一种隔离开关直流电阻在线监测装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统在线监测技术领域，尤其涉及一种隔离开关直流电阻在线监测装置。

背景技术：

隔离开关，一种电气装置，在分位置时，触头有符合规定的绝缘距离和明显的断开点，在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内的异常条件(例如短路)下电流的开关设备。

隔离开关在工作过程中触头和触头(或触指)之间有接触电阻，隔离开关在运行过程中经过多次分合可能使触头的接触电阻增大，接触电阻增大使触头发热，严重情况下会烧坏触头，造成停电事故。目前，为预防隔离开关触头发热有三种方法：人工观察触头的颜色、定期进行回路电阻的测量和采用红外线测温的方法。这三种方法都需要工人到变电站现场去巡视，工作量大、工作效率不高且不能及时发现问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种隔离开关直流电阻在线监测装置，能够及时了解隔离开关所处的状态，把隔离开关的发热问题消灭在萌芽之中。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种隔离开关直流电阻在线监测装置，包括并联的第一支路和第二支路，第一支路上依次串联有限流电阻、第一耦合电容、高频电源、第二耦合电容、精密电阻及第一耦合电感，其中所述精密电阻与测量精密电阻两端电压的第一电压测量模块连接；

第二支路上依次串联有第三耦合电容、第四耦合电容及第二耦合电感，同时第三耦合电容和第四耦合电容之间引出接线连接第二电压测量模块；

所述第一电压测量模块和第二电压测量模块都与控制器连接，所述控制器与显示模块、电源上电显示模块、通讯模块和存储模块连接。

所述第一电压测量模块包括运算放大器U3，所述运算放大器U3的正输入端接模拟地，负输入端接精密电阻，负输入端与输出端之间并联有电容R1和电容C1，输出端连接电容C4后接模拟地，同时输出端串联电容C2和电容C3后连接运算放大器U2的正输入端；

电容C2和电容C3的公共端与运算放大器U2的输出端之间串联有电阻R2，同时电容C2和电容C3的公共端与模拟地之间串联有电阻R5，所述运算放大器U2的负输入端与模拟地之间连接有电阻R6，运算放大器U2的负输入端与运算放大器U2的输出端之间串联有电阻R7；

运算放大器U2的输出端串联电阻R4后连接运算放大器U1的正输入端，所述运算放大器U1的负输入端与运算放大器U1的输出端连接后连接到所述控制器的输入端。

所述第二电压测量模块包括运算放大器U6，所述运算放大器U6的正输入端接模拟地，负输入端接到所述第三耦合电容和第四耦合电容之间，负输入端与输出端之间并联有电容R8和电容C5，输出端连接电容C8后接模拟地，同时输出端串联电容C6和电容C7后连接运算放大器U5的正输入端；

电容C6和电容C7的公共端与运算放大器U5的输出端之间串联有电阻R9，同时电容C6和电容C7的公共端与模拟地之间串联有电阻R12，所述运算放大器U5的负输入端与模拟地之间连接有电阻R13，运算放大器U5的负输入端与运算放大器U5的输出端之间串联有电阻R14；

运算放大器U5的输出端串联电阻R11后连接运算放大器U4的正输入端，所述运算放大器U4的负输入端与运算放大器U4的输出端连接后连接到所述控制器的输入端。

所述存储模块包括电可擦可编程只读存储器芯片，所述电可擦可编程只读存储器芯片的时钟端与晶振连接，串行时钟引脚和串行数据引脚分别连接电阻R19和R20后接3.3V电源，同时所述串行时钟引脚和串行数据引脚与所述控制器连接；同时电可擦可编程只读存储器芯片的备份电源输入脚连接二极管D1后接3.3V电源。

所述电源上电显示模块包括发光二极管D5，所述发光二极管D5的负极接地，正极接电阻R17的一端和反相器U9A的输入端，电阻R17的另一端接电源，反相器U9A的输出端与电源之间接电阻R15和发光二极管D3，所述电源还连接电阻R16和发光二极管D4后接反相器U9B的输出端；所述反相器U9A的输入端和反相器U9B的输入端都与所述控制器的引脚连接。

所述显示模块采用液晶显示器。

本实用新型的有益效果：

通过本实用新型提供的装置可以实时检测到隔离开关的直流电阻，能够及时了解隔离开关所处的状态，把隔离开关的发热问题消灭在萌芽之中，减少的专门的巡视人员去变电站红外测温。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型的控制器的电路图；

图3为第一电压测量模块的电路图；

图4为第二电压测量模块的电路图；

图5为电源上电显示模块的电路图；

图6为存储模块的电路图；

图7为显示模块的电路图。

其中，1-隔离开关。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种隔离开关直流电阻在线监测装置，包括并联的第一支路和第二支路，第一支路上依次串联有限流电阻RR1、第一耦合电容CC1、高频电源、第二耦合电容CC3、精密电阻RR2及第一耦合电感LL1，其中所述精密电阻RR2与测量精密电阻两端电压的第一电压测量模块V1连接；

第二支路上依次串联有第三耦合电容CC2、第四耦合电容CC4及第二耦合电感LL2，同时第三耦合电容CC2和第四耦合电容CC4之间引出接线连接第二电压测量模块V2；

所述第一电压测量模块和第二电压测量模块都与控制器连接，所述控制器与显示模块、电源上电显示模块、通讯模块和存储模块连接。

第一耦合电容CC1起隔离作用，第二耦合电容CC3和第一耦合电感LL1共同组成耦合滤波器，它的作用是能通过1MkHz的高频电流而阻断50Hz的工频电流，防止工频的高压进入测量回路。两侧各有一套起滤波的结构是为了防止隔离开关处于分闸位置时一个耦合电容被击穿时整个回路导通，从而隔离开关被短路，使得隔离开关失去关断作用；又能在隔离开关断开时分担隔离开关两端的电压，防止进入控制回路，烧坏电路板。第三耦合电容CC2、第四耦合电容CC4和第二耦合电感LL2和上面提到CC1、CC3、LL1原理相同。

精密电阻的作用是提供一个参考电阻，通过精密电阻两端的电压和隔离开关两侧电压比来算出隔离开关的电阻。

限流电阻RR1的作用是限制高频电流，减少功耗，提高设备使用寿命。

限流电阻RR1的电阻值为10Ω，第一耦合电容CC1的电容值为100pF，高频电源为1MHZ的5V电源；第二耦合电容CC3的电容值为100pF；精密电阻RR2的电阻值为0.1Ω，第一耦合电感LL1的电感值为0.127mH。

第三耦合电容CC2的电容值为100pF；第四耦合电容CC4的电容值为100pF；第二耦合电感L2的电感值为0.127mH。

本实施例中控制器采用TMS 320LF2407控制器，如图2所示为控制器该控制器的电路图。

如图3所示，所述第一电压测量模块包括运算放大器U3，所述运算放大器U3的正输入端接模拟地，负输入端接精密电阻，负输入端与输出端之间并联有电容R1和电容C1，输出端连接电容C4后接模拟地，同时输出端串联电容C2和电容C3后连接运算放大器U2的正输入端；

电容C2和电容C3的公共端与运算放大器U2的输出端之间串联有电阻R2，同时电容C2和电容C3的公共端与模拟地之间串联有电阻R5，所述运算放大器U2的负输入端与模拟地之间连接有电阻R6，运算放大器U2的负输入端与运算放大器U2的输出端之间串联有电阻R7；

运算放大器U2的输出端串联电阻R4后连接运算放大器U1的正输入端，所述运算放大器U1的负输入端与运算放大器U1的输出端连接后连接到所述控制器的输入端。

如图4所示，所述第二电压测量模块包括运算放大器U6，所述运算放大器U6的正输入端接模拟地，负输入端接到所述第三耦合电容和第四耦合电容之间，负输入端与输出端之间并联有电容R8和电容C5，输出端连接电容C8后接模拟地，同时输出端串联电容C6和电容C7后连接运算放大器U5的正输入端；

电容C6和电容C7的公共端与运算放大器U5的输出端之间串联有电阻R9，同时电容C6和电容C7的公共端与模拟地之间串联有电阻R12，所述运算放大器U5的负输入端与模拟地之间连接有电阻R13，运算放大器U5的负输入端与运算放大器U5的输出端之间串联有电阻R14；

运算放大器U5的输出端串联电阻R11后连接运算放大器U4的正输入端，所述运算放大器U4的负输入端与运算放大器U4的输出端连接后连接到所述控制器的输入端。

如图6所示，所述存储模块包括电可擦可编程只读存储器芯片X1226，所述电可擦可编程只读存储器芯片的时钟端X1和X2与晶振连接，串行时钟引脚SCL和串行数据引脚SDA分别连接电阻R19和R20后接3.3V电源，同时所述串行时钟引脚SCL和串行数据引脚SDA与所述控制器连接；同时电可擦可编程只读存储器芯片的备份电源输入脚VSACK连接二极管D1后接3.3V电源。

如图5所示，所述电源上电显示模块包括发光二极管D5，所述发光二极管D5的负极接地，正极接电阻R17的一端和反相器U9A的输入端，电阻R17的另一端接电源，反相器U9A的输出端与电源之间接电阻R15和发光二极管D3，所述电源还连接电阻R16和发光二极管D4后接反相器U9B的输出端；所述反相器U9A的输入端和反相器U9B的输入端都与所述控制器的引脚连接。

所述显示模块采用液晶显示器，如图7所示为液晶显示器的引脚连接图。

使用时，将第一支路和第二支路并联后与被测隔离开关1串联起来(如图1所示)，通过第一电压测量模块测得测量精密电阻两端电压V1，由第二电压测量模块测得隔离开关两侧的电压V2；

第一电压测量模块和第二电压测量模块将测量的结果送给控制器，所述控制器根据公式：V1/V2＝R1’/R2’计算得到隔离开关的直流电阻R2’，其中R1’为精密电阻的电阻；

所述控制器将计算得到的隔离开关的直流电阻通过显示模块进行显示。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。