CN202110226U - 一种输变电设备温升试验巡检仪 - Google Patents

一种输变电设备温升试验巡检仪 Download PDF

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顾能华
尤婷
黄云龙
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Abstract

本实用新型属于仪器仪表技术领域,具体设计一种输变电设备温升试验巡检仪,该巡检仪由隔离温度采集电路、多路模拟开关、A/D转换器和单片机、通讯接口、LCD显示器以及上位机组成,所述隔离温度采集电路包括电势放大装置、隔离放大器、线性化处理装置和调零调幅电路。该巡检仪能对高压设备母线出厂前的温升实验进行检测,一次可测48处温升值,方便可靠,并通过RS232与计算机连接将温升测试报告生成EXCEL文件打印出来,提高了测试效率。

Description

一种输变电设备温升试验巡检仪
技术领域
本实用新型属于仪器仪表技术领域,尤其涉及输变电设备温升试验自动巡检仪。
背景技术
电力系统中高压开关柜等高压设备的母线在载流过大时经常出现温升过高,而使相邻的绝缘部件性能劣化,甚至击穿而造成事故。据统计,电力系统发生事故原因中有相当一部分与热问题有关。因此,高压设备在出厂前都必须经过严格的温升测试,以保证在大电流下,不超过安全温升值。目前多数厂家都是将热电偶热端贴在母线排上,冷端接入电桥,通过调节直流电位差计平衡读出示值,然后查询分度表计算得出温升值,这种方法劳动强度大,效率低,误差大,测试点多时更加繁琐。另外一些方法是采用数字温度传感器如DS18B20,但这类器件体积较大,不容易埋入母线排中。
实用新型内容
为克服传统实验方法测温周期长、误差大,投入成本高,劳动强度大,效率低的缺陷,本实用新型提供一种设计合理、测试周期短、精度高,大幅降低实验人员劳动量的输变电设备温升试验巡检仪,本实用新型能对高压设备母线出厂前的温升实验进行检测,一次可测48处温升值,方便可靠。并通过RS232与计算机连接,可以在需要的情况下将温升测试报告生成EXCEL文件并打印出来,极大提高了测试效率。
为解决上述技术问题,采用如下技术方案:
一种输变电设备温升试验巡检仪,其特征在于该巡检仪由隔离温度采集电路、多路模拟开关、A/D转换器和单片机、通讯接口、LCD显示器以及上位机组成,隔离温度采集电路连接多个测试触头,测试触头安装在被试品的测温点,每个测试触头的热电偶输出接离温度采集电路,所述隔离温度采集电路包括电势放大装置、隔离放大器、线性化处理装置和调零调幅电路,所述隔离温度采集电路的输出通过多路模拟开关和A/D转换器接单片机,多路模拟开关和A/D转换器对隔离温度采集电路传送的信息进行处理所需要的同步和控制信号并将电信号转为数字信号发送至单片机,单片机输出接LCD显示器,单片机通过通讯接口连接到上位机。
进一步,所述AD转换器为TI公司的12位串行模数转换器TLC2543,
本实用新型所述LCD显示器为4004型LCD。
优选地,所述单片机主控制芯片为ATMEL公司生产的AT89S52,通过232与上位机建立联系。
为提高了测试的效率和自动化程度,所述上位机设有显示器和测量数据存储器以及Excel检测报表生成器。
为提高了测量的准确度,所述单片机设有温度零点补偿模块和测量误差修正模块。
相比现有技术,本实用新型有益效果如下:
1、本实用新型采用隔离式温度采集电路,可以很好地实现被测点与巡检仪之间的电气隔离,电源电路、输入电路和输出电路的三端隔离的设计结构提高了巡检仪的可靠性和安全性;
2、采用单片的12位A/D转换器即可实现48路热电偶信号的模数转化,降低了成本。
3、本实用新型实现连续采集、直接储存,根据不同需要开发相应的程序,对数据直接加工、处理、自动生成Excel检测报表,极大地提高了测试的效率和自动化程度。
附图说明
图1为本实用新型输变电设备温升试验巡检仪结构示意图。
图2为本实用新型中隔离温度采集电路结构示意图。
图3为本实用新型中隔离温度采集电路中隔离放大器的电路图。
图4为本实用新型电路原理图示意图。
图5为本实用新型单片机外围电路。
图6为本实用新型工作流程示意图。
图中1为单片机;2为 A/D转换器;3为多路模拟开关;4为 RS232转化器;5 为LCD显示器。
具体实施方式
实施例1
一种输变电设备温升试验巡检仪,该巡检仪由隔离温度采集电路、多路模拟开关、A/D转换器和单片机、通讯接口、LCD显示器以及上位机组成。
隔离温度采集电路连接多个测试触头,测试触头安装在被试品的测温点,每个测试触头的热电偶输出接离温度采集电路,所述隔离温度采集电路包括电势放大装置、隔离放大器、线性化处理装置和调零调幅电路,所述隔离温度采集电路的输出通过多路模拟开关和A/D转换器接单片机,多路模拟开关和A/D转换器对隔离温度采集电路传送的信息进行处理所需要的同步和控制信号并将电信号转为数字信号发送至单片机,单片机输出接LCD显示器,单片机通过通讯接口连接到上位机。
隔离温度采集电路如图2和图3所示,热电偶输出的热电势经过预放大后送到精密隔离放大器ISO124中放大,再经过线性化处理、调零和调幅电路后送至单片机,通过对不同的电路供给不同回路的电压,将干扰信号屏蔽掉,图4为前置隔离放大器的电路。 
多路模拟开关应用三片CD4067模拟开关组成,CD4067 是数字控制模拟开关,具有低导通阻抗,低截止漏电流和内部地址译码的特征。本巡检仪要测量48点的温升值,一片AD转换器通道显然不够,如果用多片则造成浪费,所以这里应用三片CD4067模拟开关。CD4067 是数字控制模拟开关,具有低导通阻抗,低截止漏电流和内部地址译码的特征。另外,在整个输入信号范围内,导通电阻保持相对稳定。CD4067 是16 通道开关,有四个二进制输入端ABCD 和控制端INH,输入的任意一个组合可选择一路开关。INH=1 时,关闭所有的通道。 
AD转换电器 TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器,使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换,转换时间只需10μs,采样率为66kbps,线性误差±1LSBmax。由于是串行输入结构,能够节省51系列单片机I/O资源。
单片机采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机,是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K字节在系统可编程Flash存储器等。图5是单片机外围电路。
LCD显示器采用4004型LCD,一行可显示16点温升值,通过按键翻读,可读出48点温升值。
上位机由LabVIEW编写,具有界面美观的特点,通过对界面中串口选择、波特率等参数设定,可以接收下位单片机所发送的数据,按下启动按钮后,就可以显示出各温度点的数据,当测量工作结束时,按下报表产生按钮,可以产生EXCEL报表。
本实用新型额工作过程:
输变电设备各测量点温升信号通过热电偶输入到隔离温度采集电路,再经过线性化处理、调零和调幅电路后送至单片机电路,单片机电路经过数据处理将各点温升值通过LCD显示,并可通过通讯接口将数据传送至上位机,通过上位机显示出各温度点的数据,当测量工作结束时,按下报表产生按钮,可以产生EXCEL报表。
综上所述,本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后,根据本实用新型的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案,均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (6)

1.一种输变电设备温升试验巡检仪,其特征在于该巡检仪由隔离温度采集电路、多路模拟开关、A/D转换器和单片机、通讯接口、LCD显示器以及上位机组成,隔离温度采集电路连接多个测试触头,测试触头安装在被试品的测温点,每个测试触头的热电偶输出接离温度采集电路,所述隔离温度采集电路包括电势放大装置、隔离放大器、线性化处理装置和调零调幅电路,所述隔离温度采集电路的输出通过多路模拟开关和A/D转换器接单片机,多路模拟开关和A/D转换器对隔离温度采集电路传送的信息进行处理所需要的同步和控制信号并将电信号转为数字信号发送至单片机,单片机输出接LCD显示器,单片机通过通讯接口连接到上位机。
2.如权利要求1所述输变电设备温升试验巡检仪,其特征在于所述AD转换器为TI公司的12位串行模数转换器TLC2543。
3.如权利要求1所述输变电设备温升试验巡检仪,其特征在于LCD显示器为4004型LCD。
4.如权利要求1所述输变电设备温升试验巡检仪,其特征在于单片机主控制芯片为ATMEL公司生产的AT89S52,通过232与上位机建立联系。
5.如权利要求1所述输变电设备温升试验巡检仪,其特征在于所述上位机设有显示器和测量数据存储器以及Excel检测报表生成器。
6.如权利要求1所述输变电设备温升试验巡检仪,其特征在于单片机设有温度零点补偿模块和测量误差修正模块。
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