一種避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置及控制方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置接入時，需要把穿芯式互感器串入接地線中，該互感器通常安裝于氧化鋅避雷器監(jiān)測表計的上方的連接線中?，F(xiàn)場施工時，先用一根臨時接地線把監(jiān)測表計的上方對地短接掉，然后解開監(jiān)測表計上方的連接線，串入監(jiān)測裝置的穿芯式互感器中，最后再接回監(jiān)測表計，還原現(xiàn)場接線。氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置通常是帶電接入，為保證設備接入人員的人身安全，必須保證臨時接地線可靠接入。普通的臨時接地線接完后無法判斷是否已可靠接地，存在一定的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置及控制方法，以克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置，包括一箱體以及嵌設于該箱體內(nèi)的檢測電路;所述檢測電路包括一 MCU控制單元、通過SPI總線與所述MCU控制單元相連的電能計量單元、與所述MCU控制單元相連的數(shù)碼管顯示單元、與所述MCU控制單元相連的電源單元、與所述MCU控制單元相連的信號指示燈單元、與所述MCU控制單元相連的蜂鳴器、與所述電能計量單元相連的運算放大單元、與所述電能計量單元相連的差分運放單元、與所述運算放大單元相連的電流互感單元、與所述電流互感器相連的電流測量單元以及與所述差分運放單元相連的電壓測量單元。
[0005]在本發(fā)明一實施例中，所述mj控制單元包括一STM32單片機。
[0006]在本發(fā)明一實施例中，所述電能計量單元包括一IDT90E36。
[0007]在本發(fā)明一實施例中，所述運算放大單元包括一0PA2277，所述差分運放單元包括一AMP03GS。
[0008]在本發(fā)明一實施例中，所述電源單元包括一 12V可充電鋰電池。
[0009]在本發(fā)明一實施例中，所述箱體包括一扣蓋以及與該扣蓋匹配的底座，所述扣蓋與所述底座通過一對鎖體鎖緊，所述檢測電路嵌設于所述底座內(nèi)；所述底座包括一底板、一頂板以及側板;所述頂板開設有用于嵌設所述數(shù)碼管顯示單元中電壓顯示屏的第一通孔、用于嵌設所述數(shù)碼管顯示單元中電流顯示屏的第二通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中電源指示燈的第三通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中用于指示可靠接地的接地信號指示燈的第四通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中告警指示燈的第五通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中電源欠壓指示燈的第六通孔、用于嵌設所述電源單元中電源開關的第七通孔、用于嵌設所述電源單元中充電接口的第八通孔、用于嵌設所述電壓測量單元中第一電壓接線柱的第九通孔、用于嵌設所述電壓測量單元中第二電壓接線柱的第十通孔、用于嵌設所述電流測量單元中第一電流接線柱的第十一通孔、用于嵌設所述電流測量單元中第二電流接線柱的第十二通孔。
[0010]進一步的，還提供一種避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置的控制方法，提供一避雷器監(jiān)測表計，所述避雷器監(jiān)測表計一端與避雷器相連，另一端接地，包括如下步驟:
步驟S1:打開電源單元的電源開關，使該避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置上電，數(shù)碼管顯示單元中的電壓顯示屏顯示所述電源單元中鋰電池的電壓，且信號指示燈單元中告警指示燈亮;若該鋰電池的電壓處于第一電源電壓范圍內(nèi)，則信號指示燈單元中電源指示燈亮，否則，所述述信號指示燈單元中電池欠壓指示燈亮；
步驟S2:將與電壓測量單元中第一電壓接線柱相連的第一電壓接線端子連接至所述避雷器監(jiān)測表計與避雷器之間，將與所述電壓測量單元中第二電壓接線柱相連的第二電壓接線端子連接至地，并查看所述電壓顯示屏顯示的電壓是否在檢測電壓閾值范圍內(nèi)，若是，則轉至步驟S3，否則，轉至步驟S5;
步驟S3:將與電流測量單元中第一電流接線柱相連的第一電流接線端子連接至所述避雷器監(jiān)測表計與避雷器之間，將與所述電流測量單元中第二電流接線柱相連的第二電流接線端子連接至地，并查看數(shù)碼管顯示單元中的電流顯示屏顯示的電流是否在檢測電流閾值范圍內(nèi)，若是，則轉至步驟S4，否則，轉至步驟S5;
步驟S4:判斷所述電壓顯示屏顯示的電壓以及所述避雷器監(jiān)測表計所測得的電流是否為0，若是，則蜂鳴器連續(xù)且等時間間隔響應，信號指示燈單元中的接地信號指示燈亮，所述告警指示燈滅，提示設備接入人員臨時接地線已可靠接地;否則，轉至步驟S5;
步驟S5:所述告警指示燈亮，且所述蜂鳴器不響應，提示設備接入人員臨時接地線沒有可靠接地。
[0011]在本發(fā)明一實施例中，所述第一電源電壓范圍為10.8V-20V ；所述檢測電壓閾值范圍為:OV?36V;所述檢測電流閾值范圍為O mA?5mA。
[0012]在本發(fā)明一實施例中，所述運算放大單元將所采集的電流信號進行兩通道放大，并將電流范圍在90uA?500uA的小電流放大20倍，將電流范圍在500uA?5mA的電流放大2倍。
[0013]在本發(fā)明一實施例中，所述MCU控制單元在計算電壓值或電流值時，通過多次讀取電流測量值與電壓測量值，并去掉最大值以及最小值后取平均值的方法。
[0014]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)電流測量采用穿芯式互感器，并采用專用的計量芯片來采集電流，穩(wěn)定、可靠；
(2)電壓測量回路采用高阻抗差分電路，對原回路的阻抗基本沒影響；
(3)采用高亮數(shù)碼管顯示電流、電壓，操作界面美觀、人性智能化；
(4)采用蜂鳴器不同鳴叫的方式提供現(xiàn)場工作人員，簡單區(qū)分保護裝置是否已經(jīng)可靠接地；
(5)裝置采用內(nèi)置大容量鋰電池，正常充一次電后有效工作時間長。
[0015](6)避雷器智能帶電接入保護裝置可直觀、可靠的判斷接地線是否已可靠接地，并通過數(shù)碼管顯示接地電流、電壓以及蜂鳴器報警等功能提示設備接入人員是否已將臨時接地線可靠接地，消除了隱患，提高了生產(chǎn)的安全系數(shù)。
[0016](7)由于電流測量范圍比較大，為了更好的測量小電流信號，且保證放大后的大電流信號不超出單片機AD采集范圍，在電路設計時對電流信號進行了兩通道放大，將范圍在90uA?500uA的小電流放大20倍，將范圍在500uA?5mA的電流放大2倍。
[0017](8)為保證電流與電壓測量值的準確性，減小外界干擾引起的數(shù)據(jù)波動，程序在測量時采用多次讀取電流與電壓測量值，去掉最大最小值后求平均的方法。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置中檢測電路的電路原理圖。
[0019]圖2為本發(fā)明避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置中箱體的主視圖。
[0020]圖3為本發(fā)明避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置中箱體內(nèi)頂板的結構示意圖。
[0021 ]圖4為本發(fā)明避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置的接入被測設備的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行具體說明。
[0023]本發(fā)明提供一種避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置，包括一箱體以及嵌設于該箱體內(nèi)的檢測電路;如圖1所示，所述檢測電路包括一 MCU控制單元、通過SPI總線與所述MCU控制單元相連的電能計量單元、與所述MCU控制單元相連的數(shù)碼管顯示單元、與所述MCU控制單元相連的電源單元、與所述M⑶控制單元相連的信號指示燈單元、與所述M⑶控制單元相連的蜂鳴器、與所述電能計量單元相連的運算放大單元、與所述電能計量單元相連的差分運放單元、與所述運算放大單元相連的電流互感單元、與所述電流互感器相連的電流測量單元以及與所述差分運放單元相連的電壓測量單元。
[0024]進一步的，在本實施例中，所述M⑶控制單元包括一STM32單片機。
[0025]進一步的，在本實施例中，所述電能計量單元包括一IDT90E36。
[0026]進一步的，在本實施例中，所述運算放大單元包括一0PA2277，所述差分運放單元包括一 AMP03GS。
[0027]進一步的，在本實施例中，所述電源單元包括一 12V可充電鋰電池。
[0028]進一步的，在本實施例中，如圖2以及圖3所示，所述箱體包括一扣蓋I以及與該扣蓋匹配的底座2，所述扣蓋與所述底座通過一對鎖體3鎖緊，所述檢測電路嵌設于所述底座2內(nèi)；所述底座包括一底板、一頂板4以及側板;所述頂板4開設有用于嵌設所述數(shù)碼管顯示單元中電壓顯示屏5的第一通孔、用于嵌設所述數(shù)碼管顯示單元中電流顯示屏6的第二通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中電源指示燈7的第三通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中用于指示可靠接地的接地信號指示燈8的第四通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中告警指示燈9的第五通孔、用于嵌設所述信號指示燈單元中電源欠壓指示燈10的第六通孔、用于嵌設所述電源單元中電源開關11的第七通孔、用于嵌設所述電源單元中充電接口 12的第八通孔、用于嵌設所述電壓測量單元中第一電壓接線柱13的第九通孔、用于嵌設所述電壓測量單元中第二電壓接線柱14的第十通孔、用于嵌設所述電流測量單元中第一電流接線柱15的第十一通孔、用于嵌設所述電流測量單元中第二電流接線柱16的第十二通孔。
[0029]進一步的，在本實施例中，整個檢測裝置使用電池供電，外部有四個接頭，分別為:電壓+，電壓-，電流+，電流-。面板上有兩個四位數(shù)碼顯示管，分別顯示臨時接地線兩端電壓值和流經(jīng)臨時接地線的電流值；一個“電源指示”燈；一個“可靠接地指示”燈；一個“告警燈”；一個“電源欠壓”燈;一個電源開關;一個充電口。
[0030]進一步的，在本實施例中，還提供一種避雷器在線監(jiān)測智能帶電接入保護裝置的控制方法，提供一避雷器監(jiān)測表計17，所述避雷器監(jiān)測表計一