一种基于MCS51单片机的断路器动特性试验辅助装置的制作方法

一种基于mcs51单片机的断路器动特性试验辅助装置
技术领域
1.本实用新型专利属于断路器动特性试验装置技术领域，尤其是敞开式500kv断路器动特性试验辅助装置，具体涉及一种基于mcs51单片机的断路器动特性试验辅助装置的控制系统。


背景技术：

2.对于敞开式500kv双口断路器，在进行动特性试验前，首先需要将断口两端的接地刀闸打开，然后将实验仪器的数据采集线连接至断路器双断口的两端。实验过程中，断路器双断口连接处接地，当试验仪器采集到端口的零电位信号时，判断断路器为合闸；当试验仪器采集到端口的高阻抗信号时，判断断路器为分闸，然后试验仪器依据断路器动作前后的合分闸状态来计算断路器的分闸、合闸及合分时间。但敞开式500kv断路器通常安装在离地面十几米的高空，在其动特性测试过程中，为了获取断路器端口信号，通常由人工在试验前操作升降斗臂车，作业人员随同车斗一起升至高空，将导线连接至断路器断口处。作业人员在操作斗臂车或左右旋转或升降过程中，存在极大的误触电及高空坠落的风险。此外，为了采集信号及防止作业人员触电，在动特性测试过程中还需要反复合分接地刀闸接地刀闸，而每次合分接地刀闸接地刀闸前需要向调度部门申请，经批准后才能操作，存在耗时多，效率低的问题。
3.针对这些问题，本实用新型设计一种断路器动特性试验辅助装置，通过断路器断口两端的接地刀闸合闸处取信号，而无需人工作业将导线连接位于高空的断路器断口两端，解决了作业人员误触电及高空坠落的问题，同时由于是通过接地刀闸合闸处取信号，因此整个实验过程中接地刀闸始终处于合闸状态而无需操作接地刀闸，无需向调度部门申请报批，提高了工作效率。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是针对目前需要将实验仪器的数据采集线连接至断路器双断口的两端，而反复合分接地刀闸敞开式500kv双口断路器的接地刀闸的问题，提供一种断路器动特性试验辅助装置，通过断路器断口两端的接地刀闸合闸处取信号，避免作业人员高空作业误触电或高空坠落风险，还不需要反复合分接地刀闸接地刀闸提高了工作效率。
5.本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题，
6.一种基于mcs51单片机的断路器动特性试验辅助装置，包括控制系统、传感模块和若干导线，其特征在于，
7.所述传感模块为6个霍尔传感器，所述霍尔传感器两个一组分成三组，每组霍尔传感器分别连接双口断路器的a相、b相、c相的输入端和输出端的接地刀闸，用于接收高频信号，并通过导线将霍尔传感器信号发送至控制系统；
8.所述控制系统包括mcs51单片机、合闸测试选择按钮、分闸测试选择按钮、合分测
试选择按钮、六个高频信号接收端口、三个高频信号输出端口和六个特性输出端口；
9.所述mcs51单片机包括程序存储器、数据存储器、时钟电路、定时器和中央处理器；
10.所述程序存储器用于存放预设霍尔传感器信号参数；
11.所述数据存储器用于存放mcs51单片机p0.0-p0.5引脚接收6个霍尔传感器发送的霍尔传感器信号；
12.所述时钟电路用于产生mcs51单片机运行的时序脉冲；
13.所述定时器根据时序脉冲产生高频方波信号，并通过mcs51单片机的p2.6、p2.7和p1.6引脚发送至三个高频信号输出端口；
14.所述中央处理器集成有运算器和控制器，
15.所述控制器将数据存储器存放的霍尔传感器信号发送至运算器，并将运算器获得的动特性试验数据通过mcs51单片机的p2.0-p2.5引脚发送至特性输出端口；
16.所述运算器将霍尔传感器信号与预设霍尔传感器信号参数进行比较，获得低电平信号或者高电平信号的动特性试验数据；
17.六个所述特性输出端口分别连接mcs51单片机的p2.0-p2.5引脚；每两个特性输出端口一组共分成三组，三组特性输出端口分别向上位服务器发送双口断路器a相、b相、c相的输入端和输出端的断路器动特性试验数据。
18.所述导线连接控制系统和传感模块，用于传输高频方波信号和霍尔传感器信号。
19.为了获得更好的技术效果，所述mcs51单片机包括但不限于8031单片机，8051单片机，8751单片机，8032单片机，8052单片机，8752单片机；
20.为了获得更好的技术效果，还有开机按钮，所述开机按钮触发mcs51单片机开关机，与所述mcs51单片机的p0.6引脚连接；
21.为了获得更好的技术效果，还有合闸测试指示灯，所述合闸测试指示灯与mcs51单片机的p1.3引脚连接，显示合闸测试状态；
22.为了获得更好的技术效果，还有分闸测试指示灯，所述分闸测试指示灯与mcs51单片机的p1.4引脚连接，显示分闸测试状态；
23.为了获得更好的技术效果，还有合分测试指示灯，所述合分测试指示灯与mcs51单片机的p1.5引脚连接，显示合分测试状态。
24.本实用新型公开了一种断路器动特性试验辅助装置，首先向断路器断口连接处发出高频方波信号，再通过霍尔传感器在合闸接地刀闸位置处采集高频信号，并将采集到的霍尔传感器信号通过mcs51单片机转换成零电位或者高阻抗输出，供断路器动特性实验仪器识别断路器开关的合分闸状态。本实用新型不需要工作人员将导线连接位于高空的断路器断口两端，解决了作业人员误触电及高空坠落的问题，同时由于是通过接地刀闸合闸处取信号，因此整个实验过程中接地刀闸始终处于合闸状态而无需操作接地刀闸，无需向调度部门申请报批，提高了工作效率。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例信号线路连接示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步的详述。
28.一种基于mcs51单片机的断路器动特性试验辅助装置，包括控制系统、传感模块和若干导线，
29.所述传感模块为6个霍尔传感器，所述霍尔传感器两个一组分成三组，每组霍尔传感器分别连接双口断路器的a相、b相、c相的输入端和输出端的接地刀闸，用于接收高频信号，并通过导线将霍尔传感器信号发送至控制系统；
30.所述控制系统包括mcs51单片机、开机按钮、合闸测试选择按钮和合闸测试指示灯、分闸测试选择按钮和分闸测试指示灯、合分测试选择按钮和合分测试指示灯、六个高频信号接收端口、三个高频信号输出端口和六个特性输出端口；
31.所述mcs51单片机包括程序存储器、数据存储器、时钟电路、定时器和中央处理器；
32.所述mcs51单片机包括但不限于8031单片机，8051单片机，8751单片机，8032单片机，8052单片机，8752单片机；
33.所述程序存储器用于存放预设霍尔传感器信号参数；
34.所述数据存储器用于存放mcs51单片机p0.0-p0.5引脚接收6个霍尔传感器发送的霍尔传感器信号；
35.所述时钟电路用于产生mcs51单片机运行的时序脉冲；
36.所述定时器根据时序脉冲产生高频方波信号，并通过mcs51单片机的p2.6、p2.7和p1.6引脚发送至三个高频信号输出端口；
37.所述中央处理器集成有运算器和控制器，
38.所述控制器将数据存储器存放的霍尔传感器信号发送至运算器，并将运算器的动特性试验数据通过mcs51单片机的p2.0-p2.5引脚发送至特性输出端口；
39.所述运算器将霍尔传感器信号与预设霍尔传感器信号参数进行比较，获得低电平信号或者高电平信号的动特性试验数据；
40.所述开机按钮触发mcs51单片机开关机，与所述mcs51单片机的p0.6引脚连接；
41.所述合闸测试选择按钮与mcs51单片机的p1.0引脚连接，发出合闸测试指令；
42.所述合闸测试指示灯与mcs51单片机的p1.3引脚连接，显示合闸测试状态；
43.所述分闸测试选择按钮与mcs51单片机的p1.1引脚连接，发出分闸测试指令；
44.所述分闸测试指示灯与mcs51单片机的p1.4引脚连接，显示分闸测试状态；
45.所述合分测试选择按钮与mcs51单片机的p1.2引脚连接，发出合分闸测试指令；
46.所述合分测试指示灯与mcs51单片机的p1.5引脚连接，显示合分测试状态；
47.六个高频信号接收端口分别通过导线与6个霍尔传感器连接，接收霍尔传感器信号；
48.三个高频信号输出端口分别通过导线与双口断路器a相、b相、c相的断口连接处连接，发送高频方波信号；
49.六个所述特性输出端口分别连接mcs51单片机的p2.0-p2.5引脚；每两个特性输出端口一组共分成三组，三组特性输出端口分别向上位服务器发送双口断路器a相、b相、c相的输入端和输出端的断路器动特性试验数据；
50.所述导线连接控制系统和传感模块，用于传输高频方波信号和霍尔传感器信号。
51.本实用新型包括高频信号输出端口1～3、合闸测试选择按钮4、分闸测试选择按钮5、合分测试选择按钮6、合闸测试指示灯7、分闸测试指示灯8、合分测试指示灯9、高频信号接收端口10～15、特性输出端口16～21、装置接地22、电源接口23、开机按钮24以及霍尔传感器25～30。本实用新型通过高频信号输出端口1～3输出三个高频方波信号分别至三相断路器a相、b相、c相的断口连接处，6个霍尔传感器25～30分别在合闸接地刀闸cb1～cb6实时测量高频信号，若某个霍尔传感器检查到高频信号，则表明相对应的断路器断口合闸，若未检测到高频信号，则表明相应的断路器断口处于分闸状态，6个霍尔传感器的输出端口通过导线连接至高频信号接收端口10～15。合闸测试选择按钮4、分闸测试选择按钮5、合分测试选择按钮6用于选择断路器动特性的测试类型，包括合闸、分闸及合分测试等，合闸测试指示灯7、分闸测试指示灯8、合分测试指示灯9用于显示正在进行的测试试验，亮灯表明正在测试，熄灭表示未进行相关测试。
52.mcs51单片机通过内部时钟电路和定时器产生高频方波，并将方波信号从引脚p1.6、p2.6、p2.7分别输出给高频信号输出端口1～3；高频信号接收端口10～15与单片机引脚p0.0～p0.5相连，采集6个霍尔传感器信号，并存储于mcs51单片机的数据存储器中；mcs51单片机对采集的信息进行处理，若采集到高频方波信号，则认定断路器断口处于合闸状态，对外输出表示零电位的低电平；若未采集到高频方波信号，则认定断路器断口处于分闸状态，对外输出表示高阻抗的高电平，6个断路器断口开关的动特性试验数据分别通过mcs51单片机引脚p2.0～p2.5输出。
53.合闸测试选择按钮4发出合闸测试选择指令，发出高电平由mcs51单片机p1.0引脚接收；分闸测试选择按钮5发出分闸测试选择指令，发出高电平由mcs51单片机p1.1引脚接收；合分测试选择按钮6发出合分测试指令，发出高电平由mcs51单片机p1.2引脚接收，mcs51单片机输入高电平表示需要进行相应的测试试验。mcs51单片机接收到某个测试指令后则运行相应的测试程序，并通过mcs51单片机p1.3～p1.5引脚控制相应的指示灯，引脚p1.3控制合闸测试指示灯7，p1.4控制分闸测试指示灯8，p1.5则控制合分测试指示灯9。开机命令由mcs51单片机p0.6引脚接收，接到开机命令后，单片机立即对系统进行初始化，为动特性测试做好准备。
54.本实用新型将动特性试验数据通过六个所述特性输出端口发送至断路器动特性实验仪器，并供断路器动特性实验仪器识别断路器断口开关的合分闸状态。