CN107101567A - 基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置 - Google Patents

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郑光华
桑仲庆
佘远亮
胡恒
李君�
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    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination

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Abstract

本发明的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置，开关柜包括主轴和连杆，主轴带动连杆运动，监测装置包括巨磁阻传感器和信号处理装置，巨磁阻传感器设置在连杆上，信号处理装置与巨磁阻传感器电性连接。本发明的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置采用巨磁阻传感器，具有灵敏度高、体积小、探测范围宽、抗恶劣环境的优点；同时，其尺寸小，安装位置随意，不需要紧密校准位置；此外，将不可预见的动作过程转换成了动作特性曲线，实现在线监测开关柜动作行程。

Description

基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置
技术领域
本发明涉及一种开关柜动作行程拟合监测装置，特别涉及基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置。
背景技术
巨磁阻特性是源于磁性金属的电子有自旋取向，其变化率高，使它能传感微弱磁场，扩大了磁阻式传感器的测量范围和应用面。城市现代化发展促进了电力行业的进步，诸多电气设备的运用变得更为普遍。目前，开关柜在电力系统中是十分关键的设备之一，而由于电力运行中对电能质量提出了更高的标准，相应的开关柜开关也做出了针对性的调整。由于电力技术落后及使用操作不当，在开关柜使用过程中容易出现不同的故障，影响了电力系统的正常运行。随着开关柜的发展，已经大量遍布城市的各个角落，无法实现人工巡查，因此开关柜智能化是发展趋势。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种占用空间较小，实时监测开关柜动作行程的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置。
具体技术方案如下：基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置，开关柜包括主轴和连杆，主轴带动连杆运动，监测装置包括巨磁阻传感器和信号处理装置，巨磁阻传感器设置在连杆上，信号处理装置与巨磁阻传感器电性连接。
以下为本发明的附属技术方案。
作为优选方案，所述信号处理装置包括巨磁阻角度测量单元，单片机和存储模块，单片机分别与巨磁阻角度测量单元和存储模块电性连接。
作为优选方案，所述单片机与巨磁阻角度测量单元通过SPI总线连接。
作为优选方案，信号处理装置包括电源管理模块，电源管理模块分别与单片机和巨磁阻角度测量单元电性连接。
本发明的技术效果：本发明的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置采用巨磁阻传感器，具有灵敏度高、体积小、探测范围宽、抗恶劣环境的优点；同时，其尺寸小，安装位置随意，不需要紧密校准位置；此外，将不可预见的动作过程转换成了动作特性曲线，实现在线监测开关柜动作行程。
附图说明
图1是本发明实施例的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置的架构图。
图2是本发明实施例的巨磁阻传感器的示意图。
图3是本发明实施例的分闸操作触头行程曲线示意图。
图4是本发明实施例的合闸操作触头行程曲线示意图。
具体实施方式
下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。
如图1至图4所示，本实施例的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置，开关柜包括主轴和连杆，主轴带动连杆运动。开关柜的主轴和连杆为现有开关柜中的常用结构件。监测装置包括巨磁阻传感器1和信号处理装置2，巨磁阻传感器1设置在连杆上，信号处理装置2与巨磁阻传感器电性连接。上述技术方案中，由于现有开关柜空间越来越紧凑，将巨磁阻传感器安装在连杆上能够有效减小空间占用，且没有同轴度的安装要求，便于安装；在跟随断路器的主轴一起运动的连杆上放置巨磁阻传感器，通过对连杆的位移判断，实时采集主轴的动作行程，并将行程动作周期性信号输出，可以得出任意时刻对于基准点的角度。整个动作过程将形成一个曲线图。分闸下的曲线图如图3，合闸下的曲线图如图4，根据系统运行状态下的行程每个基准点的角度，形成一条完整的开关特性曲线，将不可预见的动作过程转换成了动作特性曲线，实现在线监测开关柜动作行程。
分闸下的曲线图包括分线圈电流曲线41，位移曲线/触头信号曲线42，合闸下的曲线图包括合线圈电流曲线51，位移曲线/触头信号曲线52。
其中，刚合速度＝前10ms内的平均速度；
刚分速度＝后10ms内的平均速度；
由图中曲线及公式可以得到刚分、刚合速度等特征参量，从而实时监测开关柜动作行程，具体如：测量结果合闸动作时间215.3ms，前10ms内位移为27mm，则刚合速度＝2.7m/s，则不合格。
如图1至图4所示，进一步的，所述信号处理装置2包括巨磁阻角度测量单元，单片机和存储模块，单片机分别与巨磁阻角度测量单元和存储模块电性连接。通过巨磁阻角度测量单元和单片机可将巨磁阻传感器的信号转换成角度值，并通过CAN总线输出。CAN属于总线式串行通信网络，CAN总线在数据通信方面具有可靠、实时和灵活的优点。本实施例中，所述巨磁阻传感器可采用英飞凌TLE5011芯片。所述单片机与巨磁阻角度测量单元通过SPI总线连接，SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便。信号处理装置2包括电源管理模块，电源管理模块分别与单片机和巨磁阻角度测量单元电性连接，从而为其供应电源。本实施例中，电源管理模块与外部电源电性连接，电源管理模块的输入电压为24V。
如图1所示，本实施例的巨磁阻传感器1包括安装片11，安装片11上设有安装孔12，从而便于巨磁阻传感器的安装，可通过螺栓、焊接等手段固定。
本实施例的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置采用巨磁阻传感器，具有灵敏度高、体积小、探测范围宽、抗恶劣环境的优点；同时，其尺寸小，安装位置随意，不需要紧密校准位置；此外，将不可预见的动作过程转换成了动作特性曲线，实现在线监测开关柜动作行程。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置，开关柜包括主轴和连杆，主轴带动连杆运动，其特征在于，监测装置包括巨磁阻传感器和信号处理装置，巨磁阻传感器设置在连杆上，信号处理装置与巨磁阻传感器电性连接。
2.如权利要求1所述的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置，其特征在于，所述信号处理装置包括巨磁阻角度测量单元，单片机和存储模块，单片机分别与巨磁阻角度测量单元和存储模块电性连接。
3.如权利要求2所述的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置，其特征在于，所述单片机与巨磁阻角度测量单元通过SPI总线连接。
4.如权利要求3所述的基于巨磁阻的开关柜动作行程拟合监测装置，其特征在于，信号处理装置包括电源管理模块，电源管理模块分别与单片机和巨磁阻角度测量单元电性连接。
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