CN212872647U - 外置式断路器分合闸线圈电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，包括外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，包括外壳体，外壳体内设置有控制单元，控制单元分别与电源模块、EEPROM模块、按键与显示模块、USB模块相电连接；控制单元还相电连接AD转换模块，AD转换模块上分别相电连接若干采样通道单元。本实用新型外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，采用穿心式钳形霍尔效应电流传感器，实现了装置电路与被测断路器二次回路的电气隔离；外置式的传感器现场布置非常灵活，通过增加穿心匝数能够方便地检测小电流；结构轻便，方便携带，且能够同时测量多路分合闸线圈电流，非常适合断路器分闸线圈电流的离线检测。

Description

外置式断路器分合闸线圈电流检测装置

技术领域

本实用新型属于断路器检测设备领域，具体涉及一种外置式断路器分合闸线圈电流检测装置。

背景技术

在电力系统中，高压断路器是不可替代的重要一次设备。无论发电机出口断路器或者变电站断路器，一旦出现故障则造成非常严重的后果。根据国内外统计，60-70％的断路器缺陷或故障为机械引发。高压断路器大都以分合闸电磁铁作为第一级控制元件。分合闸线圈控制电磁铁的衔铁运动，并进一步使传动、提升机构动作，实现断路器分合闸。断路器分合闸线圈电流波形能够反映断路器二次回路、分合闸线圈本体故障及部分机械机构故障。

目前市面存在多种断路器分合闸线圈电流在线检测装置，需就地安装方能检测。但对于未安装在线检测装置的断路器，其分合闸线圈电流的检测不容易检测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，解决了现有检测装置不能离线检测的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，包括外壳体，外壳体内设置有单片机，单片机分别与电源模块、EEPROM模块、按键与显示模块、USB模块相电连接；

所述单片机上还设置有SD卡读写接口；

单片机还相电连接AD转换模块，AD转换模块通过引线分别相电连接若干位于外壳体外部的霍尔效应电流传感器。

本实用新型的特征还在于，

霍尔效应电流传感器的数量为3-6个。

霍尔效应电流传感器具体为型号HSTS016L的穿心式钳形霍尔效应电流传感器。

单片机包括型号STM32F407的单片机芯片。

电源模块包括型号为ADP2504的升降压式DC-DC转换芯片。

EEPROM模块包括型号为AT25256的EEPROM芯片。

按键与显示模块包括型号为ILI9320的LCD控制芯片。

SD卡读写接口具体为单片机上的SPI引脚的外部接口。

USB模块包括型号为CH340G的USB转TTL电平芯片。

AD转换模块包括型号为AD7606的AD转换芯片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，采用穿心式钳形霍尔效应电流传感器，实现了装置电路与被测断路器二次回路的电气隔离；外置式的传感器现场布置非常灵活，通过增加穿心匝数能够方便地检测小电流；结构轻便，方便携带，且能够同时测量多路分合闸线圈电流，非常适合断路器分闸线圈电流的离线检测。

附图说明

图1是本实用新型外置式断路器分合闸线圈电流检测装置的结构示意图；

图2是典型断路器分合闸电流波形及特征点示意图。

图中，1.外壳体，2.单片机，3.电源模块，4.EEPROM模块，5.按键与显示模块，6.SD卡读写接口，7.USB模块，8.AD转换模块，9.霍尔效应电流传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，如图1所示，包括外壳体1，外壳体1内设置有单片机2，单片机2分别与电源模块3、EEPROM模块4、按键与显示模块5、USB模块7相电连接；单片机2还相电连接AD转换模块8，AD转换模块8通过引线分别相电连接若干位于外壳体1外部的霍尔效应电流传感器9。

所述单片机2上还设置有SD卡读写接口6；SD卡读写接口6具体为单片机2上的SPI引脚的外部接口。

一组断路器有三个合闸线圈、三个分闸线圈，霍尔效应电流传感器9的数量为3-6个。霍尔效应电流传感器9具体为型号HSTS016L的穿心式钳形霍尔效应电流传感器。

单片机2包括型号为STM32F407的单片机芯片；

电源模块3包括型号为ADP2504的升降压式DC-DC转换芯片，配套电池锂电池、镍氢电池或其他外部直流电源使用。

EEPROM模块4包括型号为AT25256的EEPROM芯片。

按键与显示模块5包括型号为ILI9320的LCD控制芯片。

USB模块7包括型号为CH340G的USB转TTL电平芯片。

AD转换模块8包括型号为AD7606的AD转换芯片。

本实用新型外置式断路器分合闸线圈电流检测装置的工作过程如下：

(1)装置现场布置：将被测断路器分合闸线圈回路引线从本实用新型的霍尔效应电流传感器9中心孔洞穿过；

(2)波形的采集：测试人员通过按键与显示模块5完成装置的启动与参数设定后，本实用新型装置处于实时采集状态，通过霍尔效应电流传感器9实时采集各通道模拟电流信号并转换为模拟电压信号，AD转换模块8将模拟电压信号转换为数字电压信号，并发送至单片机2，此时通过外部其他断路器测试装置或断路器二次回路给出分合闸线圈动作信号，当单片机2检测到电流信号大于零后开始波形记录，将被测波形储存，待分合闸线圈电流归零后结束波形记录；

(3)波形处理与识别：单片机2对采集到的电流波形进行预处理与特征点识别，分别识别第X路采样通道采集的分合闸线圈的5个特征点，如(t_X1,I_X1)，(t_X2,I_X2)，(t_X3,I_X3)，(t_X4,I_X4)，(t_X5,I_X5)；

其中，5个特征点具体为：

如图2所示，5个被测特征点(t₁，I₁)，(t₂，I₂)，(t₃，I₃)，(t₄，I₄)，(t₅，I₅)，各被测特征点能够区分电流的各阶段：

当处于t₀～t₁阶段，t₀为断路器分合闸线圈带电时刻，当t₁时电流达到最大值I₁，动铁心在电流作用下开始动作，该阶段反映电源电压及线圈电阻；当处于t₁～t₂阶段，动铁心运动过程中，电流逐渐下降至t₂时刻的I₂，该阶段反映动铁心运动过程中自身及机械负载的情况；当处于t₂～t₃阶段，t₂时动铁心运动停止，电流重新上升至t₃时刻的I₃，断路器操动机构开始带动断路器动触头运动，该阶段反映操动机构异常；当处于t₃～t₄阶段，电流I₃～I₄基本不变，能够反映线圈直阻信息；当处于t₄～t₅阶段，辅助触头断开，触头间拉弧并逐渐熄灭，电流从t₄时刻的I₄逐渐降至t₅时刻的0。

(4)故障识别：通过特征点，测试人员能够清晰地确定电流波形峰值、持续时间等重要的基本参数，利用各通道波形特征点实现横向对比，利用储存的历史数据及同型号断路器数据对比实现纵向对比。此外依靠高性能单片机2的运算能力，能够搭载其他故障模式识别方法实现故障判别。

本实用新型外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，采用穿心式钳形霍尔效应电流传感器9，实现了装置电路与被测断路器二次回路的电气隔离；外置式的传感器现场布置非常灵活，通过增加穿心匝数能够方便地检测小电流；结构轻便，方便携带，且能够同时测量多路分合闸线圈电流，非常适合断路器分闸线圈电流的离线检测。

Claims (10)

1.外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，包括外壳体(1)，所述外壳体(1)内设置有单片机(2)，所述单片机(2)分别与电源模块(3)、EEPROM模块(4)、按键与显示模块(5)、USB模块(7)相电连接；

所述单片机(2)上还设置有SD卡读写接口；

所述单片机(2)还相电连接AD转换模块(8)，所述AD转换模块(8)通过引线分别相电连接若干位于外壳体(1)外部的霍尔效应电流传感器(9)。

2.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述霍尔效应电流传感器(9)的数量为3-6个。

3.根据权利要求2所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述霍尔效应电流传感器(9)具体为型号HSTS016L的穿心式钳形霍尔效应电流传感器。

4.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述单片机(2)包括型号STM32F407的单片机芯片。

5.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述电源模块(3)包括型号为ADP2504的升降压式DC-DC转换芯片。

6.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述EEPROM模块(4)包括型号为AT25256的EEPROM芯片。

7.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述按键与显示模块(5)包括型号为ILI9320的LCD控制芯片。

8.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述SD卡读写接口(6)具体为单片机(2)上的SPI引脚的外部接口。

9.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述USB模块(7)包括型号为CH340G的USB转TTL电平芯片。

10.根据权利要求1所述的外置式断路器分合闸线圈电流检测装置，其特征在于，所述AD转换模块(8)包括型号为AD7606的AD转换芯片。

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