一种可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻装置的制作方法

1.本发明涉及电力检测技术领域，特别是涉及一种可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻装置。


背景技术：

2.断路器分合闸线圈的材料质量及制作工艺的缺陷导致线圈电阻不合格的问题时有发生，也给断路器的正常动作带来隐患。传统的万用表测量法在分合闸控制回路中只有线圈时测量较为准确，但实际变电站工程中所使用的部分分合闸线圈回路中均存在整流模块，此时用万用表就测不到数据，这给测量工作带来很大困难。
3.目前大多数断路器分合闸线圈前都有整流模块，无法直接测量，实际测量时需要将整流模块拆除，这样操作需要的人力、物力比较多，工作量大，效率比较低，且需要对各种断路器的内部结构非常熟悉的工作人员才能进行拆除和恢复工作，过程中可能会造成接线错误或接触不良等隐患，作业风险增大，因此亟需提供一种可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻的装置来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻装置，无需拆除及恢复整流模块，直接在整流模块交流侧进行测量，大大减少试验时间。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻装置，包括电源模块、与电源模块输出端连接的恒流及信号调理模块、cpu及采样模块；
6.所述电源模块由电池供电，并将电池电压转换为
±
15v、3.3v分别为恒流及信号调理模块、cpu及采样模块供电；
7.所述恒流及信号调理电路与cpu及采样模块连接，用于提供多种恒定电流及调理电压信号；
8.所述cpu及采样模块用于控制外部接口及电池电量的检测。
9.在本发明一个较佳实施例中，该装置还包括若干组按键、液晶显示电路，所述按键及液晶显示电路均与cpu连接，电源模块为液晶显示电路提供 5v电压。
10.进一步的，所述电源模块包括开关j4、隔离电源芯片j6、3.3v电压转换电路、5v电压转换电路。
11.更进一步的，所述3.3v电压转换电路包括线性稳压芯片u7、电容c8、c9、极性电容c15、c16，电容c8与极性电容c15并联后分别与u7的端口vin及gnd连接，电容c9与极性电容c16并联后分别与u7的端口vout及gnd连接。
12.更进一步的，所述5v电压转换电路包括降压芯片u6、电容c7、c14、电解电容c13、二极管d1、电感l1。
13.进一步的，所述恒流及信号调理模块包括均与cpu连接的恒流驱动电路、电流检测
电路、电压检测电路，电源模块为恒流驱动电路提供12v电压，为电压检测电路提供
±
15v电压。
14.更进一步的，所述恒流驱动电路包括max333芯片u5、线性恒流芯片u1、电阻r1、电容c1、电阻r6—r9，所述max333芯片u5及电阻r1、r6—r9组成电流档位切换电路，用于提供多种恒定电流。
15.更进一步的，所述电压检测电路包括ad620高精度仪表放大器u4、电容c4、c6，用于调理电压信号。
16.进一步的，所述cpu及采样模块包括cpu、与cpu连接的复位电路、电池电量检测电路、液晶接口j3、键盘接口j2。
17.更进一步的，所述电池电量检测电路包括电阻r10、r11，r10与r11的一端并联后与cpu的端口p0.2连接，r10的另一端与电池电压连接，r11的另一端接地。
18.本发明的有益效果是：
19.(1)本发明通过该装置，无需拆除及恢复整流模块，直接在整流模块交流侧进行测量，大大减少试验时间，并且最大限度避免在断路器拆装过程中由于误操作导致设备损坏的事故，提高了现场安全的可控性；
20.(2)利用本发明所述测量装置，装置体积小、重量轻、无需对断路器内部结构特别熟悉即可完成测试、操作简单，从而减少作业人员数量；
21.(3)本发明装置的应用，大大提高了测试效率，缩短停电时间，降低电网运行风险，提高变电站供电可靠性，规范了现场作业行为，实现分合闸线圈直阻测试作业简单易操作，改变了传统的万用表无法带整流模块测量的囧境，简化了作业流程，缩短了停电时间，提高供电可靠性。
附图说明
22.图1是本发明可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻装置的整体结构框图；
23.图2是所述可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻装置的具体结构框图；
24.图3是所述电源模块的电路图；
25.图4是所述恒流及信号调理模块的电路图；
26.图5是所述cpu及采样模块的电路图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
28.请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
29.一种可带整流模块测量断路器分合闸线圈直阻装置，包括电源模块、与电源模块输出端连接的恒流及信号调理模块、cpu及采样模块。所述电源模块由电池供电，并将电池电压转换为
±
15v、3.3v分别为恒流及信号调理模块、cpu及采样模块供电；所述恒流及信号调理电路与cpu及采样模块连接，用于提供多种恒定电流及调理电压信号；所述cpu及采样模块用于控制外部接口及电池电量的检测。该装置还包括若干组按键、液晶显示电路，所述按键及液晶显示电路均与cpu连接，电源模块为液晶显示电路提供 5v电压。
30.结合图3，所述电源模块包括开关j4、隔离电源芯片j6、3.3v电压转换电路、5v电压转换电路。优选的，所述电源模块由12.6v锂电池进行供电，锂电池通过电池座j5进行安装，电池座j5的一侧设置有充电口p1，并且设置开关j4，锂电池电压经开关j4进行分路。所述隔离电源芯片j6采用wre1215s-3wr2，为功率3w、宽压18v输入的隔离稳压正负双路输出dc/dc模块电源。电源模块会经过wre1215s-3wr2芯片j6产生正负15v电压供恒流及信号调理模块使用。
31.所述3.3v电压转换电路包括线性稳压芯片u7、电容c8、c9、极性电容c15、c16，电容c8与极性电容c15并联后分别与u7的端口vin及gnd连接，电容c9与极性电容c16并联后分别与u7的端口vout及gnd连接，各电路元器件及其连接关系如图所示。优选的，所述线性稳压芯片u7采用as1117。
32.所述5v电压转换电路包括降压芯片u6、电容c7、c14、电解电容c13、二极管d1、电感l1。各电路元器件及其连接关系如图所示。优选的，所述降压芯片u6采用lm2596开关型buck降压芯片u6。所述电源模块分出一组电压电路，这一组电压经过降压芯片u6将电源电压降压稳压到5v，此电压为用于显示用的液晶显示器提供工作电压；另外电源模块会另外分出一组5v电压经线性稳压芯片u7降压至3.3v，为cpu及采样模块进行供电。
33.结合图4，所述恒流及信号调理模块包括均与cpu连接的恒流驱动电路、电流检测电路、电压检测电路，电源模块为恒流驱动电路提供12v电压，为电压检测电路提供
±
15v电压。
34.所述恒流驱动电路包括max333芯片u5、线性恒流芯片u1、电阻r1、电容c1、电阻r6—r9，各电路元器件及其连接关系如图所示。所述max333芯片u5及电阻r1、r6—r9组成电流档位切换电路，用于提供多种恒定电流。r1的作用是在切档过程中保证u1的rs端不悬空，确保恒流芯片能一直正常工作。通过max333芯片u5选择不同的电阻导通，并与r1配合，使u1输出指定的电流值。在使用过程中只需改变cpu的p0.6、p0.7、p1.0、p1.1四个io端口的状态即可实现多种电流档位组合，以适应在测量不同范围被测电阻时能保证电阻两端电压值在理想被测范围内。优选的，所述线性恒流芯片u1采用dw8502，dw8502线性恒流芯片u1外围器件少，操作简单，单芯片即可实现恒流，只需改变二脚对地电阻即可改变恒流输出大小。
35.所述电流检测电路包括电流采样芯片u3、电阻r2、电容c3，电阻r2的两端分别连接u3的输入输出引脚-in、 in，输入引脚 in输入12v电压。各电路元器件及其连接关系如图所示。优选的，所述电流采样芯片u3采用i282a，其电流采样输入端信号可高于芯片供电电压工作，更适用于电流采样电阻在高压端的工作情况。
36.所述电压检测电路包括ad620高精度仪表放大器u4、电容c4、c6，用于调理电压信号。各电路元器件及其连接关系如图所示。ad620高精度仪表放大器u4的特点是差分输入、低失调电压、高精度、低失调漂移，用于调理电压信号。
37.另外，所述恒流及信号调理模块还包括电流输出及电压输入端子j7，所述电流输出及电压输入端子j7采用4线制电阻测量方式，有效降低测试线带来的误差。
38.结合图5，所述cpu及采样模块包括cpu、与cpu连接的复位电路、电池电量检测电路、液晶接口j3、键盘接口j2。各电路元器件及其连接关系如图所示。优选的，所述cpu采用c8051f850控制芯片u2作为控制核心，该控制芯片自带12位ad。所述复位电路由源晶振y1、调试接口j1、电阻r3、r4、电容c5、c11组成。键盘接口j2通过检测cpu的p1.2、p1.3、p1.4、
p1.5、p1.6和p1.7六条端口线的电平状态来确定其中一组按键被按下，液晶接口j3通过串口与单片机连接。
39.所述电池电量检测电路包括电阻r10、r11，r10与r11的一端并联后与cpu的端口p0.2连接，r10的另一端与电池电压连接，r11的另一端接地。电池电压经电阻分压后由p0.2连接到单片机的a/d转换电路进行电池电量的检测。
40.该装置的电路原理为：电源模块的锂电池会通过开关j4分别输出 5v、3.3v、12v、
±
15v的电压，锂电池输出的电池电压12v经lm2596开关型buck降压芯片u6降压为5v为液晶显示器供电，而lm2596开关型buck降压芯片u6是一款开关降压电路，效率能达到85％以上。随后输出的 5v电压经线性稳压芯片u7降压至3.3v为单片机进行供电，由于单片机集成a/d转换器，所以供电需要低纹波供电，而线性降压芯片u7能满足低纹波供电的需求。另一组输出的12v电压经隔离电源模块芯片j6转换成
±
15v供电为电压检测电路芯片ad620高精度仪表放大器u4提供正负电源。电池12v直接为恒流驱动电路供电，这样做能更好的为恒流电路提供电流。
41.现场测试时，将该装置的测量线连接好，测量线夹分别夹在开关柜航空插头的分合闸测量号头处，在液晶显示屏上移动选择光标至“测量”按钮处，点击“确定”按钮，等待数秒即可显示测量结果。测试、操作简单，无需拆除及恢复整流模块，直接在整流模块交流侧进行测量，大大减少试验时间，并且最大限度避免在断路器拆装过程中由于误操作导致设备损坏的事故，提高了现场安全的可控性。
42.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。