CN203871265U - 一种真空断路器真空度在线监测装置 - Google Patents
一种真空断路器真空度在线监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203871265U CN203871265U CN201420083716.8U CN201420083716U CN203871265U CN 203871265 U CN203871265 U CN 203871265U CN 201420083716 U CN201420083716 U CN 201420083716U CN 203871265 U CN203871265 U CN 203871265U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- data processing
- processing module
- vacuum circuit
- capacitive coupling
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本实用新型属于自动测量技术领域，特别涉及一种真空断路器真空度在线监测装置。本实用新型主要包括电源模块、容性耦合传感器、信号调理模块、单片机数据处理模块、通讯模块以及上位机。其各部分之间的连接关系是：电源模块为容性耦合传感器、信号调理模块以及单片机数据处理模块提供工作电源；容性耦合传感器获取变化的电场信号并输出至信号调理模块，信号调理模块的输出接至单片机数据处理模块，上位机通过通信模块与单片机数据处理模块互联，上位机显示单片机数据处理模块的处理结果。本实用新型的有益效果是，能够有效监测真空断路器真空度劣化的不同程度。
Description
技术领域
本实用新型属于自动测量技术领域，特别涉及一种真空断路器真空度在线监测装置。
背景技术
真空断路器在配电网中的应用较为普遍。对于真空断路器而言，其灭弧室内的气压表征了真空度的高低程度，是表征真空断路器正常运行的关键性能参数。真空度的高低直接关系到真空断路器的电寿命，影响真空开关使用期间的耐压水平和分断能力。
我国的标准规定，正常运行时的真空断路器，其灭弧室内的气体压力应低于133×10-3Pa。随着断路器的运行，通常会因为漏气、制造材料以及开关操作而导致真空度遭到不同程度的损坏，使得真空度下降。严重到一定程度时，就会影响供电的可靠性。因此在线监测真空断路器的真空度对于实际的系统运行来说，很有必要，以便及时发现故障隐患，及时检修，减少不必要的损失。
当真空断路器的真空度下降到一定程度时，会引起周围局部电场的变化。本实用新型采用容性耦合传感器获取变化的电场信号，表征灭弧室内的真空度，实现对真空断路器真空度的在线监测。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种真空断路器真空度在线监测装置，本实用新型通过以下技术方案来实现：
主要包括电源模块、容性耦合传感器、信号调理模块、单片机数据处理模块、通讯模块以及上位机。其各部分之间的连接关系是：电源模块为容性耦合传感器、信号调理模块以及单片机数据处理模块提供工作电源；容性耦合传感器获取变化的电场信号并输出至信号调理模块，信号调理模块的输出接至单片机数据处理模块，上位机通过通信模块与单片机数据处理模块互联，上位机显示单片机数据处理模块的处理结果。
所述电源模块为一个AC/DC模块，其输出电压为+5V/DC和±12V/DC，它为除上位机之外的模块提供工作电源。
所述容性耦合传感器用于获取断路器周围变化的电场信号，该传感器由一个高压电容、一个电压跟随器、一个运算放大器和一个光电耦合器组成。高压电容的作用是耦合变化的电场信号，电压跟随器提高了带负载的能力，运算放大器则对高压电容的耦合信号进行前置放大，而光电耦合器则将高压系统与监测装置相隔离，起到保护监测装置的作用。
所述信号调理模块对容性耦合传感器的输出加了直流偏置，并再次对其进行放大。为了更好的判断出真空度的变化情况，添加了三相求和电路，求和电路中包含硬件滤波，滤波后得到工频分量。
所述单片机数据处理模块为STM32F103C8T6最小系统，利用其内置的双ADC模式对信号调理模块的输出信号进行快速采样，每个周波64点。经过数字滤波后得到工频分量和高频分量，并由工频分量值累加求和作为等效的基波有效值，高频分量值累加求和作为等效的谐波有效值。
所述通讯模块由一块MAX485芯片和三个光电耦合器构成。MAX485将单片机串口转换成USB，以便和上位机进行通讯，三个光电耦合器分别用于控制单片机的接收端、发送端以及收发控制位，它还可以将单片机和上位机隔离开来，起到保护单片机的作用。
附图说明
图1是所述在线监测装置的功能框图。
图2为传感器安装示意图。
图3是所述是单片机程序流程图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种真空断路器真空度在线监测装置，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1为所述在线监测装置功能框图，包括电源，传感器，信号调理单元，单片机数据处理单元以及上位机。电源模块将市电转换成5V和±12V的直流电，供给除上位机之外的模块。容性耦合传感器的输出接至信号调理单元，其中包括对A、B、C三相的硬件求和，对信号再次放大并滤波后接至单片机的模数转换模块ADC通道。本实用新型采用STM32F103C8T6的双ADC模式，两个ADC独立工作，第一个ADC按照A、B、C、D的顺序采集，第二个ADC则按照D、C、B、A的顺序采集，取两个ADC对应的同一个通道的平均值作为最终的采样结果，以消除因采样时间而带来的非同步误差。AD采样结果通过DMA的方式快速存储，提高单片机内核的效率。串口USART负责将采样计算结果传输至上位机显示。
如图2为所述传感器安装示意图，容性耦合传感器将断路器灭弧室附近变化的电场信号转换成相应的电信号。传感器共有三个，分别对应真空断路器的A、B、C相，它们都是正对着真空灭弧室的中央安装，与灭弧室外壳的距离大约15cm。
如图3所示为所述单片机程序流程图。所用到的STM32F103C8T6外设有模数转换模块ADC1和ADC2，定时器TIMER2，直接存储器存储通道DMA和串行通讯接口USART1。两个ADC都是由定时器TMIER2的比较匹配中断触发的，每隔313us触发一次；DMA的缓冲区大小为4，循环快速模式；串口USART1的波特率设置为19200。本实用新型考虑到滤波器的响应时间问题，每相都采集八个周期，前四个周期进行带通滤波，得到工频分量，后四个周期进行高通滤波，得到高频分量。利用六十四点滤波值进行累加作为波形有效值。故障诊断也是以八个周期为单位，诊断的结果是给出每相灭弧室的状态，包括正常状态、放电状态、大气状态。
Claims (6)
1.一种真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：主要包括电源模块、容性耦合传感器、信号调理模块、单片机数据处理模块、通讯模块以及上位机；
其各部分之间的连接关系是：
电源模块为容性耦合传感器、信号调理模块以及单片机数据处理模块提供工作电源；容性耦合传感器获取变化的电场信号并输出至信号调理模块，信号调理模块的输出接至单片机数据处理模块，上位机通过通信模块与单片机数据处理模块互联，上位机显示单片机数据处理模块的处理结果。
2.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：所述电源模块是一个AC/DC电源模块，其输出电压为+5V/DC和±12V/DC。
3.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：所述容性耦合传感器由高压电容器、电压跟随器、运算放大器以及光电耦合器组成。
4.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：所述信号调理模块包括简单的放大电路以及求和电路。
5.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：所述单片机数据处理模块采用型号为STM32F103C8T6的单片机。
6.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：所述通讯模块由MAX485和光电耦合器组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420083716.8U CN203871265U (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种真空断路器真空度在线监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420083716.8U CN203871265U (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种真空断路器真空度在线监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203871265U true CN203871265U (zh) | 2014-10-08 |
Family
ID=51652190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420083716.8U Expired - Fee Related CN203871265U (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种真空断路器真空度在线监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203871265U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104409275A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-11 | 大连理工大学 | 真空灭弧室真空度在线监测装置 |
| CN112017907A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 黄山学院 | 一种真空断路器真空度劣化非接触探测方法及其预警装置 |
-
2014
- 2014-02-27 CN CN201420083716.8U patent/CN203871265U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104409275A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-11 | 大连理工大学 | 真空灭弧室真空度在线监测装置 |
| CN104409275B (zh) * | 2014-11-19 | 2017-02-22 | 大连理工大学 | 真空灭弧室真空度在线监测装置 |
| CN112017907A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 黄山学院 | 一种真空断路器真空度劣化非接触探测方法及其预警装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204406160U (zh) | 一种基于wia无线网络的多通道模拟量采集远程控制器 | |
| CN104459493A (zh) | 一种开关柜局部放电在线监测系统 | |
| CN103516052A (zh) | 配电设备在线监测预警终端 | |
| CN205193212U (zh) | 直流电缆绝缘检测系统 | |
| CN104330681A (zh) | 一种直流电源系统中直流母线窜入交流的检测装置 | |
| CN203871265U (zh) | 一种真空断路器真空度在线监测装置 | |
| CN109883482A (zh) | 采集gis内高压断路器电流和振动信号的系统及方法 | |
| CN103399265A (zh) | 一种高压电缆终端局部放电超声监测器 | |
| CN203800837U (zh) | 一种晶闸管双触发脉冲整流控制器 | |
| CN102590719A (zh) | 电力电缆终端头局部放电检测贴片式传感器装置 | |
| CN204177918U (zh) | 一种地下电缆局部放电双核在线监测装置 | |
| CN202383244U (zh) | 气体绝缘组合电器局部放电检测装置 | |
| CN103245836B (zh) | 具有自动放电功能的智能兆欧表 | |
| CN205176134U (zh) | 配网谐波监测设备 | |
| CN202661348U (zh) | 一种sf6气体密度变送器 | |
| CN203908666U (zh) | 一种断路器/gis振动信号采集装置 | |
| CN203929889U (zh) | 一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器 | |
| CN203562840U (zh) | 配电设备在线监测预警终端 | |
| CN202916243U (zh) | 母线槽运行状态实时无线监测系统 | |
| CN207850537U (zh) | 一种数控机床电气柜温度采集系统 | |
| CN205643613U (zh) | 一种绝缘子闪络快速检测系统 | |
| CN108008192A (zh) | 一种具有压敏电阻故障监测功能的过电压保护器 | |
| CN202678358U (zh) | 一种智能型光伏汇流箱 | |
| CN206684227U (zh) | 基于直流it系统的绝缘电阻检测电路 | |
| CN110501562A (zh) | 变压器铁芯接地带就地显示传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141008 Termination date: 20150227 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |