全文摘要
本实用新型提出的一种用于高压开关的机械特性监测装置，分别设有模拟量输入通道和数字量捕捉通道,具有更好的采集速度和采集精度，现场操作方便，性价比高。包括核心板模块以及与核心板模块连接的采集模块、分合闸检测模块、一次电流采集识别模块、串口通信模块、存储模块；所述采集模块包括与核心板模块连接的AD采样芯片以及分别连接AD采样芯片的电流传感器和模拟位移传感器，通过AD采样芯片将采集到的电流和行程的模拟信号转换为数字信号送入核心板模块，同时核心板模块具有数字输入捕捉端连接数字位移传感器，直接获取数字位移传感器采集的位移数字信号。
主设计要求
1.一种用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，包括核心板模块以及与核心板模块连接的采集模块、分合闸检测模块、一次电流采集识别模块、串口通信模块、存储模块；所述采集模块包括与核心板模块连接的AD采样芯片以及分别连接AD采样芯片的电流传感器和模拟位移传感器，通过AD采样芯片将采集到的电流和行程的模拟信号转换为数字信号送入核心板模块，同时核心板模块具有数字输入捕捉端连接数字位移传感器，直接获取数字位移传感器采集的位移数字信号。
设计方案
1.一种用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，包括核心板模块以及与核心板模块连接的采集模块、分合闸检测模块、一次电流采集识别模块、串口通信模块、存储模块；所述采集模块包括与核心板模块连接的AD采样芯片以及分别连接AD采样芯片的电流传感器和模拟位移传感器，通过AD采样芯片将采集到的电流和行程的模拟信号转换为数字信号送入核心板模块，同时核心板模块具有数字输入捕捉端连接数字位移传感器，直接获取数字位移传感器采集的位移数字信号。
2.根据权利要求1所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述分合闸检测模块通过GPIO接口连接核心板模块，用于检测断路器是否分合闸，包括分闸线圈带电识别电路和合闸线圈带电识别电路，分别连接分闸线圈和合闸线圈的正端和负端，分别检测分闸线圈和合闸线圈是否带电；当检测到分闸线圈带电时，分闸线圈带电识别电路的光耦导通，输出高电平，表明断路器开始分闸；当检测到合闸线圈带电时，合闸线圈带电识别电路的光耦导通，输出高电平，表明断路器开始合闸。
3.根据权利要求1所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述一次电流采集识别模块通过GPIO接口连接核心板模块，用于检测断路器分合闸是否到位，包括A相电流互感器带电识别电路、B相电流互感器带电识别电路、C相电流互感器带电识别电路，分别连接A相一次电流互感器、B相一次电流互感器、C相一次电流互感器，分别采集A相、B相、C相的一次电流；当A相、B相、C相电流互感器带电识别电路的光耦输出高电平，表明A相、B相、C相断路器已经合闸到位；当A相、B相、C相电流互感器带电识别电路的光耦输出低电平，表明A相、B相、C相断路器已经分闸到位。
4.根据权利要求1所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述串口通信模块采用RS485接口，由核心板模块控制，用于组网通讯与维护调试。
5.根据权利要求4所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述串口通信模块连接HMI液晶屏，用于人机交互。
6.根据权利要求1所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述存储模块包括进行EEPROM存储的AT24C32存储芯片和进行Flash存储的W25Q128存储芯片，分别通过SPI接口和IIC接口与核心板模块连接。
7.根据权利要求1所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述核心板模块采用基于ARM-cortexM4内核的STM32F407ZGT6控制芯片。
8.根据权利要求1所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述AD采样芯片通过GPIO接口连接核心板模块，采用AD7606芯片。
9.根据权利要求1所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述模拟位移传感器采用旋转电位器，数字位移传感器采用旋转光电编码器。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，所述机械特性监测装置采用交直流两用开关电源供电。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及高压开关监控领域，尤其涉及一种用于高压开关的机械特性监测装置。
背景技术
随着经济建设发展，高压开关市场越来越庞大，未来几年，我国高压开关设备市场需求巨大，它在输变电领域和工业领域中被广泛应用。尤其电力系统，为保障用电系统安全稳定，使用高压开关设备机械特性测试仪对高压开关的机械特性参数进行监测是必要的，因此高压开关设备机械特性测试仪具有很高的市场需求。由于国外高压开关行业起步较早，因此技术也较为先进，高压开关行业的龙头主要集中在欧洲和日本，其高压开关机械特性测试产品具有开发周期短、制造技术先进、测量准确等特点。但是具有售价高昂，体积较大，不符合野外测试等缺点，给使用者带来了不便。国内的这类产品也较为单一，而且存在很大的缺陷，如设备往往精度较低，安装繁琐，售价成本太高。特别是由于高压开关的动作时间短，动作时振动大，早期的检测装置由于采样技术和传感器技术的限制，对于瞬步参数的检测，尤其是速度和行程的检测缺乏有效的检测技术。
实用新型内容
本实用新型提出一种用于高压开关的机械特性监测装置，分别设有模拟量输入通道和数字量捕捉通道,具有更好的采集速度和采集精度，现场操作方便，性价比高。
本实用新型的技术方案是：
1.一种用于高压开关的机械特性监测装置，其特征在于，包括核心板模块以及与核心板模块连接的采集模块、分合闸检测模块、一次电流采集识别模块、串口通信模块、存储模块；所述采集模块包括与核心板模块连接的AD采样芯片以及分别连接AD采样芯片的电流传感器和模拟位移传感器，通过AD采样芯片将采集到的电流和行程的模拟信号转换为数字信号送入核心板模块，同时核心板模块具有数字输入捕捉端连接数字位移传感器，直接获取数字位移传感器采集的位移数字信号。
2.所述分合闸检测模块通过GPIO接口连接核心板模块，用于检测断路器是否分合闸，包括分闸线圈带电识别电路和合闸线圈带电识别电路，分别连接分闸线圈和合闸线圈的正端和负端，分别检测分闸线圈和合闸线圈是否带电；当检测到分闸线圈带电时，分闸线圈带电识别电路的光耦导通，输出高电平，表明断路器开始分闸；当检测到合闸线圈带电时，合闸线圈带电识别电路的光耦导通，输出高电平，表明断路器开始合闸。
3.所述一次电流采集识别模块通过GPIO接口连接核心板模块，用于检测断路器分合闸是否到位，包括A相电流互感器带电识别电路、B相电流互感器带电识别电路、C相电流互感器带电识别电路，分别连接A相一次电流互感器、B相一次电流互感器、C相一次电流互感器，分别采集A相、B相、C相的一次电流；当A相、B相、C相电流互感器带电识别电路的光耦输出高电平，表明A相、B相、C相断路器已经合闸到位；当A相、B相、C相电流互感器带电识别电路的光耦输出低电平，表明A相、B相、C相断路器已经分闸到位。
4.所述串口通信模块采用RS485接口，由核心板模块控制，用于组网通讯与维护调试。
5.所述串口通信模块连接HMI液晶屏，用于人机交互。
6.所述存储模块包括进行EEPROM存储的AT24C32存储芯片和进行Flash存储的W25Q128存储芯片，分别通过SPI接口和IIC接口与核心板模块连接。
7.所述核心板模块采用基于ARM-cortexM4内核的STM32F407ZGT6控制芯片。
8.所述AD采样芯片通过GPIO接口连接核心板模块，采用AD7606芯片。
9.所述模拟位移传感器采用旋转电位器，数字位移传感器采用旋转光电编码器。
10.所述机械特性监测装置采用交直流两用开关电源供电。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提出的用于高压开关的机械特性监测装置，实现了测量准确，全数字化处理，内建精密数学模型，具有较高的测量精度。且该产品输出控制采用电子开关，控制精度高、寿命长，操作简单，一键式操作方式，便可轻松实现对开关分闸、合闸、分合、合分、分合分及机械寿命试验等多种不同操作动作的控制，具有数据存储功能、掉电记忆功能，同时有较高的性价比，是本实用新型的应用优势。
1.更高的测量精度：本实用新型的采集模块通过采集芯片AD7606，16位8通道同步采集模数数据采集系统，采样率高，能够适应多种量程，内部自带滤波器，能够更好的保证采集速度和采集精度；同时传感器通道分别设有模拟量输入通道和数字量通道，数字的使用旋转光电编码器，模拟的使用旋转电位器(0-5v)，提高了传感器的精度。
2.更高的性能价格比：本实用新型的核心板模块采用基于ARM-cortexM4内核的STM32F407ZGT6控制芯片，相比传统采用的DSP处理芯片，更加的经济，又能完全满足性能需求，提高了产品的性价比。
3.显示智能化：本实用新型增加了485通信接口，可连接带485通讯接口的智能化后台系统或组态系统，实现集中监控和数据处理的功能。
附图说明
图1为本实用新型的用于高压开关的机械特性监测装置实施例结构示意图。
图2a是合闸线圈带电识别电路电路图。
图2b是分闸线圈带电识别电路电路图。
图3a是A相电流互感器带电识别电路电路图。
图3b是B相电流互感器带电识别电路电路图。
图3c是C相电流互感器带电识别电路电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
如图1所示，为本实用新型的用于高压开关的机械特性监测装置实施例结构示意图。
一种用于高压开关的机械特性监测装置，包括核心板模块以及与核心板模块连接的采集模块、分合闸检测模块、一次电流采集识别模块、串口通信模块、存储模块；采集模块包括与核心板模块连接的AD采样芯片以及分别连接AD采样芯片电流传感器和模拟位移传感器，通过AD采样芯片将采集到的电流和行程的模拟信号转换为数字信号送入核心板模块，同时核心板模块具有数字输入捕捉端连接数字位移传感器，直接获取数字位移传感器采集的位移数字信号。
其中，所述分合闸检测模块通过GPIO接口连接核心板模块，用于检测断路器是否分合闸，包括分闸线圈带电识别电路和合闸线圈带电识别电路，如图2a、图2b所示，是合闸线圈带电识别电路电路图和分闸线圈带电识别电路电路图。合闸线圈带电识别电路的输入端UC0+和UC0-分别连接合闸线圈的正端、负端，分闸线圈带电识别电路的输入端UT0+和UT0-分别连接分闸线圈的正端、负端，分别检测分闸线圈和合闸线圈是否带电；当检测到分闸线圈带电时，分闸线圈带电识别电路的光耦导通，输出高电平，表明断路器开始分闸；当检测到合闸线圈带电时，合闸线圈带电识别电路的光耦导通，输出高电平，表明断路器开始合闸。
所述一次电流采集识别模块通过GPIO接口连接核心板模块，用于检测断路器分合闸是否到位，包括A相电流互感器带电识别电路、B相电流互感器带电识别电路、C相电流互感器带电识别电路，如图3a、3b、3c所示，是A相、B相、C相电流互感器带电识别电路电路图。A相电流互感器带电识别电路的输入端IA+和IA-连接A相一次电流互感器,B相电流互感器带电识别电路的输入端IB+和IB-连接B相一次电流互感器,C相电流互感器带电识别电路的输入端IC+和IC-连接C相一次电流互感器，分别采集A相、B相、C相的一次电流；当A相、B相、C相电流互感器带电识别电路的光耦输出高电平，表明A相、B相、C相断路器已经合闸到位；当A相、B相、C相电流互感器带电识别电路的光耦输出低电平，表明A相、B相、C相断路器已经分闸到位。
另外串口通信模块采用RS485接口，由核心板模块控制，用于组网通讯与维护调试；以及连接用于人机交互的HMI液晶屏。存储模块包括进行EEPROM存储的AT24C32存储芯片和进行Flash存储的W25Q128存储芯片，分别通过SPI接口和IIC接口与核心板模块连接。
本实用新型的实施例中，核心板模块采用基于ARM-cortexM4内核的STM32F407ZGT6控制芯片；AD采样芯片采用AD7606芯片，通过GPIO接口连接核心板模块；模拟位移传感器采用旋转电位器，数字位移传感器采用旋转光电编码器。并采用交直流两用开关电源为整个装置供电。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920027838.8
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209765009U
授权时间:20191210
主分类号:G01R31/327
专利分类号:G01R31/327
范畴分类:31F;
申请人:武汉光谷电气有限公司
第一申请人:武汉光谷电气有限公司
申请人地址:430000 湖北省武汉市东湖开发区关东科技工业园3号地块3-2栋1层01号
发明人:张赛;谢洪潮;朱家禄
第一发明人:张赛
当前权利人:武汉光谷电气有限公司
代理人:吴小灿
代理机构:11129
代理机构编号:北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司 11129
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计