CN211293189U - 一种监测直流馈线参数的多功能传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种监测直流馈线参数的多功能传感器，采用漏电检测电路、负载电流及过载跳闸检测电路和开关状态检测电路进行实时地自动采集直流馈线回路的电压电流和开关信号，当采集到漏电信号，负载过流信号、跳闸信号时，则输出给处理器，监测到直流系统的异常情况，通过通讯电路传输给监测终端，提醒工作人员及时进行处理，避免引起由于直流供电异常导致高压开关柜保护装置失去工作电源，最终造成电力事故发生。本传感器集成多种常用直流馈线参数采集功能，每个回路仅一个传感器即可采集所有参数，不再需要多种监测器，传感器与检测主机之间采用RS485通讯线传输数据，监测数据更加及时有效，且省去复杂接线节约了生产制造过程的人力。

Description

一种监测直流馈线参数的多功能传感器

技术领域

本实用新型属于电路检测及检测器件技术领域，具体涉及一种监测直流馈线参数的多功能传感器。

背景技术

直流馈线参数监测是直流系统重要的部分，如果直流系统回路发生异常如绝缘降低、负载过载、开关故障跳闸等情况会引起高压开关柜保护装置失去工作电源，最终造成电力事故的发生，造成很大的损失。现有的直流系统参数监测通常采用不同的监测器分别对回路系统中绝缘值、电流值、电压值、开关状态、故障状态进行监测，如绝缘监测装置、开关量检测模块、综合采集单元、电流采集模块等。这样存在传感器成本高、采样速度慢、装配接线工作量大、直流电源柜标准化程度低、制造周期长、接线复杂、故障率高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：解决目前直流馈线参数监测多种数据需要多种监测器如绝缘监测装置、开关量检测模块、综合采集单元、电流采集模块等，且接线复杂，故障率高，数据响应速度慢、装配过程花费大量人力的问题，提出了一种监测直流馈线参数的多功能传感器。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种监测直流馈线参数的多功能传感器，包括处理器和与处理器连接漏电检测电路、负载电流及过载跳闸检测电路、开关状态检测电路、接口电路、通讯电路，

所述漏电检测电路包括设置在直流馈线回路中的电感器、电感器输出端连接的瞬态抑制二极管和数字控制模拟开关芯片模块，数字控制模拟开关芯片模块的输出端连接处理器；

所述负载电流及过载跳闸检测电路包括设置在直流馈线回路中的霍尔传感器和与霍尔传感器输出端连接的比较电路，比较电路的输出端连接处理器；

所述开关状态检测电路包括与开关信号端连接的接线端子和接线端子连接的光电耦合器隔离输出电路，光电耦合器隔离输出电路的输出端连接处理器。

进一步，所述电感器输出端连接的瞬态抑制二极管和数字控制模拟开关芯片模块的具体电路为：电感器输出端1和输出端2之间连接一个瞬态抑制二极管，电感器的输出端1、输出端2、输出端 4分别连接数字控制模拟开关芯片的a、b、c信号输入端，输出端3连接运算放大电路输入端，数字控制模拟开关芯片的ax、bx端输出端接振荡、滤波、放大电路后输出至处理器，ay输出端接放大电路后输出至处理器。

进一步，所述通讯电路采用RS-485收发器芯片构成的通讯电路。

进一步，所述传感器还包括与处理器连接的程序下载接口电路。

进一步，所述传感器还包括电源电路模块，电源电路模块包括5V工作电源电路和3.3V工作电源电路。

进一步，所述处理器还连接有状态指示灯电路。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，采用漏电检测电路、负载电流及过载跳闸检测电路和开关状态检测电路进行实时地自动采集直流馈线回路的电压电流和开关信号，当采集到漏电信号，负载过流信号、跳闸信号时，则输出给处理器，通过通讯电路实时传输给监测主机，最终将数据及故障信息显示到监控触摸屏上，提醒值班工作人员及时了解到故障的发生，并进行处理，避免引起电力事故的发生。

2、本实用新型中，电感器输出端连接的瞬态抑制二极管可以有效防止漏电信号过大时对电路后端器件造成损坏。

3、本实用新型中，电源电路模块包括5V工作电源电路和3.3V工作电源电路，可以满足电路中不同的供电所需，更加实用。处理器还连接有状态指示灯电路，可以在监测到电路异常数据时进行故障指示，便于在现场的工作人员及时查看。

附图说明

为了更淸楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型传感器电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加淸楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种监测直流馈线参数的多功能传感器，包括处理器和与处理器连接漏电检测电路、负载电流及过载跳闸检测电路、开关状态检测电路、接口电路、通讯电路。

处理器可采用STM8L151 K4T6,电路如图1所示，也可采用其它常用于数据采集处理和通信的处理器芯片。

接口电路可采用xh2.54端子电路，电路如图1所示。

所述漏电检测电路是根据霍尔效应制作的一种磁场检测电路，包括设置在直流馈线回路中的电感器、电感器输出端连接的瞬态抑制二极管和数字控制模拟开关芯片电路模块。当采集到漏电信号时，信号经数字控制模拟开关芯片通过振荡、滤波、放大后传输至处理器模拟输入端，处理器将采集到信号实时传输至监控单元进行逻辑运算，计算出当前支路的对地绝缘电阻值。当收到主机下发的交流窜入测量命令时，信号经数字控制模拟开关芯片接入放大电路，放大后传输至处理器模拟输入端，处理器将采集到信号实时传输至监控单元进行逻辑运算，计算出当前支路是否有交流窜入。电路如图1所示。数字控制模拟开关芯片可采用CD4053。

进一步，所述电感器输出端连接的瞬态抑制二极管和数字控制模拟开关芯片模块的具体电路为：电感器输出端1和输出端2之间连接一个瞬态抑制二极管，电感器的输出端1、输出端2、输出端 4分别连接数字控制模拟开关芯片的a、b、c信号输入端，输出端3连接运算放大电路输入端，数字控制模拟开关芯片的ax、bx端输出端接振荡、滤波、放大电路后输出至处理器，ay输出端接放大电路后输出至处理器。电感器输出端连接的瞬态抑制二极管可以有效防止漏电信号过大时对电路后端器件造成损坏。

所述负载电流及过载跳闸检测电路包括设置在直流馈线回路中的霍尔传感器，霍尔传感器输出分为两路，一路直接连接处理器模拟输入端，通过处理器的AD转换并处理得到负载电流，另一路连接比较电路，比较电路的输出端连接处理器中断输入端，当短路时负载电流突然变大，处理器的中断输入端得到信号进入中断获得跳闸信号。电路如图1所示。霍尔传感器可采用AH49E,霍尔传感器输出端1和2分别连接电源和地，输出端1和2之间还连接有2个并联的电容。霍尔传感器输出端3连接处理器的负载电流采集端同时也连接比较电路的输入端，在负载电流过大过载时比较电路输出信号至处理器。

所述开关状态检测电路包括与开关信号端连接的接线端子和接线端子连接的光电耦合器隔离输出电路，光电耦合器隔离输出电路的输出端连接处理器。开关信号端的信号经过光电耦合器隔离输出电路传输至处理器，处理器接收到直流馈线电路的开关信息。电路如图1所示，接线端子 J4-WJ2EDGRC-5.08-2P的输出端1连接依次电阻R58、二极管D12、稳压二极管D13的阴极、电容C33的一端、电阻R60和光电耦合器输入端的阳极，接线端子WJ2EDGRC-5.08-2P的输出端2 依次连接电阻R59、稳压二极管D13的阳极、电容C33的另一端和光电耦合器输入端的阴极，光电耦合器信号输出端连接处理器。J4接直流馈线空开后，当直流馈线有电时经电阻分压加到光耦的输入端，光耦的输出端变为低电压，此电压直接送给处理器。当直流馈线无电时光耦的输出端为高电平，通过对光耦输出端电平的高低判断开关状态。

进一步，所述通讯电路采用RS-485收发器芯片构成的通讯电路。电路如图1所示，RS-485 收发器芯片可采用SN65HVD3082EDR。

进一步，所述传感器还包括电源电路模块，电源电路模块包括5V工作电源电路和3.3V工作电源电路。电路如图1所示，分别给不同的芯片和处理器引脚提供工作电压。可以满足电路中不同的供电所需，更加实用。

本实用新型中，采用漏电检测电路、负载电流及过载跳闸检测电路和开关状态检测电路进行实时地自动采集直流馈线回路的电压电流和开关信号，当采集到漏电信号，负载过流信号、跳闸信号时，则输出给处理器，监测到直流系统的异常情况，通过通讯电路传输给监测终端，最终将数据及故障信息显示到监控触摸屏上，帮助值班工作人员及时了解到故障的发生，并进行处理，避免引起电力事故的发生。不再需要多种监测器，自动监测更加及时有效且节约了人力。

实施例2

本实用新型较佳实施例在实施例一的基础上，所述传感器还包括与处理器SWI M接口连接的程序下载接口电路，便于对处理器进行程序更新和调试，所述处理器还连接有状态指示灯电路，电路如图1所示。可以在监测到电路异常数据时进行故障指示，便于在现场的工作人员及时查看。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种监测直流馈线参数的多功能传感器，其特征在于：包括处理器和与处理器连接漏电检测电路、负载电流及过载跳闸检测电路、开关状态检测电路、接口电路、通讯电路，

所述漏电检测电路包括设置在直流馈线回路中的电感器、电感器输出端连接的瞬态抑制二极管和数字控制模拟开关芯片模块，数字控制模拟开关芯片模块的输出端连接处理器；

所述负载电流及过载跳闸检测电路包括设置在直流馈线回路中的霍尔传感器和与霍尔传感器输出端连接的比较电路，比较电路的输出端连接处理器；

所述开关状态检测电路包括与开关信号端连接的接线端子和接线端子连接的光电耦合器隔离输出电路，光电耦合器隔离输出电路的输出端连接处理器。

2.根据权利要求1所述的一种监测直流馈线参数的多功能传感器，其特征在于：所述电感器输出端连接的瞬态抑制二极管和数字控制模拟开关芯片模块的具体电路为：电感器输出端1和输出端2之间连接一个瞬态抑制二极管，电感器的输出端1、输出端2、输出端4分别连接数字控制模拟开关芯片的a、b、c信号输入端，输出端3连接运算放大电路输入端，数字控制模拟开关芯片的ax、bx端输出端接振荡、滤波、放大电路后输出至处理器，ay输出端接放大电路后输出至处理器。

3.根据权利要求1所述的一种监测直流馈线参数的多功能传感器，其特征在于：所述通讯电路采用RS-485收发器芯片构成的通讯电路。

4.根据权利要求1所述的一种监测直流馈线参数的多功能传感器，其特征在于：所述传感器还包括与处理器连接的程序下载接口电路。

5.根据权利要求1所述的一种监测直流馈线参数的多功能传感器，其特征在于：所述传感器还包括电源电路模块，电源电路模块包括5V工作电源电路和3.3V工作电源电路。

6.根据权利要求1所述的一种监测直流馈线参数的多功能传感器，其特征在于：所述处理器还连接有状态指示灯电路。

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