CN105423887A - 断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法 - Google Patents

断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105423887A
CN105423887A CN201510957737.7A CN201510957737A CN105423887A CN 105423887 A CN105423887 A CN 105423887A CN 201510957737 A CN201510957737 A CN 201510957737A CN 105423887 A CN105423887 A CN 105423887A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dsp
displacement
contact
breaker
spi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510957737.7A
Other languages
English (en)
Inventor
陈建强
王宝华
陈斌
李明忠
何韬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Senyuan Electric Co Ltd
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangsu Senyuan Electric Co Ltd
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Senyuan Electric Co Ltd, Nanjing University of Science and Technology filed Critical Jiangsu Senyuan Electric Co Ltd
Priority to CN201510957737.7A priority Critical patent/CN105423887A/zh
Publication of CN105423887A publication Critical patent/CN105423887A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

本发明公开了断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法，其主要包括位移传感器、触发电路、SPI、DSP系统和ARM系统，所述位移传感器的输出端与DSP系统连接，DSP系统通过SPI和ARM系统连接，所述触发电路的输出接点与DSP系统相连，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与ARM系统连接，所述位移传感器用以测量断路器触头位移，所述触发电路用以触发DSP外部中断进行采样，所述DSP系统用以进行AD采样、数据处理并通过SPI将数据发送至ARM系统，所述ARM系统用以接收DSP发送的数据、保存并显示在触摸显示屏上，本发明能够检测每次断路器分合闸的触头位移并保存下来且装置基于嵌入式系统，所需空间小，人机交互友好。

Description

断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法
技术领域
本发明涉及断路器监测领域，特别涉及断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法。
背景技术
在电力系统中，根据电网的运行调度需求，利用断路器来可靠地投入或切除线路以及电气设备。断路器通过触头开闭来断开、闭合电路，由于动触头的位移曲线则可以部分地反映断路器的分合闸速度、超程等机械特性，因此监测断路器触头位移是很有必要的，且在现有的位移显示系统中，一般存在体积大，人机交互显示不友好，没有保存功能等缺点。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种体积小、人机交互显示友好且有保存功能的断路器触头位移采集系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：断路器触头位移采集系统，包括位移传感器、触发电路、SPI、DSP系统和ARM系统组成，所述位移传感器的输出端与DSP系统连接，DSP系统通过SPI和ARM系统连接，所述触发电路的输出接点与DSP系统相连，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与ARM系统连接；
所述位移传感器用以测量断路器触头位移，所述触发电路用以触发DSP外部中断进行采样，所述DSP系统用以进行AD采样、数据处理并通过SPI将数据发送至ARM系统，所述ARM系统用以接收DSP发送的数据、保存并显示在触摸显示屏上。
进一步的是：还包括连接于位移传感器与DSP系统之间的AD采样芯片。
进一步的是：所述AD采样芯片的型号为AD7606。
进一步的是：所述传感器为KSF型位移传感器。
进一步的是：所述DSP系统中的DSP芯片型号为TMS320F28335。
进一步的是：所述ARM系统中的ARM芯片的型号为S3C6410。
进一步的是：所述触发电路包括两组电阻和光耦继电器，所述两组电阻分别串联在光耦继电器两输入端。
本发明还提供一种断路器触头位移采集方法，当断路器收到分闸或合闸指令时，与分合闸线圈并联的光耦继电器支路两端同时获得电压，光耦继电器输出接点闭合使DSP得到信号，DSP外部中断产生下降沿变为低电平，经过防抖判定后，DSP进入采样中断，DSP系统为外部AD芯片提供采样时钟并读取采样结果存入数组，接着通过SPI发送该数组给ARM系统，ARM系统中的SPI驱动模块在SPI收到数据之后将后台进入中断，自动保存位移曲线，此时位移曲线可通过ARM系统中的位移显示模块在触摸显示屏中读取显示。
本发明的有益效果是：本发明能够检测每次断路器分合闸的触头位移并保存下来便于日后分析故障；装置基于嵌入式系统，所需空间小，人机交互友好，便于检修人员检查断路器机械特性，延长断路器使用寿命。
附图说明
图1为断路器触头位移采集系统整体结构图。
图2为断路器触头位移采集方法流程图。
图3为触发电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
断路器(英文名称：circuit-breaker，circuitbreaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器主要由3个基本部分组成，即触头、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣器、失压(欠电压)脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣器。断路器开关是靠操作机构手动或电动合闸的，触头闭合后，自由脱扣机构将触头锁在合闸位置上。当电路发生上述故障时，通过各自的脱扣器使自由脱扣机构动作，自动跳闸以实现保护作用。分励脱扣器则作为远距离控制分断电路之用。过电流脱扣器用于线路的短路和过电流保护，当线路的电流大于整定的电流值时，过电流脱扣器所产生的电磁力使挂钩脱扣，动触点在弹簧的拉力下迅速断开，实现短路器的跳闸功能。因为断路器通过触头开闭来断开、闭合电路，由于动触头的位移曲线则可以部分地反映断路器的分合闸速度、超程等机械特性，因此，监控动触头的位移曲线可以很好的得出断路器的机械特性。
如图1至图2所示，断路器触头位移采集系统，包括位移传感器、触发电路、SPI、DSP系统和ARM系统，所述SPI是串行外设接口(SerialPeripheralInterface)的缩写，SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。所述DSP为数字信号处理(digitalsignalprocessing)的缩写，它是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术,所述ARM系统是Acorn有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。更早称作AcornRISCMachine。所述位移传感器的输出端与DSP系统连接，DSP系统通过SPI和ARM系统连接，所述触发电路的输出接点与DSP系统相连，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与ARM系统连接；所述位移传感器用以测量断路器触头位移，所述触发电路用以触发DSP外部中断进行采样，所述DSP系统用以进行AD采样、数据处理并通过SPI将数据发送至ARM系统，所述ARM系统用以接收DSP发送的数据、保存并显示在触摸显示屏上。当要对断路器触头进行检测时，将位移传感器安装于断路器下方连杆处，将触发电路的两输入端分别连接于断路器合闸线圈与分闸线圈两端，然后启动断路器，位移传感器与触发电路同时获得信号开始工作，由于断路器触头分闸或合闸会产生位移，位移信号通过位移传感器传入DSP中，同时由于触发电路的触发，DSP系统的外部中断产生下降沿变为低电平，DSP进入采样中断进行数据采集，将采集到的模拟信号运用DSP的片内AD进行模数转换，并将数据存入数组，DSP再通过SPI发送该数组至ARM系统，ARM系统中的SPI驱动获得SPI中断将数据保存并通过位移显示模块显示在触摸显示屏上。此套系统能够检测每次断路器分合闸的触头位移并保存下来便于日后分析故障；装置基于嵌入式系统，所需空间小，人机交互友好，便于检修人员检查断路器机械特性，延长断路器使用寿命，且在断路器未发生动作时，可以随时操作位移显示模块调取以往行程位移曲线供工作人员分析。
此外，此套系统还可使用外部AD采样芯片，AD采样芯片有多种，此处采用的芯片型号为AD7606，所述AD芯片连接于位移传感器与DSP系统之间，一般情况下，DSP的片内AD精度为8位或10位，而AD7606能达到16位，使得AD转换更精确。
并且，位移传感器多种多样，此系统采用的传感器为KSF型位移传感器，KSF微型滑块式直线位移传感器体积小巧、行程从5mm～50mm，广泛应用于微型控制系统，使得整套系统更显小巧。
本系统采用的DSP芯片为TMS320F28335，此芯片具备32位浮点处理单元，与以往的定点DSP相比，该器件的精度高，成本小，功耗小，性能高，外设集成度高，数据及程序存储量大等优点。本系统采用的ARM芯片为S3C6410，相比以往的ARM系统，具有更高的主频和更丰富外设，能适用于对性能和处理能力有更高要求的嵌入式系统应用场合。
此外，所述触发电路包括电阻和光耦继电器，此处使用的光耦继电器型号为TLP3553，所述光耦继电器的输入端与电阻串联后分别并联于合闸线圈与分闸线圈两端，输出接点两端一端接地，另一端分为两条支路，一条支路与DSP的中断引脚相连，一条支路串联一个上拉电阻再与DSP的3.3V电源相连，光耦继电器是没有寿命的，发光二极管导通截止，接收二极管导通截止，不会因为老化而坏掉，因此光耦继电器适用于反复开关的领域。
此处还介绍一种断路器触头位移采集方法，当断路器收到分闸或合闸指令时，与分合闸线圈并联的光耦继电器支路两端同时获得电压，光耦继电器输出接点闭合使DSP得到信号，DSP外部中断产生下降沿变为低电平，DSP系统为外部AD芯片提供采样时钟并读取采样结果存入数组，接着通过SPI发送该数组给ARM系统，ARM系统中的SPI驱动模块在SPI收到数据之后将后台进入中断，自动保存位移曲线，此时位移曲线可通过ARM系统中的位移显示模块在触摸显示屏中读取显示。本方法能够检测每次断路器分合闸的触头位移并保存下来便于日后分析故障，人机交互友好，便于检修人员检查断路器机械特性，延长断路器使用寿命，且在断路器未发生动作时，可以随时操作位移显示模块调取以往行程位移曲线供工作人员分析。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.断路器触头位移采集系统，其特征在于：包括位移传感器、触发电路、SPI、DSP系统和ARM系统，所述位移传感器的输出端与DSP系统连接，DSP系统通过SPI和ARM系统连接，所述触发电路的输出接点与DSP系统相连，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与ARM系统连接；
所述位移传感器用以测量断路器触头位移，所述触发电路用以触发DSP外部中断进行采样，所述DSP系统用以进行AD采样、数据处理并通过SPI将数据发送至ARM系统，所述ARM系统用以接收DSP发送的数据、保存并显示在触摸显示屏上。
2.如权利要求1所述的断路器触头位移采集系统，其特征在于：还包括连接于位移传感器与DSP系统之间的AD采样芯片。
3.如权利要求2所述的断路器触头位移采集系统，其特征在于：所述AD采样芯片的型号为AD7606。
4.如权利要求2所述的断路器触头位移采集系统，其特征在于：所述传感器为KSF型位移传感器。
5.如权利要求1所述的断路器触头位移采集系统，其特征在于：所述DSP系统中的DSP芯片型号为TMS320F28335。
6.如权利要求1所述的断路器触头位移采集系统，其特征在于：所述ARM系统中的ARM芯片的型号为S3C6410。
7.如权利要求1所述的断路器触头位移采集系统，其特征在于：所述触发电路包括两组电阻和光耦继电器，所述两组电阻分别串联在光耦继电器两输入端。
8.断路器触头位移采集方法，其特征在于：当断路器收到分闸或合闸指令时，与分合闸线圈并联的光耦继电器支路两端同时获得电压，光耦继电器输出接点闭合使DSP得到信号，DSP外部中断产生下降沿变为低电平，经过防抖判定后，DSP进入采样中断，DSP系统为外部AD芯片提供采样时钟并读取采样结果存入数组，接着通过SPI发送该数组给ARM系统，ARM系统中的SPI驱动模块在SPI收到数据之后将后台进入中断，自动保存位移曲线，此时位移曲线可通过ARM系统中的位移显示模块在触摸显示屏中读取显示。
CN201510957737.7A 2015-12-18 2015-12-18 断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法 Pending CN105423887A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510957737.7A CN105423887A (zh) 2015-12-18 2015-12-18 断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510957737.7A CN105423887A (zh) 2015-12-18 2015-12-18 断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105423887A true CN105423887A (zh) 2016-03-23

Family

ID=55502268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510957737.7A Pending CN105423887A (zh) 2015-12-18 2015-12-18 断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105423887A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207805A (ja) * 1993-01-11 1994-07-26 Mitsutoyo Corp 変位測定装置
CN2715322Y (zh) * 2004-07-28 2005-08-03 南京因泰莱配电自动化设备有限公司 高压真空断路器机械特性在线监测装置
CN201477189U (zh) * 2009-04-23 2010-05-19 南京因泰莱配电自动化设备有限公司 24kV高压真空断路器机械特性在线监测装置
CN203310362U (zh) * 2013-06-20 2013-11-27 沈阳工业大学 一种真空断路器触头分合闸位置检测的装置
CN204287416U (zh) * 2014-12-04 2015-04-22 中国西电电气股份有限公司 一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置
CN105021132A (zh) * 2015-07-15 2015-11-04 国家电网公司 激光非接触式中置柜手车触头行程测试仪

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207805A (ja) * 1993-01-11 1994-07-26 Mitsutoyo Corp 変位測定装置
CN2715322Y (zh) * 2004-07-28 2005-08-03 南京因泰莱配电自动化设备有限公司 高压真空断路器机械特性在线监测装置
CN201477189U (zh) * 2009-04-23 2010-05-19 南京因泰莱配电自动化设备有限公司 24kV高压真空断路器机械特性在线监测装置
CN203310362U (zh) * 2013-06-20 2013-11-27 沈阳工业大学 一种真空断路器触头分合闸位置检测的装置
CN204287416U (zh) * 2014-12-04 2015-04-22 中国西电电气股份有限公司 一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置
CN105021132A (zh) * 2015-07-15 2015-11-04 国家电网公司 激光非接触式中置柜手车触头行程测试仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105449840B (zh) 应用无线充电技术的智能传感器及其应用系统
CN105424161A (zh) 断路器机壳振动状态采集系统、判断系统、采集方法和判断方法
CN103516052A (zh) 配电设备在线监测预警终端
CN103457355A (zh) 一种测量保护一体化的低压智能开关
CN204559240U (zh) 断路器控制装置及断路器设备
CN101447661B (zh) 一种用于自动重合闸控制器的控制方法
CN106501716B (zh) 基于电阻端采样的单相电表空开信号检测电路及方法
CN205177729U (zh) 多功能断路器
CN204882821U (zh) 一种断路器开关状态检测电路
CN202102988U (zh) 一种带总线系统的智能型小型断路器
CN205122516U (zh) 一种空气断路器
CN204696029U (zh) 单稳态永磁机构控制器及具有其的真空断路器
CN204597453U (zh) 电器保护开关
CN105423887A (zh) 断路器触头位移采集系统和断路器触头位移采集方法
CN102290861A (zh) 智能终端模数化综合保护器
CN202103400U (zh) 一种智能型塑壳断路器的电子脱扣器
CN201616665U (zh) 微机继电保护装置
CN105424525A (zh) 断路器触头磨损采集系统、判断系统、采集方法和判断方法
CN103578803A (zh) 双向永磁机构驱动控制装置
CN201408454Y (zh) 电源断路器
CN204407871U (zh) 断路器更换控制器用内置式保护模块控制电路
CN208433353U (zh) 一种新型塑壳断路器
CN209133975U (zh) 一种开关柜状态综合指示仪
CN203326725U (zh) 一种具有适时监测功能的馈线自动化终端
CN203261125U (zh) 自供电数字继电器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160323