CN209979806U - 一种交-直流在线监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种交‑直流在线监控装置，包括CPU模块、感应式电流探测模块、电源模块、第一电流传感器、通讯模块和后台服务器；感应式电流探测模块包括电容探头和信号调理模块，电容探头安装在交流接触器上，电容探头产生的信号经过信号调理模块调理后输送至CPU模块；电源模块为CPU模块供电；第一电流传感器安装在主干电路上，第一电流传感器测量主干电路的电流并将结果传递至CPU模块；通讯模块与CPU模块连接。本实用新型的在线监控装置使用电容探头检测交流接触器的触头放电，以此作为交流传感器分位和合位的判定依据，相比于传统监控装置所采用的振动数据更为准确；同时电容探头可以黏贴或以其他方式固定在交流接触器的外壳上，安装方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气设备领域，尤其涉及一种用于交-直流***的在线监控装置。
背景技术
在铁路牵引供电变电***等电力专业中，为了综合自动化***的稳定和可靠运行，广泛采用交流-直流综合***的供电模式。这种交-直流***一般配置相应的监控装置并通过RS232接口或485串口与综合自动化***的远动通信管理机主、备通道相连接，使其纳入综合自动化***，实现调度端对交-直流综合***的状态(开关位置、电量数据和各装置状态)的监视和控制，监视数据主要显示在有人所亭和电调端。
在现有技术中，对交-直流***监控的数据包括交流接触器的状态和主干电路的电流值；所采用的手段是：采集交流接触器的振动数据用以间接表示交流接触器的状态，在主干电路上安装钳形表测量主干电路的电流。这种做法的缺陷是：1、振动数据受环境影响较大，错误率高；2、钳形表只能测量交流电流，兼容性差；3、监控装置的安装需要介入交-直流***，对电路***本身具有影响。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型的交-直流在线监控装置，提高检测的准确性以及整个装置的兼容性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种交-直流在线监控装置，包括CPU模块、感应式电流探测模块、电源模块、第一电流传感器、通讯模块和后台服务器；
感应式电流探测模块包括电容探头和信号调理模块，电容探头安装在交流接触器上，电容探头产生的信号经过信号调理模块调理后输送至CPU模块；
电源模块为CPU模块供电；
第一电流传感器安装在主干电路上，第一电流传感器测量主干电路的电流并将结果传递至CPU模块；
通讯模块与CPU模块连接，CPU模块对电容探头和第一电流传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器。
交流接触器的主触头在合位和分位的瞬间会产生电弧，电弧使得交流接触器周围的电磁场产生剧烈变化，使得电容探头的输出信号突变；CPU模块通过检测电容探头的突变信号判定交流接触器是否发生了合位或分位；当交流接触器出现异常时，交流接触器将不断的进行合分位切换，CPU模块检测到的电容探头的突变信号频率增加。
进一步的，所述感应式电流探测模块还包括信号拾取模块，信号拾取模块对电容探头的信号进行分压滤波处理，减少空间辐射高频信号的影响；相应的，所述电容探头的信号线一般采用金属管包裹，用于屏蔽空间辐射高频信号。
进一步的，在线监控装置还包括第二电流传感器，第二电流传感器安装在交-直流***的电机电路上，第二电流传感器测量电机电路的电流并将结果传递至CPU模块，CPU模块对第二电流传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器；第一电流传感器和第二电流传感器均用于测量交-直***中不同位置的电流数据，用于帮助电力工作人员判断当前交-直流***的工作状态；为了避免对交-直流***的影响，第一电流传感器和第二电流传感器均采用霍尔电流传感器，霍尔电流传感器可以直接卡在线缆上进行电流测试，不需要进行线缆改造。
进一步的，在线监控装置还包括温湿度传感器，温湿度传感器安装在交-直流***的电柜内，温湿度传感器其将测量的温湿度数据传递至CPU模块，CPU模块对温湿度传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器。
进一步的，在线监控装置还包括气压传感器，气压传感器安装在交-直流***的电柜内，气压传感器其将测量的气压数据传递至CPU模块，CPU模块对气压传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器。
具体的，所述通讯模块包括4G通讯模块、串口通讯电路的电平转换电路和模块工作状态指示电路；电平转换电路将CPU模块的电平信号转换后输入4G通讯模块。
有益效果：(1)本实用新型的在线监控装置使用电容探头检测交流接触器的触头放电，以此作为交流传感器分位和合位的判定依据，相比于传统监控装置所采用的振动数据更为准确；同时电容探头可以黏贴或以其他方式固定在交流接触器的外壳上，安装方便。(2)本实用新型的在线监控装置为电容探头配置信号拾取模块并使用金属管包裹信号线，从信号处理和物理屏蔽两方面避免空间辐射高频信号的影响，提高检测的准确性。(3)本实用新型的在线监控装置使用霍尔电流传感器测量主干电路和电机电路的电流，霍尔电流传感器能够直接卡在线缆上进行电流测试，不需要进行线缆改造，兼容性好。
附图说明
图1是实施例1交-直流在线监控装置的结构框图。
图2是实施例1中CPU模块的电路图。
图3是实施例1中电源处理模块的电路图。
图4是实施例1中电源基准模块的电路图。
图5是实施例1中感应式电流探测模块电路图。
图6是实施例1中第一电流传感器的电路图。
图7是实施例1中第二电流传感器的电路图。
图8是实施例1中温湿度传感器的电路图。
图9是实施例1中气压传感器的电路图。
图10是实施例1中通讯模块的电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例的交-直流在线监控装置包括CPU模块、感应式电流探测模块、电源模块、第一电流传感器、第二电流传感器、温湿度传感器、气压传感器、通讯模块和后台服务器；
如图2所示，CPU模块采用STC15F2K60S2单片机作为芯片并配置晶振电路，CPU模块用于对感应式电流探测模块、第一电流传感器、第二电流传感器、温湿度传感器和气压传感器的信号进行采样处理；
电源模块包括电源处理模块和电源基准模块；其中，如图3所示的电源处理模块将直流12V电压通过78M05集成芯片转换成5V电压，如图4所示的电源基准模块通过MCP1525精密基准芯片将5V电压转换成2.5V电压；
感应式电流探测模块的电路图如图5所示，包括电容探头、信号拾取模块和信号调理模块；电容探头直接黏贴在交-直流***的交流接触器上，当交流接触器的主触头发生合位和分位时，主触头产生瞬间电弧，电弧使得交流接触器周围的电磁场产生剧烈变化，使得电容探头的输出信号突变；电容探头的所有信号经过信号拾取模块的分压滤波处理以及信号调理模块调理后变成标准电平信号进入CPU模块；其中，为了更好的屏蔽空间辐射高频信号，感应式电流探测模块的各个信号线应该使用金属管包裹；
图6和图7为第一电流传感器和第二电流传感器的电路图，第一电流传感器和第二电流传感器均为霍尔电流传感器，第一电流传感器卡在交-直流***的主干电路上，第二电流传感器卡在交-直流***的电机电路上；第一电流传感器和第二电流传感器均连接CPU模块；
图8和图9为温湿度传感器和气压传感器的电路图，温湿度传感器和气压传感器均安装在交-直流***的电柜内，温湿度传感器和气压传感器均连接CPU模块；
通讯模块包括4G通讯模块、串口通讯电路的电平转换电路和模块工作状态指示电路，具体电路图如图10所示；由于4G通讯模块的串口电平与CPU模块的单片机串口电平不一致，本实施例采用三极管电路实现单片机与4G通讯模块的电平转换，同时采用4G通讯模块输出信号驱动三极管电路完成4G通讯模块工作状态及网络和服务器连接状态指示。
本实施例的交-直流在线监控装置在应用时，CPU模块对第一电流传感器、第二电流传感器、温湿度传感器和气压传感器进行采样后通过通讯模块传递至后台服务器；CPU模块对感应式电流探测模块的信号进行比对判定，当信号出现一次突变后(一般是高压信号)，CPU模块更新一次交流接触器的分合位状态并将更新结果传递至后台服务器；后台服务器通过互联网接受给类终端设备的访问，方便电力工作人员随时查阅。
虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种交-直流在线监控装置，其特征在于：包括CPU模块、感应式电流探测模块、电源模块、第一电流传感器、通讯模块和后台服务器；
感应式电流探测模块包括电容探头和信号调理模块，电容探头安装在交流接触器上，电容探头产生的信号经过信号调理模块调理后输送至CPU模块；
电源模块为CPU模块供电；
第一电流传感器安装在主干电路上，第一电流传感器测量主干电路的电流并将结果传递至CPU模块；
通讯模块与CPU模块连接，CPU模块对电容探头和第一电流传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器。
2.根据权利要求1所述的交-直流在线监控装置，其特征在于：所述感应式电流探测模块还包括信号拾取模块，信号拾取模块对电容探头的信号进行分压滤波处理。
3.根据权利要求1所述的交-直流在线监控装置，其特征在于：所述电容探头的信号线采用金属管包裹。
4.根据权利要求1所述的交-直流在线监控装置，其特征在于：还包括第二电流传感器，第二电流传感器安装在交-直流***的电机电路上，第二电流传感器测量电机电路的电流并将结果传递至CPU模块，CPU模块对第二电流传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器。
5.根据权利要求4所述的交-直流在线监控装置，其特征在于：所述第一电流传感器和第二电流传感器均为霍尔电流传感器。
6.根据权利要求1所述的交-直流在线监控装置，其特征在于：还包括温湿度传感器，温湿度传感器安装在交-直流***的电柜内，温湿度传感器其将测量的温湿度数据传递至CPU模块，CPU模块对温湿度传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器。
7.根据权利要求1所述的交-直流在线监控装置，其特征在于：还包括气压传感器，气压传感器安装在交-直流***的电柜内，气压传感器其将测量的气压数据传递至CPU模块，CPU模块对气压传感器的信号进行采样处理并将处理结果通过通讯模块传递至后台服务器。
8.根据权利要求1所述的交-直流在线监控装置，其特征在于：所述通讯模块包括4G通讯模块、串口通讯电路的电平转换电路和模块工作状态指示电路；电平转换电路将CPU模块的电平信号转换后输入4G通讯模块。
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