CN218584948U - 一种断路器分合闸线圈特性检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电力测试技术改进领域，提供了一种断路器分合闸线圈特性检测装置，所述断路器分合闸线圈特性检测装置包括采样单元、信号调理单元、数模转换单元、微处理器单元及控制服务器，所述采样单元的输出端连接所述信号调理单元的输入端，所述信号调理单元的输出端连接所述数模转换单元的输入端，所述数模转换单元的输出端连接所述控制服务器的输入端。采用卡钳式传感器，运用便捷。通过与历史数据的对比分析，发现可能存在的潜在缺陷，并对缺陷进行定位，能够直观、精确的反映出断路器各部件的运行状态良好与否。采用锂电池供电，仪器体积小，便于携带和户外作业。
Description
技术领域
本实用新型属于电力测试技术改进领域，尤其涉及一种断路器分合闸线圈特性检测装置。
背景技术
分合闸线圈电流包含了关于断路器整个操作回路的极大信息，分合闸线圈动作电流暂态波形，通常是有两个波峰和一个波谷构成，根据波峰波谷出现的时间位置，将波形划分为五个阶段，代表分合闸过程不同的运动过程，通过与历史数据的对比分析，发现可能存在的潜在缺陷，并对缺陷进行定位，能够直观、精确的反映出断路器各部件的运行状态良好与否。
目前在对断路器的例行试验中，主要通过低电压分合闸试验来检测断路器的状态，而该测试规定的分合闸较为宽泛，仅通过动作电压的高低来分析判断断路器的状态，不能有效地反映出断路器内部潜在的缺陷，同时无法对故障进行定位。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种断路器分合闸线圈特性检测装置，旨在解决上述的技术问题。
本实用新型是这样实现的，一种断路器分合闸线圈特性检测装置，所述断路器分合闸线圈特性检测装置包括采样单元、信号调理单元、数模转换单元、微处理器单元及控制服务器，所述采样单元的输出端连接所述信号调理单元的输入端，所述信号调理单元的输出端连接所述数模转换单元的输入端，所述数模转换单元的输出端连接所述控制服务器的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述控制服务器包括工业计算机、通讯模块、显示单元及电源管理单元，所述工业计算机的输出端连接所述显示单元的输入端，所述工业计算机连接所述通讯模块双向通信，所述电源管理单元电性连接所述工业计算机。
本实用新型的进一步技术方案是：所述通讯模块包括蓝牙通讯单元及USB数据传输单元，所述蓝牙通讯单元连接所述工业计算机双向通信，所述USB数据传输单元连接所述工业计算机双向通信。
本实用新型的进一步技术方案是：所述信号调理单元包括滤波电路、防止感应电压过大电路及保护后端电路，所述滤波电路的输出连接所述防止感应电压过大电路的输入端，所述防止感应电压过大电路的输出端连接所述保护后端电路的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述采样单元采用卡钳式霍尔传感器，所述霍尔传感器的输出端连接所述滤波电路的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述数模转换单元采用的型号是AD8568。
本实用新型的进一步技术方案是：所述微处理器单元采用STM32F4系列芯片。
本实用新型的进一步技术方案是：所述工业计算机采用ARM芯片装载Android系统。
本实用新型的进一步技术方案是：所述USB数据传输单元采用USB2.0接口协议。
本实用新型的进一步技术方案是：所述显示单元采用液晶显示器。
本实用新型的有益效果是：采用卡钳式传感器，运用便捷。通过与历史数据的对比分析，发现可能存在的潜在缺陷，并对缺陷进行定位，能够直观、精确的反映出断路器各部件的运行状态良好与否。采用锂电池供电，仪器体积小，便于携带和户外作业。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的断路器分合闸线圈特性检测装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的断路器分合闸线圈电流波形图。
图3是本实用新型实施例提供的数模转换单元的示意图。
图4是本实用新型实施例提供的电源管理单元示意图。
图5是本实用新型实施例提供的蓝牙通讯单元示意图。
图6是本实用新型实施例提供的微处理器单元示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
如图1-6所示，本实用新型提供的断路器分合闸线圈特性检测装置，所述断路器分合闸线圈特性检测装置包括采样单元、信号调理单元、数模转换单元、微处理器单元及控制服务器，所述采样单元的输出端连接所述信号调理单元的输入端，所述信号调理单元的输出端连接所述数模转换单元的输入端，所述数模转换单元的输出端连接所述控制服务器的输入端。
所述采样单元采用卡钳式霍尔传感器，所述霍尔传感器的输出端连接所述滤波电路的输入端。将断路器分合闸线圈电流转换为模拟电压信号，输出至信号调节单元。
所述信号调理单元包括滤波电路、防止感应电压过大电路及保护后端电路，所述滤波电路的输出连接所述防止感应电压过大电路的输入端，所述防止感应电压过大电路的输出端连接所述保护后端电路的输入端。所述信号调理单元将传感器单元采集的模拟电压信号进行滤波及防感应大电流损坏后端单元。
所述控制服务器包括工业计算机、通讯模块、显示单元及电源管理单元，所述工业计算机的输出端连接所述显示单元的输入端，所述工业计算机连接所述通讯模块双向通信，所述电源管理单元电性连接所述工业计算机。所述工业计算机采用ARM芯片及Android系统，将微处理器单元的文件数据保存、处理数据及输出至蓝牙通讯单元、显示单元、USB数据传输单元。
所述通讯模块包括蓝牙通讯单元及USB数据传输单元，所述蓝牙通讯单元连接所述工业计算机双向通信，所述USB数据传输单元连接所述工业计算机双向通信。所述USB数据传输元采用USB2.0通信协议，用于将采集到的数据外传。所述USB数据传输单元采用USB2.0的设计可以满足数据的高速上传。蓝牙通讯单元MAX3232芯片。
所述数模转换单元采用的型号是AD8568或AD7656。将输入的多通道模拟电压信号转换为数字电压信号输出至微处理器单元。
所述微处理器单元采用STM32F4系列芯片或LPC2478芯片。将模数转换单元传输的数字电压信号以文件形式传输至工业计算机。采用工业级的32位微处理器，拥有180MHZ主频，用于数据处理及数据上传。
所述显示单元采用液晶显示器。所述显示单元采用液晶显示器，用于操作控制命令、数据分析及历史数据对比，可以实时查看数据，及对比历史数据，操作仪器控制指令。
所述电源管理单元采用的是SPX2905芯片。
首先操作人员在确保安全的前提下，把断路器分合闸线圈的电源线卡进传感器单元的卡钳。
卡完卡钳后，操作仪器显示单元，设置对应的测试时长，回读时间，触发电流大小等数据。
设置完成后，操作断路器分合闸线圈的源给线圈上电，传感器单元采集实时电流转换为模拟电压信号传输给信号调理单元，信号调理单元将模拟电压信号经过放大、滤波、减小后传输给模数转换单元，模数转换单元将多通道模拟电压信号转换为数字电压信号传输给微处理器单元，微处理器单元将采集到的模拟电压信号以文件形式传输给工业计算机，工业计算机将得到的数据传输给显示单元显示。
如图2所示，高压断路器操作机构线圈电流波形可以反映分合闸电磁铁本身及所控制的锁闩或阀门以及与之相连的开关操动机构、辅助触点在操作过程中的工作情况。操作机构分合闸过程的工作原理相同，其线圈电流波形也类似。图2是典型的特征电流曲线示意图，其中：
t0~t1阶段：t0时刻，合闸线圈通电，此时磁路气隙最大，气隙磁阻最大，电感最小。
t1~t2阶段：t1时刻，动铁心开始运动，磁路气隙减小，气隙磁阻减小，线圈电感增大，线圈电流逐渐下降。
t2~t3阶段：t2时刻，动铁心运动到位，撞杆撞击合闸触发器停止运动，储能机构释放储能，动触头开始运动。
t3~t4阶段：t3时刻，动触头开始动作，线圈电流近似稳态。该阶段线圈电流I3的大小可反映线圈电压及控制回路电阻的大小。
t4~t5阶段：t4时刻，切断线圈回路直流电源，在辅助触头之间产生电弧并被迅速拉长，电弧电压升高，使电流减小，直到电弧熄灭，线圈电流减小为零。
根据历史图形及典型图例分析，可以有效的反映出存在的的潜在缺陷，并对缺陷定位，仪器能直观、精准的反映出断路器运行状态良好与否。
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 (10)
1.一种断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述断路器分合闸线圈特性检测装置包括采样单元、信号调理单元、数模转换单元、微处理器单元及控制服务器，所述采样单元的输出端连接所述信号调理单元的输入端，所述信号调理单元的输出端连接所述数模转换单元的输入端，所述数模转换单元的输出端连接所述控制服务器的输入端。
2.根据权利要求1所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述控制服务器包括工业计算机、通讯模块、显示单元及电源管理单元，所述工业计算机的输出端连接所述显示单元的输入端，所述工业计算机连接所述通讯模块双向通信，所述电源管理单元电性连接所述工业计算机。
3.根据权利要求2所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述通讯模块包括蓝牙通讯单元及USB数据传输单元，所述蓝牙通讯单元连接所述工业计算机双向通信，所述USB数据传输单元连接所述工业计算机双向通信。
4.根据权利要求1-3任一项所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述信号调理单元包括滤波电路、防止感应电压过大电路及保护后端电路，所述滤波电路的输出连接所述防止感应电压过大电路的输入端，所述防止感应电压过大电路的输出端连接所述保护后端电路的输入端。
5.根据权利要求4所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述采样单元采用卡钳式霍尔传感器，所述霍尔传感器的输出端连接所述滤波电路的输入端。
6.根据权利要求5所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述数模转换单元采用的型号是AD8568。
7.根据权利要求6所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述微处理器单元采用STM32F4系列芯片。
8.根据权利要求2或3所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述工业计算机采用ARM芯片装载Android系统。
9.根据权利要求3所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述USB数据传输单元采用USB2.0接口协议。
10.根据权利要求2或3或9所述的断路器分合闸线圈特性检测装置，其特征在于，所述显示单元采用液晶显示器。
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