CN2430804Y - 断路器及电机故障的智能型监测保护仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪,它包括抗干扰和报警控制电路、A/D转换接口电路、单片机控制电路、电流输入采样电路、故障数据掉电保护电路、液晶显示驱动电路、控制输出电路以及短路器触头节点输入电路、漏电检测电路。本实用新型可直观、准确地检测断路器触头的同步性以及对电机电流故障进行智能化判断,具有智能化程度高、可视性和可操作性强,使用准确简便的特点。

Description

断路器及电机故障的智能型监测保护仪

本实用新型涉及一种智能型监测保护仪，尤其涉及一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪。

断路器是电器控制、电力供电系统中不可缺少的常用设备。断路器(或接触器)在使用时经常出现三相触头不同步，引起瞬间电流增大导致一相或两相接触不可靠，以至于造成电气设备的损坏。由于触头的接触过程是看不见的，现有技术中对触头同步性的调整只能是凭经验多次反复调试，因此存在着无法保证调整精度，也无法检测和判别调整后触头接触质量是否合格等缺点。另外，现有的电机故障检测仪虽然可判断电流超限并进行报警和控制，但无智能判断，只简单地在检测到最大一相电流超限的假象时便进行频繁报警，导致现场经常放弃使用这类保护，同时也不能对故障情况存储记录和数据显示，因此使用时既不准确可靠、又不直观方便，很不利于故障的排除。

为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可直观、准确地检测断路器触头的同步性以及对电机电流故障进行智能化判断的智能型监测保护仪。该装置智能化程度高、可视性和可操作性强，使用准确简便。

为达到上述目的本实用新型是以如下技术方案实现的：它包括抗干扰和报警控制电路、A／D转换接口电路、单片机控制电路、电流输入采样电路、故障数据掉电保护电路、液晶显示驱动电路、控制输出电路以及短路器触头节点输入电路，所述单片机控制电路与所述抗干扰和报警控制电路、A／D转换接口电路、故障数据掉电保护电路、液晶显示驱动电路、控制输出电路以及短路器触头节点输入电路相连接；所述电流输入采样电路采集的多路模拟信号输入所述A／D转换接口电路后，转化为数字量分时输送给单片机控制电路，在单片机控制电路中判断交流电各相电流平衡情况和故障检测，当电流不平衡或最大电流超限时，由所述单片机进行智能判断并输出到抗干扰和报警控制电路报警，由控制输出电路控制关闭主回路电源，同时将故障情况输入故障数据掉电保护电路以及由液晶显示驱动电路显示；所述断路器触头节点输入电路将各触头电流信号送入单片机控制电路中，由单片机控制电路记录各触头不同步的时间差，由液晶显示驱动电路显示检测结果，并由抗干扰和报警控制电路给出报警提示。

本实用新型与现有技术相比，由于增设了单片机控制电路、故障数据掉电保护电路、液晶显示驱动电路使得对断路器触头同步性判断和调整变得准确简便，可视性、可操作性大大提高；对电机出现的故障可准确地进行智能化判断，并在出现故障主回路停电后仍可使用电池显示故障的类型和大小，根据记录的变化过程确定排除故障的方法。因此本实用新型具有使用准确可靠、操作直观简便的特点。

下面结合附图对本实用新型作进一步地详细说明：

图1为本实用新型电路原理框图；

图2为本实用新型具体的电路原理图。

参看图1：本实用新型包括抗干扰和报警控制电路1、A／D转换接口电路2、电流输入采样电路4、单片机控制电路3、故障数据掉电保护电路5、液晶显示驱动电路6、控制输出电路8以及短路器触头节点输入电路7，单片机控制电路3与抗干扰和报警控制电路1、A／D转换接口电路2、故障数据掉电保护电路5、液晶显示驱动电路6、控制输出电路8以及短路器触头节点输入电路7相连接。

参看图2：电流输入采样电路4主要设有电流互感器R₀-T₂、电阻R₆、R₇、幅度调节电位器R₁₇、二极管D₁、D₂、电容C₉、运放O₂，使用本仪器时各电流互感器T_0-2分别卡接负荷端的三根芯线上，各电流互感器T_0-2的输出信号经电阻R₇限流，运放O₂跟随阻抗变换后，二极管D₁、D₂全波整流，加电阻R₆、电容C₉低通滤波消除高频干扰后输送到所述A／D转换接口电路2的相应输入端子IN₀-IN₂，即电流输入采样电路4采用求均方差来获得的电流多路模拟信号输入A／D转换接口电路2转化为数字量分时输送给单片机控制电路3，判断交流电各相电流平衡情况和智能故障检测，当最大电流超限或电流不平衡时，由抗干扰和报警控制电路1报警并由所述控制输出电路8中的光电隔离器O₁输出控制信号使继电器J₁的线圈断电，切断主回路电源。同时将故障情况输入故障数据掉电保护电路5中，故障数据掉电保护电路5中设有非易失性RAM电路并连接有备用电池，然后由液晶显示驱动电路6显示。

这里的系统程序设置不是简单地按电流最大值来确定报警的设定，而是采用加权量化的方式，当电流值超过限定值时在单位时间间隔内累加计算故障量N，只有当N大于不同工况的设定值时，才进行报警保护。

抗干扰和报警控制电路1主要设有看门狗集成电路A₀、电阻R₂₀、三极管N₁、蜂鸣器S，为了提高单片机A₁的抗干扰能力选用X25045看门狗集成电路A₀，由于其复位输出端为集电极开漏，用所述电阻R₂₀上拉，它可使单片机控制电路3的系统发生故障时自动恢复正常。

断路器触头节点输入电路7主要设有输入节点DIn₁-DIn₄、消除脉冲电压的瞬态二极管Z₁、过压保护稳压管Z₂、用于隔离干扰的二极管D₃。检测时断路器主回路停电，输入节点DIn₁-DIn₄将各触头电流信号送入单片机控制电路3中，该系统程序以检测到的最先闭合触头时刻为计时零点，程序启动计数器自动检测其它触头的闭合延时，其它各触头相对第一闭合触头的延时即为其非同步误差。由液晶显示驱动电路6显示具体触头接触相对第一触头接触的时间差，以便确定是哪个触头需要检修，以及其初始间隙是需调小还是调大。同时报警控制电路1给出报警提示。

参看图2：本实用新型还设有与A／D转换接口电路2连接的漏电检测电路9，漏电检测电路9主要设有上拉电阻R₂₁、电阻R₂₂、电容C₁₀，在断路器断开时，所述上拉电阻R₂₁通过触头的常闭触点J₂接电机的主回路，电阻R₂₂一端接A／D转换接口电路2中的一输入端子IN₄，电路OV接大地。使用过程中单片机测量电机与大地的阻值，当阻值小于特定值时，输入端子IN₄的电压小于设定值，判定为漏电故障，由报警控制电路1报警并由控制输出电路8控制主回路断电。

Claims (7)

1、一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪，包括抗干扰和报警控制电路(1)、电流输入采样电路(4)、控制输出电路(8)，其特征在于它还包括A／D转换接口电路(2)、单片机控制电路(3)、故障数据掉电保护电路(5)、液晶显示驱动电路(6)以及短路器触头节点输入电路(7)，所述单片机控制电路(3)与所述抗干扰和报警控制电路(1)、A／D转换接口电路(2)、故障数据掉电保护电路(5)、液晶显示驱动电路(6)、控制输出电路(8)以及短路器触头节点输入电路(7)相连接；所述电流输入采样电路(4)采集的多路模拟信号输入所述A／D转换接口电路(2)后，转化为数字量分时输送给单片机控制电路(3)，判断交流电各相电流平衡情况和故障检测，当电流不平衡或最大电流超限时，经智能判断输入所述抗干扰和报警控制电路(1)报警并由所述控制输出电路(8)控制关闭主回路电源，同时将故障情况输入故障数据掉电保护电路(5)以及由所述液晶显示驱动电路(6)显示；所述断路器触头节点输入电路(7)将各触头电流信号送入单片机控制电路(3)中，由单片机控制电路(3)记录各触头不同步的时间差，由液晶显示驱动电路(6)显示检测结果，并由所述抗干扰和报警控制电路(1)给出报警提示。

2、根据权利要求1所述一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪，其特征在于它还设有漏电检测电路(9)，所述漏电检测电路(9)主要设有上拉电阻R₂₁、电阻R₂₂、电容C₁₀，在断路器断开时，所述上拉电阻R₂₁通过触头的常闭触点J₂接电机的主回路，电阻R₂₂一端接A／D转换接口电路(2)中的一输入端子IN₄，电路OV接大地，当判定为漏电故障时，由抗干扰和报警控制电路(1)报警并由常闭触点J₂控制主回路断电。

3、根据权利要求1所述一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪，其特征在于所述抗干扰和报警控制电路(1)主要设有看门狗集成电路A₀、电阻R₂₀、三极管N₁、蜂鸣器S，用所述电阻R₂₀上拉可使单片机控制电路(3)的系统遇干扰时自动恢复正常。

4、根据权利要求1所述一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪，其特征在于所述电流输入采样电路(4)主要设有电流互感器T₀-T₂、电阻R₆、R₇、幅度调节电位器R₁₇、二极管D₁、D₂、电容C₉、运放O₂，测量三相交流信号时电流互感器T₁的输出信号经电阻R₇限流，运放O₂跟随阻抗变换后，二极管D₁、D₂全波整流，加电阻R₆、电容C₉低通滤波消除高频干扰后输送到所述A／D转换接口电路(2)的相应输入端子IN₀-IN₂。

5、根据权利要求1所述一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪，其特征在于所述控制输出电路(8)主要设有可控硅光电隔离器O₁、继电器J₁，用于抗干扰控制主回路电源。

6、根据权利要求1所述一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪，其特征在于所述故障数据掉电保护电路(5)设有非易失性RAM电路并连接有备用电池。

7、根据权利要求1所述一种断路器及电机故障的智能型监测保护仪，其特征在于所述断路器触头节点输入电路(7)主要设有输入节点DIn₁-DIn₄、消除脉冲电压的瞬态二极管Z₁、过压保护稳压管Z₂、用于隔离干扰的二极管D₃。

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