专利名称：接触电阻、接触功耗在线检测与短信告警装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气开关接触电阻、接触功耗在线检测技术和越限自动发送短信报警装置。
背景技术：
目前，国内外尚无对电气开关接触电阻或接触功耗进行在线检测的报警装置，也没有带短信发送功能的电气开关或电气开关故障检测发送装置。
电气开关的接触电阻是反映电气开关工作性能的重要参数，电气开关接触电阻增大导致电气开关过热而烧坏是经常发生的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在线检测电气开关的接触电阻和接触功耗，当这些参数超过正常值时，可进行自动报警、自动切除一些次要负载，并且自动发送短信告警的装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案检测电路的噪声包括两种一种是工频噪声，这种噪声是主要噪声，另一种是检测电路本身的噪声，主要是电阻噪声、运放噪声。针对工频噪声采用高频激励，由于信号频率与工频频率相差很大，因此工频噪声可以用滤波器滤掉。针对检测电路噪声，由于检测电路噪声由白噪声和与激励信号频率有关的噪声组成，设检测电路放大倍数为K1，激励信号为高频恒流源信号I，电气开关接触电阻为R，激励电流全部流过接触电阻R，则电气开关接触电阻两端电压为Vi＝IR (1)又设检测电路白噪声为V白，与激励信号频率相近的噪声为VS，工频噪声为V工，则检测电路输出为V0＝K(IR+V白+VS+V工) (2)其中由于检测电路输入为高通滤波，对V工噪声，输入阻抗很小，而且检测电路的每一级都有带通滤波，因此，V工噪声在检测电路中始终被衰减，同时在激励信号频率附近以外的信号同样被始终衰减，因此检测电路实际输出为V0＝K(IR+VS) (3)式中VS为激励信号频率附近的噪声，只与激励信号频率有关，而与其辐值无关，令激励信号幅值是可变的，因此，当激励信号辐值为I’时，V0′=K(I′R+VS)---(4)]]>则V0-V0′=KR(I-I′)---(5)]]>即R=V0-V0′K(I-I′)---(6)]]>由于V0、V0’是测量值，K、I、I’是已知值，则可检测接触电阻R，而且R与测量噪声无关。
检测电路用多只小容量高压电容器与电阻构成高通滤波网络，达到衰减工频信号的目的，同时起到隔离高压、限制高压泄漏电流低于安全电流的目的，采用多只高压电容的另一个目的是个别电容器即使被高压击穿，也不会导致泄漏电流增大到安全电流以上。
由于接触电阻范围很大从微欧级到几十毫欧级，因此放大电路的放大倍数是可自动改变的，当接触电阻超过一定值时，送出报警信号。
接触电阻功耗检测通过检测流过电气开关的电力电流I，可计算出接触电阻功耗为P＝I2R (7)当接触电阻功耗超过一定值时，经延时后送出报警信号和切除次要负载信号。
短信自动发送本测电路经接口电路与手机模块相连接，从而将报警信号通过手机模块以短信形式发送到相关手机上。
综上所述，本发明的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，包括一激励信号产生装置，其产生一激励信号且激励电流幅值作周期性地交替变化；一开关，所述激励信号产生装置及接触电阻检测信号均接在该开关两端；若干级放大器及带通滤波器，所述放大器对所述的激励信号进行放大，所述带通滤波器；滤除衰减激励信号频率附近以外的噪声信号；多路选择开关，进行放大倍数选择，并输出含有接触电阻信号和激励频率附近以外的噪声信号；电压检测电路，其根据多路选择开关输出的信号得到相应的接触电阻电压值。
中央处理器，根据检测信号的大小自动选择放大倍数，并接收激励电流变幅同步信号；电流检测电路，其检测电气开关的电流得到相应的值，并输入给中央处理器；所述中央处理器可根据不同恒流源幅值及上述接触电阻信号计算得到接触电阻数值；所述中央处理器还可以根据电流检测电路测得的电流值计算接触电阻功耗，当所述接触电阻数据或接触电阻功耗超出预定数值，则发送一报警信号；手机模块，其经接口电路与中央处理器相连接，并接收所述报警信号。
由于采用了上述技术方案，本发明能够在线检测电气开关的接触电阻和接触功耗，当这些参数超过正常值时，进行自动报警、自动切除一些次要负载，并且自动发送短信告警，从而避免或减少停电损失。
图1是电气开关接触电阻、功耗在线检测、报警与短信发送原理框图。
具体实施例方式
在实际实现时，通过测量多组值，然后再用软件滤波，这样测得的结果准确度更高。
如图1所示所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，包括一激励信号产生装置1，其产生一激励信号且激励电流幅值作周期性地交替变化；一开关2，所述激励信号产生装置及接触电阻检测信号均接在该开关两端；若干级放大器及带通滤波器3，所述放大器对所述的激励信号进行放大，所述带通滤波器；滤除衰减激励信号频率附近以外的噪声信号；多路选择开关4，进行放大倍数选择，并输出含有接触电阻信号和激励频率附近以外的噪声信号；电压检测电路5，其根据多路选择开关输出的信号得到相应的接触电阻电压值。
中央处理器6，根据检测信号的大小自动选择放大倍数，并接收激励电流变幅同步信号；电流检测电路7，其检测电气开关的电流得到相应的值，并输入给中央处理器；所述中央处理器6可根据不同恒流源幅值及上述接触电阻信号计算得到接触电阻数值；所述中央处理器还可以根据电流检测电路测得的电流值计算接触电阻功耗，当所述接触电阻数据或接触电阻功耗超出预定数值，则发送一报警信号；手机模块8，其经接口电路与中央处理器相连接，并接收所述报警信号。
其中，所述的电压检测电路5包括绝对值电路51、滤波电路52、A/D转换器53，所述检测信号经放大后经过所述的绝对值电路、滤波电路得到含有接触电阻信号和激励频率附近的噪声信号的直流信号，并经A/D转换器转换后得到相应的数；所述的电流检测电路7包括电流互感器71、电力电流检测电路72、A/D转换器53，所述电力开关电流经电流互感器71送到电力电流检测电路72变为直流信号送到A/D转换器53，经A/D转换变为电流值。
所述的激励信号产生装置1为高频变幅交流恒流源。所述的高频变幅交流恒流源还包括一内部的高通网络11，且高频变幅交流恒流源激励电流是通过内部的高通网络连接到开关两端的。
所述高频变幅交流恒流源产生激励信号加在电气开关两端(图中只画了电气开关的一极，其它极一样)，激励电流幅值作周期性地交替变化(I，I’)，同时，高频变幅交流恒流源向中央处理器(CPU)送激励电流变幅同步信号以通知CPU知道现行恒流源输出电流大小，为了隔离高压，高频变幅交流恒流源激励电流是通过内部的高通网络连接到开关两端的。开关接触电阻检测信号也接在开关两端(应在激励信号线的内侧)，检测信号经过高通网络(隔离高压、衰减工频)隔离，同经过若干级放大器(每级放大信号倍数K1)和带通滤波器送到多路选择开关，进行放大倍数选择，带通滤波器滤除衰减激励信号频率附近以外的噪声信号。CPU根据检测信号的大小自动选择放大倍数，选择开关输出经过取绝对值的绝对值电路和滤波电路后得到含有接触电阻信号和激励频率附近的噪声信号的直流信号，直流信号经A/D车换器转换后得到相应的数，CPU可主动控制恒流源的幅值(通过同步信号)或恒流源自主改变幅值，并向CPU送同步信号。CPU根据恒流源幅值和采样的数据按公式(6)进行计算，得到接触电阻R数值，CPU经过对连接多次测得的接触电阻值进行平均值滤波或取中值滤波最终得到较准确的接触电阻值，电气开关的电流经电流互感器送到电力电流检测电路变为直流信号送到A/D转换器，经A/D转换变为电流值，CPU计算出接触电阻功耗，CPU根据测得的接触电阻及其功耗，与设定限值进行比较，决定是否报警，是否切除次要负载，是否发送短信报警。
权利要求
1.一种开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，包括一激励信号产生装置(1)，其产生一激励信号且激励电流幅值作周期性地交替变化；一开关(2)，所述激励信号产生装置及接触电阻检测信号均接在该开关两端；若干级放大器及带通滤波器(3)，所述放大器对所述的激励信号进行放大，所述带通滤波器；滤除衰减激励信号频率附近以外的噪声信号；多路选择开关(4)，进行放大倍数选择，并输出含有接触电阻信号和激励频率附近以外的噪声信号；电压检测电路(5)，其根据多路选择开关输出的信号得到相应的接触电阻电压值。中央处理器(6)，根据检测信号的大小自动选择放大倍数，并接收激励电流变幅同步信号；电流检测电路(7)，其检测电气开关的电流得到相应的值，并输入给中央处理器；所述中央处理器(6)可根据不同恒流源幅值及上述接触电阻信号计算得到接触电阻数值；所述中央处理器还可以根据电流检测电路测得的电流值计算接触电阻功耗，当所述接触电阻数据或接触电阻功耗超出预定数值，则发送一报警信号；手机模块(8)，其经接口电路与中央处理器相连接，并接收所述报警信号。
2.根据权利要求1所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，所述的电压检测电路(5)包括绝对值电路(51)、滤波电路(52)、A/D转换器(53)，所述检测信号经放大后经过所述的绝对值电路(51)、滤波电路(52)得到含有接触电阻信号和激励频率附近的噪声信号的直流信号，并经A/D转换器转换后得到相应的数；
3.根据权利要求1所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，所述的电流检测电路(7)包括电流互感器(71)、电力电流检测电路(72)、A/D转换器(53)，所述电力开关电流经电流互感器送到电力电流检测电路变为直流信号送到A/D转换器，经A/D转换变为电流值。
4.根据权利要求1所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，所述的激励信号产生装置(1)为高频变幅交流恒流源。
5.根据权利要求4所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，所述的高频变幅交流恒流源还包括一内部的高通网络(11)，且高频变幅交流恒流源激励电流是通过内部的高通网络连接到开关(2)两端的。
6.根据权利要求4所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，所述中央处理器(6)可对连接多次测得的接触电阻值进行平均值滤波或取中值滤波最终得到较准确的接触电阻值。
7.根据权利要求4所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，所述的高频变幅交流恒流源(1)可主动产生变幅恒流信号并向中央处理器(6)送同步信号。
8.根据权利要求1所述的开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，其特征在于，所述的中央处理器(6)向高频变幅交流恒流源送同步信号以改变恒流源幅值。
全文摘要
本发明提供一种开关接触电阻接触功耗在线检测与短信告警装置，包括激励信号产生装置、一开关、若干级放大器及带通滤波器、多路选择开关、电压检测电路、中央处理器、电流检测电路；所述中央处理器可根据不同恒流源幅值及上述接触电阻信号计算得到接触电阻数值；所述中央处理器还可以根据电流检测电路测得的电流值计算接触电阻功耗，当所述接触电阻数据或接触电阻功耗超出预定数值，则发送一报警信号。由于采用了上述技术方案，本发明能够在线检测电气开关的接触电阻和接触功耗，当这些参数超过正常值时，进行自动报警、自动切除一些次要负载，并且自动发送短信告警，从而避免或减少停电损失。
文档编号G01R21/06GK1719264SQ20041005264
公开日2006年1月11日 申请日期2004年7月8日 优先权日2004年7月8日
发明者彭建学 申请人:上海埃通电气股份有限公司