便携式剩余电流在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种便携式剩余电流在线监测系统，其包括GPRS部分、采集部分、充电部分、稳压部分、控制部分；GPRS部分、采集部分、稳压部分都与控制部分连接，GPRS部分、稳压部分都与充电部分连接。本发明实现漏电检测和故障指示报警功能，另外还实现体积小型化。
【专利说明】便携式剩余电流在线监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种监测系统，特别是涉及一种便携式剩余电流在线监测系统。
【背景技术】
[0002]现阶段，在农村低压电网运行维护工作中，检测线路上的多个节点的剩余电流数值，有两种实现方式:
一，在相关节点安装带剩余电流数据采集功能的智能化开关自动检测，带剩余电流数据采集功能的智能化开关主要结构和工作原理如下:带剩余电流数据采集功能的智能化开关其实就是一个升级版本的漏电保护开关，它在实现原有漏电保护功能的基础上，增加了数据采集和存储功能，通过剩余电流互感器采集线路上的剩余电流数值，并存储在内存中，供使用者查看。使用带剩余电流数据采集功能的智能化开关带来的问题和缺点如下:智能化开关体积大，一般需要测量的节点无法安装。智能化开关安装必须要断开线路才能进行接线操作，严重影响线路上用户的用电可靠性，因此，智能化开关一般是在线路投运之前就安装好。智能化开关无三防功能，不能露天安装，必须安装在电气柜中。智能化开关无数据联网功能，每台设备采集到的数据只能独立查看，无法在一个统一平台上浏览分析所有节点的数据。智能化开关是属于固定设备，一旦安装后就无法随时撤离，无重复利用功能，投入成本大，所以一般只应用于重点保护节点。
[0003]二，使用钳形剩余电流表通过人工进行检测，钳形剩余电流表主要结构和工作原理:钳形剩余电流表也叫做钳形泄漏电流表，是当前测量剩余电流值的主要工具，它由钳形表头和表体两部分组成，钳形表头就是一个可随意闭合的剩余电流互感器，把表头钳住被测线路，就可以获取被测线路上剩余电量信号，再通过转换和分析，最后在表体上的显示屏上显示出测量数值。使用钳形剩余电流表带来的问题和缺点如下:钳形剩余电流表电池续航能力差，无法支持长时间在线运行。钳形剩余电流表无防雨功能，不能在雨天或者潮湿环境中使用，而阴雨天又恰恰是供电部门最需要检测线路剩余电流数据的时候。钳形剩余电流表数据采集频率低，只能采集一直存在的剩余电流数据，无法采集突发的剩余电流数据。钳形剩余电流表无数据联网功能，每台设备采集到的数据只能独立查看，无法在一个统一平台上浏览分析所有节点的数据。钳形剩余电流表内存小，无法支持长时间运行的大数量存储。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式剩余电流在线监测系统，其实现漏电检测和故障指示报警功能，另外还实现体积小型化。
[0005]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种便携式剩余电流在线监测系统，其特征在于，其包括GPRS部分、采集部分、充电部分、稳压部分、控制部分；GPRS部分、米集部分、稳压部分都与控制部分连接，GPRS部分、稳压部分都与充电部分连接。
[0006]优选地,所述稳压部分米用电池输入或外部5V输入,稳压3.3V主要用于系控制部分、放大器、比较器以及电子开关供电。
[0007]优选地，所述充电部分采用P沟道MOS管来控制系统供电的输入。
[0008]优选地，所述采集部分主要由外部零序互感器、放大器、比较器组成。
[0009]优选地，所述控制部分功能包括负责采集外部信号，并通过算法处理得到最终漏电流值，通过GPRS部分传输采集数据到服务器。
[0010]优选地，所述GPRS部分通过串口与控制部分连接，通过固定IP地址及端口连接到远程服务器上。
[0011]本发明的积极进步效果在于:一，实现漏电检测功能，能检测到农村低压供电线路上的漏电流数值。二，实现故障报警阀值设定功能:能根据现场运行环境要求设定不同的漏电故障报警阀值。三，实现故障指示报警功能:能通过发声，发光方式来指示故障发生点。四，实现外观体积小型化:把外壳体积压缩到2P开关大小，可以直接安装到农村用户的电表箱中。五，采集和控制部分采用现阶段市场上通用的漏电保护开关常用电路和芯片，外壳使用开关外壳，无需全新设计开发电路和模具，降低生产生产，提高生产效率。六，成品符合现场狭小安装环境要求，安装调试方便快捷，节省大量人力物力。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明便携式剩余电流在线监测系统的原理框图。
[0013]图2为本发明中采集部分的电路图。
[0014]图3为本发明中充电部分的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0016]如图1所示，本发明便携式剩余电流在线监测系统包括GPRS部分、采集部分、充电部分、稳压部分、控制部分；GPRS部分、采集部分、稳压部分都与控制部分连接，GPRS部分、稳压部分都与充电部分连接。
[0017]稳压部分采用电池输入或外部5V输入，稳压3.3V主要用于系控制部分、放大器、比较器以及电子开关供电。稳压部分电路前后加入较多滤波电容确保板载IC电压稳定。
[0018]充电部分采用P沟道MOS管来控制系统供电的输入，在接入外部电源时，系统采用外部供电并向电池充电，当没有外部电源输入时系统米用电池供电。充电芯片外接一个双色LED来显示充电状态。
[0019]采集部分主要由外部零序互感器、放大器、比较器组成。零序互感器检测外部线路漏电并按照一定比例输出感应电流，感应电流经过放大滤波电路后接入控制部分，同时放大器信号作为比较器输入源，比较器输出再接入控制部分用于检测正弦波正半轴最大值。
[0020]控制部分功能包括负责采集外部信号，并通过算法处理得到最终漏电流值，通过GPRS部分传输采集数据到服务器。控制部分可以通过GPRS部分从远程服务器或网页界面设置采集系统的报警阀值，传输时间，误报周期等等设置信息。
[0021]GPRS部分通过串口与控制部分连接，可以通过固定IP地址及端口连接到远程服务器上。
[0022]如图2所示，采集部分包括第一采样电阻R11、第二采样电阻R12、第一放大器UA1、第二放大器UA2、第三放大器UA3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第五电容C5、第六电容C6,第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第五电容C5、第六电容C6都与第二放大器UA2连接,第一米样电阻Rl1、第二米样电阻R12连接在第一放大器UAl和第三放大器UA3之间。采集部分的工作原理如下:外部输入经过第一采样电阻R11、第二采样电阻R12转换成电压值，经过第一放大器UAl单边放大接入微控制器(MCU),同时第一放大器UAl输出作为第二放大器UA2输入,经过第二放大器UA2比较输出比较值。第二放大器UA2比较阀值。第三放大器UA3控制采用哪路采样电阻，即可以控制第一采样电阻R11、第二采样电阻R12的导通。
[0023]稳压部分的工作原理如下:FDN304P是P沟道MOS管，做电子开关用。在5V电压没有时获得负的栅源电压使其导通，自动切换到VBAT，而5V电压存在时使其夹断，只用5V电源。
[0024]如图3所示，充电部分包括充电芯片TP4057包括充电芯片TP4057、第一插口 Jl、第一电感L1、第一电容Cl、第二电容C2、第二电感L2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二插口 J2，第一电感L1、第一电容Cl、第二电容C2、第二电感L2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻Rl都与充电芯片TP4057连接，第一电容Cl与第二电容C2并联，第三电容C3与第四电容C4并联，第一插口 Jl与第一电感LI连接，第二电感L2与第二插口 J2连接。充电部分的工作原理如下:外接5V电源通过充电芯片TP4057，充电芯片TP4057具有CHRD管脚和STDBY管脚，CHRD管脚和STDBY管脚为芯片的充电状态指示，外接双色LED显示充电状态。电池充电完成时，STDBY管脚被内部开关拉到低电平，表示充电完成。除此之外，STDBY管脚将处于高阻态。当充电器向电池充电时，CHRG管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则CHRG管脚处于高阻态。
[0025]控制部分和GPRS部分均采用最小系统。
[0026]以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种便携式剩余电流在线监测系统，其特征在于，其包括GPRS部分、采集部分、充电部分、稳压部分、控制部分；GPRS部分、采集部分、稳压部分都与控制部分连接，GPRS部分、稳压部分都与充电部分连接。
2.如权利要求1所述的便携式剩余电流在线监测系统，其特征在于，所述稳压部分采用电池输入或外部5V输入，稳压3.3V主要用于系控制部分、放大器、比较器以及电子开关供电。
3.如权利要求1所述的便携式剩余电流在线监测系统，其特征在于，所述充电部分采用P沟道MOS管来控制系统供电的输入。
4.如权利要求1所述的便携式剩余电流在线监测系统，其特征在于，所述采集部分主要由外部零序互感器、放大器、比较器组成。
5.如权利要求1所述的便携式剩余电流在线监测系统，其特征在于，所述控制部分功能包括负责采集外部信号，并通过算法处理得到最终漏电流值，通过GPRS部分传输采集数据到服务器。
6.如权利要求1所述的便携式剩余电流在线监测系统，其特征在于，所述GPRS部分通过串口与控制部分连接，通过固定IP地址及端口连接到远程服务器上。
【文档编号】G01R19/00GK104391162SQ201410785516
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】巫继文, 张小方, 陆敏, 袁莉, 黄黎明, 王平, 任文劼 申请人:南京凡瑞特软件有限公司