基于avr單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，包括中央處理器、按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路、電容式傳感器、信號輸入電路；按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路均與中央處理器連接；信號輸入電路輸入端接電容式傳感器、傳感器信號模擬電路，輸出端接放大調(diào)理電路和傳感器檢測電路。本實用新型成本較低、運行穩(wěn)定、檢測較為準(zhǔn)確，且高度智能化，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】 基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力行業(yè)中，在對35KV以上的變電站線路側(cè)進(jìn)行接地刀閘閉合操作時，如果操作前不對相關(guān)線路是否帶電進(jìn)行檢測，就可能發(fā)生安全事故，為防止安全事故的發(fā)生，在閉合接地刀閘前，對線路進(jìn)行帶電與否檢測，就顯得尤為重要。為了防止誤入帶電間隔以及帶電誤合接地刀閘(掛接地線)等事故發(fā)生，如果把對線路的驗電納入微機五防的操作流程中，在閉合接地刀閘前，先經(jīng)過高壓帶電顯示裝置對線路進(jìn)行驗電，就可有效增加操作的安全性，避免安全事故的發(fā)生。
[0003]國家電網(wǎng)公司在2005年頒布的《十八項電網(wǎng)重大反事故措施》4.2.5中規(guī)定:“配電裝置有倒送電源時，間隔網(wǎng)門應(yīng)裝有帶電顯示裝置的強制閉鎖。”后又在2006年頒發(fā)的《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》4.1.10中有明確規(guī)定:“對使用常規(guī)閉鎖技術(shù)無法滿足防止電氣誤操作要求的設(shè)備(如聯(lián)絡(luò)線、封閉式電氣設(shè)備等)，宜采取加裝帶電顯示裝置等技術(shù)措施達(dá)到防止電氣誤操作要求。對采用間接驗電的帶電顯示裝置，在技術(shù)條件具備時應(yīng)與防誤裝置聯(lián)接，以實現(xiàn)接地操作時的強制性閉鎖功能”。由此可知，高壓帶電顯示裝置為確保電網(wǎng)安全的重要設(shè)備。
[0004]高壓帶電顯示裝置的發(fā)展，經(jīng)歷了如下幾個階段:
[0005]90年代中期以前，高壓帶電顯示裝置主要基于電容分壓原理采用陶瓷電容為芯棒。這種高壓帶電顯示裝置需要和母線接觸，僅適用于戶內(nèi)35kV以下的系統(tǒng)，若在110KV以上高電壓等級線路運用，絕緣變得很困難，反而會造成更多的安全隱患；
[0006]90年代末期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置，這種裝置的原理是在交流帶電體周圍的交變電場中設(shè)置一個電極，由于靜電電容的作用，將出現(xiàn)感應(yīng)電荷，然后根據(jù)此感應(yīng)電荷進(jìn)行相應(yīng)的電路設(shè)計，放大交流信號，整流后與基準(zhǔn)比較，來檢測帶電體是否帶電或帶電體電位的高低，這種裝置的顯著特點是不和母線接觸，在安全距離外安裝，能夠廣泛運用于35kV以上的電壓等級。
[0007]雖然，目前國內(nèi)主流的感應(yīng)式高壓帶電顯示裝置已被廣泛運用，但都使用市電作為工作電源，功耗大，且戶外使用必須增鋪電纜線，增加施工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開了基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，功耗低，安裝使用方便。
[0009]本實用新型采用技術(shù)方案是:基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，包括中央處理器、按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路、電容式傳感器、信號輸入電路；[0010]按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路均與中央處理器連接；
[0011]信號輸入電路輸入端接電容式傳感器、傳感器信號模擬電路,輸出端接放大調(diào)理電路和傳感器檢測電路。
[0012]所述按鍵輸入模塊為鍵盤。
[0013]所述中央處理器采用ATMEGA8L作為處理芯片。
[0014]所述報警裝置包括均與中央處理器的輸出端相連的蜂鳴器輸出電路、語音輸出電路、指示燈。
[0015]本實用新型的有益效果在于:本實用新型采用電容式傳感器對高壓帶電線路上的電信號進(jìn)行拾取，并將拾取的電信號進(jìn)行放大調(diào)理等處理后傳輸至中央處理器進(jìn)行處理，且傳感器信號模擬電路會還原處理傳感器數(shù)據(jù)，并將還原的數(shù)據(jù)與內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，最終確定線路是否帶電，還提高了產(chǎn)品的靈敏度和可靠性，功能十分齊全。其次，本實用新型設(shè)置有報警裝置，在判定線路上存在電荷時會通過聲光報警裝置進(jìn)行危險提醒，以最大程度地確保用戶安全，設(shè)計十分人性化，符合實際需求。再次，本實用新型選用ATMEGA8L作為中央處理器的核心處理芯片，ATMEGA8L單片機是ATMEL生產(chǎn)的高性能、低功耗8位AVR單片機，其具有性價較高，且功能齊全的優(yōu)勢，能夠充分滿足本實用新型的功能需求。最后，本實用新型成本較低、運行穩(wěn)定、檢測較為準(zhǔn)確，且高度智能化，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]參閱圖1，基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，包括中央處理器、按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路、電容式傳感器、信號輸入電路；
[0019]按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路均與中央處理器連接；
[0020]信號輸入電路輸入端接電容式傳感器、傳感器信號模擬電路，輸出端接放大調(diào)理電路和傳感器檢測電路。
[0021 ] 所述按鍵輸入模塊為鍵盤。
[0022]所述中央處理器采用ATMEGA8L作為處理芯片。
[0023]所述報警裝置包括均與中央處理器的輸出端相連的蜂鳴器輸出電路、語音輸出電路、指示燈。
[0024]其中，中央處理器為整個裝置的核心處理器，對采集到的電信號進(jìn)行接收和處理，判定線路帶電與否，并在判定線路帶電時控制報警裝置進(jìn)行報警。
[0025]本實用新型采用的中央處理器主要包括ATMEGA8L單片機(ATMEL生產(chǎn)的高性能、低功耗的8位AVR單片機)、復(fù)位電路、外接端口和晶振構(gòu)成的單片機最小系統(tǒng)，由于該單片機最小系統(tǒng)為行業(yè)通用的，為公知技術(shù)，因而在此不作更多說明。中央處理器被定時電路和監(jiān)控電路定期喚醒后做一次檢測，檢測結(jié)束后立即進(jìn)入睡眠。
[0026]電源管理電路:對電源電壓進(jìn)行檢測，并對整機所有功能單元供電。單元電路在中央處理器訪問時再開啟，用完以后立即關(guān)閉，以節(jié)約電能。
[0027]本實用新型中的電源采用雙電源供電。一種是220V50HZ的交流電，經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)變成3.3V的直流電；一種是直接使用3.6V的電池供電。
[0028]信號輸入電路:對傳感輸入信號限幅，防止高電壓竄入損壞設(shè)備；并能將傳感器信號模擬器出來的信號加到傳感器檢測電路和放大器調(diào)理電路。
[0029]傳感器檢測電路:通過檢測電壓信號的強弱判斷傳感器是否正常。
[0030]放大調(diào)理電路:將信號輸入電路傳遞而來的信號進(jìn)行濾波、放大處理，并將處理后的信號傳遞至中央處理器。
[0031]傳感器信號模擬電路:增加本實用新型工作的可靠性，在工作時產(chǎn)生模擬傳感信號，對后級電路進(jìn)行檢測。
[0032]電容式傳感器:對高壓帶電線路上的電信號進(jìn)行感應(yīng)。
[0033]按鍵輸入電路:在安裝調(diào)試過程中進(jìn)行參數(shù)修改，或用于檢測本裝置是否處于正常工作狀態(tài)，本實用新型中優(yōu)選鍵盤。
[0034]定時器與監(jiān)控電路:定時將中央處理器從睡眠狀態(tài)下喚醒。
[0035]蜂鳴器輸出電路、語音器輸出電路和指示燈:對被測線路帶電與否狀態(tài)做出聲光指示。
[0036]本實用新型還包括驗電繼電器和模擬開關(guān)電路，其中，定時器、監(jiān)控電路、傳感器檢測電路、鍵盤、蜂鳴器輸出電路、語音器輸出電路、指示燈、驗電繼電器、電源管理電路、模擬開關(guān)電路、傳感器信號模擬電路、放大調(diào)理電路和信號輸入電路均與中央處理器相連，且電容式傳感器、傳感器信號模擬電路、放大調(diào)理電路和傳感器檢測電路均與信號輸入電路相連。
[0037]本實用新型以ATMEGA8L單片機為核心，電容式傳感器輸出的信號為輸入信號源，語音器和蜂鳴器為現(xiàn)場提示，指示燈為狀態(tài)指示，以驗電繼電器和模擬開關(guān)的輸出信號作為聯(lián)動信號。工作時，電容式傳感器的輸出信號經(jīng)限壓及放大調(diào)理電路的濾波放大處理后，直接送入ATMEGA8L單片機的AD輸入端。傳感器信號模擬電路模擬的的信號經(jīng)濾波放大處理后，送入ATMEGA8L單片機的AD輸入端，ATMEGA8L單片機通過讀取到直流信號的AD值判斷電容式傳感器是否處于正常工作狀態(tài)，通過交流信號的AD值及脈沖寬度綜合運算處理后得到被測線路是否帶電；單片機輸出的SPWM信號經(jīng)過傳感器信號模擬電路后得到一個正弦波信號，通過相應(yīng)轉(zhuǎn)換這個信號可以進(jìn)入放大調(diào)理電路、傳感器檢測電路，對本裝置進(jìn)行自檢。
【權(quán)利要求】
1.基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，其特征在于:包括中央處理器、按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路、電容式傳感器、信號輸入電路； 按鍵輸入電路、傳感器檢測電路、放大調(diào)理電路、定時器、監(jiān)控電路和電源管理電路、驗電繼電器、報警裝置、模擬開關(guān)電路和傳感器信號模擬電路均與中央處理器連接； 信號輸入電路輸入端接電容式傳感器、傳感器信號模擬電路，輸出端接放大調(diào)理電路和傳感器檢測電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，其特征在于:所述按鍵輸入模塊為鍵盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，其特征在于:所述中央處理器采用ATMEGA8L作為處理芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述所述基于AVR單片機的低功耗智能高壓帶電顯示閉鎖裝置，其特征在于:所述報警裝置包括均與中央處理器的輸出端相連的蜂鳴器輸出電路、語音輸出電路、指示燈。
【文檔編號】G01R19/145GK203385783SQ201320373275
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】祝中山, 黃飛 申請人:成都國能龍源科技有限公司