CN112684373B - 一种电缆漏电流监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电缆漏电流监测设备。所述电缆漏电流监测设备包括：剩余电流互感器、检测电路、微控制器、通信电路；所述剩余电流互感器的输出端与所述检测电路的输入端电性连接，所述检测电路的输出端与所述微控制器的输入端电性连接，所述微控制器的输出端与所述通信电路的输入端电性连接，所述检测电路包括电量采集芯片U1。本发明提供的电缆漏电流监测设备具有电缆回路产生的漏电流经过漏电流检测单元的采集，连接至电量采集芯片U1的输入，电量采集电路通过其内部的SPI通信传输给微控制器芯片U2，微控制器芯片U2然后通过串口发送给通信隔离芯片U3，再经过无线通信芯片U4最终发送给上位机平台，完成电缆回路漏电流的监测。
Description
技术领域
本发明涉及低压交流电源系统漏电流监测技术领域，尤其涉及一种电缆漏电流监测设备。
背景技术
随着我国城市电网改造和升级计划的实施，低压交流电源系统越来越多的应用于城市基础设施及各种工厂的配电线路中，由于线缆或者负载设备的绝缘下降，低压交流电源系统会出现对低电流，即所谓的漏电流或剩余电流。
如果绝缘破损严重，经过对地导体的电流就会比较大，时间越久聚集的热量也会增加，就有可能出现严重的火灾隐患，特别是对于市政路灯等长电缆的应用场所中，漏电流的准确监测是非常有必要的，如果忽视漏电流的存在必然带来潜在和现实的安全隐患。
因此，有必要提供一种电缆漏电流监测设备解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种电缆漏电流监测设备，解决了不方便对电缆回路漏电流监测的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的电缆漏电流监测设备包括：剩余电流互感器、检测电路、微控制器、通信电路；所述剩余电流互感器的输出端与所述检测电路的输入端电性连接，所述检测电路的输出端与所述微控制器的输入端电性连接，所述微控制器的输出端与所述通信电路的输入端电性连接；所述检测电路包括电量采集芯片U1；所述微控制器包括微控制器芯片U2和P5；所述通信电路包括通信隔离芯片U3和无线通信芯片U4。
优选的，所述剩余电流互感器的输出端并联有电阻R5，并且剩余电流互感器的输出端串联有电阻R3、电容C2、电容C3和电阻R4，电容C2、电容C3之间接地，R3与C2、R4与C3之间分别引出两个信号V1P、V1N与所述电量采集芯片U1的8、9两个引脚连接。
优选的，所述剩余电流互感器的电阻R3、电容C2、电容C3和电阻R4依次串联后并联在电阻R5的两端。
优选的，所述电量采集芯片U1的1脚接3.3v电源，同时接电容C5到地，2脚接电容C6到地，3、4脚短接一起接电容C4到地，同时连接上拉电阻R6到3.3v电源，5、6、7、8、9脚以及13、14脚分别连接P5上1、2、3和4部分的输出端，10脚连接相互并联的两个电容C7、C8到地，11脚直接接地，16脚连接所述微控制器芯片U2的14脚，18脚外接电阻R7和电容C11，19、20、21引脚分别连接所述微控制器芯片U2的17、16、15脚，SPI_CS、SPI_MOSI、SPI_MISO、SPI_SCK四个信号完成数据的传输，22、23脚外接Y1、C9、C10，24脚直接接地，12、15、17脚悬空。
优选的，所述电量采集芯片U1的电阻R7和电容C11构成的复位电路，Y1、C9、C10组成振荡电路。
优选的，所述微控制器芯片U2的1、9、24、36、48脚接3.3v电源，8、23、35、47接地，5、6脚连接Y2、C12、C13，7脚连接电阻R9和电容C14分别至3.3v电源和地，30、31分别连接到通信隔离芯片U3的3、2脚，33脚串联电阻R10后连接无线通信芯片U4的14脚，7、34、37三个脚分别连接到P5元件的2、3、4脚，44脚连接电阻R8到地，U2的其余引脚悬空。
优选的，所述微控制器芯片U2的Y2、C12、C13构成振荡电路。
优选的，所述通信隔离芯片U3的1、4脚分别连接3.3v电源和地，8、5脚分别连接隔离的5v电源和地，6、7脚分别串联电阻R11、R12后连接至无线通信芯片U4的22、23脚。
优选的，所述无线通信芯片U4的21、20脚分别连接隔离的5v电源和地，8脚串联LED指示灯和电阻R13后上拉至5v电源。
优选的，所述电缆漏电流检测设备的零部件在运输的过程中需要使用到运输设备，运输设备包括箱体，所述箱体的内壁固定连接有防护垫板，所述箱体的内壁的底部固定连接有支撑柱，所述支撑柱上分别开设有连接滑槽和旋转槽，所述旋转槽位于所述连接滑槽的上方，并且旋转槽的内部与所述连接滑槽的内部相互连通，所述支撑柱的外表面套设有连接管，所述连接管的内壁固定连接有限位滑块，所述限位滑块的表面与所述连接滑槽的内表面滑动连接，所述限位滑块的表面与所述旋转槽的内表面相适配，所述连接管的外表面设置有连接螺纹面，所述连接管的外表面固定连接有收纳箱，所述收纳箱的表面开设有多个收纳槽，所述箱体的上方设置有调节帽，所述调节帽的底部固定连接有固定管，所述固定管的内表面设置有内螺纹面，所述内螺纹面的内表面与所述连接螺纹面的表面螺纹连接，所述调节帽的一侧设置有锁紧螺丝，所述锁紧螺丝的表面与所述箱体的表面相适配。
与相关技术相比较，本发明提供的电缆漏电流监测设备具有如下有益效果：
本发明提供一种电缆漏电流监测设备，电缆回路产生的漏电流经过漏电流检测单元的采集，连接至电量采集芯片U1的输入，电量采集电路通过其内部的SPI通信传输给微控制器芯片U2，微控制器芯片U2然后通过串口发送给通信隔离芯片U3，再经过无线通信芯片U4最终发送给上位机平台，完成电缆回路漏电流的监测。
附图说明
图1为本发明提供的电缆漏电流监测设备的一种实施例的系统框图；
图2为图1所示的检测电路的框图；
图3为图1所示的微控制器的框图；
图4为图1所示的通信电路的框图；
图5为图1所示的剩余电流互感器的电路图；
图6为图2所示的电量采集芯片U1的电路图；
图7为图3所示的微控制器芯片U2的电路图；
图8为图3所示的P5的电路图；
图9为图4所示的通信隔离芯片U3的电路图；
图10为图4所示无线通信芯片U4的电路图；
图11为本发明提供的电缆漏电流监测设备的运输设备的结构示意图；
图12为图11所示A部放大示意图；
图13为图11所示B部放大示意图；
图14为图13所示支撑柱部分的截面图。
图中标号：1、箱体，11、防护垫板，2、支撑柱，21、连接滑槽，22、旋转槽，3、连接管，31、限位滑块，32、连接螺纹面，4、收纳箱，41、收纳槽，5、调节帽，51、固定管，52、内螺纹面，6、锁紧螺丝。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14，其中，图1为本发明提供的电缆漏电流监测设备的一种实施例的系统框图；图2为图1所示的检测电路的框图；图3为图1所示的微控制器的框图；图4为图1所示的通信电路的框图；图5为图1所示的剩余电流互感器的电路图；图6为图2所示的电量采集芯片U1的电路图；图7为图3所示的微控制器芯片U2的电路图；图8为图3所示的P5的电路图；图9为图4所示的通信隔离芯片U3的电路图；图10为图4所示无线通信芯片U4的电路图；图11为本发明提供的电缆漏电流监测设备的运输设备的结构示意图；图12为图11所示A部放大示意图；图13为图11所示B部放大示意图；图14为图13所示支撑柱部分的截面图。
一种电缆漏电流监测设备包括：剩余电流互感器、检测电路、微控制器、通信电路；
所述剩余电流互感器的输出端与所述检测电路的输入端电性连接，所述检测电路的输出端与所述微控制器的输入端电性连接，所述微控制器的输出端与所述通信电路的输入端电性连接；
所述检测电路包括电量采集芯片U1；
所述微控制器包括微控制器芯片U2和P5；
所述通信电路包括通信隔离芯片U3和无线通信芯片U4。
所述剩余电流互感器用于将漏电流数据输入至检测电路；检测电路用于将实时的漏电流数据传送给微控制器；微控制器负责将收到的漏电流数据打包整理，供通信电路备用；通信电路最终将漏电流数据发送给上位机平台。
监测设备主要安装在配电柜里面，以检测电缆回路漏电流。
所述剩余电流互感器的输出端并联有电阻R5，并且剩余电流互感器的输出端串联有电阻R3、电容C2、电容C3和电阻R4，电容C2、电容C3之间接地，R3与C2、R4与C3之间分别引出两个信号V1P、V1N与所述电量采集芯片U1的8、9两个引脚连接，剩余电流互感器和电阻R3、R4、R5、电容C1、C3以及电量采集芯片U1完成电缆回路的漏电流数据采集。
所述剩余电流互感器的电阻R3、电容C2、电容C3和电阻R4依次串联后并联在电阻R5的两端。
所述电量采集芯片U1的1脚接3.3v电源，同时接电容C5到地，2脚接电容C6到地，3、4脚短接一起接电容C4到地，同时连接上拉电阻R6到3.3v电源，5、6、7、8、9脚以及13、14脚分别连接P5上1、2、3和4部分的输出端，10脚连接相互并联的两个电容C7、C8到地，11脚直接接地，16脚连接所述微控制器芯片U2的14脚，18脚外接电阻R7和电容C11，19、20、21引脚分别连接所述微控制器芯片U2的17、16、15脚，SPI_CS、SPI_MOSI、SPI_MISO、SPI_SCK四个信号完成数据的传输，22、23脚外接Y1、C9、C10，24脚直接接地，12、15、17脚悬空。
所述电量采集芯片U1的电阻R7和电容C11构成的复位电路，Y1、C9、C10组成振荡电路。
所述微控制器芯片U2的1、9、24、36、48脚接3.3v电源，8、23、35、47接地，5、6脚连接Y2、C12、C13，7脚连接电阻R9和电容C14分别至3.3v电源和地，30、31分别连接到通信隔离芯片U3的3、2脚完成通信，33脚串联电阻R10后连接无线通信芯片U4的14脚，实现对无线通信芯片U4地址信息的配置，7、34、37三个脚分别连接到P5元件的2、3、4脚，实现软件下载的功能；44脚连接电阻R8到地，U2的其余引脚悬空。
所述微控制器芯片U2的Y2、C12、C13构成振荡电路。
所述通信隔离芯片U3的1、4脚分别连接3.3v电源和地，8、5脚分别连接隔离的5v电源和地，6、7脚分别串联电阻R11、R12后连接至无线通信芯片U4的22、23脚。
所述无线通信芯片U4的21、20脚分别连接隔离的5v电源和地，8脚串联LED指示灯和电阻R13后上拉至5v电源。
电缆回路产生的漏电流经过漏电流检测单元的采集，连接至电量采集芯片U1的输入，电量采集电路通过其内部的SPI通信传输给微控制器U2，微控制器U2然后通过串口发送给隔离芯片U3，经过无线通信芯片U4最终发送给上位机平台，完成电缆回路漏电流的监测。
与相关技术相比较，本发明提供的电缆漏电流监测设备具有如下有益效果：
电缆回路产生的漏电流经过漏电流检测单元的采集，连接至电量采集芯片U1的输入，电量采集电路通过其内部的SPI通信传输给微控制器芯片U2，微控制器芯片U2然后通过串口发送给通信隔离芯片U3，再经过无线通信芯片U4最终发送给上位机平台，完成电缆回路漏电流的监测。
所述电缆漏电流检测设备的零部件在运输的过程中需要使用到运输设备，运输设备包括箱体1，所述箱体1的内壁固定连接有防护垫板11，所述箱体1的内壁的底部固定连接有支撑柱2，所述支撑柱2上分别开设有连接滑槽21和旋转槽22，所述旋转槽22位于所述连接滑槽21的上方，并且旋转槽22的内部与所述连接滑槽21的内部相互连通，所述支撑柱2的外表面套设有连接管3，所述连接管3的内壁固定连接有限位滑块31，所述限位滑块31的表面与所述连接滑槽21的内表面滑动连接，所述限位滑块31的表面与所述旋转槽22的内表面相适配，所述连接管3的外表面设置有连接螺纹面32，所述连接管3的外表面固定连接有收纳箱4，所述收纳箱4的表面开设有多个收纳槽41，所述箱体1的上方设置有调节帽5，所述调节帽5的底部固定连接有固定管51，所述固定管51的内表面设置有内螺纹面52，所述内螺纹面52的内表面与所述连接螺纹面32的表面螺纹连接，所述调节帽5的一侧设置有锁紧螺丝6，所述锁紧螺丝6的表面与所述箱体1的表面相适配。
收纳箱4内部的收纳槽41设置有三层，上下分布，方便对零部件的分成安装，从而方便对不同零件之间的分开储存，避免在运输的过程中发生碰撞和损坏，提高零部件运输的稳定性和安全性，箱体1的内侧设置有防护垫板11，对收纳槽41的侧面进行防护，避免收纳槽41的开口处直接与箱体1的内壁接触和碰撞，进一步的提高零部件远程输送的稳定性和安全性。
支撑柱2上设置有连接滑槽21方便收纳箱4通过连接管3和限位滑块31滑动调节，从而方便将收纳箱4从箱体1的内部提上去，当限位滑块31上升至旋转槽22的内部时，水平转动收纳箱4，收纳箱4通过连接管3带动限位滑块31滑入旋转槽22的内部，并且限位滑块31与连接滑槽21之间错位分布，使得此时的收纳箱4能够稳定的固定在旋转槽22的上方，以方便对收纳槽41内部零件的安装和取出，操作方便且更安全可靠。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种电缆漏电流监测设备，其特征在于，包括：
剩余电流互感器、检测电路、微控制器、通信电路；
所述剩余电流互感器的输出端与所述检测电路的输入端电性连接，所述检测电路的输出端与所述微控制器的输入端电性连接，所述微控制器的输出端与所述通信电路的输入端电性连接；
所述检测电路包括电量采集芯片U1；
所述微控制器包括微控制器芯片U2和P5；
所述通信电路包括通信隔离芯片U3和无线通信芯片U4；
所述电缆漏电流检测设备的零部件在运输的过程中需要使用到运输设备，运输设备包括箱体，所述箱体的内壁固定连接有防护垫板，所述箱体的内壁的底部固定连接有支撑柱，所述支撑柱上分别开设有连接滑槽和旋转槽，所述旋转槽位于所述连接滑槽的上方，并且旋转槽的内部与所述连接滑槽的内部相互连通，所述支撑柱的外表面套设有连接管，所述连接管的内壁固定连接有限位滑块，所述限位滑块的表面与所述连接滑槽的内表面滑动连接，所述限位滑块的表面与所述旋转槽的内表面相适配，所述连接管的外表面设置有连接螺纹面，所述连接管的外表面固定连接有收纳箱，所述收纳箱的表面开设有多个收纳槽，所述箱体的上方设置有调节帽，所述调节帽的底部固定连接有固定管，所述固定管的内表面设置有内螺纹面，所述内螺纹面的内表面与所述连接螺纹面的表面螺纹连接，所述调节帽的一侧设置有锁紧螺丝，所述锁紧螺丝的表面与所述箱体的表面相适配；
当所述限位滑块上升至所述旋转槽的内部时，水平转动所述收纳箱，所述收纳箱通过所述连接管带动所述限位滑块滑入所述旋转槽的内部，并且所述限位滑块与所述连接滑槽之间错位分布，使得此时的所述收纳箱能够稳定的固定在所述旋转槽的上方，以方便对所述收纳槽内部零件的安装和取出。
2.根据权利要求1所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述剩余电流互感器的输出端并联有电阻R5，并且剩余电流互感器的输出端串联有电阻R3、电容C2、电容C3和电阻R4，电容C2、电容C3之间接地，R3与C2、R4与C3之间分别引出两个信号V1P、V1N与所述电量采集芯片U1的8、9两个引脚连接。
3.根据权利要求2所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述剩余电流互感器的电阻R3、电容C2、电容C3和电阻R4依次串联后并联在电阻R5的两端。
4.根据权利要求3所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述电量采集芯片U1的1脚接3.3v电源，同时接电容C5到地，2脚接电容C6到地，3、4脚短接一起接电容C4到地，同时连接上拉电阻R6到3.3v电源，5、6、7、8、9脚以及13、14脚分别连接P5上1、2、3和4部分的输出端，10脚连接相互并联的两个电容C7、C8到地，11脚直接接地，16脚连接所述微控制器芯片U2的14脚，18脚外接电阻R7和电容C11，19、20、21引脚分别连接所述微控制器芯片U2的17、16、15脚，SPI_CS、SPI_MOSI、SPI_MISO、SPI_SCK四个信号完成数据的传输，22、23脚外接Y1、C9、C10，24脚直接接地，12、15、17脚悬空。
5.根据权利要求4所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述电量采集芯片U1的电阻R7和电容C11构成的复位电路，Y1、C9、C10组成振荡电路。
6.根据权利要求5所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述微控制器芯片U2的1、9、24、36、48脚接3.3v电源，8、23、35、47接地，5、6脚连接Y2、C12、C13，7脚连接电阻R9和电容C14分别至3.3v电源和地，30、31分别连接到通信隔离芯片U3的3、2脚，33脚串联电阻R10后连接无线通信芯片U4的14脚，7、34、37三个脚分别连接到P5元件的2、3、4脚，44脚连接电阻R8到地，U2的其余引脚悬空。
7.根据权利要求6所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述微控制器芯片U2的Y2、C12、C13构成振荡电路。
8.根据权利要求7所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述通信隔离芯片U3的1、4脚分别连接3.3v电源和地，8、5脚分别连接隔离的5v电源和地，6、7脚分别串联电阻R11、R12后连接至无线通信芯片U4的22、23脚。
9.根据权利要求8所述的电缆漏电流监测设备，其特征在于，所述无线通信芯片U4的21、20脚分别连接隔离的5v电源和地，8脚串联LED指示灯和电阻R13后上拉至5v电源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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