一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，该装置包括一箱体以及嵌设于该箱体内的检测电路；检测电路包括MCU控制电路、电能计量电路、数码管显示电路、电源电路、信号指示灯电路、蜂鸣器、运算放大电路、差分运放电路、电流互感电路以及接线柱，且箱体内顶板上开设有用于嵌设上述个器件的通孔。本实用新型可直观、可靠的判断接地线是否已可靠接地，并通过数码管显示接地电流、电压以及蜂鸣器报警等功能提示设备接入人员是否已将临时接地线可靠接地，消除了隐患，提高了生产的安全系数。
【专利说明】
一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构。
【背景技术】
[0002]传统氧化锌避雷器在线监测装置接入时，需要把穿芯式互感器串入接地线中，该互感器通常安装于氧化锌避雷器监测表计的上方的接地线中。现场施工时，先用一根临时接地线把监测表计的上方对地短接掉，然后解开监测表计上方的连接线，串入监测装置的穿芯式互感器中，最后再接回监测表计，还原现场接线。氧化锌避雷器在线监测装置通常是带电接入，为保证设备接入人员的人身安全，必须保证临时接地线可靠接入。普通的临时接地线接完后无法判断是否已可靠接地，存在一定的安全隐患。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，以克服现有技术中存在的缺陷。本实用新型结构简单，易于实现。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，包括一扣盖以及与该扣盖匹配的底座，所述扣盖与所述底座通过一对锁体锁紧;所述底座内嵌设有一检测电路;所述检测电路包括MCU控制电路、电能计量电路、数码管显示电路、电源电路、信号指示灯电路、蜂鸣器、运算放大电路、差分运放电路、电流互感电路以及接线柱;所述底座包括一底板、一顶板以及侧板;所述顶板开设有用于嵌设所述数码管显示电路中电压数码管显示屏的第一通孔、用于嵌设所述数码管显示电路中电流数码管显示屏的第二通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中电源指示灯的第三通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中用于指示可靠接地的接地信号指示灯的第四通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中告警指示灯的第五通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中电源欠压指示灯的第六通孔、用于嵌设所述电源电路中电源开关的第七通孔、用于嵌设所述电源电路中充电接口的第八通孔、用于嵌设所述接线柱中第一电压接线柱的第九通孔、用于嵌设所述接线柱中第二电压接线柱的第十通孔、用于嵌设所述接线柱中第一电流接线柱的第十一通孔、用于嵌设所述接线柱中第二电流接线柱的第十二通孔。
[0005]在本实用新型一实施例中，所述电能计量电路通过SPI总线与所述MCU控制电路相连;所述数码管显示电路与所述MCU控制电路相连;所述电源电路与所述MCU控制电路相连；所述信号指示灯电路与所述MCU控制电路相连;所述蜂鸣器与所述MCU控制电路相连;所述运算放大电路与所述电能计量电路相连;所述差分运放电路与所述电能计量电路相连;所述电流互感电路与所述运算放大电路相连;所述电流互感器分别与所述第一电流接线柱以及所述第二电流接线柱相连;所述差分运放电路分别与所述第一电压接线柱以及所述第二电压接线柱相连。
[0006]在本实用新型一实施例中，所述MCU控制电路包括一STM32单片机。
[0007]在本实用新型一实施例中，所述电能计量电路包括一IDT90E36。
[0008]在本实用新型一实施例中，所述运算放大电路包括一0PA2277，所述差分运放单元电路一 AMP03GS。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述电源电路包括一 12V可充电锂电池。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述底板上设置有用于固定所述锂电池的固定支架。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述底板上设置有用于固定所述电流互感电路的固定支架。
[0012]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0013](I)电流测量采用穿芯式互感器，并采用专用的计量芯片来采集电流，稳定、可靠；
[0014](2)电压测量回路采用高阻抗差分电路，对原回路的阻抗基本没影响；
[0015](3)采用高亮数码管显示电流、电压，操作界面美观、人性智能化；
[0016](4)采用蜂鸣器不同鸣叫的方式提供现场工作人员，简单区分保护装置是否已经可靠接地；
[0017](5)装置采用内置大容量锂电池，正常充一次电后有效工作时间长。
[0018](6)避雷器智能带电接入保护装置可直观、可靠的判断接地线是否已可靠接地，并通过数码管显示接地电流、电压以及蜂鸣器报警等功能提示设备接入人员是否已将临时接地线可靠接地，消除了隐患，提高了生产的安全系数。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构中箱体的主视图。
[0020]图2为本实用新型避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构中箱体内顶板的结构示意图。
[0021]图3为本实用新型避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构中检测电路的电路原理图。
[0022]图4为本实用新型避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构中箱体内底板的结构示意图。
[0023]图5为本实用新型避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构的接入被测设备的不意图。
[0024]图5(a)为一实施例中避雷器监测表计与避雷器的连接示意图。
[0025]图5(b)为一实施例中避雷器在线监测智能带电接入保护装置中的电压接线柱与避雷器监测表计的连接示意图。
[0026]图5(c)为一实施例中避雷器在线监测智能带电接入保护装置中的电流接线柱与避雷器监测表计的连接示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0028]本实用新型提供一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，如图1以及图2所示，所述箱体包括一扣盖I以及与该扣盖匹配的底座2，所述扣盖与所述底座通过一对锁体3锁紧;所述底座2内嵌设有一检测电路;所述检测电路包括MCU控制电路、电能计量电路、数码管显示电路、电源电路、信号指示灯电路、蜂鸣器、运算放大电路、差分运放电路、电流互感电路以及接线柱;所述底座2包括一底板、一顶板4以及侧板;所述顶板4开设有用于嵌设所述数码管显示单元中电压数码管显示屏5的第一通孔、用于嵌设所述数码管显示单元中电流数码管显示屏6的第二通孔、用于嵌设所述信号指示灯单元中电源指示灯7的第三通孔、用于嵌设所述信号指示灯单元中用于指示可靠接地的接地信号指示灯8的第四通孔、用于嵌设所述信号指示灯单元中告警指示灯9的第五通孔、用于嵌设所述信号指示灯单元中电源欠压指示灯10的第六通孔、用于嵌设所述电源单元中电源开关11的第七通孔、用于嵌设所述电源单元中充电接口 12的第八通孔、用于嵌设所述接线柱中第一电压接线柱13的第九通孔、用于嵌设所述接线柱中第二电压接线柱14的第十通孔、用于嵌设所述接线柱中第一电流接线柱15的第十一通孔、用于嵌设所述接线柱中第二电流接线柱16的第十二通孔。
[0029]进一步的，在本实施例中，如图3所示，所述电能计量电路通过SPI总线与所述MCU控制电路相连;所述数码管显示电路与所述MCU控制电路相连;所述电源电路与所述MCU控制电路相连;所述信号指示灯电路与所述MCU控制电路相连;所述蜂鸣器与所述MCU控制电路相连;所述运算放大电路与所述电能计量电路相连;所述差分运放电路与所述电能计量电路相连;所述电流互感电路与所述运算放大电路相连;所述电流互感器分别与所述第一电流接线柱以及所述第二电流接线柱相连;所述差分运放电路分别与所述第一电压接线柱以及所述第二电压接线柱相连。如图4所示，在本实施例中，上述电路集成一主板23并固定设置于底板上。整个检测装置使用电池供电，外部有四个接头，分别为:电压+，电压-，电流+，电流-。面板上有两个四位数码显示管，分别显示临时接地线两端电压值和流经临时接地线的电流值;一个“电源指示”灯;一个“可靠接地指示”灯;一个“告警灯”；一个“电源欠压”灯;一个电源开关;一个充电口。
[0030]进一步的，在本实施例中，所述M⑶控制电路包括一STM32单片机。
[0031]进一步的，在本实施例中，所述电能计量电路包括一IDT90E36。
[0032]进一步的，在本实施例中，所述运算放大电路包括一0PA2277，所述差分运放单元电路一 AMP03GS。
[0033]进一步的，在本实施例中，所述电源电路包括一 12V可充电锂电池。
[0034]进一步的，如图4所示，在本实施例中，所述底板上设置有用于固定所述锂电池21的固定支架22。
[0035]进一步的，在本实施例中，所述底板上设置有用于固定所述电流互感电路20的固定支架19。
[0036]为了让本领域人员进一步了解本实用新型所提出的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，下面结合现有软件以及控制方法对其进行说明，且在该说明过程中所涉及的现有软件以及控制方法均不是本实用新型所保护的客体，本实用新型仅保护该装置的结构及其连接关系。
[0037]进一步的，在本实施例中，如图5所示，提供一避雷器监测表计17，所述避雷器监测表计一端与避雷器18相连，另一端接地，设备接入人员通过如下步骤对避雷器在线监测智能带电接入保护装置进行控制，如图5中(a)所示，包括如下步骤:
[0038]步骤S1:打开电源电路的电源开关，使该避雷器在线监测智能带电接入保护装置上电，数码管显示电路中的电压数码管显示屏上的数码管会闪烁显示所述电源电路中锂电池的电压，显示时间为5s，且信号指示灯电路中告警指示灯亮;若该锂电池的电压处于第一电源电压范围内，则信号指示灯电路中电源指示灯亮，否则，所述述信号指示灯电路中电源欠压指示灯亮；
[0039]步骤S2:将第一电压接线柱相连的第一电压接线端子连接至所述避雷器监测表计与所述避雷器之间，将第二电压接线柱相连的第二电压接线端子连接至地，如图5中(b)所示，并查看所述电压数码管显示屏显示的电压是否在检测电压阈值范围内，若是，则转至步骤S3，否则，转至步骤S5;
[0040]步骤S3:将第一电流接线柱相连的第一电流接线端子连接至所述避雷器监测表计与所述避雷器之间，将第二电流接线柱相连的第二电流接线端子连接至地，如图5中(C)所示，并查看数码管显示电路中的电流数码管显示屏显示的电流是否在检测电流阈值范围内，若是，则转至步骤S4，否则，转至步骤S5;
[0041]步骤S4:判断所述电压数码管显示屏显示的电压以及所述避雷器监测表计所测得的电流是否为0，若是，则蜂鸣器连续且等时间间隔响应，连续响5次，每次间隔ls，信号指示灯电路中的接地信号指示灯亮，所述告警指示灯灭，提示设备接入人员临时接地线已可靠接地，设备接入人员断开与避雷器的连接线，可以进行监测装置的接入;否则，转至步骤S5;
[0042]步骤S5:所述告警指示灯亮，且所述蜂鸣器不响应，提示设备接入人员临时接地线没有可靠接地。
[0043]进一步的，在本实施例中，所述第一电源电压范围为10.8V~20V;所述检测电压阈值范围根据现场具体设备不同，为几伏?几十伏电压，较佳地，为OV?36V;所述检测电流阈值范围根据现场具体设备不同，不同电压等级不一样，为几百uA到几mA，较佳地，为O mA?5mA ο
[0044]进一步的，在本实施例中，所述运算放大单元将所采集的电流信号进行两通道放大，并将电流范围在90uA?500uA的小电流放大20倍，将电流范围在500uA?5mA的电流放大2倍。
[0045]进一步的，在本实施例中，所述MCU控制单元在计算电压值或电流值时，通过多次读取电流测量值与电压测量值，并去掉最大值以及最小值后取平均值的方法。
[0046]进一步的，在本实施例中，避雷器监测表计一端接至避雷器，另一端接至大地，没有穿过穿心式互感器。避雷器在线监测智能带电接入保护装置测量电压时，两个测量端子并接至表计的两端;测量电流时，两个电流测量端子并接至表计两端，此时相当于电压测量端子被短接，故电压测量值显示为O，电流测量值显示对应的电流，在这种情况下，避雷器在线监测智能带电接入保护装置判断为临时接地线已可靠连接，可以断开避雷器监测表计与避雷器之间的连线，接入所需安装的避雷器在线监测装置。避雷器监测表计有一定的内阻，监测表计两端对应一定的电压值。使用避雷器智能带电接入保护装置的电压端子去测量表计两端，可测量到一定的电压，然后将避雷器智能带电接入保护装置的两根电流接线端子分别接到监测表计上方和地，由于监测表计两端被短路，两头电压为零，面板的电压显示值应变为0，电流则显示的是氧化锌避雷器的泄漏电流，并且此时监测表计上的电流读数为零，这种状态表示临时接地线已可靠接地，面板上的可靠接地指示灯常亮，告警灯灭，蜂鸣器连响5次，现场设备接入人员可以断开原氧化锌避雷器的接地线并接入设备等操作。
[0047]进一步的，在本实施例中，每次检测装置使用完毕后请及时关闭电源，以保证电池寿命;默认状态下红色“告警灯”为常亮，只有接地线可靠接地后红色“告警灯”才熄灭；当装置的电源欠压灯常亮时，需要及时给装置充电，注意:只能使用用装置标配的充电器充电，否则可能会损坏装置。
[0048]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，包括一扣盖以及与该扣盖匹配的底座，所述扣盖与所述底座通过一对锁体锁紧;所述底座内嵌设有一检测电路;所述检测电路包括MCU控制电路、电能计量电路、数码管显示电路、电源电路、信号指示灯电路、蜂鸣器、运算放大电路、差分运放电路、电流互感电路以及接线柱;所述底座包括一底板、一顶板以及侧板;所述顶板开设有用于嵌设所述数码管显示电路中电压数码管显示屏的第一通孔、用于嵌设所述数码管显示电路中电流数码管显示屏的第二通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中电源指示灯的第三通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中用于指示可靠接地的接地信号指示灯的第四通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中告警指示灯的第五通孔、用于嵌设所述信号指示灯电路中电源欠压指示灯的第六通孔、用于嵌设所述电源电路中电源开关的第七通孔、用于嵌设所述电源电路中充电接口的第八通孔、用于嵌设所述接线柱中第一电压接线柱的第九通孔、用于嵌设所述接线柱中第二电压接线柱的第十通孔、用于嵌设所述接线柱中第一电流接线柱的第十一通孔、用于嵌设所述接线柱中第二电流接线柱的第十二通孔。2.根据权利要求1所述的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，所述电能计量电路通过SPI总线与所述MCU控制电路相连;所述数码管显示电路与所述MCU控制电路相连;所述电源电路与所述MCU控制电路相连;所述信号指示灯电路与所述MCU控制电路相连;所述蜂鸣器与所述MCU控制电路相连;所述运算放大电路与所述电能计量电路相连;所述差分运放电路与所述电能计量电路相连;所述电流互感电路与所述运算放大电路相连;所述电流互感器分别与所述第一电流接线柱以及所述第二电流接线柱相连;所述差分运放电路分别与所述第一电压接线柱以及所述第二电压接线柱相连。3.根据权利要求1所述的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，所述MCU控制电路包括一 STM32单片机。4.根据权利要求1所述的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，所述电能计量电路包括一 IDT90E36。5.根据权利要求1所述的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，所述运算放大电路包括一 0PA2277，所述差分运放单元电路一 AMP03GS。6.根据权利要求1所述的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，所述电源电路包括一 12V可充电锂电池。7.根据权利要求6所述的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，所述底板上设置有用于固定所述锂电池的固定支架。8.根据权利要求1所述的一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置箱体结构，其特征在于，所述底板上设置有用于固定所述电流互感电路的固定支架。
【文档编号】G01R31/00GK205539250SQ201620143240
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】王帅, 李琼, 詹乐贵, 陈潇瑞, 曹立波, 黄永冰, 林丽燕, 刘佳
【申请人】贵州电网有限责任公司铜仁供电局, 福建和盛高科技产业有限公司