CN209624730U - 一二次融合成套开关设备动作时间检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，包括电源模块、显示模块、按键模块、存储模块、电脑端、第一通信模块、控制器、第二通信模块、一二次融合成套开关设备、IGBT驱动模块、第一光耦模块、第二光耦模块。本实用新型不仅可以检测断路器本体的动作时间，还可以模拟远端的分合闸控制指令向一二次融合设备发送，控制器可以通过485通信方式控制断路器设备的分合闸操作，并且装置可以对数据进行存储、显示、传输，整个装置简洁方便，不需要多余的仪器进行配合，提高了设备的稳定性和测量精准度，检测信号部分采用光耦隔离，提高检测装置的抗干扰能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电网电力设备检测的技术领域，尤其涉及一二次融合成套开关设备动作时间检测装置。
背景技术
近年来，随着智能电网建设的快速发展，对配电网的智能化提出了更高的要求，作为其关键支撑的配电网一二次设备融合是配电网设备标准化、集成化的发展趋势。一二次融合成套开关设备是电力系统最重要的设备，主要作用是在正常或故障时，控制各种电力线路和负载设备的开断和关合，保证电力系统正常运行。一二次融合开关设备作为电网的主要部件，其断路器自身的动作时间以及远端发送指令给一二次融合设备到断路器的动作时间是能否及时开断的关键因素。未来伴随着配电网设备越来越多，断路器总量不断增长，操纵机构出现问题会影响故障切除，扩大事故，影响供电可靠性，并且一二次融合正处于发展阶段，技术尚未成熟，迫切需要检测装置验证其可靠性，目前已经多次发生因一二次融合配电设备分合异常导致事故扩大。因此一二次融合成套设备动作时间测试装置的需求将越来越迫切，针对一二次融合成套断路器动作时间的测试装置，保证能够满足机构的测试要求，及时发现潜在隐患，提升运行的可靠性。
目前对于一二次融合成套开关设备的基本测试中，包括遥控分合闸试验、机械强度试验、短路故障检测、断路器跳闸切除故障（具备重合闸功能，并且故障切除时间小于100ms）、防抖动功能试验（开关分合闸10次，开关位置应正确上报）等。在以上试验中，动作时间是一项重要的检测指标，但是目前对于配电网一二次融合设备动作时间测试并没有完整的方案和检测装置，各厂家搭建简易平台进行测量或者使用以前测试断路器线圈动作时间的方法，没有方便可靠精度高的检测装置。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，旨在解决现有技术对于配电网一二次融合设备动作时间测试没有完整、方便、可靠、精度高的检测装置的问题。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
一种一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，包括电源模块、显示模块、按键模块、存储模块、电脑端、第一通信模块、控制器、第二通信模块、一二次融合成套开关设备、IGBT驱动模块、第一光耦模块、第二光耦模块；其中，
电源模块分别与一二次融合成套开关设备、第一光耦模块、第二光耦模块连接；
控制器分别与显示模块、按键模块、存储模块、第一通信模块、第二通信模块、IGBT驱动模块、第一光耦模块、第二光耦模块连接；
电脑端与第二通信模块连接；
第一通信模块还与一二次融合成套开关设备连接；
IGBT驱动模块还分别与一二次融合成套开关设备、第一光耦模块连接。
在上述实施例的基础上，优选的，所述一二次融合成套开关设备包括顺序连接的馈线自动化终端、操纵机构、断路器；
馈线自动化终端与第一通信模块连接；
操纵机构与IGBT驱动模块连接；
断路器分别与电源模块、第二光耦模块连接。
在上述实施例的基础上，优选的，所述电源模块的正极与断路器的一个端子连接，经断路器的另一个端子后连接第一光耦模块的发射端，为第一光耦模块的发射端提供驱动电流；
所述电源模块的正极还连接第一光耦模块的接收端为其提供电流；
所述电源模块的正极还连接第二光耦模块的接收端为其提供电流；
所述电源模块的负极连接第一光耦模块、第二光耦模块的负极以及控制器的电源负极。
或者，优选的，控制器模拟一二次融合成套开关设备的分合闸指令通过第一通信模块与馈线自动化终端进行通信，通过馈线自动化终端、断路器的操纵机构进行分合闸动作，且动作触发由按键模块手动触发完成；
控制器还直接给IGBT驱动模块发送分合闸命令控制断路器的操纵机构进行动作，且动作触发由按键模块手动触发完成。
在上述任意实施例的基础上，优选的，所述驱动电路检测光耦模块包括第一限流电阻、第二限流电阻、第一光耦元件；
所述断路器分合闸检测光耦模块包括第三限流电阻、第四限流电阻、第二光耦元件。
在上述任意实施例的基础上，优选的，所述装置的检测对象为配电网一二次融合成套开关设备。
在上述任意实施例的基础上，优选的，控制器获取动作时间后存储到存储模块内，用于记录测量数据。
在上述任意实施例的基础上，优选的，控制器获取动作时间后由显示模块进行显示，并显示存储模块中检测到的历史数据。
在上述任意实施例的基础上，优选的，控制器获取动作时间后通过第二通信模块传输到电脑端。
在上述任意实施例的基础上，优选的，存储模块中的历史检测数据通过控制器、第二通信模块传输到电脑端。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型公开了一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，包括电源模块、显示模块、按键模块、存储模块、电脑端、第一通信模块、控制器、第二通信模块、一二次融合成套开关设备、IGBT驱动模块、第一光耦模块、第二光耦模块；其中，两个光耦模块用来检测驱动电路电平信号和断路器机械分合闸的状态信号；为了方便测试断路器机械开关状态，在断路器端子两端施加电源。
该检测装置可以检测两种开关动作时间，第一种是对一二次融合成套开关设备断路器分合闸动作时间进行测量；另外一种是检测从远端发送控制指令到断路器动作的时间，需要控制器模拟远端分合闸控制指令发送到断路器。第一种动作时间检测是通过按键模块手动触发检测，控制器通过控制IGBT驱动模块驱动断路器的操纵机构，控制器的I/O口实时检测光耦模块两端的电平状态，以IGBT驱动模块状态为动作起始信号，以断路器分合闸状态为动作终止信号，得到断路器动作时间；第二种动作时间检测是控制器首先模拟远端一二次融合成套开关设备的分合闸指令，通过第一通信模块发送给一二次融合成套开关设备的馈线自动化终端，馈线自动化终端控制执行远端的分合闸指令，以按键模块手动触发后的时刻为动作起始时刻，以断路器分合闸状态为动作终止信号为动作终止时刻。
该检测装置检测到动作时间后，可以由显示模块进行显示，方便用户直接获取检测数据，具有较好的人机交互功能和视觉效果；其次还具有数据存储功能，当检测数据量较多时，可以在全部测量完成后再从存储模块中导出数据到人机交互界面进行分析查看，显示存储模块中检测得到的历史数据；最后经处理器处理后得到的数据可以通过第二通信模块传输到电脑端，电脑端与控制器事先定义好通信协议，电脑端可以发送给控制器特定指令请求控制器发送需要的数据，方便用户在电脑端查看。
本实用新型针对目前配电网一二次融合成套设备动作时间检测，其突出的优点在于不仅可以检测断路器本体的动作时间，还可以模拟远端的分合闸控制指令向一二次融合设备发送，控制器可以通过485通信方式控制断路器设备的分合闸操作，并且装置可以对数据进行存储、显示、传输，整个装置简洁方便，不需要多余的仪器进行配合，提高了设备的稳定性和测量精准度，检测信号部分采用光耦隔离，提高检测装置的抗干扰能力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1示出了本实用新型实施例提供的一种一二次融合成套开关设备动作时间检测装置的结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例提供的一种一二次融合成套开关设备检测装置外壳示意图。
图中，1、电源模块；2、显示模块；3、按键模块；4、存储模块；5、电脑端；6、第一通信模块；7、控制器；8、第二通信模块；9、一二次融合成套开关设备；10、馈线自动化终端；11、IGBT驱动模块；12、操纵机构；13、断路器；14、第一限流电阻；15、第二限流电阻；16、第一光耦元件；17、第三限流电阻；18、第四限流电阻；19、第二光耦元件；20、第一光耦模块；21、第二光耦模块；
22、第一485端口；23、第二485端口；24、第一断路器接线端子；25、第二断路器接线端子；26、第一操纵机构接线端子；27、第二操纵机构接线端子；28、第一LED指示灯；29、第二LED指示灯；30、第三LED指示灯；31、液晶显示屏；
32、33、34、35为第一~第四按键；36、第一测试模式选择按键；37、第二测试模式选择按键。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，包括电源模块1、显示模块2、按键模块3、存储模块4、电脑端5、第一通信模块6、控制器7、第二通信模块8、一二次融合成套开关设备9、IGBT驱动模块11、第一光耦模块20、第二光耦模块21；其中，
电源模块1分别与一二次融合成套开关设备9、第一光耦模块20、第二光耦模块21连接；
控制器7分别与显示模块2、按键模块3、存储模块4、第一通信模块6、第二通信模块8、IGBT驱动模块11、第一光耦模块20、第二光耦模块21连接；
电脑端5与第二通信模块8连接；
第一通信模块6还与一二次融合成套开关设备9连接；
IGBT驱动模块11还分别与一二次融合成套开关设备9、第一光耦模块20连接。
本实用新型实施例中的控制器可以为DSP控制器。
本实用新型实施例中，第一通信模块6和第二通信模块8可以为485模块。
优选的，所述一二次融合成套开关设备9可以包括顺序连接的馈线自动化终端10、操纵机构12、断路器13；馈线自动化终端10与第一通信模块6连接；操纵机构12与IGBT驱动模块11连接；断路器13分别与电源模块1、第二光耦模块21连接。
优选的，所述电源模块1的正极与断路器13的一个端子连接，经断路器13的另一个端子后连接第一光耦模块21的发射端，为第一光耦模块21的发射端提供驱动电流；所述电源模块1的正极还连接第一光耦模块20的接收端为其提供电流；所述电源模块1的正极还连接第二光耦模块21的接收端为其提供电流；所述电源模块1的负极连接第一光耦模块20、第二光耦模块21的负极以及控制器7的电源负极。
优选的，控制器7模拟一二次融合成套开关设备9的分合闸指令通过第一通信模块6与馈线自动化终端10进行通信，通过馈线自动化终端10、断路器13的操纵机构12进行分合闸动作，且动作触发由按键模块3手动触发完成；控制器7还直接给IGBT驱动模块11发送分合闸命令控制断路器13的操纵机构12进行动作，且动作触发由按键模块3手动触发完成。
优选的，所述驱动电路检测光耦模块20包括第一限流电阻14、第二限流电阻15、第一光耦元件16；所述断路器分合闸检测光耦模块21包括第三限流电阻17、第四限流电阻18、第二光耦元件19。
优选的，所述装置的检测对象可以为配电网一二次融合成套开关设备9。
该检测装置检测到动作时间后，可以由显示模块进行显示，方便用户直接获取检测数据，具有较好的人机交互功能和视觉效果；其次还具有数据存储功能，当检测数据量较多时，可以在全部测量完成后再从存储模块中导出数据到人机交互界面进行分析查看，显示存储模块中检测得到的历史数据；最后经处理器处理后得到的数据可以通过第二通信模块传输到电脑端，电脑端与控制器事先定义好通信协议，电脑端可以发送给控制器特定指令请求控制器发送需要的数据，方便用户在电脑端查看。
优选的，控制器7获取动作时间后可以存储到存储模块4内，用于记录测量数据。
优选的，控制器7获取动作时间后可以由显示模块2进行显示，并显示存储模块4中检测到的历史数据。
优选的，控制器7获取动作时间后通过第二通信模块8传输到电脑端5。
优选的，存储模块4中的历史检测数据通过控制器7、第二通信模块8传输到电脑端5。
本实用新型实施例可以检测两种开关动作时间。
第一种是对一二次融合成套开关设备断路器分合闸动作时间进行测量。具体做法是：通过按键模块手动触发检测，控制器通过控制IGBT驱动模块驱动断路器的操纵机构，控制器的I/O口实时检测光耦模块两端的电平状态，以IGBT驱动模块状态为动作起始信号，以断路器分合闸状态为动作终止信号，得到断路器动作时间。
另外一种是检测从远端发送控制指令到断路器动作的时间，其中需要控制器模拟远端分合闸控制指令发送到断路器。具体做法是：控制器首先模拟远端一二次融合成套开关设备的分合闸指令，通过第一通信模块发送给一二次融合成套开关设备的馈线自动化终端，馈线自动化终端控制执行远端的分合闸指令，以按键模块手动触发后的时刻为动作起始时刻，以断路器分合闸状态为动作终止信号为动作终止时刻。
本实用新型实施例针对目前配电网一二次融合成套设备动作时间检测，其突出的优点在于不仅可以检测断路器本体的动作时间，还可以模拟远端的分合闸控制指令向一二次融合设备发送，控制器可以通过485通信方式控制断路器设备的分合闸操作，并且装置可以对数据进行存储、显示、传输，整个装置简洁方便，不需要多余的仪器进行配合，提高了设备的稳定性和测量精准度，检测信号部分采用光耦隔离，提高检测装置的抗干扰能力。
优选的，本实用新型实施例提供一种一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，包括DSP控制器单元7、显示模块2、按键模块3、存储模块4、485模块6、8、光耦检测模块16、IGBT驱动模块11、电源模块1；被检测的一二次融合成套开关设备9包括馈线自动化终端9、操纵机构12、断路器13；驱动电路光耦检测模块20包括第一限流电阻14、第二限流电阻15、第一光耦元件16；断路器分合闸检测光耦模块21包括第三限流电阻17、第四限流电阻18、第二光耦元件19；电源模块1的正极与一二次融合成套开关设备9断路器13的其中一个端子连接，经断路器13另外一个端子后连接光耦模块的发射端为其提供驱动电流，电源模块1的正极分别连接两光耦模块20、21的接收端为其提供电流，电源模块1的负极连接两光耦模块20、21的负极以及DSP控制器7的电源负极；DSP控制器7分别连接液晶显示2、按键模块3、存储模块4、485通信模块6和8、控制IGBT驱动电路11以及检测光耦电路的电平信号；一二次融合成套开关设备9馈线自动化终端10的485通信端口与控制器通过485模块连接，断路器本体与馈线自动化终端相连接，开关本体上的操纵机构12与IGBT驱动电路11连接，断路器13端子两端施加电源1。
在本实用新型实施例中，控制器可以采用TMS320F28335为主控芯片，通过程序算法涉及，对输入信号进行采集和计算，能够自适应识别输入信号的正负跳变，并且控制器使用程序实现通信与数据存储。TMS320F28335处理器是TI公司的一款DSP处理器，该器件具有精度高、成本低、功耗小、外设集成度高、数据处理快、内部具有高达150MHz的时钟频率等优势。
显示模块2可以采用普通液晶屏幕LCD12864，按键模块3可以采用微动开关式按键，存储模块4可以采用EEPROM 24C64，电源模块1可以采用直流24V电源，通信模块6、8可以采用RS485芯片，光耦元件16、19可以采用PC817，IGBT驱动模块11可以采用G160N60，被检测设备可以为一二次融合成套开关设备9。
在本实用新型实施例中检测电平的电路采用光耦隔离检测。检测断路器本体时动作起始信号由IGBT驱动电路的电平状态得到，当TMS320F28335控制器发送分合闸信号后，光耦元件经限流电阻发出光信号，在光耦接收端会感应出一定的电流值，电路由阻态变为通态，控制器检测到光耦接收端的电平发生跳变后进行启动定时器开始记录时间，动作结束时刻由机械开关两端电平信号决定；若为分闸测试，此时电平信号由低电平变为高电平，若为合闸测试，电平信号由高电平变为低电平；光耦和断路器两端的供电都是采用24V直流电源。
检测远端控制断路器动作时间测量中，采用软件的方式模拟远端的指令，因为被检测设备的馈线自动化终端可以通过485进行通信，通过的串口外设发送数据，因此TMS320F28335控制器串口经RS485芯片转换电平后与检测设备通信，再由馈线终端控制断路器动作，与直接断路器动作时间测试不同在于起始时间的给定，一个是以检测IGBT驱动电路的电平信号为准，另一个是以开始发送指令为准。
本实用新型实施例的检测装置其外壳结构如图2所示，其中L128为电源指示灯，L229为开始测试指示灯，L3为测试完成指示灯，31为液晶屏，K132为向上按键、K233为向下按键、 K334为确认按键、K435为取消按键，SW136、SW237为两种检测模式的选择，RS122是与一二次融合设备的485通信端口，RS223是与电脑主机进行通信的端口，X124与X225连接断路器两端的端子，X326与X427连接断路器的操纵机构，外壳38采用封闭式塑料盒。
本实用新型从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其具有的实用进步性，己符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本实用新型以上的说明及附图，仅为本实用新型的较佳实施例而己，并非以此局限本实用新型，因此，凡一切与本实用新型构造，装置，待征等近似、雷同的，即凡依本实用新型专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本实用新型的专利申请保护的范围之内。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。尽管本实用新型已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本实用新型的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本实用新型不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，包括电源模块、显示模块、按键模块、存储模块、电脑端、第一通信模块、控制器、第二通信模块、一二次融合成套开关设备、IGBT驱动模块、第一光耦模块、第二光耦模块；其中，
电源模块分别与一二次融合成套开关设备、第一光耦模块、第二光耦模块连接；
控制器分别与显示模块、按键模块、存储模块、第一通信模块、第二通信模块、IGBT驱动模块、第一光耦模块、第二光耦模块连接；
电脑端与第二通信模块连接；
第一通信模块还与一二次融合成套开关设备连接；
IGBT驱动模块还分别与一二次融合成套开关设备、第一光耦模块连接。
2.根据权利要求1所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，所述一二次融合成套开关设备包括顺序连接的馈线自动化终端、操纵机构、断路器；
馈线自动化终端与第一通信模块连接；
操纵机构与IGBT驱动模块连接；
断路器分别与电源模块、第二光耦模块连接。
3.根据权利要求2所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，所述电源模块的正极与断路器的一个端子连接，经断路器的另一个端子后连接第一光耦模块的发射端，为第一光耦模块的发射端提供驱动电流；
所述电源模块的正极还连接第一光耦模块的接收端为其提供电流；
所述电源模块的正极还连接第二光耦模块的接收端为其提供电流；
所述电源模块的负极连接第一光耦模块、第二光耦模块的负极以及控制器的电源负极。
4.根据权利要求2所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，控制器模拟一二次融合成套开关设备的分合闸指令通过第一通信模块与馈线自动化终端进行通信，通过馈线自动化终端、断路器的操纵机构进行分合闸动作，且动作触发由按键模块手动触发完成；
控制器还直接给IGBT驱动模块发送分合闸命令控制断路器的操纵机构进行动作，且动作触发由按键模块手动触发完成。
5.根据权利要求1所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，所述装置的检测对象为配电网一二次融合成套开关设备。
6.根据权利要求1所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，控制器获取动作时间后存储到存储模块内，用于记录测量数据。
7.根据权利要求1所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，控制器获取动作时间后由显示模块进行显示，并显示存储模块中检测到的历史数据。
8.根据权利要求1所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，控制器获取动作时间后通过第二通信模块传输到电脑端。
9.根据权利要求1所述的一二次融合成套开关设备动作时间检测装置，其特征在于，存储模块中的历史检测数据通过控制器、第二通信模块传输到电脑端。
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Cited By (1)
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| CN111812497A (zh) * | 2020-07-04 | 2020-10-23 | 华翔翔能科技股份有限公司 | 一种一二次融合成套开关设备动作时间检测装置 |
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2018
- 2018-12-29 CN CN201822241655.4U patent/CN209624730U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111812497A (zh) * | 2020-07-04 | 2020-10-23 | 华翔翔能科技股份有限公司 | 一种一二次融合成套开关设备动作时间检测装置 |
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