一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，包括外壳、盖板、第一侧板和第二侧板；所述外壳、盖板、第一侧板和第二侧板组成内部为空腔的长方体，本发明专利技术通过设置开关量输入模块和模拟输入模块，具备了采集磁平衡式电流传感器信号和微型终端设备的开关量信号的能力。本发明专利技术具有的监测通道数量符合标准电源柜单排开关面板支路的常规布局数量，设计灵活度高于行业内常规的绝缘监测仪，拥有高兼容性的特点。本发明专利技术采用3块独立的电路板堆叠，在不增加物料成本的情况下有效的缩小了装置的体积，可以安装在电柜布局中柜体两侧的闲置空间。

A feeder monitoring device supporting magnetic balance current sensor and switch input

【技术实现步骤摘要】
一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置
本专利技术属于电流传感器监测领域，具体涉及一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置。
技术介绍
在直流电源系统(屏柜)的应用场合中，成套设备厂商针对直流馈线监测所采用的方案大多为：“绝缘仪+漏电流传感器”实现馈线绝缘电阻监测；“开关量采集单元+断路器触点”实现馈线支路状态监测。也有部分设备厂商推出了集“绝缘仪”与“开关量采集单元”为一体的整合型配电单元，但是无论上述哪种方案，都没有解决该应用场合固有的弊端：(1)绝缘仪对漏电流传感器信号的采样轮询时间t随着其所监测馈线支路数量n的增长而线性增长，不仅制约了馈线支路异常报警的响应速度，而且末端传感器模拟信号线缆长度过长也导致了信号质量的降低。(2)绝缘仪接线、布线结构复杂，导致成套设备厂商针对该部分系统的生产成本与后期维护成本高企不下。(3)被广泛使用的一体化电源系统中一般具有80～100路馈线支路监测的需求，往往需要配置多台绝缘仪并联进行监测，此时绝缘仪内部的针对直流母线采样运算的部分仅有一台实际产生效用，对成套设备厂商产生了无谓的物料成本。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置解决了现有技术存在的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，包括外壳、盖板、第一侧板和第二侧板；所述外壳、盖板、第一侧板和第二侧板组成长方体空腔，所述第一侧板和第二侧板上均垂直设置有安装板，所述安装板上设置有若干用于安装的通孔，所述外壳内部从上到下依次设置有第一电路板、第二电路板和第三电路板，所述第一电路板上设置有拨码开关、电源指示灯、通讯指示灯和报警指示灯，所述拨码开关、电源指示灯、通讯指示灯和报警指示灯均穿设于盖板且裸露在馈线监测装置表面；所述第二电路板上设置有第二数据接口和第四数据接口，所述第三电路板上设置有第一数据接口和第三数据接口；所述第一数据接口和第二数据接口均穿设于第一侧板且裸露在馈线监测装置表面，所述第三数据接口和第四数据接口均穿设于第二侧板且裸露在馈线监测装置表面；所述第一侧板和第二侧板上均设置有若干散热孔。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术通过设置开关量输入模块和模拟输入模块，具备了采集磁平衡式电流传感器信号和微型终端设备的开关量信号的能力。(2)本专利技术具有的监测通道数量符合标准电源柜单排开关面板支路的常规布局数量，设计灵活度高于行业内常规的绝缘监测仪，拥有高兼容性的特点。(3)本专利技术设置有RS485通信模块和CAN通信模块，能够兼容市场上主流的各类绝缘监测设备和开关量采集设备，通过RS485通信模块和CAN通信模块对直流母线电流进行采集数据，可以计算出各馈电支路的绝缘电阻数据及状态。(4)本专利技术采用3块独立的电路板堆叠，在不增加物料成本的情况下有效的缩小了装置的体积，可以安装在电柜布局中柜体两侧的闲置空间。附图说明图1为本专利技术中一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置示意图。图2为本专利技术中一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置爆炸图。图3为本专利技术中第二电路示意图。图4为本专利技术中第三电路示意图。图5为本专利技术中第一电路示意图。其中：1-外壳、2-盖板、3-第一侧板、4-第二侧板、5-拨码开关、6-电源指示灯、7-通讯指示灯、8-报警指示灯、9-第一数据接口、10-第二数据接口、11-第三数据接口、12-第四数据接口、13-第一电路板、14-第二电路板、15-第三电路板。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。下面结合附图详细说明本专利技术的实施例。如图1和图2共同所示，一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，包括外壳1、盖板2、第一侧板3和第二侧板4；所述外壳1、盖板2、第一侧板3和第二侧板4组成内部为空腔的长方体，所述第一侧板3和第二侧板4上均垂直设置有安装板，所述安装板上设置有若干用于安装的通孔，所述外壳1内部从上到下依次设置有第一电路板13、第二电路板14和第三电路板15，所述第一电路板13上设置有拨码开关5、电源指示灯6、通讯指示灯7和报警指示灯8，所述拨码开关5、电源指示灯6、通讯指示灯7和报警指示灯8均穿设于盖板2且裸露在馈线监测装置表面；所述第二电路板14上设置有第二数据接口10和第四数据接口12，所述第三电路板15上设置有第一数据接口9和第三数据接口11；所述第一数据接口9和第二数据接口10均穿设于第一侧板3且裸露在馈线监测装置表面，所述第三数据接口11和第四数据接口12均穿设于第二侧板4且裸露在馈线监测装置表面；所述第一侧板3和第二侧板4上均设置有若干散热孔。所述外壳1通过第一侧板3和第二侧板4与盖板2连接，所述第一侧板3通过螺丝分别与外壳1和盖板2连接，所述第二侧板4通过螺丝分别与外壳1和盖板2连接。如图3所示，所述第二电路板14上设置有第二电路，所述第二电路包括第一数据传输接口模块、第一模拟输入模块、第一开关量输入模块和第一电源模块；所述第一电源模块分别与第一数据传输接口模块、第一模拟输入模块和第一开关量输入模块连接，所述第一数据传输接口模块分别与第一开关量输入模块和第一模拟输入模块连接。所述第一数据传输接口模块包括接线端子J1；所述接线端子J1的第1引脚与-12V的输入电压连接，所述接线端子J1的第2引脚接地，所述接线端子J1的第3引脚与+12V的输入电压连接，所述接线端子J1的第4引脚分别与第一开关量输入模块中电阻R10的一端和电阻R11的一端连接，所述电阻R10的另一端和电阻11的另一端分别与光耦OP4中发光二极管的正极连接，所述光耦OP4中发光二极管的负极和其三极管的发射极均接地，所述光耦OP4中三极管的集电极分别与电阻101的一端和板间连接端子JP1的第12引脚连接，所述电阻R101的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J1的第5引脚分别与第一开关量输入模块中电阻R7的一端和电阻R8的一端连接，所述电阻R7的另一端和电阻R8的另一端分别与光耦OP3中发光二极管的正极连接，所述光耦OP3中发光二极管的负极和其三极管的发射极均接地，所述光耦OP3中三极管的集电极分别与电阻R9的一端和板间连接端子JP1的第11引脚连接，所述电阻R9的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J1的第6引脚分别与第一开关量输入模块中电阻R4的一端和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端和电阻R5的另一端分别与光耦OP2中发光二极管的正极连接，所述光耦OP2中发光二极管的负极和其三极管的发射极均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，包括外壳(1)、盖板(2)、第一侧板(3)和第二侧板(4)；/n所述外壳(1)、盖板(2)、第一侧板(3)和第二侧板(4)组成内部为空腔的长方体，所述第一侧板(3)和第二侧板(4)上均垂直设置有安装板，所述安装板上设置有若干用于安装的通孔，所述外壳(1)内部从上到下依次设置有第一电路板(13)、第二电路板(14)和第三电路板(15)，所述第一电路板(13)上设置有拨码开关(5)、电源指示灯(6)、通讯指示灯(7)和报警指示灯(8)，所述拨码开关(5)、电源指示灯(6)、通讯指示灯(7)和报警指示灯(8)均穿设于盖板(2)且裸露在馈线监测装置表面；/n所述第二电路板(14)上设置有第二数据接口(10)和第四数据接口(12)，所述第三电路板(15)上设置有第一数据接口(9)和第三数据接口(11)；所述第一数据接口(9)和第二数据接口(10)均穿设于第一侧板(3)且裸露在馈线监测装置表面，所述第三数据接口(11)和第四数据接口(12)均穿设于第二侧板(4)且裸露在馈线监测装置表面；所述第一侧板(3)和第二侧板(4)上均设置有若干散热孔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，包括外壳(1)、盖板(2)、第一侧板(3)和第二侧板(4)；
所述外壳(1)、盖板(2)、第一侧板(3)和第二侧板(4)组成内部为空腔的长方体，所述第一侧板(3)和第二侧板(4)上均垂直设置有安装板，所述安装板上设置有若干用于安装的通孔，所述外壳(1)内部从上到下依次设置有第一电路板(13)、第二电路板(14)和第三电路板(15)，所述第一电路板(13)上设置有拨码开关(5)、电源指示灯(6)、通讯指示灯(7)和报警指示灯(8)，所述拨码开关(5)、电源指示灯(6)、通讯指示灯(7)和报警指示灯(8)均穿设于盖板(2)且裸露在馈线监测装置表面；
所述第二电路板(14)上设置有第二数据接口(10)和第四数据接口(12)，所述第三电路板(15)上设置有第一数据接口(9)和第三数据接口(11)；所述第一数据接口(9)和第二数据接口(10)均穿设于第一侧板(3)且裸露在馈线监测装置表面，所述第三数据接口(11)和第四数据接口(12)均穿设于第二侧板(4)且裸露在馈线监测装置表面；所述第一侧板(3)和第二侧板(4)上均设置有若干散热孔。


2.根据权利要求1所述的支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，所述外壳(1)通过第一侧板(3)和第二侧板(4)与盖板(2)连接，所述第一侧板(3)通过螺丝分别与外壳(1)和盖板(2)连接，所述第二侧板(4)通过螺丝分别与外壳(1)和盖板(2)连接。


3.根据权利要求2所述的支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，所述第二电路板(14)上设置有第二电路，所述第二电路包括第一数据传输接口模块、第一模拟输入模块、第一开关量输入模块和第一电源模块；所述第一电源模块分别与第一数据传输接口模块、第一模拟输入模块和第一开关量输入模块连接，所述第一数据传输接口模块分别与第一开关量输入模块和第一模拟输入模块连接。


4.根据权利要求3所述的支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，所述第一数据传输接口模块包括接线端子J1；
所述接线端子J1的第1引脚与-12V的输入电压连接，所述接线端子J1的第2引脚接地，所述接线端子J1的第3引脚与+12V的输入电压连接，所述接线端子J1的第4引脚分别与第一开关量输入模块中电阻R10的一端和电阻R11的一端连接，所述电阻R10的另一端和电阻11的另一端分别与光耦OP4中发光二极管的正极连接，所述光耦OP4中发光二极管的负极和其三极管的发射极均接地，所述光耦OP4中三极管的集电极分别与电阻101的一端和板间连接端子JP1的第12引脚连接，所述电阻R101的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J1的第5引脚分别与第一开关量输入模块中电阻R7的一端和电阻R8的一端连接，所述电阻R7的另一端和电阻R8的另一端分别与光耦OP3中发光二极管的正极连接，所述光耦OP3中发光二极管的负极和其三极管的发射极均接地，所述光耦OP3中三极管的集电极分别与电阻R9的一端和板间连接端子JP1的第11引脚连接，所述电阻R9的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J1的第6引脚分别与第一开关量输入模块中电阻R4的一端和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端和电阻R5的另一端分别与光耦OP2中发光二极管的正极连接，所述光耦OP2中发光二极管的负极和其三极管的发射极均接地，所述光耦OP2中三极管的集电极分别与电阻R6的一端和板间连接端子JP1的第10引脚连接，所述电阻R6的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J1的第7引脚分别与第一开关量输入模块中电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端分别与光耦OP1中发光二极管的正极连接，所述光耦OP1中发光二极管的负极和其三极管的发射极均接地，所述光耦OP1中三极管的集电极分别与电阻R3的一端和板间连接端子JP1的第9引脚连接，所述电阻R3的另一端与+3.3V电压连接。


5.根据权利要求4所述的支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，所述第一模拟输入模块包括第一运算放大芯片和第二运算放大芯片，所述第一运算放大芯片包括运算放大器U5A、运算放大器U5B、运算放大器U5C和运算放大器U5D；所述第二运算放大芯片包括运算放大器U6A、运算放大器U6B、运算放大器U6C和运算放大器U6D；所述运算放大器U5C空接；
所述第一数据传输接口模块还包括接线端子J2；所述接线端子J2的第1引脚与电阻R37的一端连接，所述电阻R37的另一端分别与接地电阻R38、接地电容C26、第二运算放大芯片的第12引脚、二极管D15的正极和二极管D16的负极连接，所述二极管D15的负极与+3.3V电压连接，所述二极管D16的正极与-3.3V电压连接，所述第二运算放大芯片的第13引脚分别与其第14引脚和电阻R39的一端连接，所述第二运算放大芯片的第4引脚分别与+5V电压和接地电容C29连接，所述第二运算放大芯片的第11引脚分别与-5V引脚和接地电容C28的一端连接，所述电阻R39的另一端分别与接地电容C27、电阻R40的一端和板间连接端子JP1的第19引脚连接，所述电阻R40的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J2的第2引脚与电阻R29的一端连接，所述电阻R29的另一端分别与接地电阻R30、接地电容C22、第二运算放大芯片的第3引脚、二极管D11的正极和二极管D12的负极连接，所述二极管D11的负极与+3.3V电压连接，所述二极管D12的正极与-3.3V电压连接，所述第二运算放大芯片的第2引脚分别与其第1引脚和电阻R31的一端连接，所述电阻R31的另一端分别与接地电容C23、电阻R32的一端和板间连接端子JP1的第18引脚连接，所述电阻R32的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J2的第3引脚与电阻R21的一端连接，所述电阻R21的另一端分别与接地电阻R22、接地电容C18、第二运算放大芯片的第5引脚、二极管D7的正极和二极管D8的负极连接，所述二极管D7的负极与+3.3V电压连接，所述二极管D8的正极与-3.3V电压连接，所述第二运算放大芯片的第6引脚分别与其第7引脚和电阻R23的一端连接，所述电阻R23的另一端分别与接地电容C19、电阻R24的一端和板间连接端子JP1的第17引脚连接，所述电阻R24的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J2的第4引脚与电阻R33的一端连接，所述电阻R33的另一端分别与接地电阻R34、接地电容C24、第二运算放大芯片的第10引脚、二极管D13的正极和二极管D14的负极连接，所述二极管D13的负极与+3.3V电压连接，所述二极管D14的正极与-3.3V电压连接，所述第二运算放大芯片的第9引脚分别与其第8引脚和电阻R35的一端连接，所述电阻R35的另一端分别与接地电容C25、电阻R36的一端和板间连接端子JP1的第16引脚连接，所述电阻R36的另一端与+3.3V电压连接；
所述接线端子J2的第5引脚与电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与接地电阻R26、接地电容C20、第一运算放大芯片的第12引脚、二极管D9的正极和二极管D10的负极连接，所述二极管D9的负极与+3.3V电压连接，所述二极管D10的正极与-3.3V电压连接，所述第一运算放大芯片的第4引脚与+5V电压连接，其第11引脚与-5V电压连接，所述第一运算放大芯片的第13引脚分别与其第14引脚和电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端分别与接地电容C21、电阻R28的一端和板间连接端子JP1的第15引脚连接，所述电阻R28的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J2的第6引脚与电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端分别与接地电阻R18、接地电容C16、第一运算放大芯片的第3引脚、二极管D5的正极和二极管D6的负极连接，所述二极管D5的负极与+3.3V电压连接，所述二极管D6的正极与-3.3V电压连接，所述第一运算放大芯片的第2引脚分别与其第1引脚和电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与接地电容C17、电阻R20的一端和板间连接端子JP1的第14引脚连接，所述电阻R20的另一端与+3.3V电压连接；所述接线端子J2的第7引脚与电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端分别与接地电阻R13、接地电容C14、第一运算放大芯片的第5引脚、二极管D3的正极和二极管D4的负极连接，所述二极管D3的负极与+3.3V电压连接，所述二极管D4的正极与-3.3V电压连接，所述第一运算放大芯片的第6引脚分别与其第7引脚和电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端分别与接地电容C15、电阻R16的一端和板间连接端子JP1的第13引脚连接，所述电阻R16的另一端与+3.3V电压连接；
所述第一电源模块包括二极管D1、二极管D2、稳压芯片U1、稳压芯片U2、隔离电源芯片U3和并联稳压芯片U4；所述二极管D1的正极与接线端子J1的第3引脚连接，所述二极管D1的正极与接线端子J1的第3引脚连接，所述二极管D1的负极分别与极性电容C1的正极、电容C3的一端和稳压芯片U1的Vin引脚连接，所述稳压芯片U1的Vout引脚为+5V电压的输出端，其分别与极性电容C5的正极和电容C7的一端连接，所述极性电容C1的负极、极性电容C2的正极、电容C3的另一端、电容C4的一端、稳压芯片U1的GND引脚、稳压芯片U2的GND引脚、极性电容C5的负极、极性电容C6的正极、电容C7的另一端和电容C8的一端均接地；所述二极管D2的负极与接线端子J1的第1引脚连接，所述二极管D2的正极分别与极性电容C2的负极、电容C4的另一端和稳压芯片U2的Vin引脚连接，所述稳压芯片U2的Vout引脚为-5V电压输出端，其分别与极性电容C6的负极和电容C8的另一端连接；所述二极管D1的负极为+12V电压输出端，所述二极管D2的正极为-12V电压输出端；
所述隔离电源芯片U3的Vin引脚分别与二极管D1的负极和电容C11的一端连接，所述隔离电源芯片U3的GND引脚和电容C11的另一端均接地，所述隔离电源芯片U3的+Vo引脚为+5V/1W的电压输出端，其分别与极性电容C12的正极和电容C13的一端连接，所述隔离电源芯片U3的O引脚、极性电容C12的负极和电容C13的另一端均与板间连接端子JP1的第2引脚连接，所述并联稳压芯片U4的第1引脚接地，其第2引脚分别与接地电阻R42和电阻R102的一端连接，所述并联稳压芯片U4的第3引脚分别与电阻R41的一端、-3.3V电压、电阻R102的另一端和接地电容C10连接，所述电阻R41的另一端与-5V电压连接；所述板间连接端子JP1的第1引脚与隔离电源芯片U3的+Vo引脚连接，所述板间连接端子JP1的第3引脚与稳压芯片U1的Vout引脚连接，所述板间连接端子JP1的第4引脚和第6引脚均接地，所述板间连接端子JP1的第5引脚与稳压芯片U2的Vout引脚连接，所述板间连接端子JP1的第7引脚与-3.3V电压连接，所述板间连接端子JP1的第8引脚与+3.3V电压和接地电容C9连接。


6.根据权利要求5所述的支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，所述第三电路板(15)上设置有第三电路，所述第三电路包括第二数据传输接口模块、第二开关量输入模块、第二模拟输入模块、数据处理模块、CAN通信模块和RS485通信模块；所述第二数据传输接口模块分别与第二开关量输入模块、第二模拟输入模块、CAN通信模块和RS485通信模块连接，所述数据处理模块分别与第二开关量输入模块、第二模拟输入模块、CAN通信模块和RS485通信模块连接。


7.根据权利要求6所述的支持磁平衡电流传感器及开关量输入的馈线监测装置，特征在于，所述第二数据传输接口模块包括接线端子J3，所述接线端子J3的第1引脚分别与第二开关量输入模块中电阻R59的一端和电阻R60的一端连接，所述电阻R59的另一端和电阻R60的另一端分别与光耦OP11中发光二极管的正极连接，光耦OP11中发光二极管的负极和其三极管的发射极接地，所述光耦OP11中三极管的集电极分别与电阻R61的一端和数据处理模块中处理芯片U8的PB5引脚连接，所述电阻R61的另一端与+3.3V电压连接；
所述接线端子J3的第2引脚分别与第二开关量输入模块中电阻R56的一端和电阻R57的一端连接，所述电阻R56的另一端和电阻R57的另一端分别与光耦OP10中发光二极管的正极连接，光耦OP10中发光二极管的负极和其三极管的发射极接地，所述光耦OP10中三极管的集电极分别与电阻R58的一端和数据处理模块中处理芯片U8的PA15引脚连接，所述电阻R58的另一端与+3.3V电压连接；
所述接线端子J3的第3引脚分别与第二开关量输入模块中电阻R53的一端和电阻R54的一端连接，所述电阻R53的另一端和电阻R54的另一端分别与光耦OP9中发光二极管的正极连接，光耦OP9中发光二极管的负极和其三极管的发射极接地，所述光耦OP9中三极管的集电极分别与电阻R55的一端和数据处理模块中处理芯片U8的PB3引脚连接，所述电阻R55的另一端与+3.3V电压连接；

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅慧，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51