CN102759704A

CN102759704A - 开关检测装置

Info

Publication number: CN102759704A
Application number: CN2011101047266A
Authority: CN
Inventors: 周杨一帆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明公开了一种开关检测装置，包括通断线圈电流电压采样电路、红外温度传感器阵列的传感信号经过滤波放大模数转换处理后被送入80C196单片机为核心的单片机系统，直线位移传感器、旋转光电编码器的传感信号通过位移采样电流处理后送入单片机系统，电源系统为单片机系统以及相应的信号处理电路供电，处理结果通过RS232接口发送给上位机，外围键盘显示电路与单片机系统连接。

Description

开关检测装置

技术领域

本发明涉及一种电力装置，更具体地，涉及一种断路器在线开关监测装置。

背景技术

断路器作为电力系统中的重要设备，在电网中起到控制和保护作用。因此，开关设备的运行状态非常重要。如果开关设备本身就出现故障，则无法起到应有的控制保护作用，对电网来说就会存在重大的隐患。

随着科学技术的发展，电力设备的诊断技术经历了从定期检修向状态检修的变化。所谓状态检修是指根据每台设备的实际运行状态，而不是按条文规定的动作次数、年限等孤立现象安排检修。国家电网公司对此也发布了《输变电设备状态检修试验规程》。而设备的在线监测装置则是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理量进行检测，为了判明设备是否处于正常状态，找出设备故障类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理意见。

由于断路器类型的多样性和故障状态的复杂性，所以其在线监测装置也多种多样。有监测气体密度，有监测真空断路器的真空度，有监测断路器的电寿命等。研究表明，断路器故障中70%以上为操动机构故障。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种开关监测装置，包括通断线圈电流电压采样电路、红外温度传感器阵列的传感信号经过滤波放大模数转换处理后被送入80C196单片机为核心的单片机系统，直线位移传感器、旋转光电编码器的传感信号通过位移采样电流处理后送入单片机系统，电源系统为单片机系统以及相应的信号处理电路供电，处理结果通过RS232接口发送给上位机，外围键盘显示电路与单片机系统连接。

上述的开关监测装置，其特征在于当现场信号输出距离较远时，通过RS485总线进行通信。

在线监测系统控制核心单片机选择80C196高性能16位机。该微处理器具有丰富的IO口，片载有EEPROM和RAM。该单片机稳定性和可靠性能满足工业场合的要求。硬件电路包括电源系统、通断线圈电流电压采样电路、触头位移采样电路和液晶键盘显示模块等组成。在线监测系统还可以通过RS232串口与上位机进行通信。

断路器的触头行程特性是表征断路器机械特性的重要参数，也是计算断路器通断速度的依据。断路器通断速度，尤其是断路器闭合前、断开后的动触头速度，对断路器的分断性能有至关重要的影响。高压断路器动触头速度的测量，主要是通过测量动触头的行程一时间关系，然后经过计算得到动触头的速度等参数。因此，断路器的行程一时间特性监测，是高压断路器在线监测的重要内容。

行程测量考虑到安装实际情况采用了直线位移传感器和旋转光电编码器两种传感器。真空断路器的触头开距较小，12 kV等级的真空断路器触头开距一般小于l0 mm，选择NOVOTECHNIK公司测量范围为25 mm的TS25传感器可以满足要求。

旋转光电编码器可以安装在断路器操动机构传动转轴上，通过测量转轴角速度来反映断路器动触头行程。光电编码器输出的电信号一般为电压或集电极开路等形式。如果母线连接处接触不良，电流通过必然会引起异常升温。由于开关设备处于高电压、大电流的环境，本文采用红外温度传感器来测量母线连接处温度。其优点在于直接接收测量点发出的远红外波，传感器可远离测量点，解决了高压隔离以及强磁场环境问题。

监测系统选用的热电堆红外探测器是根据热电效应，通过被测物体与传感器紧密热接触的外壳之间的温度差异而产生一个输出电压。在线监测系统可以监测多个部位的母线连接处温度，采用红外传感器阵列的方式，通过RS485总线进行通信， RS485总线可采用一对信号电缆，支持多个发送一接受器对。因此非常适合多点互连，在工业控制和电器智能化现场层网络中得到了广泛应用。

热电堆探测器有一个很宽的视角范围，为了避免被测目标周围的物体辐射影响到温度测试的准确性，给红外传感器做了一个外壳套筒，将测量角度限制在一个较窄的范围。

断路器一般都以电磁铁作为操作的第一级控制元件。当线圈中通过电流时，在电磁铁内产生磁通，动铁心受磁力吸引，使断路器断开或闭合。通断线圈的电流中含有可作为诊断机械故障用的丰富信息。对线圈电流的监测主要是提取事件发生的相对时刻，根据时间间隔来判断故障征兆。

断路器正常工作状态下，单片机监测母线连接处的温度，若发现异常情况则报警。当在线监测系统接受到断开命令后，进入中断子程序开始采集并存储断

路器断开过程中线圈电流、电压和触头行程等数据。这些数据之后上传到上位机，由上位机来处理，并判断断路器工作状态的好坏。

附图说明

图1为开关检测装置结构示意图。

1为单片机系统，2为电流电压采样电路，3为红外温度传感器阵列，4为直线位移传感器，5为旋转光电编码器，7为电源系统，8为显示电路。

具体实施方式

如图1所示通断线圈电流电压采样电路2、红外温度传感器阵列3的传感信号经过滤波放大模数转换处理后被送入80C196单片机为核心的单片机系统1，直线位移传感器4、旋转光电编码器5的传感信号通过位移采样电流处理后送入单片机系统1，电源系统7为单片机系统1以及相应的信号处理电路供电，处理结果通过RS232接口9发送给上位机，外围键盘显示电路8与单片机系统1连接。

Claims

1.一种开关监测装置，包括通断线圈电流电压采样电路、红外温度传感器阵列的传感信号经过滤波放大模数转换处理后被送入80C196单片机为核心的单片机系统，直线位移传感器、旋转光电编码器的传感信号通过位移采样电流处理后送入单片机系统，电源系统为单片机系统以及相应的信号处理电路供电，处理结果通过RS232接口发送给上位机，外围键盘显示电路与单片机系统连接。

2.如权利要求1所述的开关监测装置，其特征在于当现场信号输出距离较远时，通过RS485总线进行通信。