CN207380156U - 有触点电器性能退化综合检测平台 - Google Patents
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Abstract
有触点电器性能退化综合检测平台属于有触点电器智能化技术领域，尤其涉及一种有触点电器性能退化综合检测平台。本实用新型提供一种自动化控制程度高的有触点电器性能退化综合检测平台的硬件基础。本实用新型包括开关电器线圈电流测量与转换部分、开关电器线圈电压测量与转换部分、开关电器触点电流测量与转换部分和开关电器触点电压测量与转换部分，其结构要点开关电器线圈电流测量与转换部分的信号输出端口通过第一调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器线圈电压测量与转换部分的信号输出端口通过第二调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连。
Description
技术领域
本实用新型属于有触点电器智能化技术领域，尤其涉及一种有触点电器性能退化综合检测平台。
背景技术
在开关电器中有触点电器应用十分广泛，其运行状态会直接影响整个电力系统的运行，电器智能化的一个突出特点是可在线监测，实现全寿命状态监测、退化状态识别以及剩余寿命预测的功能，所以有触点电器性能退化评估意义重大，即有触点电器性能退化综合检测平台的必要性。有触点电器性能退化检测系统的采样率、采样速度及自动化控制程度有待提高。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，提供一种自动化控制程度高的有触点电器性能退化综合检测平台的硬件基础。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括开关电器线圈电流测量与转换部分、开关电器线圈电压测量与转换部分、开关电器触点电流测量与转换部分和开关电器触点电压测量与转换部分，其结构要点开关电器线圈电流测量与转换部分的信号输出端口通过第一调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器线圈电压测量与转换部分的信号输出端口通过第二调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器触点电流测量与转换部分的信号输出端口通过第三调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器触点电压测量与转换部分的信号输出端口通过第四调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连。
数据采集卡的信号输出端口与计算机的信号输入端口相连，计算机的控制信号输出端口依次通过RS485通讯部分、单片机控制板、继电器与开关电器线圈相连。
作为一种优选方案，本实用新型所述开关电器为交流接触器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述开关电器触点电流测量与转换部分采用电流传感器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述开关电器触点电压测量与转换部分采用电压传感器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述开关电器线圈电流测量与转换部分、开关电器线圈电压测量与转换部分、开关电器触点电流测量与转换部分和开关电器触点电压测量与转换部分均采用霍尔传感器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述第一调理电路和第三调理电路采用运算放大器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述第二调理电路和第四调理电路采用仪表放大器。
作为另一种优选方案，本实用新型所述运算放大器采用OP07运算放大器，OP07运算放大器的2脚分别与电阻R7一端、电阻R14一端、电容C6一端相连，电阻R7另一端分别与电阻R3一端、BLM21AG102SN电感磁珠FB2一端、电容C2一端相连，电感磁珠FB2另一端分别与检测电流输入端、SMBJ7.0A二极管D2一端相连，二极管D2另一端分别与电容C2另一端、电阻R4一端、地线、电容C4一端相连，电阻R4另一端接电阻R3另一端，电容C4另一端分别与OP07运算放大器的3脚、电阻R8一端相连，电阻R8另一端与电压设定端VSET相连；
OP07运算放大器的6脚通过电阻R16分别与电阻R18一端、电阻R14另一端、电容C6另一端相连，电阻R18另一端分别与二极管D6阴极、数据采集卡的信号输入端口相连，二极管D6阳极接地。
其次，本实用新型所述仪表放大器采用AD620仪表放大器，AD620仪表放大器的3脚通过电阻R19分别与BLM21AG102SN电感磁珠FB11一端、电阻R15一端相连，电感磁珠FB11另一端接检测电压第一输入端，电阻R15另一端分别与BLM21AG102SN电感磁珠FB12一端、电阻R20一端相连，电阻R20另一端接AD620仪表放大器的2脚，电感磁珠FB12另一端接检测电压第二输入端；AD620仪表放大器的6脚通过电阻R27与数据采集卡的信号输入端口相连；AD620仪表放大器的8脚依次通过跳线W2、变阻器RP6与AD620仪表放大器的1脚相连。
另外，本实用新型所述继电器采用G6B-1114P-US继电器，继电器的6脚分别与电源DVDD5、二极管D9阴极相连，二极管D9阳极分别与继电器的1脚、NPN三极管Q9集电极相连，NPN三极管Q9基极与单片机控制板的控制信号输出端口相连，NPN三极管Q9发射极接地，继电器的3、4脚接开关电器线圈。
本实用新型有益效果。
本实用新型单片机的I/O口与固态继电器组成交流接触器线圈驱动电路。线圈电压电流、触头电压电流信号经测量与转换部分采集，输出电流信号通过调理电路进入到数据采集卡中。当计算机向单片机发送相应指令，单片机就会通过控制继电器，继而控制线圈回路的通断，从而实现对交流接触器通断的控制。计算机运行后，控制数据采集卡采集数据，随后通过与单片机通信，接触器线圈回路通电，接触器闭合，延时，控制线圈回路断电，接触器触头分离，延时，停止数据采集及保存显示采集到的电压电流波形。
本实用新型通过串行通信对下位机进行实时控制，实现自动控制试验过程并对交流接触器通断过程中的线圈电压及电流、触头电压及电流波形进行监测与记录。
本实用新型由采集到的精确波形数据可以提取出反映交流接触器性能退化的特征参量，为后续性能退化评估研究工作奠定了基础。
本实用新型实现有触点电器三相主回路及分合闸线圈电压、电流波形采集，并对信号数据自动采集存储。
本实用新型通过串行通信对下位机进行实时控制，实现自动控制试验过程并对有触点电器通断过程中的线圈电压及电流、触头电压及电流波形进行自动采集、自动存储。
附图说明
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。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本实用新型的系统原理框图。
图2是本实用新型的系统硬件原理框图。
图3是本实用新型的电流调理电路图。
图4是本实用新型的电压调理电路图。
图5是本实用新型的继电器控制电路图。
图6是本实用新型的控制流程图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型包括开关电器线圈电流测量与转换部分、开关电器线圈电压测量与转换部分、开关电器触点电流测量与转换部分和开关电器触点电压测量与转换部分，开关电器线圈电流测量与转换部分的信号输出端口通过第一调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器线圈电压测量与转换部分的信号输出端口通过第二调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器触点电流测量与转换部分的信号输出端口通过第三调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器触点电压测量与转换部分的信号输出端口通过第四调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连。
数据采集卡的信号输出端口与计算机的信号输入端口相连，计算机的控制信号输出端口依次通过RS485通讯部分、单片机控制板、继电器与开关电器线圈相连。
数据采集卡可采用NI高速数据采集卡，实现8通道同时采集。
数据采集卡总共采集八路信号，分别为线圈电压及电流信号、三相电流信号和三相电压信号。三相电压是试品交流接触器主回路的电压，三相电流即是主线路或流过接触器触头的电流。
为了保证试验数据的高精度和高质量，本实用新型每路采样率可设为1M/s，数据采集前需要对采集的信号进行转换使采集设备的量程范围与实际信号相匹配。
所述开关电器为交流接触器。
所述开关电器触点电流测量与转换部分采用电流传感器。
所述开关电器触点电压测量与转换部分采用电压传感器。
所述开关电器线圈电流测量与转换部分、开关电器线圈电压测量与转换部分、开关电器触点电流测量与转换部分和开关电器触点电压测量与转换部分均采用霍尔传感器。霍尔传感器响应灵敏、线性度好，可以满足试验标准中规定的数据精度要求。
所述第一调理电路和第三调理电路采用运算放大器。
所述第二调理电路和第四调理电路采用仪表放大器。
所述运算放大器采用OP07运算放大器，OP07运算放大器的2脚分别与电阻R7一端、电阻R14一端、电容C6一端相连，电阻R7另一端分别与电阻R3一端、BLM21AG102SN电感磁珠FB2一端、电容C2一端相连，电感磁珠FB2另一端分别与检测电流输入端、SMBJ7.0A二极管D2一端相连，二极管D2另一端分别与电容C2另一端、电阻R4一端、地线、电容C4一端相连，电阻R4另一端接电阻R3另一端，电容C4另一端分别与OP07运算放大器的3脚、电阻R8一端相连，电阻R8另一端与电压设定端VSET相连。
OP07运算放大器的6脚通过电阻R16分别与电阻R18一端、电阻R14另一端、电容C6另一端相连，电阻R18另一端分别与二极管D6阴极、数据采集卡的信号输入端口相连，二极管D6阳极接地。
所述仪表放大器采用AD620仪表放大器，AD620仪表放大器的3脚通过电阻R19分别与BLM21AG102SN电感磁珠FB11一端、电阻R15一端相连，电感磁珠FB11另一端接检测电压第一输入端，电阻R15另一端分别与BLM21AG102SN电感磁珠FB12一端、电阻R20一端相连，电阻R20另一端接AD620仪表放大器的2脚，电感磁珠FB12另一端接检测电压第二输入端；AD620仪表放大器的6脚通过电阻R27与数据采集卡的信号输入端口相连；AD620仪表放大器的8脚依次通过跳线W2、变阻器RP6与AD620仪表放大器的1脚相连。通过变阻器RP6便于调整AD620仪表放大器的放大倍数。
所述继电器采用G6B-1114P-US继电器，继电器的6脚分别与电源DVDD5、二极管D9阴极相连，二极管D9阳极分别与继电器的1脚、NPN三极管Q9集电极相连，NPN三极管Q9基极与单片机控制板的控制信号输出端口相连，NPN三极管Q9发射极接地，继电器的3、4脚接开关电器线圈。
所述单片机采用DSPIC30F6014A单片机。
本实用新型数据处理系统可采用LabVIEW，其具有界面直观有友好、便于开发、调试方便、易于学习等特点。
如图1所示的本实用新型的系统原理框图，Ia、Ib、Ic分别是A、B、C三相的触点电流，Ua、Ub、Uc为三相触点电压，KM1、KM2、KM3为交流接触器主触点。线圈电压及电流信号、主触头三相电流信号和三相电压信号由高精度霍尔传感器测量与转换，转换后的信号经过调理电路进行调理，输送到高速数据采集卡进行高度采集，在计算机中显示和存储每次采集的波形数据，接触器通断控制部分由上位机与单片机通过RS485通讯，继电器动作，从而实现对接触器自动通断的精确控制。
本实用新型主要分为以下几个模块：线圈电压及电流信号采集模块、三相主触点电压及电流信号采集模块、继电器控制电路模块、串行通讯模块。本实用新型系统硬件框图如图2所示，三相触点电流分别由电流传感器1、电流传感器2、电流传感器3测量，三相触点电压分别由电压传感器1、电压传感器2、电压传感器3测量。主回路大电流信号经过电流传感器测量，需要转换为可被处理的电压信号。这个信号先经过调理电路调理，便于采集卡的处理。图3为本实用新型的电流信号的调理，设置的偏置电压VSET为2.5V，从同向端输入，经过运放电路放大，在电流为0时使输出端保持在5V，可使电压始终位于正半轴上，便于采集卡的处理。电路主要应用了一块OP07运算放大器，这款芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路，适用于对信号的测量。
测量电压的调理电路如图4所示，电压调理电路应用了一块AD620仪表放大器，设置的放大倍数为两倍。电压信号也需要经过一个电压互感器转换为小的电压信号。AD620的偏置电压为5V。输入端焊有磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。
本实用新型的继电器控制电路如图5，通过控制三极管的通断来控制继电器线圈，单片机发出高电平信号使三极管导通，继而继电器线圈得电，使继电器触点闭合，当需要断开继电器时，发出低电平信号，使三极管截止，继电器线圈失电，通过续流二极管释放线圈的电感能量。
为了保证通信不被干扰，提高通信的稳定性，可采用光耦隔离电路进行隔离。DSPIC30F6014A单片机的RXD、TXD、RD信号分别经过光耦隔离，进行RS485通讯，再经过UT-890型485转USB线转接器连接到计算机，从而实现上位机与下位机的实时通信功能。
本实用新型的控制流程图如图6所示，使用Labview，采用状态机结构模式，运行顺序为：初始化、等待开始、开始、停止和等待。下位机通过RS485总线接收上位机的命令，并把上位机的帧进行解析，在规定的时间内接收完整的协议报文，并解析出报文地址帧、功能代号帧、长度帧、数据帧、校验帧等内容，经过CRC校验合格后，根据数据帧决定继电器的开断与吸合。从而完成对主电路的通断控制。在开始执行前，首先要手动设置好数据采集卡的采集通道、每通道采样率，设置接触器开始闭合的次数及闭合次数、采集卡采样时间的设置及每次接触器通断的等待时间，以及采集后输出电压电流信号数据文件的保存位置等设置。运行后，首先执行初始化，对VISA配置端口、DAQmx创建通道及文件存储路径初始化配置，然后鼠标点击前面板上的开始按钮，数据采集卡开始采集数据，然后线圈回路通电，接触器闭合，一段时间后，线圈断电，接触器触头分离，停止采集数据，数据存储，完成一个周期的信号采集。在前面板可显示实时波形、采集次数及剩余次数等，并将采集到的所有数据存储在计算机内。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.有触点电器性能退化综合检测平台，包括开关电器线圈电流测量与转换部分、开关电器线圈电压测量与转换部分、开关电器触点电流测量与转换部分和开关电器触点电压测量与转换部分，其特征在于开关电器线圈电流测量与转换部分的信号输出端口通过第一调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器线圈电压测量与转换部分的信号输出端口通过第二调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器触点电流测量与转换部分的信号输出端口通过第三调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连，开关电器触点电压测量与转换部分的信号输出端口通过第四调理电路与数据采集卡的信号输入端口相连；
数据采集卡的信号输出端口与计算机的信号输入端口相连，计算机的控制信号输出端口依次通过RS485通讯部分、单片机控制板、继电器与开关电器线圈相连。
2.根据权利要求1所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述开关电器为交流接触器。
3.根据权利要求1所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述开关电器触点电流测量与转换部分采用电流传感器。
4.根据权利要求1所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述开关电器触点电压测量与转换部分采用电压传感器。
5.根据权利要求1所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述开关电器线圈电流测量与转换部分、开关电器线圈电压测量与转换部分、开关电器触点电流测量与转换部分和开关电器触点电压测量与转换部分均采用霍尔传感器。
6.根据权利要求1所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述第一调理电路和第三调理电路采用运算放大器。
7.根据权利要求1所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述第二调理电路和第四调理电路采用仪表放大器。
8.根据权利要求6所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述运算放大器采用OP07运算放大器，OP07运算放大器的2脚分别与电阻R7一端、电阻R14一端、电容C6一端相连，电阻R7另一端分别与电阻R3一端、BLM21AG102SN电感磁珠FB2一端、电容C2一端相连，电感磁珠FB2另一端分别与检测电流输入端、SMBJ7.0A二极管D2一端相连，二极管D2另一端分别与电容C2另一端、电阻R4一端、地线、电容C4一端相连，电阻R4另一端接电阻R3另一端，电容C4另一端分别与OP07运算放大器的3脚、电阻R8一端相连，电阻R8另一端与电压设定端VSET相连；
OP07运算放大器的6脚通过电阻R16分别与电阻R18一端、电阻R14另一端、电容C6另一端相连， 电阻R18另一端分别与二极管D6阴极、数据采集卡的信号输入端口相连，二极管D6阳极接地。
9.根据权利要求7所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述仪表放大器采用AD620仪表放大器，AD620仪表放大器的3脚通过电阻R19分别与BLM21AG102SN电感磁珠FB11一端、电阻R15一端相连，电感磁珠FB11另一端接检测电压第一输入端，电阻R15另一端分别与BLM21AG102SN电感磁珠FB12一端、电阻R20一端相连，电阻R20另一端接AD620仪表放大器的2脚，电感磁珠FB12另一端接检测电压第二输入端；AD620仪表放大器的6脚通过电阻R27与数据采集卡的信号输入端口相连；AD620仪表放大器的8脚依次通过跳线W2、变阻器RP6与AD620仪表放大器的1脚相连。
10.根据权利要求1所述有触点电器性能退化综合检测平台，其特征在于所述继电器采用G6B-1114P-US继电器，继电器的6脚分别与电源DVDD5、二极管D9阴极相连，二极管D9阳极分别与继电器的1脚、NPN三极管Q9集电极相连，NPN三极管Q9基极与单片机控制板的控制信号输出端口相连，NPN三极管Q9发射极接地，继电器的3、4脚接开关电器线圈。
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|---|---|---|---|---|
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| CN111596194A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-28 | 上海机电工程研究所 | 适用于pcb板维修测试设备的测试资源切换电路装置 |
| CN111693854A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-22 | 贵州天义电器有限责任公司 | 一种模拟电压跌落的电路及其操作方法 |
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| CN109031103B (zh) * | 2018-06-11 | 2021-03-02 | 辽宁欣科电气股份有限公司 | 一种交流接触器性能退化与状态评估方法 |
| CN111596194A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-28 | 上海机电工程研究所 | 适用于pcb板维修测试设备的测试资源切换电路装置 |
| CN111693854A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-22 | 贵州天义电器有限责任公司 | 一种模拟电压跌落的电路及其操作方法 |
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