絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)，包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單片機PIC16F87，所述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調(diào)理模塊連接，所述第一信號調(diào)理模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接；所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調(diào)理模塊連接，所述第二信號調(diào)理模塊與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機PIC16F87連接，所述單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時鐘電路連接，所述時鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機PIC16F87連接。本實用新型可有效防止污閃的發(fā)生。
【專利說明】
絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及一種設(shè)備，特別設(shè)及一種絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 污閃指電力設(shè)備的電瓷表面，受到固體、液體或氣體等導電物質(zhì)污染，在遇到霧、 露和細雨時，污層電導增大，泄漏電流增加，便產(chǎn)生局部放電，在運行電壓下瓷件表面的局 部放電可能發(fā)展成為電弧閃絡(luò)。電力系統(tǒng)發(fā)生污閃事故，往往會造成嚴重后果，引起多條高 壓線路、多個變電所失電，甚至引起系統(tǒng)震蕩，從而造成電網(wǎng)瓦解，引起大面積停電，且恢復 時間長。輸變電設(shè)備發(fā)生污閃將嚴重影響電力系統(tǒng)安全運行，因此，防止輸變電設(shè)備發(fā)生污 閃已成為保證電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的重要工作。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型提供了一種絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004] 一種絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)，包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單片機PIC16F87,所 述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調(diào)理模塊連接，所述第一信號調(diào)理模塊與A/ D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調(diào)理模塊連接，所述第二信 號調(diào)理模塊與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機PIC16F87連接，所述 單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時鐘電路連接，所述時 鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機PIC16F87連接，所述通道 選擇器的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述第一濾波器的輸出端通過電阻R9與第Ξ放 大器LM224的同相輸入端連接，所述第Ξ放大器LM224的同相輸入端還通過電阻R10接地，所 述第Ξ放大器LM224的反相輸入端通過電阻R12與其輸出端連接，所述第Ξ放大器LM224的 輸出端連接有穩(wěn)壓二極管D1。
[0005] 可選的，所述時鐘電路包括DS1302，DS1302的S化K引腳、I/O引腳和及于引腳分別 接單片機的PD〇、PD巧PPD2 口，DS1302的S化K引腳、I/O引腳和:窓引腳還分別通過電阻R13、 電阻R14、和電阻R15與巧V電源連接，DS1302的XI腳和X2腳之間接晶振，DS1302的VCC1腳與 電池連接，VCC2腳接電容C7。
[0006] 本實用新型的有益效果是:整個系統(tǒng)不需要工作人員長時間看護，既節(jié)約時間，又 變被動為主動，有效預防污閃事故的發(fā)生。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本實用新型絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[000引圖2是時鐘電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3是第一信號調(diào)理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010] 為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本 實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明，使本實用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將 更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點 在于示出本實用新型的主旨。
[0011] 如圖1所示，本實用新型的污閃監(jiān)測系統(tǒng)包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單 片機PIC16F87,所述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調(diào)理模塊連接，所述第一 信號調(diào)理模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調(diào)理模 塊連接，所述第二信號調(diào)理模塊與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機 PIC16F87連接，所述單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時 鐘電路連接，所述時鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機 PIC16F87連接，所述通道選擇器的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0012] 監(jiān)測系統(tǒng)W單片機PIC16F87為控制核屯、，用泄漏電流傳感器采集絕緣子的泄漏電 流，泄漏電流信號經(jīng)調(diào)理電路處理后，送入AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由單片機進行數(shù) 據(jù)處理。通過溫濕度傳感器，采集絕緣子周圍環(huán)境的溫度和濕度等氣象參數(shù)，送入單片機后 和電流信號匯總進行遠程通信。系統(tǒng)采用GSM模塊實現(xiàn)無線通信，當采集到的泄漏電流、溫 度和濕度超過預設(shè)的警戒值時，單片機控制無線通信模塊向工作人員發(fā)出報警短信，使工 作人員能夠第一時間掌握絕緣子的狀況，有效防止污閃事故的發(fā)生。通道選擇器負責在不 同時刻選通第一信號調(diào)理模塊或第二信號調(diào)理模塊，從而實現(xiàn)了 A/D轉(zhuǎn)換器的分時復用，減 少了 A/D器件的使用量，降低了成本。
[0013] 在變電站高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測裝置中，電流傳感器起著關(guān)鍵作用，其性能 直接影響高壓設(shè)備介質(zhì)損耗測量精度的可靠性和穩(wěn)定性，為保證高壓設(shè)備和信號的取樣安 全，主要選用穿忍結(jié)構(gòu)，由于高壓設(shè)備如套管，互感器，禪合電容器，避雷器等高壓設(shè)備的泄 漏電流很小均在mA級，且傳感器工作在電磁干擾嚴重的現(xiàn)場，故傳統(tǒng)的無源傳感器無法保 證相位變換誤差的精確度和穩(wěn)定性，難W滿足絕緣在線測量介質(zhì)損耗的要求。采用有源零 磁通技術(shù)是提高小電流檢測精度的最好途徑。
[0014] 在本系統(tǒng)中，采用BCT-2型零磁通穿忍小電流傳感器來采集絕緣子的泄漏電流。該 傳感器是專口為高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測而研制的一種小電流傳感器，選用起始導磁率 高，損耗小的坡莫合金做鐵忍，采用了獨特的深度負反饋技術(shù)和獨特的屏蔽措施，能夠?qū)﹁F 忍全自動補償，使鐵忍工作在理想的零磁通狀態(tài)。穿忍結(jié)構(gòu)的更能保證設(shè)備的安全(孔徑30 毫米），長期使用表明，該傳感器能夠準確檢測1〇〇μΑ-700πιΑ的工頻電流。相位變換誤差不 大于0.01°，不需要任何校正及修改，所有設(shè)備一樣，互換性極強。具有極好溫度特性和電磁 場干擾能力，完全滿足復雜的電站現(xiàn)場干擾下的設(shè)備取樣的精確度。
[0015] 請參閱圖2,在W單片機和核屯、的系統(tǒng)裝置中，經(jīng)常需要一個實時的時鐘和日歷， W便對一些實時發(fā)生事件記錄時給予時標，實時時鐘忍片便可起到運種作用。在過去的一 些系統(tǒng)裝置中使用的并行接口時鐘忍片，已經(jīng)可W完全滿足單片機系統(tǒng)對實時時鐘的要 求，但是運些忍片與單片機的接口復雜且占用地址，數(shù)據(jù)總線接線多。另外，忍片體積大，占 用空間多，給系統(tǒng)設(shè)計造成不便。DS1302是一個綜合性能較好且價格經(jīng)濟的串行接口實時 時鐘忍片。低功耗時鐘忍片DS1302可W對年、月、日、時、分、秒進行計時，它用于數(shù)據(jù)記錄， 特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記 錄。DS1302時鐘電路的電路圖。DS1302的SCLK引腳、I/O引腳和看療引腳分別接單片機的 PD0、PD1和PD2 口，DS1302的S化K引腳、I/O引腳和方示引腳還分別通過電阻R13、電阻R14、和 電阻R15與巧V電源連接，DS1302的XI腳和X2腳之間接晶振，DS1302的VCC1腳與電池連接， VCC2腳接電容C7dDS1302是DALLAS公司推出的渭流充電時鐘忍片，通過簡單的串行接口與 單片機進行通信，內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM,實時時鐘/日歷電路提供 秒、分、時、日、日期、月和年的信息。對于小于31天的月和月末的日期自動進行調(diào)整，也包括 罔年校正的功能?？赏ㄟ^AM/PM指示決定采用24或12小時格式，DS1302與單片機之間能簡單 地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到S個口線，即引腳SCLK、引腳I/O和引腳厲7'。 DS1302工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率均小于ImW。工作電壓范圍較寬，在 2.0-5.5V之間可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，也可關(guān)閉充電功能，采用 32.768HZ晶振。備用電源BT1可W用電池或電解電容。DS1302有主電源/后備電源雙電源引 腳:VCC1在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份;VCC2在雙電 源系統(tǒng)中提供主電源，在運種運用方式中，VCC1連接到備份電源，W便在沒有主電源的情況 下能保存時間信息W及數(shù)據(jù)。DS1302由VCC1或VCC2中較大者供電。當VCC2大于VCC10.2V時， VCC2給DS1302供電；當VCC2小于VCC1 時，DS1302 由 VCC1 供電。
[0016] 如圖3所示，由于AD轉(zhuǎn)換器只能轉(zhuǎn)換正電壓，而由濾波器輸出的交流信號既有正 值，也有負值，所W應(yīng)將輸出的負電壓提升到0VW上。第一信號調(diào)理模塊和第二信號調(diào)理模 塊具有相同結(jié)構(gòu)，W第一信號調(diào)理模塊為例，第一濾波器的輸出端通過電阻R9與第Ξ放大 器LM224的同相輸入端連接，所述第Ξ放大器LM224的同相輸入端還通過電阻R10接地，所述 第Ξ放大器LM224的反相輸入端通過電阻R12與其輸出端連接，所述第Ξ放大器LM224的輸 出端連接有穩(wěn)壓二極管DULM28加1.2是1.235V精密電壓源，工業(yè)級器件，它的工作電流很 寬，從ΙΟμΑ到20mA，精度為1%，它保證了輸出正弦波中值的穩(wěn)定。為避免輸出過電壓損壞單 片機，在輸出端加了 3V穩(wěn)壓管。
[0017] 本系統(tǒng)選用PIC16F87單片機作為核屯、控制器。目前PIC16F87是基于增強的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器，是8位機中性能最高的一種，對于漏電保護系統(tǒng)的應(yīng) 用，運種單片機是比較適合的。
[0018] 在W上的描述中闡述了很多具體細節(jié)W便于充分理解本實用新型。但是W上描述 僅是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型能夠W很多不同于在此描述的其它方式來 實施，因此本實用新型不受上面公開的具體實施的限制。同時任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在 不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述掲示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新 型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。凡是未脫離本 實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對W上實施例所做的任何簡單修 改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單片機 PIC16F87,所述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調(diào)理模塊連接，所述第一信號 調(diào)理模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調(diào)理模塊連 接，所述第二信號調(diào)理模塊與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機 PIC16F87連接，所述單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時 鐘電路連接，所述時鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機 PIC16F87連接，所述通道選擇器的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述第一濾波器的輸出 端通過電阻R9與第三放大器LM224的同相輸入端連接，所述第三放大器LM224的同相輸入端 還通過電阻RlO接地，所述第三放大器LM224的反相輸入端通過電阻R12與其輸出端連接，所 述第三放大器LM224的輸出端連接有穩(wěn)壓二極管Dl所述時鐘電路包括DS1302，DS1302的 SCLK引腳、I/O引腳和RST引腳分別接單片機的HXKroi和PD2 口，DS1302的SCLK引腳、I/O引 腳和RST引腳還分別通過電阻R13、電阻R14、和電阻R15與+5V電源連接，DS1302的Xl腳和X2 腳之間接晶振，DSl 302的VCCl腳與電池連接，VCC2腳接電容C7。
【文檔編號】G01D21/02GK205483029SQ201521081252
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月23日
【發(fā)明人】腰瑞琳
【申請人】腰瑞琳