CN201663360U - 开关柜智能测控仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测控仪，具体涉及开关柜智能测控仪。本实用新型可实现计算机自动测量、自动控制、以太网络连接、光纤通信为设备的开关柜智能测控仪其包括单片机和开关柜柜体，单片机的输入端与信号转换器的输出端连接，信号转换器的输入端与光耦合器U1-U7的输出端连接，光耦合器U1-U7并与接线端子

连接，单片机上连有温湿度传感器，单片机上还连有无线触头温度在线监测系统，开关柜柜体内断路器上的触头各设置一套温度测量无线发送装置，单片机的输出端分别连有状态显示管、液晶显示屏和电加热器，单片机通过以太网接口与主计算机连接。

Description

开关柜智能测控仪

一、技术领域

本实用新型涉及测控仪，具体涉及开关柜智能测控仪。

二、背景技术

现有专利200320126311X产品在电力系统中应用广泛，参见图1所示，综合叙述如下：

1、开关状态由双色十字发光二极管显示出来。它的输入信号由各开关(断路器的分/合、工作位置、实验位置、接地刀分/合和已储能/未储能)辅助触点送来动作状态，经计算机控制面板上的发光管显示其工作状态。

2、高压状态显示，是由发光二极管显示A相、B相和C相工作状态。三相高压通过高压传感器降压后送入计算机，再控制其显示状态。

3、温湿度数据显示与控制：由外接的模拟温度传感器和凝露传感器测量温湿度，经运算放大器与设置的数值比较，当达到设定值后，计算机控制加热器工作。

4、当计算机控制加热器电路工作时，如果加热器电路断线不能加温时，计算机控制警报灯亮和警报信号输出。

三、发明内容

本实用新型的目的是避免上述缺点，提供一种可实现计算机自动测量、自动控制的开关柜智能测控仪。

本发明的技术方案：一种开关柜智能测控仪，包括单片机和开关柜柜体，其特征在于：单片机的输入端与信号转换器的输出端连接，信号转换器的输入端与光耦合器U1-U7的输出端连接，光耦合器U1-U7并与接线端子连接，单片机上连有温湿度传感器，单片机上还连有无线触头温度在线监测系统，开关柜柜体内断路器上的触头各设置一套温度测量无线发送装置，单片机的输出端分别连有状态显示管、液晶显示屏和电加热器，单片机通过以太网接口与主计算机连接。

所述的温湿度传感器的信号经接线端子通过光耦器U7-U8与单片机相连接。

所述的单片机通过开关电源与接线端子连接。

所述的单片机通过继电器分别与接线端子连接。

本实用新型的优点：开关柜智能测控仪的特点和保护内容为具体的输入电路与32位单片机的接口电路配合

1、用6个光耦合器代替5个上拉电阻，目的是提高单片计算机对外部线路的抗干扰能力。

2、用数字式温度传感器和数字式湿度传感器代替原有的模拟式传感器，电路简化，性能更优。

3、用4个光耦合器代替原有的运算放大器，目的是配合数字式传感器提高单片计算机对外部线路的抗干扰能力。

4、增加了6路高压无线触头测温电路，适用于电力系统新的高压在线监测触头温度的要求。

5、选用液晶显示屏，可以直接翻页显示各种数据。

6、用以太网接口电路代替485接口电路，目的是提高了传输速度，适用于新的数字化以太网变电站通信规约，并与世界电力系统新的规约接轨。

四、附图说明

图1是原专利的原理线路图；

图2是本实用新型的原理方框图；

图3是本实用新型的原理线路图.

附图标号说明：1-单片机；2-信号转换器；3-状态显示管；4-液晶显示屏5-以太网接口。

五、具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

一种开关柜智能测控仪，包括单片机1和开关柜柜体，单片机1的输入端与信号转换器2的输出端连接，信号转换器2的输入端与光耦合器U1-U7的输出端连接，光耦合器U1-U7并与接线端子

连接，单片机1上连有温湿度传感器，单片机1上还连有无线触头温度在线监测系统，开关柜柜体内断路器上的触头各设置一套温度测量无线发送装置，单片机1的输出端分别连有状态显示管3、液晶显示屏4和电加热器，单片机1通过以太网接口5与主计算机连接，所述的温湿度传感器的传来的信号经接线端子

和通过光耦器U7-U8与单片机1相连接，所述的单片机1通过开关电源与接线端子

连接，所述的单片机1通过继电器J1-J5分别与接线端子

连接。

参见图2和图3，当智能测控仪接线端子接上电源(～220V)后，开关电源(KGDY)输出5V和33V电源，单片机复位，各端口处于初始状态(即各端口处于高电平“1”状态)，然后进行扫描监测与控制。

当开关柜内处于“工作位置”时，接线端子

与

接通，信号经光耦器U1到信号转换器2，信号转换器2输出分两路，一路送状态显示管3的ZLED1和ZLED3的红色发光条亮，表示处于工作位置状态。另一路送单片机1内存放状态信号，同时又经以太网接口5上传到主计算机数据库中。

当开关柜内处于“实验位置”时，接线端子

与

接通，信号经光耦合器U2到信号转换器2，信号转换器2输出分两路，一路送状态显示管3的ZLED1和ZLED3的绿色发光条亮，表示处于实验位置状态。另一路送单片机1内存放状态信号，同时又经以以太网接口5上传到主计算机的数据库中。

当开关柜内的断路器“合闸”时，接线端子

与接通，信号经光耦器U3到信号转换器2，信号转换器2输出分两路，一路送状态显示管3的ZLED2的红色发光条亮，表示断路器处于合闸位置。另一路送单片机1内存放“合闸”信号，同时又经以太网接口5上传到主计算机的数据库中。

当开关柜内的断路器“分闸”时，接线端子与接通，信号经光耦器U4到信号转换器2，信号转换器2输出分两路，一路送状态显示管3的ZLED2的绿色发光条亮，表示断路器处于分闸位置。另一路送单片机1内存放状态信号，同时又经以太网接口5上传到主计算机的数据库中。

当开关柜内的储能弹簧处于“已储能”时，接线端子

与

接通，信号经光耦合器U5到信号转换器2，信号转换器2输出分两路，一路送状态显示管3的ZLED4的红色发光条亮，表示储能弹簧“已储能”。另一路送单片机1内存放状态信号，同时又经以太网接口5上传到主计算机的数据库中。

当开关柜内的储能弹簧处于“未储能”时，接线端子

与

断开，无信号到光耦器U5，状态显示管3的ZLED4的绿色发光条亮，表示储能弹簧“未储能”。另一路单片机1内存放的是“未储能”信号，同时又经以太网接口5上传到主计算机的数据库中也是“未储能”信号。

当开关柜内的接地刀处于“闭合”时，接线端子

与

接通，信号经光耦合器U6到信号转换器2，信号转换器2输出分两路，一路送状态显示管3的ZLED5的红色发光条亮，表示接地刀“闭合”。另一路送单片机1内存放状态信号，同时又经以太网接口5上传到主计算机的数据库中。

当开关柜内的接地刀处于“分开”时，接线端子与

断开，无信号到光耦合器U5，状态显示管3的ZLED5绿色发光条亮，表示接地是“分开”状态。同时主计算机的数据库中也是“分开”信号。

当一通道数字式温度传感器周围环境温度信号经接线端子

光耦合器U7到单片机1的P0.27输入端口。一个输出端口P1.18-P1.31将数据送到液晶显示屏4显示环境温度数据。另一个输出端口将数据经以太网接口5上传到主计算机的数据库中。当实测温度低于预设温度下限时，单片机1的P1.16端口输出低电平控制J1继电器工作，从而接线端子

和

接通外部加热器进行加温。当实测温度高于预设温度上限时，单片机1的P1.16端口输出高电平，J1继电器停止工作，加热器停止加温。若加热器电路断线故障时，DX1警报信号电路输出低电平到单片机1的P0.18输入端，单片机1输出控制LED5警报红色灯亮，同时P0.22输出低电平控制J3继电器工作，接线端子

和

输出无源警报信号。

当一通道数字式湿度传感器周围环境相对湿度信号经接线端子

光耦合器U8到单片机1的P0.29输入端口。一个输出端口P1.18-P1.31将数据送到液晶显示屏4显示环境的相对湿度数据。一个输出端口将数据经以太网接口5上传到主计算机的数据库中。当实测的相对湿度高于预设湿度上限时，单片机1的P1.16端口输出低电平控制J1继电器工作，从而接线端子

和

接通外部加热器进行加温。当实测温度高于预设温度上限时，单片机1的P1.16端口输出高电平，J1继电器停止工作，加热器停止加温。若加热器电路断线故障时，DX1警报信号电路输出低电平到单片机1的P0.18输入端，单片机1输出控制LED5警报红色灯亮，同时P0.22输出低电平控制J3继电器工作，接线端子

和

输出无源警报信号。

同理，二通道数字式温湿度信号从接线端子

和

输入到单片机1中，输出到液晶屏4显示二通道数字式温湿度数据，又根据情况控制J2或J3继电器(即加热器或警报信号)。

WXJS无线触头温度在线监测系统，高压开关柜内断路器上的六个触头各安装一套测量温度的无线发送装置，各有一个不同编码的地址。智能测控仪内安装一个无线接收装置，分别接收各触头的实时温度值，然后将数据串行传送到单片机1的P0.8端口，并存入内存单元。一方面送到液晶屏4显示各触头的温度值，同时又经以太网接口5，将数据传送到主计算机数据库中。当触头温升过高，超过警报上限值时，单片机1的P0.20输出低电平，控制J4继电器工作，从接线端子

和

输出触头超温无源警报信号。

高压传感器A相、B相和C相从接线端子

输入高压信号，经电阻R1-R3到快恢复稳压管VD1-VD3回到N中线地。整流桥4D1-4D3分别从稳压管两端取交流电信号输入，其输出直流经滤波C1-R6到光耦合器U11、U12、U13输入后，再经发光二极管LED1-LED3分别回到整流桥中。LED1、LED2和LED3点亮时，分别表示高压电源A相、B相和C相带电。光耦合器U11、U12、U13分别输出到单片机1的P0.4、P0.5和P0.6。单片机1通过以太网接口5和接线端子

和

将带电状况上传到主计算机的数据库中。当单片机判断有高压电时，P0.21端口控制J5继电器，接线端子和

输出闭锁信号，控制高压室后门关闭。

JP键盘连接单片机1的端口P0.10-P0.13是给内存预先设置各种参数值，以便计算机判断和操作应用。

Claims (4)

1.开关柜智能测控仪，包括单片机(1)和开关柜柜体，其特征在于：单片机(1)的输入端与信号转换器(2)的输出端连接，信号转换器(2)的输入端与光耦合器U1-U7的输出端连接，光耦合器U1-U7并与接线端子连接，单片机(1)上连有温湿度传感器，单片机(1)上还连有无线触头温度在线监测系统，开关柜柜体内断路器上的触头各设置一套温度测量无线发送装置，单片机(1)的输出端分别连有状态显示管(3)、液晶显示屏(4)和电加热器，单片机(1)通过以太网接口(5)与主计算机连接。

2.根据权利要求1所述的开关柜智能测控仪，其特征在于：所述的温湿度传感器的信号经接线端子通过光耦器U7-U8与单片机(1)相连接。

3.根据权利要求1所述的开关柜智能测控仪，其特征在于：所述的单片机(1)通过开关电源与接线端子连接。

4.根据权利要求1所述的开关柜智能测控仪，其特征在于：所述的单片机(1)通过继电器分别与接线端子连接。

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