專利名稱：一種永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁真空斷路器的在線監(jiān)測與診斷
>J-U裝直。
背景技術(shù)：
永磁真空斷路器用于控制永磁真空斷路器的分合閘操作以及斷路器狀態(tài)的在線監(jiān)測并對斷路器潛在缺陷做出判斷，提高供電安全和可靠性。斷路器是電網(wǎng)中用來投入和切斷電力負(fù)荷的一次設(shè)備。傳統(tǒng)的彈簧操動機(jī)構(gòu)斷路器由于機(jī)械零部件多，容易發(fā)生故障，如拒分、拒合或不能開斷，故障率高，并容易引起電網(wǎng)事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。電力裝置對斷路器的運行可靠性提出了非常高的要求，早期對斷路器的檢修是通過一次設(shè)備的定期檢修來完成，花費的人力物力較多，而且往往不能及時發(fā)現(xiàn)問題。雖然斷路器操動機(jī)構(gòu)從電磁機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)發(fā)展到現(xiàn)在的永磁機(jī)構(gòu)，已經(jīng)在可靠性上取得了很大的提高，但是還存在著諸多問題，如永磁的磁性退化，儲能電容的耐壓壽命等等，這些問題將直接影響永磁操動機(jī)構(gòu)在斷路器中的應(yīng)用。本實用新型專利公布了一種永磁真空斷路器的在線監(jiān)測與診斷技術(shù)，通過對永磁真空斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測與診斷來提高斷路器的運行可靠性，適應(yīng)智能電網(wǎng)對供電裝備的可靠性和安全水平的要求，進(jìn)而提升整個電網(wǎng)的智能化水平。

實用新型內(nèi)容實用新型目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本實用新型提供了一種永磁真空斷路器的在線監(jiān)測與診斷裝置，通過對永磁真空斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測與診斷來提高斷路器的運行可靠性，適應(yīng)智能電網(wǎng)對供電裝備的可靠性和安全水平的要求，進(jìn)而提升整個電網(wǎng)的智能化水平。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置，包括控制模塊、分合閘單元、模擬量采集模塊、三相電量采集模塊和按鍵顯示模塊，其中，模擬量采集模塊，對觸頭壓力、觸頭位移、分合閘單元電壓和電流進(jìn)行采樣，并傳輸?shù)剿隹刂颇K；三相電量采集模塊，用于對三相輸電線路的電壓、電流進(jìn)行采樣，并傳輸?shù)剿隹刂曝S旲塊;控制模塊，根據(jù)模擬量采集模塊和三相電量采集模塊的采樣數(shù)據(jù)，對分合閘單元發(fā)出驅(qū)動信號；將采樣數(shù)據(jù)存儲并處理與按鍵顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；按鍵顯示模塊，與所述控制模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫功能；分合閘單元，根據(jù)控制模塊發(fā)出的驅(qū)動信號進(jìn)行分閘或合閘操作。作為優(yōu)選，所述控制模塊包括第一單片機(jī)、第二單片機(jī)和雙口 RAM，所述第一單片機(jī)通過雙口 RAM與第二單片機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，所述第一單片機(jī)用于接收所述模擬量采集模塊和三相電量采集模塊傳輸?shù)牟蓸樱λ龇趾祥l單元發(fā)出驅(qū)動信號；所述第二單片機(jī)通過雙口 RAM與第一單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并同時與所述按鍵顯示模塊實現(xiàn)讀寫功能。作為優(yōu)選，所述分合閘單元包括分合閘線圈和MOSFET，將第一 MOSFET和第二MOSFET的漏極相連作為驅(qū)動電源的一個輸出端，同時構(gòu)成上橋臂；再將第三MOSFET和第四MOSFET的源極相連作為驅(qū)動電源另一輸出端，同時構(gòu)成下橋臂；所述第一 MOSFET源極、第三MOSFET漏極和分合閘線圈一端相連；所述第二 MOSFET源極、第四MOSFET漏極和分合閘線圈另一端相連；同時所有MOSFET由發(fā)光二極管控制，該發(fā)光二極管兩端分別接高電平和所述控制模塊的驅(qū)動信號。作為優(yōu)選，所述第一單片機(jī)和第二單片機(jī)均采用STC12C5A32S2，所述雙口 RAM型號為IDT7132，所述三相電量采集模塊的芯片采用ATT7022B 有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點對永磁真空斷路器速度、真空度、觸頭壓力和供電電源進(jìn)行在線監(jiān)測與診斷，可以有效避免因斷路器故障運行時所造成的損失，提高供電的整體運行水平和安全性，進(jìn)而提升整個電網(wǎng)的智能化水平。

圖I為本實用新型裝置框架圖；圖2為本實用新型所述分合閘單元電路原理圖；圖3為本實用新型所述分合閘單元中MOSFET驅(qū)動電路；其中，控制模塊I、分合閘單元2、模擬量采集模塊3、三相電量采集模塊4、按鍵顯示模塊5、第一單片機(jī)6、第二單片機(jī)7、雙口 RAM8、第一M0SFET9、第二M0SFET10、第三M0SFET11、第四M0SFET12、分合閘線圈13。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖I 3所示，一種永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置，包括控制模塊I、分合閘單元2、模擬量采集模塊3、三相電量采集模塊4和按鍵顯示模塊5，本實用新型所述分合閘單元2的永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動模塊采用MOSFET橋式電路組成，如圖2 3所示。通過導(dǎo)通MOSFET來實現(xiàn)分合閘線圈13電流的控制，以驅(qū)動操動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)斷路器的分合閘，分別導(dǎo)通上橋臂和下橋臂中相應(yīng)的MOSFET實現(xiàn)驅(qū)動線圈的電流控制。橋臂中的每一個MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)閉均由一組對應(yīng)的驅(qū)動電路控制，即圖3所示的驅(qū)動電路。驅(qū)動電路中，來自第一單片機(jī)6的驅(qū)動信號通過腳14輸入，第一管腳15接MOSFET的驅(qū)動電源(即DC5V轉(zhuǎn)DC12V的電源模塊)，第二管腳16接MOSFET的門極，第三管腳17接MOSFET的源極，這樣的接法保證在單片機(jī)上電時各管腳為高電平時不產(chǎn)生誤動。具體的說，所述分合閘單元包括分合閘線圈13和M0SFET，將第一 M0SFET9和第二 M0SFET10的漏極相連作為驅(qū)動電源的一個輸出端，同時構(gòu)成上橋臂；再將第三MOSFET11和第四MOSFET12的源極相連作為驅(qū)動電源另一輸出端，同時構(gòu)成下橋臂；所述第一 M0SFET9源極、第三M0SFET11漏極和分合閘線圈13 —端相連；所述第二 M0SFET10源極、第四M0SFET12漏極和分合閘線圈13另一端相連；同時所有MOSFET由發(fā)光二極管控制，該發(fā)光二極管兩端分別接高電平和所述控制模塊的驅(qū)動信號采用霍爾電壓電流元器件實現(xiàn)永磁機(jī)構(gòu)分合閘線圈13電流電壓的調(diào)理變換。本實用新型的永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置的控制模塊I由兩片單片機(jī)STC12C5A32S2構(gòu)成，如圖I所示。其中第一單片機(jī)6通過鎖存器74HC573鎖存低8位地址，并通過第一單片機(jī)6U1P0 口、P2 口與雙口 RAM8進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，第二單片機(jī)7也以同樣的方式對雙口 RAM8進(jìn)行讀寫。第一單片機(jī)6、第二單片機(jī)7的數(shù)據(jù)交換通過中斷的方式實現(xiàn)，寫入數(shù)據(jù)的同時提醒對方單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收。三相電量采集模塊4的芯片采用ATT7022B，并通過芯片的SPI 口與第一單片機(jī)6的SPI 口通信，第一單片機(jī)6的SPI 口設(shè)置為P4. 3為同步時鐘信號，再通過P4. 0實現(xiàn)三相電量采集模塊4芯片的片選。觸頭的壓力采樣、位移采樣、驅(qū)動線圈的電壓電流采樣是通過第一單片機(jī)6的Pl 口采集完成，并構(gòu)成所述的模擬量采集模塊3。其中，Pl. 0為電源電壓采集口，Pl. I為合閘線圈電壓采集口，Pl. 2為合閘線圈電流采集口，Pl. 3為分閘線圈電壓采集口，Pl. 4為分閘線圈電流采集口，Pl. 5為觸頭壓力采集口，Pl. 6為動鐵心位移采集口。分合閘單元2通過P4. 4與P5. 3控制，驅(qū)動信號通過光耦加載到MOSFET的門極，驅(qū)動操動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)分合 閘。裝置按鍵顯示模塊5包括采用12864液晶顯示信息，液晶通過并口與第二單片機(jī)7進(jìn)行通信，并通過第二單片機(jī)7的Pl 口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫。裝置的按鍵信息通過SM1623B處理并實現(xiàn)按鍵功能，并通過其SPI 口實現(xiàn)與第二單片機(jī)7的數(shù)據(jù)交換。第一單片機(jī)6采集到的信號通過雙口 RAM8將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙纹瑱C(jī)7中，并被第二單片機(jī)7保存于其上的EEPROM里，以供查詢。使用第二單片機(jī)7上的UART串口實現(xiàn)裝置的RS485通信，電平轉(zhuǎn)換芯片采用SN75176。
權(quán)利要求1.一種永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置，其特征在于包括控制模塊、分合閘單元、模擬量采集模塊、三相電量采集模塊和按鍵顯示模塊，其中，模擬量采集模塊，對觸頭壓力、觸頭位移、分合閘單元電壓和電流進(jìn)行采樣，并傳輸?shù)剿隹刂颇K；三相電量采集模塊，用于對三相輸電線路的電壓、電流進(jìn)行采樣，并傳輸?shù)剿隹刂颇K；控制模塊，根據(jù)模擬量采集模塊和三相電量采集模塊的采樣數(shù)據(jù)，對分合閘單元發(fā)出驅(qū)動信號；將采樣數(shù)據(jù)存儲并處理與按鍵顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；按鍵顯示模塊，與所述控制模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫功能；分合閘單元，根據(jù)控制模塊發(fā)出的驅(qū)動信號進(jìn)行分閘或合閘操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置，其特征在于所述控制模塊包括第一單片機(jī)、第二單片機(jī)和雙口 RAM，所述第一單片機(jī)通過雙口 RAM與第二單片機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，所述第一單片機(jī)用于接收所述模擬量采集模塊和三相電量采集模塊傳輸?shù)牟蓸?，并對所述分合閘單元發(fā)出驅(qū)動信號；所述第二單片機(jī)通過雙口 RAM與第一單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并同時與所述按鍵顯示模塊實現(xiàn)讀寫功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置，其特征在于所述分合閘單元包括分合閘線圈和MOSFET，將第一 MOSFET和第二 MOSFET的漏極相連作為驅(qū)動電源的一個輸出端，同時構(gòu)成上橋臂；再將第三MOSFET和第四MOSFET的源極相連作為驅(qū)動電源另一輸出端，同時構(gòu)成下橋臂；所述第一 MOSFET源極、第三MOSFET漏極和分合閘線圈一端相連；所述第二 MOSFET源極、第四MOSFET漏極和分合閘線圈另一端相連；同時所有MOSFET由發(fā)光二極管控制，該發(fā)光二極管兩端分別接高電平和所述控制模塊的驅(qū)動信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述永磁真空斷路器在線監(jiān)測與診斷裝置，其特征在于所述第一單片機(jī)和第二單片機(jī)均采用STC12C5A32S2，所述雙口 RAM型號為IDT7132，所述三相電量采集模塊的芯片采用ATT7022B。
專利摘要本實用新型公開了一種永磁真空斷路器的在線監(jiān)測與診斷裝置，包括控制模塊、分合閘單元、模擬量采集模塊、三相電量采集模塊和按鍵顯示模塊，所述控制模塊根據(jù)模擬量采集模塊和三相電量采集模塊的采樣數(shù)據(jù)，對分合閘單元發(fā)出驅(qū)動信號；將采樣數(shù)據(jù)存儲并處理后，與按鍵顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而通過永磁真空斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測與診斷來提高斷路器的運行可靠性，可以有效避免因斷路器故障運行時所造成的損失，提高供電的整體運行水平和安全性，適應(yīng)智能電網(wǎng)對供電裝備的可靠性和安全水平的要求，進(jìn)而提升整個電網(wǎng)的智能化水平。
文檔編號G01R31/327GK202362429SQ2011205183
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者夏苗, 張俊, 房淑華, 林鶴云, 柳慶東, 金平, 陳祥 申請人:東南大學(xué)