專利名稱：接觸電阻、接觸功耗在線檢測與短信告警裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電氣開關接觸電阻、接觸功耗在線檢測技術和越限自動發(fā)送短信報警裝置。
背景技術：
目前，國內外尚無對電氣開關接觸電阻或接觸功耗進行在線檢測的報警裝置，也沒有帶短信發(fā)送功能的電氣開關或電氣開關故障檢測發(fā)送裝置。
電氣開關的接觸電阻是反映電氣開關工作性能的重要參數(shù)，電氣開關接觸電阻增大導致電氣開關過熱而燒壞是經常發(fā)生的情況。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠在線檢測電氣開關的接觸電阻和接觸功耗，當這些參數(shù)超過正常值時，可進行自動報警、自動切除一些次要負載，并且自動發(fā)送短信告警的裝置。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了下述技術方案檢測電路的噪聲包括兩種一種是工頻噪聲，這種噪聲是主要噪聲，另一種是檢測電路本身的噪聲，主要是電阻噪聲、運放噪聲。針對工頻噪聲采用高頻激勵，由于信號頻率與工頻頻率相差很大，因此工頻噪聲可以用濾波器濾掉。針對檢測電路噪聲，由于檢測電路噪聲由白噪聲和與激勵信號頻率有關的噪聲組成，設檢測電路放大倍數(shù)為K1，激勵信號為高頻恒流源信號I，電氣開關接觸電阻為R，激勵電流全部流過接觸電阻R，則電氣開關接觸電阻兩端電壓為Vi＝IR (1)又設檢測電路白噪聲為V白，與激勵信號頻率相近的噪聲為VS，工頻噪聲為V工，則檢測電路輸出為V0＝K(IR+V白+VS+V工) (2)其中由于檢測電路輸入為高通濾波，對V工噪聲，輸入阻抗很小，而且檢測電路的每一級都有帶通濾波，因此，V工噪聲在檢測電路中始終被衰減，同時在激勵信號頻率附近以外的信號同樣被始終衰減，因此檢測電路實際輸出為V0＝K(IR+VS) (3)式中VS為激勵信號頻率附近的噪聲，只與激勵信號頻率有關，而與其輻值無關，令激勵信號幅值是可變的，因此，當激勵信號輻值為I’時，V0′=K(I′R+VS)---(4)]]>則V0-V0′=KR(I-I′)---(5)]]>即R=V0-V0′K(I-I′)---(6)]]>由于V0、V0’是測量值，K、I、I’是已知值，則可檢測接觸電阻R，而且R與測量噪聲無關。
檢測電路用多只小容量高壓電容器與電阻構成高通濾波網絡，達到衰減工頻信號的目的，同時起到隔離高壓、限制高壓泄漏電流低于安全電流的目的，采用多只高壓電容的另一個目的是個別電容器即使被高壓擊穿，也不會導致泄漏電流增大到安全電流以上。
由于接觸電阻范圍很大從微歐級到幾十毫歐級，因此放大電路的放大倍數(shù)是可自動改變的，當接觸電阻超過一定值時，送出報警信號。
接觸電阻功耗檢測通過檢測流過電氣開關的電力電流I，可計算出接觸電阻功耗為P＝I2R (7)當接觸電阻功耗超過一定值時，經延時后送出報警信號和切除次要負載信號。
短信自動發(fā)送本測電路經接口電路與手機模塊相連接，從而將報警信號通過手機模塊以短信形式發(fā)送到相關手機上。
綜上所述，本發(fā)明的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，包括一激勵信號產生裝置，其產生一激勵信號且激勵電流幅值作周期性地交替變化；一開關，所述激勵信號產生裝置及接觸電阻檢測信號均接在該開關兩端；若干級放大器及帶通濾波器，所述放大器對所述的激勵信號進行放大，所述帶通濾波器；濾除衰減激勵信號頻率附近以外的噪聲信號；多路選擇開關，進行放大倍數(shù)選擇，并輸出含有接觸電阻信號和激勵頻率附近以外的噪聲信號；電壓檢測電路，其根據多路選擇開關輸出的信號得到相應的接觸電阻電壓值。
中央處理器，根據檢測信號的大小自動選擇放大倍數(shù)，并接收激勵電流變幅同步信號；電流檢測電路，其檢測電氣開關的電流得到相應的值，并輸入給中央處理器；所述中央處理器可根據不同恒流源幅值及上述接觸電阻信號計算得到接觸電阻數(shù)值；所述中央處理器還可以根據電流檢測電路測得的電流值計算接觸電阻功耗，當所述接觸電阻數(shù)據或接觸電阻功耗超出預定數(shù)值，則發(fā)送一報警信號；手機模塊，其經接口電路與中央處理器相連接，并接收所述報警信號。
由于采用了上述技術方案，本發(fā)明能夠在線檢測電氣開關的接觸電阻和接觸功耗，當這些參數(shù)超過正常值時，進行自動報警、自動切除一些次要負載，并且自動發(fā)送短信告警，從而避免或減少停電損失。
圖1是電氣開關接觸電阻、功耗在線檢測、報警與短信發(fā)送原理框圖。
具體實施例方式
在實際實現(xiàn)時，通過測量多組值，然后再用軟件濾波，這樣測得的結果準確度更高。
如圖1所示所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，包括一激勵信號產生裝置1，其產生一激勵信號且激勵電流幅值作周期性地交替變化；一開關2，所述激勵信號產生裝置及接觸電阻檢測信號均接在該開關兩端；若干級放大器及帶通濾波器3，所述放大器對所述的激勵信號進行放大，所述帶通濾波器；濾除衰減激勵信號頻率附近以外的噪聲信號；多路選擇開關4，進行放大倍數(shù)選擇，并輸出含有接觸電阻信號和激勵頻率附近以外的噪聲信號；電壓檢測電路5，其根據多路選擇開關輸出的信號得到相應的接觸電阻電壓值。
中央處理器6，根據檢測信號的大小自動選擇放大倍數(shù)，并接收激勵電流變幅同步信號；電流檢測電路7，其檢測電氣開關的電流得到相應的值，并輸入給中央處理器；所述中央處理器6可根據不同恒流源幅值及上述接觸電阻信號計算得到接觸電阻數(shù)值；所述中央處理器還可以根據電流檢測電路測得的電流值計算接觸電阻功耗，當所述接觸電阻數(shù)據或接觸電阻功耗超出預定數(shù)值，則發(fā)送一報警信號；手機模塊8，其經接口電路與中央處理器相連接，并接收所述報警信號。
其中，所述的電壓檢測電路5包括絕對值電路51、濾波電路52、A/D轉換器53，所述檢測信號經放大后經過所述的絕對值電路、濾波電路得到含有接觸電阻信號和激勵頻率附近的噪聲信號的直流信號，并經A/D轉換器轉換后得到相應的數(shù)；所述的電流檢測電路7包括電流互感器71、電力電流檢測電路72、A/D轉換器53，所述電力開關電流經電流互感器71送到電力電流檢測電路72變?yōu)橹绷餍盘査偷紸/D轉換器53，經A/D轉換變?yōu)殡娏髦怠?br>
所述的激勵信號產生裝置1為高頻變幅交流恒流源。所述的高頻變幅交流恒流源還包括一內部的高通網絡11，且高頻變幅交流恒流源激勵電流是通過內部的高通網絡連接到開關兩端的。
所述高頻變幅交流恒流源產生激勵信號加在電氣開關兩端(圖中只畫了電氣開關的一極，其它極一樣)，激勵電流幅值作周期性地交替變化(I，I’)，同時，高頻變幅交流恒流源向中央處理器(CPU)送激勵電流變幅同步信號以通知CPU知道現(xiàn)行恒流源輸出電流大小，為了隔離高壓，高頻變幅交流恒流源激勵電流是通過內部的高通網絡連接到開關兩端的。開關接觸電阻檢測信號也接在開關兩端(應在激勵信號線的內側)，檢測信號經過高通網絡(隔離高壓、衰減工頻)隔離，同經過若干級放大器(每級放大信號倍數(shù)K1)和帶通濾波器送到多路選擇開關，進行放大倍數(shù)選擇，帶通濾波器濾除衰減激勵信號頻率附近以外的噪聲信號。CPU根據檢測信號的大小自動選擇放大倍數(shù)，選擇開關輸出經過取絕對值的絕對值電路和濾波電路后得到含有接觸電阻信號和激勵頻率附近的噪聲信號的直流信號，直流信號經A/D車換器轉換后得到相應的數(shù)，CPU可主動控制恒流源的幅值(通過同步信號)或恒流源自主改變幅值，并向CPU送同步信號。CPU根據恒流源幅值和采樣的數(shù)據按公式(6)進行計算，得到接觸電阻R數(shù)值，CPU經過對連接多次測得的接觸電阻值進行平均值濾波或取中值濾波最終得到較準確的接觸電阻值，電氣開關的電流經電流互感器送到電力電流檢測電路變?yōu)橹绷餍盘査偷紸/D轉換器，經A/D轉換變?yōu)殡娏髦担珻PU計算出接觸電阻功耗，CPU根據測得的接觸電阻及其功耗，與設定限值進行比較，決定是否報警，是否切除次要負載，是否發(fā)送短信報警。
權利要求
1.一種開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，包括一激勵信號產生裝置(1)，其產生一激勵信號且激勵電流幅值作周期性地交替變化；一開關(2)，所述激勵信號產生裝置及接觸電阻檢測信號均接在該開關兩端；若干級放大器及帶通濾波器(3)，所述放大器對所述的激勵信號進行放大，所述帶通濾波器；濾除衰減激勵信號頻率附近以外的噪聲信號；多路選擇開關(4)，進行放大倍數(shù)選擇，并輸出含有接觸電阻信號和激勵頻率附近以外的噪聲信號；電壓檢測電路(5)，其根據多路選擇開關輸出的信號得到相應的接觸電阻電壓值。中央處理器(6)，根據檢測信號的大小自動選擇放大倍數(shù)，并接收激勵電流變幅同步信號；電流檢測電路(7)，其檢測電氣開關的電流得到相應的值，并輸入給中央處理器；所述中央處理器(6)可根據不同恒流源幅值及上述接觸電阻信號計算得到接觸電阻數(shù)值；所述中央處理器還可以根據電流檢測電路測得的電流值計算接觸電阻功耗，當所述接觸電阻數(shù)據或接觸電阻功耗超出預定數(shù)值，則發(fā)送一報警信號；手機模塊(8)，其經接口電路與中央處理器相連接，并接收所述報警信號。
2.根據權利要求1所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，所述的電壓檢測電路(5)包括絕對值電路(51)、濾波電路(52)、A/D轉換器(53)，所述檢測信號經放大后經過所述的絕對值電路(51)、濾波電路(52)得到含有接觸電阻信號和激勵頻率附近的噪聲信號的直流信號，并經A/D轉換器轉換后得到相應的數(shù)；
3.根據權利要求1所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，所述的電流檢測電路(7)包括電流互感器(71)、電力電流檢測電路(72)、A/D轉換器(53)，所述電力開關電流經電流互感器送到電力電流檢測電路變?yōu)橹绷餍盘査偷紸/D轉換器，經A/D轉換變?yōu)殡娏髦怠?br>
4.根據權利要求1所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，所述的激勵信號產生裝置(1)為高頻變幅交流恒流源。
5.根據權利要求4所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，所述的高頻變幅交流恒流源還包括一內部的高通網絡(11)，且高頻變幅交流恒流源激勵電流是通過內部的高通網絡連接到開關(2)兩端的。
6.根據權利要求4所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，所述中央處理器(6)可對連接多次測得的接觸電阻值進行平均值濾波或取中值濾波最終得到較準確的接觸電阻值。
7.根據權利要求4所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，所述的高頻變幅交流恒流源(1)可主動產生變幅恒流信號并向中央處理器(6)送同步信號。
8.根據權利要求1所述的開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，其特征在于，所述的中央處理器(6)向高頻變幅交流恒流源送同步信號以改變恒流源幅值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種開關接觸電阻接觸功耗在線檢測與短信告警裝置，包括激勵信號產生裝置、一開關、若干級放大器及帶通濾波器、多路選擇開關、電壓檢測電路、中央處理器、電流檢測電路；所述中央處理器可根據不同恒流源幅值及上述接觸電阻信號計算得到接觸電阻數(shù)值；所述中央處理器還可以根據電流檢測電路測得的電流值計算接觸電阻功耗，當所述接觸電阻數(shù)據或接觸電阻功耗超出預定數(shù)值，則發(fā)送一報警信號。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明能夠在線檢測電氣開關的接觸電阻和接觸功耗，當這些參數(shù)超過正常值時，進行自動報警、自動切除一些次要負載，并且自動發(fā)送短信告警，從而避免或減少停電損失。
文檔編號G01R21/06GK1719264SQ20041005264
公開日2006年1月11日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權日2004年7月8日
發(fā)明者彭建學 申請人:上海埃通電氣股份有限公司