断路器L1相动触点连接，变压器T21原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，变压器T21副边的一端与单相桥式整流器VD21的交流电相线端(1脚)连接，变压器T21副边的另一端与单相桥式整流器VD21的交流电零线端(2脚)连接，单相桥式整流器VD21的直流电正极端(3端)与电解电容C501的+极端、电容C502的一端和芯片IC501的1脚连接，芯片IC501的3脚与电容C503的一端连接并输出电压+5V②，单相桥式整流器VD21的直流电负极端(4脚)与电解电容C501的另一端、电容C502的另一端、芯片IC501的2脚和电容C503的另一端共同接地。来自低压断路器动触点侧的电力线L1相的交流相电压，经过变压器T21和单相桥式整流器VD21变换为直流电压，再经过电容C501～C503滤波和芯片IC501的稳压调节，从+5V②端得到+5V电压输出。 

第四电源电路由变压器T22、单相桥式整流器VD22、电容C504～C508、芯片IC502和芯片IC503组成，本实施例的IC502采用LM7815电压稳压器芯片，IC503采用LM7915电压稳压器芯片。变压器T22原边的一端与低压断路器动触点侧的电力线L1相和低压断路器L1相动触点连接，变压器T22原边的另一端与电力线的中性线(N线)连接，变压器T22副边的一端与单相桥式整流器VD21的交流电相线端(1脚)连接，变压器T22副边的中间抽头接地，变压器T22副边的另一端与单相桥式整流器VD21的交流电零线端(2脚)连接，单相桥式整流器VD22的直流电正极端(3端)与电解电容C504的+极端、电容C505的一端和芯片IC502的1脚连接，芯片IC502的3脚与电容C507的一端连接并输出电压+15V②，芯片IC502的2脚、电容C505的另一端、电容C506的+极端、电容C507的另一端、电容C508的+极端和芯片IC503的1脚与地连接，单相桥式整流器VD22的直流电负极端(4脚)与电解电容C504的另一端、电容C506的另一端和芯片IC503的2脚连接，IC503的3脚与电容C508的另一端连接并输出电压-15V②。来自低压断路器动触点侧的电力线L1相的交流相电压，经过变压器T22和单相桥式整流器VD22变换为直流电压，经过电容C504～C508滤波，再经过芯片IC502和芯片IC503的稳压调节，从+15V② 端得到+15V电压输出，从-15V②端得到-15V电压输出。 

本发明涉及一种低压断路器主触点电接触状态在线检测装置。它是在低压断路器连接电力线电源(A相、B相、C相)的一端设置静触点侧电压检测电路和静触点侧电源电路，在低压断路器连接电力线负载(L1相、L2相、L3相)的一端设置动触点侧电压检测电路和动触点侧电源电路，静触点侧电压检测电路通过第一光纤GX1向动触点侧电压检测电路传输数据，动触点侧电压检测电路通过第二光纤GX2向静触点侧电压检测电路传输数据，静触点侧电源电路单独给静触点侧电压检测电路供电，动触点侧电源电路单独给动触点侧电压检测电路供电，静触点侧电压检测电路与动触点侧电压检测电路约定采样时间，动触点侧电压检测电路将采集的电力线相电压数据通过第二光纤GX2传输给静触点侧电压检测电路，静触点侧电压检测电路以自身获得的电力线相电压数据为基准，计算同一相电力线在低压断路器静触点和动触点之间的电压差，据此判断低压断路器主触点电接触状态，并显示状态信息。如果低压断路器静触点和动触点之间的电压差在允许的范围内，则静触点侧电压检测电路控制发光二极管GL1灯亮，表示低压断路器主触点电接触状态良好；如果低压断路器静触点和动触点之间的电压差超出允许的范围而在极限范围内，则静触点侧电压检测电路控制发光二极管YL1灯亮，表示低压断路器主触点电接触状态不良，提醒更换；如果低压断路器静触点和动触点之间的电压差超出极限范围，则静触点侧电压检测电路控制发光二极管RL1灯亮，表示低压断路器主触点电接触状态很差，需要立即更换。动触点侧电压检测电路如果正常工作，则动触点侧电压检测电路控制发光二极管GL2灯亮；第一光纤GX1传输数据正常工作，则动触点侧电压检测电路控制发光二极管YL2灯亮；第二光纤GX2传输数据正常工作，则动触点侧电压检测电路控制发光二极管RL2灯亮。 

由于静触点侧电压检测电路和动触点侧电压检测电路的信号分别取自低压断路器静触点和动触点两端，而静触点侧电源电路和动触点侧电源电路的获取电能的点位分别在低压断路器静触点和动触点两端，同时静触点侧电压检测电路和动触点侧电压检测电路依靠光纤传递数据，这样既解决了低压断路器主触点电接触状态的在线实时诊断问题，又保证了低压断路器在断开状态时静触点和动触点两侧的电气隔离。 

Claims (2)

1.一种低压断路器主触点电接触状态在线检测装置，其特征在于它包括在低压断路器连接电力线电源的一端设置静触点侧电压检测电路和静触点侧电源电路，在低压断路器连接电力线负载的一端设置动触点侧电压检测电路和动触点侧电源电路，静触点侧电压检测电路和动触点侧电压检测电路通过光纤传输数据，静触点侧电源电路单独给静触点侧电压检测电路供电，动触点侧电源电路单独给动触点侧电压检测电路供电，动触点侧电压检测电路将采集的电力线相电压数据通过光纤传输给静触点侧电压检测电路，静触点侧电压检测电路以自身获得的电力线相电压数据为基准，计算同一相电力线在低压断路器静触点和动触点之间的电压差，据此判断低压断路器主触点电接触状态，并显示状态信息；所述的静触点侧电压检测电路由A相电压信号变换电路、B相电压信号变换电路、C相电压信号变换电路、第一电压频率检测电路、第一信号选通采样电路、第一模数转换电路和第一数据处理电路组成，A相电压信号变换电路与电力线电源的A相线、中性线、低压断路器A相静触点和第一信号选通采样电路连接，B相电压信号变换电路与电力线电源的B相线、中性线、低压断路器B相静触点和第一信号选通采样电路连接，C相电压信号变换电路与电力线电源C相线、中性线、低压断路器C相静触点、第一信号选通采样电路和第一电压频率检测电路连接，第一信号选通采样电路与第一模数转换电路、第一数据处理电路和第一电压频率检测电路连接，第一数据处理电路与第一模数转换电路和第一电压频率检测电路连接；所述的动触点侧电压检测电路由L1相电压信号变换电路、L2相电压信号变换电路、L3相电压信号变换电路、第二电压频率检测电路、第二信号选通采样电路、第二模数转换电路和第二数据处理电路组成，L1相电压信号变换电路与低压断路器动触点的L1相线、中性线、低压断路器L1相动触点和第二信号选通采样电路连接，L2相电压信号变换电路与低压断路器动触点的L2相线、中性线、低压断路器L2相动触点和第二信号选通采样电路连接，L3相电压信号变换电路与低压断路器动触点的L3相线、中性线、低压断路器L3相动触点、第二信号选通采样电路和第二电压频率检测电路连接，第二信号选通采样电路与第二模数转换电路、第二数据处理电路和第二电压频率检测电路连接，第二数据处理电路与第二模数转换电路和第二电压频率检测电路连接。

2.根据权利要求1所述的低压断路器主触点电接触状态在线检测装置，其特征在于所述的静触点侧电压检测电路和动触点侧电压检测电路通过光纤传输数据，即静触点侧电压检测电路通过第一光纤GX1向动触点侧电压检测电路传输数据，动触点侧电压检测电路通过第二光纤GX2向静触点侧电压检测电路传输数据。

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