專利名稱：一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種突發(fā)大電流的監(jiān)測器，具體地說涉及一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，用于電力系統(tǒng)高電壓輸變電變電站的避雷器、絕緣支撐、鐵塔、線路桿塔等設(shè)備的突發(fā)接地電流的監(jiān)測。
背景技術(shù)：
目前電力系統(tǒng)用于檢測突發(fā)大電流的方法主要使用放電計數(shù)器或磁鋼棒等機械或物理記錄器，即使是有些變電站的在線測量設(shè)備，也需將轉(zhuǎn)換后的信號用導(dǎo)線遠傳到控制室的記錄設(shè)備上，明顯地缺乏實時性和安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，該設(shè)備具有實時性和安全性，它將被監(jiān)測對象上的突發(fā)電流值和動作時刻等信息通過無線通訊方式向遠端的接收設(shè)備傳遞，且可在自帶的可充電電池和太陽能電池的支持下免維護工作運行。作為一種突發(fā)大電流的傳感檢測設(shè)備，它可以和其他檢測器及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成電力系統(tǒng)的輸變電系統(tǒng)設(shè)備的在線實時監(jiān)測系統(tǒng)。
本實用新型的技術(shù)方案是一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，其特征在于由電流檢測電路1、無線通訊電路2、電池及電池管理電路3、時鐘電路4、紅外通訊接口5及單片微處理器6組成，電流檢測電路1的數(shù)字觸發(fā)輸出接單片微處理器6的通用觸發(fā)輸入INT端，電流檢測電路1的模擬輸出接單片微處理器6的模擬輸入口AD0端；單片微處理器6的控制總線與電池及電池管理電路3相連；單片微處理器6的異步串行通訊口TX、RX信號線與無線通訊電路2相連；單片微處理器6通過通用口線RR0與紅外通訊接口5相連；單片微處理器6通過串行控制線SCL、SDA與時鐘電路4相連。
上述一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，其特征在于電池及電池管理電路3由主電池7、主電池管理器8、硅光電池9、輔助電池10及輔助電池管理器11組成，主電池7接主電池管理器8；輔助電池10接輔助電池管理器11；硅光電池9同時接主電池管理器8及輔助電池管理器11；主電池管理器8及輔助電池管理器11的輸入端接單片微處理器6的控制總線。
上述一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，其特征在于電流檢測電路1由電磁傳感器12、整流檢測電路13、電流鑒別觸發(fā)電路14組成，電磁傳感器12經(jīng)整流檢測電路13后與電流鑒別觸發(fā)電路14相連，電磁傳感器12采用無源電磁耦合。
本實用新型采用無線通訊方式傳遞及自主獨立運行，它將被監(jiān)測對象上的突發(fā)電流值和動作時刻等信息向遠端的接收設(shè)備傳遞，支持客戶對無線通訊工作頻率的訂貨預(yù)選，在使用頻率發(fā)生沖突時，可以通過此功能避開干擾。作為一種突發(fā)大電流的傳感檢測設(shè)備，它可以和其他檢測器及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成電力系統(tǒng)的輸變電系統(tǒng)設(shè)備的在線實時監(jiān)測系統(tǒng)，可以成為電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測信息化的基礎(chǔ)設(shè)備；該設(shè)備具有實時性和安全性，按工業(yè)級戶外使用條件設(shè)計，可在戶外長期工作，且可在自帶的可充電電池和太陽能電池的支持下免維護工作運行。


圖1是本實用新型的電路原理框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖；圖3是本實用新型現(xiàn)場安裝運行示意圖。
圖中，1電流檢測電路、2無線通訊電路、3電池及電池管理電路、4時鐘電路、5紅外通訊接口、6單片微處理器、7主電池、8主電池管理器、9硅光電池、10輔助電池、11輔助電池管理器、12電磁傳感器、13整流檢測電路、14電流鑒別觸發(fā)電路、15本實用新型突發(fā)電流監(jiān)測器、16高壓線路桿塔、17高壓線、18手持設(shè)備、19中心數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、20站置設(shè)備，21太陽陽光。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
在圖1中，本實用新型由電流檢測電路1、無線通訊電路2、電池及電池管理電路3、時鐘電路4、紅外通訊接口5及單片微處理器6組成，單片微處理器6的通用觸發(fā)輸入INT端接電流檢測電路1的數(shù)字觸發(fā)輸出端，電流檢測電路1的模擬輸出接單片微處理器6的模擬輸入口AD0端；單片微處理器6的控制總線與電池及電池管理電路3相連；單片微處理器6的異步串行通訊口線TX、RX與無線通訊電路2相連；單片微處理器6通過通用口線RR0與紅外通訊接口5相連；單片微處理器6通過串行控制線SCL SDA與時鐘電路4相連。電池及電池管理電路3由主電池7、主電池管理器8、硅光電池9、輔助電池10及輔助電池管理器11組成，主電池7接主電池管理器8；輔助電池10接輔助電池管理器11；硅光電池9同時接主電池管理器8及輔助電池管理器11；主電池管理器8及輔助電池管理器11的輸入端接單片微處理器6的控制總線。電流檢測電路1由電磁傳感器12、整流檢測電路13、電流鑒別觸發(fā)電路14組成，電磁傳感器12經(jīng)整流檢測電路13后與電流鑒別觸發(fā)電路14相連，電磁傳感器12采用無源電磁耦合。
在圖2中，微處理器6采用MICROCHIP公司的PIC16F876單片機U1，它帶有5路模數(shù)轉(zhuǎn)換通道及其電壓參考，異步通訊串口，IIC邏輯串口，睡眠及引腳電平變化喚醒功能；無源電磁耦合電感L3、兩個二極管D7及D8、兩個電容C7及C12、兩個電阻R8、R9構(gòu)成電磁傳感器12及整流檢測電路13；三極管Q1、兩個電阻R4及R14、電容C6構(gòu)成電流鑒別觸發(fā)電路14；電阻R12及電容C4提供單片機U1模/數(shù)轉(zhuǎn)換的參考電源。電磁傳感器12采用帶鐵心的線圈構(gòu)成無源的電磁傳感，整流檢測電路13采用去剩磁的半波整流方式，電流鑒別觸發(fā)電路14用三級管Q1構(gòu)成放大器對觸發(fā)電流信號進行放大，同時利用該三級管Q1的基極與發(fā)射級之間的導(dǎo)通閾電壓來抑制干擾。B1為主電池7，B2為輔助電池10；B3為提供電源能量補充的硅光電池9；電感L1、二極管D1、電容C9、電源調(diào)整和管理芯片U2及U6在單片機U1的控制線BC1及BC3的控制下構(gòu)成主電池管理器8；電感L2、二極管D2、電容C10、電源調(diào)整和管理芯片U4及U5在單片機U1的控制線BC2及BC4的控制下構(gòu)成輔助電池管理器11，單片機U1的4個控制線BC1～BC4控制這兩個電池管理器充電和用電的切換以及全部關(guān)斷進入庫存方式。主電池7和輔助電池10均采用1.5AH的鋰離子電池，直接在板焊接；電池管理電路采用多片理光公司的RN5RK系列電源調(diào)整和管理芯片；硅光電池9選用單晶硅光電池，容量為4V/300mA。無線通訊電路2采用無線通訊模塊M1，為市售專用定制的調(diào)頻半雙工微功率窄帶無線通訊模塊，地面通訊距離可達500M，其發(fā)射電源由電池經(jīng)兩個二極管D3及D4、電容C8構(gòu)成的電路單獨提供且由電池電壓高者提供。NB0038小型一體化紅外接收頭N1、電阻R23、二極管D9構(gòu)成紅外通訊接口5。PCF8563TF時鐘芯片U3、晶振X2、電容C6、兩個電阻R1及R2構(gòu)成時鐘晶振電路4。電容C5及兩個電阻R3、R10構(gòu)成復(fù)位電路，晶振X1及兩個電容C1、C2構(gòu)成晶振電流，其它元器件為輔助電路及空引腳的保護用電路，所有電路除了天線外均被密封在一個鋁制的金屬殼內(nèi)，使本實用新型可以適用于戶外的工作場合，所有功能均在軟件的支持和管理下完成。
本實用新型的電流監(jiān)測采用無源電磁耦合，內(nèi)部帶有峰值保存電路，可對被測對象進行定量測量。其測量值的顯示不采用一般的儀表指示，而采用無線發(fā)射到接收設(shè)備上，并對外界的通訊要求響應(yīng)，將所測的電流值及監(jiān)測器自身的工作條件等信息送出。所帶的無線通訊模塊采用微功率的同頻半雙工方式帶有多頻段選擇功能，配合軟件可以支持級聯(lián)傳遞，遠傳數(shù)據(jù)，支持客戶對無線通訊工作頻率的訂貨預(yù)選，在使用頻率發(fā)生沖突時，可以通過此功能避開干擾。
本實用新型按工業(yè)級戶外使用條件設(shè)計，作為一種長期工作在戶外條件的免維護檢測設(shè)備，其電源決定了其工作壽命，為了明確電池的壽命和提高整個檢測器的使用可靠性，本實用新型采用一塊太陽能的硅光電池在單片微處理器的管理下，分別向兩塊可充電電池充電，并配置了相應(yīng)的電池管理電路，使兩塊電池在使用和充電過程中互為備用，在單片微處理器的監(jiān)控下，對兩塊電池的電壓進行檢測，根據(jù)電池的特性進行管理。一塊電池工作時，另一塊電池則在充電；當(dāng)工作電池的放電使電池電壓達到電池特性所設(shè)定的最低標(biāo)準(zhǔn)時，單片機控制進行電池的切換，使電池工作在全充全放的工作模式下，相對于一塊可充電電池工作時的浮充浮放工作模式，大大提高電池的使用壽命。
圖3是本實用新型現(xiàn)場安裝運行示意圖，若干個本實用新型突發(fā)電流監(jiān)測器15安裝在高壓線路桿塔16上，由太陽陽光21對電池進行能量補充，本系統(tǒng)用手持設(shè)備18按照設(shè)計編號，給每一個監(jiān)測器15編入對應(yīng)的地址號碼，在高壓線17發(fā)生閃絡(luò)時，監(jiān)測器15檢測到電流；如果監(jiān)測器15距站置設(shè)備20在無線通訊范圍內(nèi)，則直接把信息傳給站置設(shè)備20，如果太遠，則通過級聯(lián)通訊的方式將信息傳到站置設(shè)備20。站置設(shè)備20將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳到中心數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)19，由管理軟件進行整理和發(fā)布，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的信息化。
權(quán)利要求1.一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，其特征在于由電流檢測電路(1)、無線通訊電路(2)、電池及電池管理電路(3)、時鐘電路(4)、紅外通訊接口(5)及單片微處理器(6)組成，電流檢測電路(1)的數(shù)字觸發(fā)輸出接單片微處理器(6)的通用觸發(fā)輸入INT端，電流檢測電路(1)的模擬輸出接單片微處理器(6)的模擬輸入AD0端；單片微處理器(6)的控制總線與電池及電池管理電路(3)相連；單片微處理器(6)的異步串行通訊TX、RX信號線與無線通訊電路(2)相連；單片微處理器(6)通過通用口線RR0與紅外通訊接口(5)相連；單片微處理器(6)通過串行控制線SCL、SDA與時鐘電路(4)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，其特征在于電池及電池管理電路(3)由主電池(7)、主電池管理器(8)、硅光電池(9)、輔助電池(10)及輔助電池管理器(11)組成，主電池(7)接主電池管理器(8)；輔助電池(10)接輔助電池管理器(11)；硅光電池(9)同時接主電池管理器(8)及輔助電池管理器(11)；主電池管理器(8)及輔助電池管理器(11)的輸入端接單片微處理器(6)的控制總線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種帶有無線通訊功能的突發(fā)電流監(jiān)測器，其特征在于電流檢測電路(1)由電磁傳感器(12)、整流檢測電路(13)、電流鑒別觸發(fā)電路(14)組成，電磁傳感器(12)經(jīng)整流檢測電路(13)后與電流鑒別觸發(fā)電路(14)相連，電磁傳感器(12)采用無源電磁耦合。
專利摘要本實用新型涉及到一種突發(fā)工頻大電流的監(jiān)測器。它主要由電流檢測電路，無線通訊電路，電池和硅光電池及電池管理電路，時鐘芯片，紅外通訊接口，單片微處理器構(gòu)成。按工業(yè)級戶外使用條件設(shè)計，具有無線通訊功能，可在戶外長期工作。可用于電力系統(tǒng)高電壓輸變電變電站避雷器，絕緣支撐，鐵塔；線路桿塔等設(shè)備的突發(fā)接地電流的監(jiān)測，可以成為電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測信息化的基礎(chǔ)設(shè)備。
文檔編號G08C19/00GK2779521SQ20052009585
公開日2006年5月10日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者梁江東 申請人:武漢武高電氣技術(shù)有限責(zé)任公司, 梁江東