CN210954163U - 一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，包括MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块、电源模块，MCU模块的信号输出端分别与电流检测模块和显示模块的信号输入端连接，模数转换模块的信号输出端与MCU模块的信号输入端连接，电流检测模块的信号输出端与模数转换模块的信号输入端连接，所述电源模块分别给MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块提供电能；上述直流电流表，通过MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块、电源模块的配合设置，可使用该直流电流表代替万用表电流档的功能，可大幅度减少工作时间，减少工作中误用用万用表电阻档的风险，同时，可一人操作，提高工作效率，增加经济效益。

Description

一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表

技术领域

本实用新型涉及直流电流表技术领域，具体为一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表。

背景技术

直流系统是不接地系统，一旦接地可能发生设备误动、拒动的风险，可能导致电网严重的经济损失。由于电缆设备等绝缘老化或雨季设备局部进水导致绝缘不良等不可抗因素，直流接地不可避免的发生。

目前，运行变电站发生直流接地故障时，当确定好相关接地位置范围的情况下，在保护屏、测控屏后及机构端子箱查找具体电缆时，无论使用常规的拆线排查万用表测量、还是直流接地查找仪查找回路或有多点接地时，必须对信号线或者电源公共端进行解线排查。这时屏内箱内的直流电源没有停电，因此拆线排查工作时，需要一个人拆除接线包扎，并用万用表测量电流，还要观测万用表显示电流是否正常。此种方法实施费时费力，操作不方便，存在误用用万用表电阻档导致设备跳闸和易误碰的风险。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供了一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表。

一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，包括MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块、电源模块，所述MCU模块的信号输出端分别与电流检测模块和显示模块的信号输入端连接，所述模数转换模块的信号输出端与MCU模块的信号输入端连接，电流检测模块的信号输出端与模数转换模块的信号输入端连接，所述电源模块分别给MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块提供电能。

其中一个实施例为，所述电源模块包括供电单元、充电单元、第一稳压单元、第二稳压单元、隔离电源，供电单元的信号输出端与充电单元的信号输入端连接，充电单元的信号输出端与第一稳压单元的信号输入端连接，第一稳压单元的信号输出端分别与第二稳压单元和隔离电源的信号输入端连接。

其中一个实施例为，所述基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表还包括光电耦合控制模块，所述光电耦合控制模块的信号输入端与MCU模块的信号输出端连接，信号输出端与电流检测模块的信号输入端连接。

其中一个实施例为，所述基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表还包括灯控模块，所述灯控模块包括照明单元和指示灯单元，照明单元和指示灯单元的信号输入端分别与MCU模块的信号输出端连接。

其中一个实施例为，所述电源模块还包括电源开关单元，用于电路的开启与关闭。

其中一个实施例为，所述MCU模块的芯片型号为STM32F030K6T6。

其中一个实施例为，所述第二稳压单元的芯片型号为LD1117ASTR。

其中一个实施例为，所述模数转换模块的芯片型号为ADC1118。

其中一个实施例为，所述充电单元的芯片型号为TP4056。

上述一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，通过MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块、电源模块的配合设置，可使用该直流电流表代替万用表电流档的功能，可大幅度减少工作时间，减少工作中误用用万用表电阻档的风险，同时，可一人操作，提高工作效率，增加经济效益。

附图说明

图1为本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的结构示意图；

图2为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的MCU模块电路图；

图3为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的模数转换模块电路图；

图4为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的电流检测模块电路图；

图5为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的显示模块电路图；

图6为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的电源模块电路图；

图7为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的光电耦合控制模块电路图；

图8为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的灯控模块电路图；

图9为图1本实用新型一实施例一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表的薄膜按键电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，包括MCU模块10、模数转换模块20、电流检测模块30、显示模块40、电源模块50，所述MCU模块10的信号输出端分别与电流检测模块30和显示模块40的信号输入端连接，所述模数转换模块20的信号输出端与MCU模块10的信号输入端连接，电流检测模块30的信号输出端与模数转换模块20的信号输入端连接，所述电源模块50分别给MCU模块10、模数转换模块20、电流检测模块30、显示模块40提供电能。

当对负载进行电流检测时，电流检测模块30与负载一端串联，负载的另一端通过伸缩线接到外接电源的正极。电流检测模块30检测到负载的电流值后发送给模数转换模块20，模数转换模块20将接收的模拟信号转换为数字信号后发送给MCU模块10，MCU模块10控制显示模块40显示出具体的数值，完成测量。

这样，一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，通过MCU模块10、模数转换模块20、电流检测模块30、显示模块40、电源模块50的配合设置，可使用该直流电流表代替万用表电流档的功能，可大幅度减少工作时间，减少工作中误用用万用表电阻档的风险，同时，可一人操作，提高工作效率，增加经济效益。

如图6所示，进一步地，为了保证直流电流表给不同的模块供电，所述电源模块50包括供电单元51、充电单元52、第一稳压单元53、第二稳压单元54、隔离电源55，供电单元51的信号输出端与充电单元52的信号输入端连接，充电单元52的信号输出端与第一稳压单元53的信号输入端连接，第一稳压单元53的信号输出端分别与第二稳压单元54和隔离电源55的信号输入端连接。

供电单元51为USB充电接口，输出为5V的电压，与充电单元52的电阻R31的一端连接，充电单元52的ISET引脚与电阻R6的一端连接，电容C18的一端与第一稳压单元53的IN+引脚连接，OUT+引脚分别与第二稳压单元54的IN引脚和隔离电源55的VIN+引脚连接。

这样，USB充电接口输出为5V电压后，经过充电单元52后发送给第一稳压单元53稳压为5V电压，再经过第二稳压单元54将5V电压转换为3.3V电压后给MCU模块供电，第一稳压单元53经过隔离电源55将电压转换成12V电压给其他模块供电，保证了可以给同时给多个模块进行供电，结构简单，使用方便。

如图7所示，进一步地，为了避免信号传输被干扰和保护单片机，所述基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表还包括光电耦合/开关控制/开关控制模块60，所述光电耦合控制模块60的信号输入端与MCU模块10的信号输出端连接，信号输出端与电流检测模块30的信号输入端连接。

光电耦合控制模块60的电阻R18的一端与MCU模块10的PA8引脚连接，光电耦合控制模块60的FT1的漏极与电流检测模块30的FILTERP引脚连接。

这样，通过光电耦合控制模块60的设置，MCU模块10通过光电耦合控制模块60来控制对负载的电流进行测量，由于没有直接的与负载进行连接，这样既耦合传输了信号，又起到了隔离干扰的作用。

如图8所示，进一步地，所述基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表还包括灯控模块70，所述灯控模块70包括照明单元71和指示灯单元72，照明单元71和指示灯单元72的信号输入端分别与MCU模块10的信号输出端连接。

指示灯单元72的电阻R33、R34、R35、R29的一端分别与MCU模块10的引脚PA15、PB3、PB4、PB5连接；照明单元71的电阻R29的一端分别与MCU模块10的引脚PB5连接。

这样，在光线昏暗的环境下使用电流表时，可以通过照明单元71起到很好的照明作用，可以快速查看电缆牌或端子排，为电流的检测提供了便利性；当负载过载时指示灯单元72红灯亮，正常状态时绿灯亮，电路板主控芯片过热是蓝灯亮，可以起到很好的警示作用。

进一步地，为了使直流电流表的适用性更加广泛，所述电源模块50还包括电源开关单元56，用于电路的开启与关闭。

选择开关单元56的信号输入端与第一稳压单元53的引脚IN+连接，输出端与第一稳压单元53的EN引脚连接。

这样，充电单元52通过引脚BAT与外接电池连接。当通过USB电源进行供电时，可以使外接电池充电，通过开关单元56的开与关来控制电流表是否供电。当外接不能通过USB电源进行供电时，通过开关单元56的开与关来控制外接电池进行供电，使直流电流表可以在无固定电源的供电环境下使用，使直流电流表的适用范围更加广泛。

进一步地，所述MCU模块10的芯片型号为STM32F030K6T6。

进一步地，所述第二稳压单元54的芯片型号为LD1117ASTR。

进一步地，所述模数转换模块20的芯片型号为ADC1118。

进一步地，所述充电单元52的芯片型号为TP4056。

TP4056是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的SOP8封装与较少的外部元件数目使得TP4056成为便携式应用的理想选择。TP4056可以适合USB电源和适配器电源工作。

由于采用了内部PMOSFET架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时，TP4056将自动终止充电循环。

当输入电压（交流适配器或USB电源）被拿掉时，TP4056自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至2uA以下。TP4056在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至55uA。TP4056的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的LED状态引脚。

如图9所示，进一步地，所述基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表还包括薄膜按键80，薄膜按键80的信号输出端与MCU模块10的信号输入端连接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：包括MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块、电源模块，所述MCU模块的信号输出端分别与电流检测模块和显示模块的信号输入端连接，所述模数转换模块的信号输出端与MCU模块的信号输入端连接，电流检测模块的信号输出端与模数转换模块的信号输入端连接，所述电源模块分别给MCU模块、模数转换模块、电流检测模块、显示模块提供电能。

2.根据权利要求1所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述电源模块包括供电单元、充电单元、第一稳压单元、第二稳压单元、隔离电源，供电单元的信号输出端与充电单元的信号输入端连接，充电单元的信号输出端与第一稳压单元的信号输入端连接，第一稳压单元的信号输出端分别与第二稳压单元和隔离电源的信号输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表还包括光电耦合控制模块，所述光电耦合控制模块的信号输入端与MCU模块的信号输出端连接，信号输出端与电流检测模块的信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表还包括灯控模块，所述灯控模块包括照明单元和指示灯单元，照明单元和指示灯单元的信号输入端分别与MCU模块的信号输出端连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述电源模块还包括电源开关单元，用于电路的开启与关闭。

6.根据权利要求1所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述MCU模块的芯片型号为STM32F030K6T6。

7.根据权利要求2所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述第二稳压单元的芯片型号为LD1117ASTR。

8.根据权利要求1所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述模数转换模块的芯片型号为ADC1118。

9.根据权利要求2所述的一种基于电网检测直流系统接地故障的直流电流表，其特征在于：所述充电单元的芯片型号为TP4056。

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