CN113740770A - 配电箱导电检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了配电箱导电检测***，涉及配电箱检测技术领域，包括导电检测模块，信号处理模块，主控制模块，通信模块，报警模块；所述导电检测模块用于提供电流和控制导电检测的工作，信号处理模块用于将信号进行处理看，主控制模块用于接收电压信号、发出控制信号和输出数据信号，通信模块用于与用户终端交互。本发明配电箱导电检测***采用辅助电源供电检测配电箱的导电性能，通过对检测信号的抗干扰处理，提高导电检测的精度，并且设有人机交互功能，可通过远程自动控制导电检测***工作，降低人力资源损耗，提高检测的效率。

Description

配电箱导电检测***

技术领域

本发明涉及配电箱检测技术领域，具体是配电箱导电检测***。

背景技术

随着社会经济的快速发展，电力事业也获得了较快的发展，在电力***中，为了防止配电箱和线路由于绝缘体的损坏导致漏电的发生，防止雷击、防止静电损害和保障电力***正常运行，因此提高测量配电箱导电性的效率显得尤为重要，这可以保证电力设备正常工作和人身安全的重要手段，但是目前市面上，大部分的配电箱都需要人为定期进行检测，随着电网建设的深入和快速发展，对检测人员的数量和效率不断提高，这种检测占用人力较多，效率低下，难以满足计量保障需求，并且可能对人身安全造成威胁。

发明内容

本发明实施例提供配电箱导电检测***，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例中，提供配电箱导电检测***，该配电箱导电检测***包括：导电检测模块，信号处理模块，主控制模块，通信模块，报警模块；

所述导电检测模块，用于提供所需的检测电流，用于控制导电检测的工作，用于采样配电箱的导电电压；

所述信号处理模块，用于将所述导电检测模块输出的信号进行差动放大、等压变换和模数转换处理；

所述主控制模块，用于接收所述信号处理模块输出的电压信号，用于发出控制信号，用于处理电压信号并输出数据信号；

所述通信模块，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并传输给用户终端；

所述报警模块，用于发出声光报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明配电箱导电检测***采用辅助电源供电检测配电箱的导电性能，通过对检测信号的抗干扰处理，提高导电检测的精度，并且设有人机交互功能，可通过远程自动控制导电检测***工作，降低人力资源损耗，提高检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的配电箱导电检测***的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的导电检测模块和信号处理模块的方框示意图。

图3为本发明实例提供的导电检测模块和信号处理模块电路图。

图4为本发明实例提供的通信模块连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供配电箱X1导电检测***，该配电箱X1导电检测***包括：导电检测模块1，信号处理模块2，主控制模块3，通信模块4，报警模块5；

具体地，导电检测模块1，用于提供所需的检测电流，用于控制导电检测的工作，用于采样配电箱X1的导电电压；所述导电检测模块1的第一端连接信号处理模块2的第一端；

信号处理模块2，用于将所述导电检测模块1输出的信号进行差动放大、等压变换和模数转换处理；所述信号处理模块2的第二端连接主控制模块3的第一端；

主控制模块3，用于接收所述信号处理模块2输出的电压信号，用于发出控制信号，用于处理电压信号并输出数据信号；所述主控制模块3的第二端连接导电检测模块1的第三端；

通信模块4，用于接收所述主控制模块3输出的数据信号并传输给用户终端405；所述通信模块4连接主控制模块3的第三端；

报警模块5，用于发出声光报警；所述报警模块5连接主控制模块3的第四端。

在具体实施例中，上述导电检测模块1可采用直流脉冲电流源DC作为辅助电源对配电箱X1进行通电，从而检测出配电箱X1的导电性能；上述信号处理模块2可采用电压跟随器和差动放大器前级增加信号的驱动能力，后级计算电位差并放大，并且采用运算放大器配合***电阻实现运算放大器同相输入电压和反相输入电压相等的功能；上述主控制模块3可采用MCU（Micro controller Unit，单片机）或者CPU（central processing unit，中央处理器）控制导电检测模块1和报警模块5工作和数据的接收与传输；上述通信模块4可采用多点式ZIGBEE通信的方式对多个不同位置的配电箱X1进行信号的接收和传输；上述报警模块5可采用声光报警器，在此不做赘述。

实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，在本发明所述的配电箱X1导电检测***的一个具体实施例中，所述导电检测模块1包括供电单元101、启动控制单元102和配电箱X1检测单元103；

具体地，供电单元101，用于提供所述配电箱X1导电检测***所需的电流；

启动控制单元102，用于控制所述供电单元101工作；

配电箱X1检测单元103，用于检测配电箱X1的导电性；所述供电单元101连接启动控制单元102的第一端，启动控制单元102的第二端连接配电箱X1检测单元103的第一端，启动控制单元102的第三端连接主控制模块3的第二端。

进一步地，所述供电单元101包括直流脉冲电流源DC；所述启动控制单元102包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第一二极管D1和第一开关管M1；所述主控制模块3包括第一控制器U1；

具体地，直流脉冲电流源DC的正极连接第十一电阻R11和第一开关管M1的源极，第一开关管M1的栅极连接第十一电阻R11的另一端、第十电阻R10和第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极和第十电阻R10的另一端连接第一控制器U1的第一IO端，直流脉冲电流源DC的负极接地。

进一步地，所述配电箱X1检测单元103包括配电箱X1、第一辅助电阻RC和第二辅助电阻RP；

具体地，配电箱X1的第一端连接第一辅助电阻RC的第一端和第二辅助电阻RP的第一端，配电箱X1的第二端接地。

进一步地，所述信号处理模块2包括差动放大单元201、电压等换单元202和模数转换单元203；

具体地，差动放大单元201，用于将所述供电单元101和配电箱X1检测单元103输出的电压信号进行差动放大处理；

电压等换单元202，用于使所述电压等换单元202的同相输入电压和反相输入电压相等；

模数转换单元203，用于将接收的模拟信号转换为数字信号；所述差动放大单元201的第一端连接所述配电箱X1检测单元103的第二端，差动放大单元201的第二端连接模数转换模块的第一端，模数转换模块的第二端连接主控制模块3的第一端，电压等换单元202的第一端连接配电检测单元的第三端，电压等换单元202的第二端连接差动放大单元201的第三端。

进一步地，所述差动放大单元201包括第一运放A1，第二运放A2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三运放A3、第四电阻R4；

具体地，第一运放A1的同相端连接第一电阻R1和第一开关管M1的漏极，第一电阻R1的另一端连接第一辅助电阻RC的第二端和第二运放A2的同相端，第一运放A1的反相端连接第一运放A1的输出端并通过第二电阻R2连接第三运放A3的同相端和第四电阻R4，第二运放A2的反相端连接第二运放A2的输出端并通过第三电阻R3连接第三运放A3的同相端和地端，第四电阻R4的另一端连接第三运放A3的输出的端。

进一步地，所述差动放大单元201还包括第六电阻R6、第五运放A5、第六运放A6、第八电阻R8、第七电阻R7、第九电阻R9和第七运放A7；

具体地，第六电阻R6的第一端连接第五运放A5的同相端，第五运放A5的反相端连接第五运放A5的输出端并通过第八电阻R8连接第七运放A7的同相端和第九电阻R9，第六电阻R6的第二端连接第六运放A6的同相端，第六运放A6的反相端连接第六运放A6的输出端并通过第七电阻R7连接地端和第七运放A7的反相端，第七运放A7的输出端连接第九电阻R9的另一端。

进一步地，所述电压等换单元202包括第四运放A4、第五电阻R5、第二开关管N1和第一电源+5V；所述模数转换单元203包括A/D转换器U2；

具体地，第四运放A4的同相端连接第二辅助电阻RP的第二端，第四运放A4的反相端连接第五电阻R5和第六电阻R6的第二端，第四运放A4的输出端连接第二开关管N1的基极，第二开关管N1的集电极连接第一电源+5V，第二开关管N1的发射极连接第六电阻R6的第一端，A/D （Analog/ Digital，模/数）转换器的第一端连接第三运放A3的输出端，A/D 转换器的第二端连接第七运放A7的输出端，A/D 转换器的第三端连接主控制模块3第二端。

在具体实施例中，上述第一电阻R1和第六电阻R6可选用精密合金电阻，能够有效减少电子回路中容抗和感抗引入的误差；上述第一运放A1、第二运放A2、第三运放A3、第四运放A4、第五运放A5、第六运放A6、第七运放A7均可选用OP07系列运算放大器，第一运放A1组成电压跟随器，第二运放A2、第五运放A5和第六运放A6也分别组成电压跟随器，增加输入信号的驱动能力，第三运放A3和第七运放A7分别计算输入信号的电位差并放大，且第一运放A1、第二运放A2和第三运放A3组成电路功能与第五运放A5、第六运放A6和第七运放A7组成的电路相同；第一开关管M1可选用MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金氧半场效晶体管），控制直流脉冲电流源DC的接通；上述第二开关管N1可选用NPN型三极管；上述A/D转换器U2可选用ADC0809或者ADS1256将输入的模拟信号转换为数字信号；上述第一控制器U1可选用STM32系列芯片进行数据的接收传输和***的控制。

实施例3：在实施例1的基础上，请参阅图4，在本发明所述的配电箱X1导电检测***的一个具体实施例中，所述通信模块4包括第一信号收发单元401、第二信号收发单元402、网络转换单元403、GPRS（General packet radio service，通用无线分组业务）单元404和用户终端405；

具体地，第一信号收发单元401，用于接收和无线传输主控制模块3输出的数据信号；

第二信号收发单元402，用于接收和输出所述第一信号收发单元401传输的数据信号；

网络转换单元403，用于改变所述第二信号收发单元402输出数据信号的电平并使第二信号收发单元402和GPRS单元404进行数据交互；

GPRS单元404，用于将GPRS网络与Internet网络进行交互并与用户终端405进行通信；所述第一信号收发单元401的第一端连接主控制模块3的通信端，第一信号收发单元401的第二端与第二信号收发单元402的第一端无线连接，第二信号收发器的第二端通过网络转换单元403连接GRPS单元，GPRS单元404通过Internet与用户终端405进行数据交互。

在具体实施例中，上述第一信号收发单元401和第二信号收发单元402可选用CC2530通信芯片，通过无线射频进行信号的传输，其中第一信号收发单元401可作为ZIGBEE通信节点，第二信号收发单元402作为ZIGBEE协调器，用于接收所有ZIGBEE通信节点发出的数据；上述网络转换单元403可选用网络协调器MAX3232实现第二信号收发单元402和GPRS单元404数据交互；上述GPRS单元404满足TCP/IP协议，能够与Internet（互联网）进行交互，实现与用户终端405的通信。

在本发明实施例中，导电检测模块1通过外加辅助电流源对配电箱X1进行导电检测，导电检测模块1输入和输出的电压信号通过信号处理模块2进行处理，并将处理的信号传输给主控制模块3进行接收和传输，主控制模块3可控制导电检测模块1的工作和将检测的数据通过通信模块4进行无线传输，在导电性异常时，通过报警模块5进行报警；其中，在到导电检测模块1和信号处理模块2中，通过直流脉冲电流源DC对配电箱X1施加直流脉冲电流，第一运放A1组、第二运放A2、第五运放A5和第六运放A6也分别组成电压跟随器，增加输入信号的驱动能力，第三运放A3和第七运放A7分别计算输入信号的电位差并放大，第四运放A4通过计算采用电压第六电阻R6两端的顶啊元值进行信号反馈，使第四运放A4的同相电压输入端和反相电压输入端电压相等，第三运放A3极端第一电阻R1两端的电位差并放大输出，第七运放A7计算第六电阻R6两端的电位差并放大输出，通过A/D转换器U2将输出的电压信号传输给第一控制器U1接收和判断，在通信模块4中，通过ZIGBEE通信节点将数据传输给ZIGBEE协调器，再通过网络协调器实现ZIGBEE网络和GPRS网路的交互，并通过GPRS网路和Internet交互实现通信。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.配电箱导电检测***，其特征在于：

该配电箱导电检测***包括：导电检测模块，信号处理模块，主控制模块，通信模块，报警模块；

所述导电检测模块，用于提供所需的检测电流，用于控制导电检测的工作，用于采样配电箱的导电电压；

所述信号处理模块，用于将所述导电检测模块输出的信号进行差动放大、等压变换和模数转换处理；

所述主控制模块，用于接收所述信号处理模块输出的电压信号，用于发出控制信号，用于处理电压信号并输出数据信号；

所述通信模块，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并传输给用户终端；

所述报警模块，用于发出声光报警。

2.根据权利要求1所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述导电检测模块包括供电单元、启动控制单元和配电箱检测单元；

所述供电单元，用于提供所述配电箱导电检测***所需的电流；

所述启动控制单元，用于控制所述供电单元工作；

所述配电箱检测单元，用于检测配电箱的导电性；

所述供电单元连接启动控制单元的第一端，启动控制单元的第二端连接配电箱检测单元的第一端，启动控制单元的第三端连接主控制模块的第二端。

3.根据权利要求2所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述供电单元包括直流脉冲电流源；所述启动控制单元包括第十电阻、第十一电阻、第一二极管和第一开关管；所述主控制模块包括第一控制器；

所述直流脉冲电流源的正极连接第十一电阻和第一开关管的源极，第一开关管的栅极连接第十一电阻的另一端、第十电阻和第一二极管的阳极，第一二极管的阴极和第十电阻的另一端连接第一控制器的第一IO端，直流脉冲电流源的负极接地。

4.根据权利要求3所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述配电箱检测单元包括配电箱、第一辅助电阻和第二辅助电阻；

所述配电箱的第一端连接第一辅助电阻的第一端和第二辅助电阻的第一端，配电箱的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述信号处理模块包括差动放大单元、电压等换单元和模数转换单元；

所述差动放大单元，用于将所述供电单元和配电箱检测单元输出的电压信号进行差动放大处理；

所述电压等换单元，用于使所述电压等换单元的同相输入电压和反相输入电压相等；

所述模数转换单元，用于将接收的模拟信号转换为数字信号；

所述差动放大单元的第一端连接所述配电箱检测单元的第二端，差动放大单元的第二端连接模数转换模块的第一端，模数转换模块的第二端连接主控制模块的第一端，电压等换单元的第一端连接配电检测单元的第三端，电压等换单元的第二端连接差动放大单元的第三端。

6.根据权要求5所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述差动放大单元包括第一运放，第二运放、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三运放、第四电阻；

所述第一运放的同相端连接第一电阻和第一开关管的漏极，第一电阻的另一端连接第一辅助电阻的第二端和第二运放的同相端，第一运放的反相端连接第一运放的输出端并通过第二电阻连接第三运放的同相端和第四电阻，第二运放的反相端连接第二运放的输出端并通过第三电阻连接第三运放的同相端和地端，第四电阻的另一端连接第三运放的输出的端。

7.根据权要求6所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述差动放大单元还包括第六电阻、第五运放、第六运放、第八电阻、第七电阻、第九电阻和第七运放；

所述第六电阻的第一端连接第五运放的同相端，第五运放的反相端连接第五运放的输出端并通过第八电阻连接第七运放的同相端和第九电阻，第六电阻的第二端连接第六运放的同相端，第六运放的反相端连接第六运放的输出端并通过第七电阻连接地端和第七运放的反相端，第七运放的输出端连接第九电阻的另一端。

8.根据权要求7所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述电压等换单元包括第四运放、第五电阻、第二开关管和第一电源；所述模数转换单元包括A/D转换器；

所述第四运放的同相端连接第二辅助电阻的第二端，第四运放的反相端连接第五电阻和第六电阻的第二端，第四运放的输出端连接第二开关管的基极，第二开关管的集电极连接第一电源，第二开关管的发射极连接第六电阻的第一端，A/D 转换器的第一端连接第三运放的输出端，A/D 转换器的第二端连接第七运放的输出端，A/D 转换器的第三端连接主控制模块第二端。

9.根据权要求1所述的配电箱导电检测***，其特征在于，所述通信模块包括第一信号收发单元、第二信号收发单元、网络转换单元、GPRS单元和用户终端；

所述第一信号收发单元，用于接收和无线传输主控制模块输出的数据信号；

所述第二信号收发单元，用于接收和输出所述第一信号收发单元传输的数据信号；

所述网络转换单元，用于改变所述第二信号收发单元输出数据信号的电平并使第二信号收发单元和GPRS单元进行数据交互；

所述GPRS单元，用于将GPRS网络与Internet网络进行交互并与用户终端进行通信；

所述第一信号收发单元的第一端连接主控制模块的通信端，第一信号收发单元的第二端与第二信号收发单元的第一端无线连接，第二信号收发器的第二端通过网络转换单元连接GRPS单元，GPRS单元通过Internet与用户终端进行数据交互。

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