一种用于中置柜手车断路器动静触头咬合深度的检测系统的制作方法

本发明涉及数据管理系统，具体涉及一种用于中置柜手车断路器动静触头咬合深度的检测系统。

背景技术：

近年来，中置柜凭借其优秀的五防装置和接地开关闭锁装置而广泛应用于中高压开关柜。随着新站设备投运和旧设备改造的加快，中置柜已经成为10kv和35kv开关柜的主流选择，是电网运行设备中数量最多、维修工作量最大的柜型。在设备运行过程中，一旦出现手车动静触头接触电阻过大就会引发触头过热，轻则导致绝缘老化，影响柜体使用寿命，重则产生爆炸，影响生命财产安全。

在实际使用中，开关柜内断路器梅花触头上侧与静触头间接触不良会出现发热状况，最终发展成梅花触头对静触头电弧放电，导致真空断路器铜触指严重烧损，散热件熔化，静触头盒烧毁并产生大量含有金属离子、碳合物的烟气，造成母线三相对地短路。

影响接触电阻的因素很多，要准确计算接触电阻也比较困难。在实际使用和试验过程中，断路器手车梅花触头插入柜体内静触头一定深度后，由于静触头径向尺寸比梅花触头大，弹簧抱箍将变形产生压力作用，确保可靠接触。因此，一般只需确保手车动触头与柜体内静触头有足够的咬合深度便能够保证接触电阻值大小。

因此，在中置柜实际出厂试验中必须进行手车动触头与静触头咬合深度的检测，且规定15mm≤l≤25mm，以保证动静触头有足够的咬合深度，防止出现因动触头接触行程不足引发的中置柜手车动触头过热故障。目前一般实行的检测方法为涂抹凡士林测量划痕法，这种方法在实际实施的过程中成本低，原理简单，但耗时较多，效率低，且存在测量误差。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种用于中置柜手车断路器动静触头咬合深度的检测系统，能够有效克服现有技术所存在的检测效率较低、存在测量误差较大的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于中置柜手车断路器动静触头咬合深度的检测系统，包括用于检测动静触头咬合深度的测距单元，与所述主控制器相连的用于对测距单元的输出信号进行放大的信号放大单元，与所述主控制器相连的用于进行人机交互的人机交互单元；

所述测距单元包括用于检测动静触头咬合深度的激光位移传感器，以及用于对所述激光位移传感器的输出信号进行模数转换并发送给信号放大单元的模数转换模块，所述信号放大单元为运算放大器组成的双端输出双端输入的组合式放大器。

优选地，采用扩散反射型激光测距法借助所述激光位移传感器对动静触头咬合深度进行检测。

优选地，所述信号放大单元包括程控模块，与所述程控模块相连的用于接收模数转换模块的输出信号的第一级放大模块，以及与所述第一级放大模块、主控制器相连的第二级放大模块。

优选地，所述信号放大单元采用反相放大电路，所述信号放大单元的输入部分串入耦合电容抑制噪声。

优选地，所述信号放大单元的信号放大倍数由程控模块向第一级放大模块接入不同电阻进行控制。

优选地，所述程控模块通过控制dip6编码开关选择不同电阻接入第一级放大模块。

优选地，所述主控制器采用数字信号处理芯片dsp，所述信号放大单元采用双电源供电。

优选地，所述双电源引脚旁均并联有退耦电容。

优选地，所述人机交互单元包括主控芯片，与所述主控芯片相连的用于显示系统工作状态、查看检测数据的信息显示电路，与所述主控芯片相连的用于输入数据参数的独立按键电路，与所述主控芯片相连的用于存储检测数据的存储电路，以及与所述主控芯片相连的用于与外部进行数据通信的串口通信电路。

优选地，所述信息显示电路与液晶屏、led灯相连，所述存储电路与片外ram、串行片外flash、ds1302、at24c64相连，所述串口通信电路与uart、i/o模块相连；

所述独立按键电路与独立键盘相连，且所述独立键盘上的每个按键均并联电容进行硬件去抖。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种用于中置柜手车断路器动静触头咬合深度的检测系统，具有以下有益效果：

1、利用测距单元检测动静触头咬合深度，并借助信号放大单元对测距单元的输出信号进行放大，最终通过人机交互单元显示检测数据，整个检测过程速度快、效率高；

2、采用扩散反射型激光测距法借助激光位移传感器对动静触头咬合深度进行检测，能够使得检测误差较小，信号放大单元采用反相放大电路，输入部分串入耦合电容去除直流量，抗干扰能力强，能够有效抑制噪声，从而能够有效提高检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明图1中信号放大单元系统示意图；

图3为本发明人机交互单元系统示意图；

图4为本发明人机交互单元中信息显示电路示意图；

图5为本发明人机交互单元中独立按键电路示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于中置柜手车断路器动静触头咬合深度的检测系统，如图1所示，包括用于检测动静触头咬合深度的测距单元，与主控制器相连的用于对测距单元的输出信号进行放大的信号放大单元，与主控制器相连的用于进行人机交互的人机交互单元；

测距单元包括用于检测动静触头咬合深度的激光位移传感器，以及用于对激光位移传感器的输出信号进行模数转换并发送给信号放大单元的模数转换模块，信号放大单元为运算放大器组成的双端输出双端输入的组合式放大器。

利用测距单元检测动静触头咬合深度，并借助信号放大单元对测距单元的输出信号进行放大，最终通过人机交互单元显示检测数据，整个检测过程速度快、效率高。

采用扩散反射型激光测距法借助激光位移传感器对动静触头咬合深度进行检测。采用扩散反射型激光测距法借助激光位移传感器对动静触头咬合深度进行检测，能够使得检测误差较小。

如图2所示，信号放大单元包括程控模块，与程控模块相连的用于接收模数转换模块的输出信号的第一级放大模块，以及与第一级放大模块、主控制器相连的第二级放大模块。

信号放大单元采用反相放大电路，信号放大单元的输入部分串入耦合电容抑制噪声。

信号放大单元的信号放大倍数由程控模块向第一级放大模块接入不同电阻进行控制。

程控模块通过控制dip6编码开关选择不同电阻接入第一级放大模块。

主控制器采用数字信号处理芯片dsp，信号放大单元采用双电源供电。

双电源引脚旁均并联有退耦电容，可将电源上的噪声电压引入到地面，让电源电压保持在一个稳定值，这样系统才能稳定工作。退耦电容用一个大电容并联一个小电容，并且在布局时尽量将退耦电容放在运放电源引脚旁。

信号放大单元采用反相放大电路，输入部分串入耦合电容去除直流量，抗干扰能力强，能够有效抑制噪声，从而能够有效提高检测精度。

通过调节反馈网络的阻值便于改变信号放大单元的放大倍数，电路结构比较简单。其中，第一级放大模块与程控模块相结合，便为可控增益的反相放大器，其放大倍数可通过程控模块向第一级放大模块接入不同电阻进行控制，第二级放大模块的放大倍数为10倍左右。

如图3至图5所示，人机交互单元包括主控芯片，与主控芯片相连的用于显示系统工作状态、查看检测数据的信息显示电路，与主控芯片相连的用于输入数据参数的独立按键电路，与主控芯片相连的用于存储检测数据的存储电路，以及与主控芯片相连的用于与外部进行数据通信的串口通信电路。

信息显示电路与液晶屏、led灯相连，存储电路与片外ram、串行片外flash、ds1302、at24c64相连，串口通信电路与uart、i/o模块相连；

独立按键电路与独立键盘相连，且独立键盘上的每个按键均并联电容进行硬件去抖。

人机交互单元的主控芯片采用p89c664单片机，其属于增强型51单片机，可工作于6时钟周期模式，片内包含2kram、64kflash、8个中断源、四级中断优先级、一路全双工增强型uart。

信息显示电路由一块320x240的大屏点阵液晶来显示文本信息。存储电路包含片外ram、串行片外flash、at24c64以及ds1302，为电路最小系统提供丰富的数据储存空间以及时钟，使得编程更加可靠。

键盘采用独立按键电路，配置灵活，各键工作状态互不影响，按键的识别也很简单。本申请技术方案中试用9个按键，其中k1-k8由p0口通过74lv245扩展，k9单独连接到p89c664单片机的p1.3，试用给按键并联电容(硬件去抖)的方法，保证单片机正确读取键值。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。