一种断路器故障状态诊断装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种断路器故障状态诊断装置，包括防浪涌电路、电源电路、检测传感器、光电耦合器、AD芯片、CPLD芯片和状态显示器，所述检测传感器设于断路器上，并连接光电耦合器，所述光电耦合器连接AD芯片，所述AD芯片连接CPLD芯片，所述CPLD芯片连接状态显示器，所述防浪涌电路连接电源电路，所述电源电路分别与光电耦合器、AD芯片和CPLD芯片连接提供电源。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有处理速度快、抗干扰能力强、精准度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及断路器监测
，尤其是涉及一种断路器故障状态诊断装置。
技术介绍
断路器是电力系统中最重要的控制与保护设备，在电网中的作用至关重要，尤其是高压断路器，其故障带来的后果是十分严重的。断路器能及时和准确地接通或断开电力供应，其可靠性，在很大程度上依赖于其内部机械部件的正确动作，我们通过测量断路器的机械特性参数，就可以及时知道断路器现在的运行状态是否良好，甚至能够预测断路器未来会在那个部位出现故障，以此提前做出准备，减少停电率，降低经济损失。正因如此，能够高效而准确的检测装置就有着不可估量的作用与前景。国内研发的断路器检测装置普遍存在适用范围小，测试数据不准确，抗干扰能力差等问题。进口检测仪虽然性能较好，但价格比较昂贵，而且该机械特性测试仪的配套软件功能简单，国外断路器型号相对简单，不适合目前我国断路器设备型号复杂和对历史数据进行比较查询的要求。高压断路器结构复杂，应用环境特殊，安全性要求较高，这就对高压断路器机械特性监测装置提出了较高的要求，要求其在正确实时检测的同时，不能影响断路器的正常工作，同时还要适应其应用环境。目前使用的断路器特性监测仪存在一些缺陷:I)环境对现场使用的情况影响较大，抗干扰能力差。由于检测现场一般处于高压大电流的复杂电磁环境下，感应电压等原因引起的信号噪声较大，容易出现误差。2)数据采集及处理系统的分辨率位数较低，处理速度慢，不能适应现在对信号获取的准确性、完整性、效率性上要求。使得数据精准度整体不高。3)由于技术原因，之前的可编程芯片倾向于使用FPGA，但是FPGA的分段式布线结构决定了它延迟的不可预测性，且断电时编程信息容易丢失。其保密性能也比较差。4)数据采集芯片和可编程芯片由于工作电压不同，需要设计多级电压转换器，既增大了监测装置的体积，又增加了功耗，过多的电源转换器会产生大量热量，使监测装置内部温度升高，影响其芯片的工作效率和准确度。5)传统的串行232接口传输速度慢，不适应现有的大量数据快速传输的需要，且一般没有开发数据存储结构，导致监测数据不能大量储存，在无专业处理设备的情况下，无法快速比较和分析数据特性。本技术根据目前断路器状态诊断装置在数据采集的精准度和处理速度方面进行了改进和提升，弥补了许多缺点。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种处理速度快、抗干扰能力强、精准度高的断路器故障状态诊断装置。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种断路器故障状态诊断装置包括防浪涌电路、电源电路、检测传感器、光电耦合器、AD芯片、CPLD芯片和状态显示器，所述检测传感器设于断路器上，并连接光电耦合器，所述光电耦合器连接AD芯片，所述AD芯片连接CPLD芯片，所述CPLD芯片连接状态显示器，所述防浪涌电路连接电源电路，所述电源电路分别与光电耦合器、AD芯片和CPLD芯片连接提供电源。所述检测传感器包括设于断路器上、并连接光电耦合器的霍尔传感器、滑线变阻器传感器和光电测速仪。所述光电親合器的型号为TLP521-2。所述AD芯片为ADS1282转换芯片。所述CPLD芯片的型号为EPM7128。所述电源电路为5V输出电源电路。还包括连接CPLD芯片的储存芯片。所述CPLD芯片通过USB接口连接PC机。与现有技术相比，本技术具有以下优点:I)通过检测传感器在断路器运行过程中能实时对动触头的分/合闸时间、速度、行程、弹跳及触头刚分/刚合速度、最大分/合闸速度进行检测，还包括分合闸线圈、储能电机电流信号。并在状态显示器中显示各部分的运行曲线。2)采用光电耦合和防浪涌设计，提高抗干扰能力以保证产品的测量精度，各测量通道的都互相隔离，使仪器可在高电压等级环境下稳定可靠工作。3)采用32位高精度A/D转换芯片，其采样精度可以高达微秒级，转换速度快、转换精度高，满足实时监测对数据高效率的要求。4)采用CPLD可编程芯片有多种好处:之前由于CPLD受到CPLD密度的限制，更倾向于使用FPGA芯片，随着技术发展，CPLD密度高达数十万门，其优势也越来越明显，包括使用便捷、运行速度快、系统断电时编程信息也不丢失、保密性好等。5)由于各个元器件均采用5V供电系统，所以对电源模块的要求下降，防止了各电源通道之间的影响，提高了数据准确性。6)采用了型号为EPM7128的CPLD芯片，其单极供电电压为+5V，输出电平可以选择为3.3V，而DSP芯片的逻辑输入电平为3.3V，采用CPLD芯片也为以后的功能扩展，实现与DSP互联做好准备。7)增加储存芯片和USB接口，储存芯片可以储存大量数据，便于快速比较和分析故障原因，USB高速接口解决了传统的串行232接口传输速度慢、不适应大量数据快速传输的问题。【附图说明】图1为本技术断路器故障状态诊断装置的结构示意图；图2为本技术中改进后的工作电源入口防浪涌电路示意图。图中:1、防浪涌电路，2、电源电路，3、检测传感器，4、光电耦合器，5、AD芯片，6、CPLD芯片，7、状态显示器，8、储存芯片，9、USB接口，10、PC机。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，一种断路器故障状态诊断装置包括防浪涌电路1、电源电路2、检测传感器3、光电耦合器4、AD芯片5、CPLD芯片6、状态显示器7、储存芯片8和USB接口 9，检测传感器3设于断路器上，并连接光电耦合器4，光电耦合器4连接AD芯片5，AD芯片5连接CPLD芯片6，CPLD芯片6连接状态显示器7，防浪涌电路I连接电源电路2，电源电路2分别与光电耦合器4、AD芯片5和CPLD芯片6连接提供电源，储存芯片8连接CPLD芯片6，CPLD芯片6通过USB接口 9连接PC机10。需要说明的是，本技术是属于对硬件结构上的改进，利用电源电路2、检测传感器3、AD芯片5、可编程硬件平台等已有硬件组合并连接在一起应用，其中涉及到计算机程序及相关算法部分，并不属于本技术改进内容，所述断路器故障状态诊断算法是现有技术中任何一种基于电流信号的特征值对比的算法或者改进算法。其中，检测传感器3包括设于断路器上、并连接光电耦合器4的霍尔传感器、滑线变阻器传感器和光电测速仪。检测传感器3用于测量断路器的动触头的分/合闸时间、速度、行程、弹跳及触头刚分/刚合速度、最大分/合闸速度进行检测，还包括分合闸线圈、储能电机电流信号等，以此从多方面获取断路器的机械特性参数和控制回路参数，增加数据来源的广度，提高数据准确性。光电耦合器4用于光电隔离，防止外部信号影响内部电路的工作，减少误差，提高数据的准确率。本技术采用光电耦当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器故障状态诊断装置，其特征在于，包括防浪涌电路、电源电路、检测传感器、光电耦合器、AD芯片、CPLD芯片和状态显示器，所述检测传感器设于断路器上，并连接光电耦合器，所述光电耦合器连接AD芯片，所述AD芯片连接CPLD芯片，所述CPLD芯片连接状态显示器，所述防浪涌电路连接电源电路，所述电源电路分别与光电耦合器、AD芯片和CPLD芯片连接提供电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，傅晓飞，陈漫红，王华昕，邱锡为，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海致达智利达系统控制有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31