CN218584947U - 一种继电器动作过程高速采样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电力系统设备技术改进领域，提供了一种继电器动作过程高速采样装置，所述继电器动作过程高速采样装置包括采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块、显示模块及电源管理模块，所述采样模块的输出端连接所述高速处理模块的输入端，所述高速处理模块连接内核处理模块双向通信，所述内核处理模块的输出端连接所述显示模块的输入端，所述内核处理模块连接通讯模块双向通信，所述电源管理模块的输出端分别电性连接所述采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块及显示模块。该装置结构简单，采样准确，有效的避免了二次回路的故障采样不及时，对触点的开合过程反映完整，提供可供分析比较的纵向、横向数据，判定继电器动作的可靠性提高。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统高压断路器二次回路继电器测试技术改进领域，尤其涉及一种继电器动作过程高速采样装置。
背景技术
在电力系统的一次设备中，开关类设备是电力系统中重要的控制和保护设备，系统正常运行时，它能切断、接通线路和各种电气设备，系统发生故障时，它和继电器保护配合，迅速切断故障电流，防止扩大事故范围。若开关类设备无法正常运行，会造成线路、设备受损，电量损失，用户大面积停电，影响正常生活与社会生产。因此，对开关类设备进行维护与检修，确保其正常运行显得至关重要。
开关类设备机构二次回路继电器是控制回路中的关键部件，在运行现场高热、高湿、振动、粉尘、电磁干扰的严酷工况下，受到苛刻电磁环境、户外恶劣大气环境、动作机械应力等多因素影响，其继电器触点长期运行后触点氧化或者烧蚀，继电器动作电压、动作时间和触点接触电阻发生变化，造成动作不可靠，严重影响开关类设备的可靠性。
目前工作现场常采用“继电保护校验仪”、“机械特性测试仪”等非专用仪器对继电器进行检验，仅能测试出动作时间和动作电压等少量参数，且现有的动作时间和动作电压测量装置针对的继电器类型有限，缺乏针对继电器动作特性及检测特点的专门优化，测量动作特性时，以开关量方式或者固定电位方式判断继电器触点的合分状态，进而获取动作特性参数，对触点的开合过程反映不完整，对触点开合性能不能充分评价，对继电器线圈特性和触点接触性能不能进行测试，不能完整反映继电器的整体性能，也没有科学的状态评价参数和评价方法，缺乏可供分析比较的纵向、横向数据，继而判定继电器动作是否可靠。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种继电器动作过程高速采样装置，旨在解决上述的技术问题。
本实用新型是这样实现的，一种继电器动作过程高速采样装置，所述继电器动作过程高速采样装置包括采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块、显示模块及电源管理模块，所述采样模块的输出端连接所述高速处理模块的输入端，所述高速处理模块连接内核处理模块双向通信，所述内核处理模块的输出端连接所述显示模块的输入端，所述内核处理模块连接通讯模块双向通信，所述电源管理模块的输出端分别电性连接所述采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块及显示模块。
本实用新型的进一步技术方案是：所述采样模块包括对常开触点进行电压采集的常开触点电压采集单元、对常闭触点进行电压采集的常闭触点电压采集单元、对线圈电流进行采集的电流采集单元及激励源信号单元。
本实用新型的进一步技术方案是：所述高速处理模块包括第一高速处理器、第二高速处理器、第三高速处理器及第四高速处理器，所述第一高速处理器的输入端连接所述开触点电压采集单元的输出端，所述第二高速处理器的输入端连接所述常闭触点电压采集单元输出端，所述第三高速处理器的输入端连接所述电流采集单元的输出端，所述第四高速处理器的输入端连接所述激励源信号单元输出端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述内核处理模块采用的是AMR内核处理器，所述AMR内核处理器的输入端分别连接所述第一高速处理器的输出端、第二高速处理器的输出端、第三高速处理器的输出端及第四高速处理器的输出端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述通讯模块采用的是蓝牙通讯单元，所述蓝牙通讯单元采用的是蓝牙模块4.0或蓝牙模块4.1或蓝牙模块5.0或蓝牙模块5.1。
本实用新型的进一步技术方案是：所述显示模块采用的液晶显示屏或液晶显示器。
本实用新型的进一步技术方案是：所述常开触点电压采集单元、常闭触点电压采集单元及电流采集单元均包括八路相同的信号采样电路，所述信号采样电路包括电阻R39、电阻R36、放大器U9A、电阻R35及电容C55，所述电阻R39的一端连接所述电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端连接所述放大器U9A的正输入端，所述放大器U9A的负输入端及输出端分别连接所述电阻R35的一端，所述电阻R35的另一端连接所述电容C55的一端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述第一高速处理器、第二高速处理器、第三高速处理器及第四高速处理器均采用的是AD7606-16芯片或ADUM5401CRWZ芯片。
本实用新型的进一步技术方案是：所述放大器U9A采用的型号是LF412CDR。
本实用新型的有益效果是：该装置结构简单，采样准确，有效的避免了二次回路的故障采样不及时，对触点的开合过程反映完整，提供可供分析比较的纵向、横向数据，判定继电器动作的可靠性提高。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的继电器动作过程高速采样装置的结构框图；
图2是本实用新型实施例提供的采样模块的电气原理图；
图3是本实用新型实施例提供的高速处理模块的电气原理图；
图4是本实用新型实施例提供的信号隔离的电气原理图。
具体实施方式
如图1－4所示，本实用新型提供的继电器动作过程高速采样装置，所述继电器动作过程高速采样装置包括采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块、显示模块及电源管理模块，所述采样模块的输出端连接所述高速处理模块的输入端，所述高速处理模块连接内核处理模块双向通信，所述内核处理模块的输出端连接所述显示模块的输入端，所述内核处理模块连接通讯模块双向通信，所述电源管理模块的输出端分别电性连接所述采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块及显示模块。该装置使用内置电池供电，并兼容AC220V50Hz交流电输入，在继电器线圈两端、常开触点两端、常闭触点两端，施加可调恒压直流源，通过高速采集模块，监测继电器动作过程中线圈的电压电流波形，和继电器常开、常闭触点的电压波形，计算对应的特征变化量，分析得出继电器的动作电压、返回电压、动作时间、释放时间、动作功率、线圈直流电阻等参数。
所述采样模块包括对常开触点进行电压采集的常开触点电压采集单元、对常闭触点进行电压采集的常闭触点电压采集单元、对线圈电流进行采集的电流采集单元及激励源信号单元。
继电器动作过程高速采样装置，其包括常开触点电压采集单元1，常闭触点电压采集单元2，电流采集单元3，激励源信号单元4，高速处理器5，高速处理器6，高速处理器7，高速处理器8，ARM内核处理器9，蓝牙通讯模块10，显示模块11，电源管理模块12。
所述常开触点电压采集单元1，作用是常开触点电压采集，作为优选，该单元可同时进行8路信号采集。
所述高速处理模块包括第一高速处理器、第二高速处理器、第三高速处理器及第四高速处理器，所述第一高速处理器的输入端连接所述开触点电压采集单元的输出端，所述第二高速处理器的输入端连接所述常闭触点电压采集单元输出端，所述第三高速处理器的输入端连接所述电流采集单元的输出端，所述第四高速处理器的输入端连接所述激励源信号单元输出端。
所述内核处理模块采用的是AMR内核处理器，所述AMR内核处理器的输入端分别连接所述第一高速处理器的输出端、第二高速处理器的输出端、第三高速处理器的输出端及第四高速处理器的输出端。
所述通讯模块采用的是蓝牙通讯单元，所述蓝牙通讯单元采用的是蓝牙模块4.0或蓝牙模块4.1或蓝牙模块5.0或蓝牙模块5.1。
所述显示模块采用的液晶显示屏或液晶显示器。
所述常开触点电压采集单元、常闭触点电压采集单元及电流采集单元均包括八路相同的信号采样电路，所述信号采样电路包括电阻R39、电阻R36、放大器U9A、电阻R35及电容C55，所述电阻R39的一端连接所述电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端连接所述放大器U9A的正输入端，所述放大器U9A的负输入端及输出端分别连接所述电阻R35的一端，所述电阻R35的另一端连接所述电容C55的一端。
所述第一高速处理器、第二高速处理器、第三高速处理器及第四高速处理器均采用的是AD7606-16芯片或ADUM5401CRWZ芯片。
所述放大器U9A采用的型号是LF412CDR。
所述常闭触点电压采集单元2，作用是常闭触点电压采集，作为优选，该单元可同时进行8路信号采集。
所述电流采集单元3，作用是线圈电流采集，作为优选，该单元可同时进行8路信号采集。
所述激励源信号单元4，作用为电压源与电流源的切换，可满足电流型和电压型试验。
所述高速处理器5，作用是高速处理常开触点电压信号。
所述高速处理器6，作用是高速处理常闭触点电压信号。
所述高速处理器7，作用是高速处理电流信号。
所述高速处理器8，作用是高速处理激励源控制信号。
所述AMR内核处理器9，用于常开触点电压采集单元1，常闭触点电压采集单元2，电流采集单元3，激励源信号单元4，高速处理器5，高速处理器6，高速处理器7，高速处理器8的信号采集处理，和测试数据分析、存储、管理、显示、外设输出等功能。
所述蓝牙通讯模块10，用于外设联机通讯功能，可将AMR内核处理9处理的数据进行手持终端通讯传输、服务器数据上传、打印机连接打印等功能。
所述显示模块11，用于装置的数据结果显示。
所述电源管理模块12，用于装置的电源管理，自动切换内置电池供电和AC220V50Hz市电输入，并可进行内置电池的充电管理。
实施例
电源管理模块12进行装置电源输入供电模式自动选择，并为各模块分配合适的供电电源；
常开触点电压采集单元1连接继电器常开触点，高速处理器5连接常开触点电压采集单元1，高速处理器5高速采集常开触点电压信号；
常闭触点电压采集单元2连接继电器常闭触点，高速处理器6连接常闭触点电压采集单元2，高速处理器6高速采集常闭触点电压信号；
电流采集单元3连接继电器线圈两端，高速处理器7连接电流采集单元3，高速处理器7高速采集电流信号；
激励源信号单元4连接继电器线圈两端，高速处理器8连接激励源信号单元4，高速处理器8高速处理激励源控制信号；
从规定不动作值开始，AMR内核处理器9控制高速处理器8按照额定电压的5％Us升压，高速处理器7和高速处理器8测量继电器线圈电压和电流波形，高速处理器5和高速处理器6检测触点状态，直至继电器所有触点动作，AMR内核处理器9记录动作电压值，该值即为继电器动作电压；
AMR内核处理器9控制高速处理器8保持动作电压值输出持续时间T，然后升压至额定电压值，保持输出持续时间T；降压到规定保持值，保持输出持续时间T，高速处理器5和高速处理器6检测触点状态，继电器所有触点应保持动作状态；
从规定保持值开始，AMR内核处理器9控制高速处理器8按照额定电压的5％Us降压，高速处理器7和高速处理器8测量继电器线圈电压和电流波形，高速处理器5和高速处理器6检测触点状态，直至继电器所有触点释放，AMR内核处理器9记录释放电压值，该值即为继电器返回电压；
AMR内核处理器9控制高速处理器8输出的继电器线圈激励信号降为零值，AMR内核处理器9将记录的继电器动作电压和继电器返回电压进行计算处理，输出至显示模块11进行结果数据显示；AMR内核处理器9将记录的继电器动作电压和继电器返回电压，通过蓝牙通讯模块10，实现与外设的无线数据传输。
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 (9)
1.一种继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述继电器动作过程高速采样装置包括采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块、显示模块及电源管理模块，所述采样模块的输出端连接所述高速处理模块的输入端，所述高速处理模块连接内核处理模块双向通信，所述内核处理模块的输出端连接所述显示模块的输入端，所述内核处理模块连接通讯模块双向通信，所述电源管理模块的输出端分别电性连接所述采样模块、高速处理模块、内核处理模块、通讯模块及显示模块。
2.根据权利要求1所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述采样模块包括对常开触点进行电压采集的常开触点电压采集单元、对常闭触点进行电压采集的常闭触点电压采集单元、对线圈电流进行采集的电流采集单元及激励源信号单元。
3.根据权利要求2所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述高速处理模块包括第一高速处理器、第二高速处理器、第三高速处理器及第四高速处理器，所述第一高速处理器的输入端连接所述开触点电压采集单元的输出端，所述第二高速处理器的输入端连接所述常闭触点电压采集单元输出端，所述第三高速处理器的输入端连接所述电流采集单元的输出端，所述第四高速处理器的输入端连接所述激励源信号单元输出端。
4.根据权利要求3所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述内核处理模块采用的是AMR内核处理器，所述AMR内核处理器的输入端分别连接所述第一高速处理器的输出端、第二高速处理器的输出端、第三高速处理器的输出端及第四高速处理器的输出端。
5.根据权利要求4所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述通讯模块采用的是蓝牙通讯单元，所述蓝牙通讯单元采用的是蓝牙模块4.0或蓝牙模块4.1或蓝牙模块5.0或蓝牙模块5.1。
6.根据权利要求5所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述显示模块采用的液晶显示屏或液晶显示器。
7.根据权利要求6所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述常开触点电压采集单元、常闭触点电压采集单元及电流采集单元均包括八路相同的信号采样电路，所述信号采样电路包括电阻R39、电阻R36、放大器U9A、电阻R35及电容C55，所述电阻R39的一端连接所述电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端连接所述放大器U9A的正输入端，所述放大器U9A的负输入端及输出端分别连接所述电阻R35的一端，所述电阻R35的另一端连接所述电容C55的一端。
8.根据权利要求7所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述第一高速处理器、第二高速处理器、第三高速处理器及第四高速处理器均采用的是AD7606-16芯片或ADUM5401CRWZ芯片。
9.根据权利要求8所述的继电器动作过程高速采样装置，其特征在于，所述放大器U9A采用的型号是LF412CDR。
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