专利名称：一种电力高压开关动作状态记录器的制作方法
技术领域：
一种电力高压开关动作记录装置，涉及电力设备检修的装置。
目前高压开关仅有机械动作次数记录器，对开关的电寿命如负载电流及短路电流下两种电寿命，没有区分和记录两种电流的装置，因而不能根据高压开关的实际开断情况进行维修及更换。此外，对某些开关有定期检查的规定，如SF6及真空开关，因无法记录相应的数据而不能实施。
本实用新型的目的在于提出一种采用中央处理器的开关动作状态记录装置，不仅能记录机械动作次数，同时能区分和记录负载电流、短路电流下的电寿命数值，并做出机械寿命及电寿命预报。
本实用新型的目的还在于提出一个公用的定值设置器，使本实用新型对不同电压等级、不同类型、规格的开关都能方便地使用。
本实用新型的主要技术特征是本装置由模拟量预处理、中央处理器、程序存贮器、时钟和长期数据保存器、键盘及显示控制器组成。模拟量为表征开关开断电流的感应线圈电压模拟量，采集表征开关动作的一路开关量与中央处理器的输入端相连。
为避免死机，中央处理器内部带有看门狗电路，为实现远方报警，中央处理器的输出端还与一继电器线圈相连。
设有配套的定值设置器通过插座与键盘及显示控制器相连；键盘及显示控制器与数码管显示电路连接，显示当前值及设定值。
以下结合附图对本实用新型发明目的的实现作详细说明。
图1是本实用新型的结构框图。
一路开关量输入至中央处理器，它是利用高压开关的常闭辅助触点完成，当开关跳开时，给中央处理器输送一个开关量。三相电流中任二相电流经感应线圈变为二路电压模拟量，经模拟量预处理至中央处理器内部的A/D变换器。程序存贮器放置固化的程序，中央处理器按其中的程序运行操作。时钟和数据长期保存器具有实时时钟并长期保存数据。中央处理器输入输出与键盘和显示控制器连接，一方面显示定值及当前值，一方面将键盘的输入值送入中央处理器。
为避免死机，中央处理器内部带有看门狗电路。键盘和显示控制器控制数码管显示各种数值。配套一个公用的定值设置器，通过插座与键盘和显示控制器连接，以对不同规格、不同类型的开关设置额定参数。中央处理器的输出端还与一继电器线圈连接，控制继电器动作，实现远方报警。
图2是模拟信号预处理，A/D变换和中央处理器(CPU)电路。其中模拟信号预处理电路是由两个射极跟随器(8050)组成。信号分别经C12、C13耦合到模拟量输入端，射极跟随器的输出接有C13、R51及C4、R2，它们起到周内平滑作用，W2、W4调整是使负信号通不过，因此，输出是一个一周内相对平滑，而且没有负极性信号的模拟量，便于8098进行A/D变换。两路信号直接接到8098模拟量的输入脚42脚、43脚。
射极跟随器输入信号的动态范围设计为0.1V～2.6V，以适应开断短路电流的要求。
8098芯片内有四路10位2进制的A/D变换器，其哪路进行变换的控制及数字信号的读出都由其相应的寄存器和与其相配合的软件来完成。
中央处理器(CPU)采用8098芯片。与其相连的有触发器U2(74JS373)、程序存贮器U3(2764)。8098内部有一个看门狗电路(WDT)，可以防止死机。
8098的P20(2脚)接入一路输入的开关量，同时也作为触发CPU外中断信号引入P22(47脚)。P21(1脚)接报警继电器REL1的线圈，当到达定期检查、小修、大修、检修周期，机械寿命终止，电寿命终止及重合闸解除时，REL1动作，给出一个开关量，向远方报警，并有相应的报警灯显示报警原因。S1为晶体，CPU的各种操作都需此晶体供给精确的周期。
8098的P3口(第32～25脚)输出低位地址(AD0～AD7)及数据(D1～D8)。U2(74LS373)是8098与2764的配套器件，它由ALE信号(8098的34脚)发出信号到LS373的11脚，锁存地址，便于CPU读取276中的程序码。8098的P4口(第24～17脚)输出高位地址。U3的CE与OE是它的片选，在低电平时使2764工作。
程序存贮器(2764)的D0～D7(即第11、12、13、15～19脚)输出直接连到CPU的数据总线上。所有程序软件都固化在2764中，CPU的操作按其中的程序来进行。
图3是时钟及数据长期保存电路。
采用DS12887芯片，具有实时时钟，可输出年、月、日、时、分、秒，并带有锂电池，停电时内部时钟照常进行，且带有114字节存贮器，可长期(10年)保存数据。SQW(23脚)输出方波与显示电路的与非门U40:A～U40:D的第2、5、10、13脚相连(参见图5)。12887挂在CPU总线上，便于CPU进行时钟和数据的读写与操作。
图4是键盘与显示电路。
由专用芯片8279、地址译码器74LS138、驱动器7407、与非门74LS00、反门74LS04、数码管SMD1、功率驱动器8050及发光二极管L等组成，经插座DB15与键盘相连。
专用芯片的RL2～RL7口(1、2、5、6、7、8脚)与DB15相连，为6根数据线。PBO～DB7口(12～19脚)引出的D1～D8数据线，挂在CPU的数据总线上，IRO(4脚)为控制线。
7407的功率驱动器用来驱动8只数码管U16～U23，即图5中的C1～C8线。与非门U40:A～U40:C四个，与反门U41:A～～U41:D四个分别相串联，反门经2.7K电阻分别接至三极管T9～T12的基极，根据CPU的指令使某一个报警灯(发光二极管L1～L8)亮。专用芯片8279挂在CPU的总线上，专门扫描键盘的输入，送入CPU，控制数码管的显示及报警信号灯。数码管可显示定值及当前值，如机械寿命、电寿命、允许开断负载短路电流次数；累计开关负载(短路)电流值……等。本装置面板上也设置必要键盘，按下相应键，即可读取当前值及定值。当发出检修预告时，相应检修原因的报警灯亮。
图5是定值设置键盘电路。
由于高压开关种类、型号、规格繁多，部颁规程、制造厂规定、运行单位不尽相同，定值设置量较多，而定值设置只有在开关投运及检修完毕才进行。显然每一个开关都带定值设置器键盘没有必要，因此专门配套一个定值设置器公用，这样既可灵活设置，又可使开关动作状态记录器分为无油开关及有油开关两大类，便于用户选购、厂家生产。定值设置器30个键，可以经D5与图5中的S5相接插，用来设置定值。30个键的一端连接成A1～A6共6条线，其余接成5条线，接至D5十五芯插座。
固化在程序存贮器中的程序，包括主程序、“大电流事件”中断处理程序、“开断事件”处理程序。
图6是主程序流程图。
主程序流程完成如下功能(1)初始化a．参数初始化如果是第一次开机，装入缺省状态的参数；否则从EPROM中恢复上次数据。
b．启动A/D(2)主循环a．获取原始采样数据用约200ms的时间采样10个峰值电流，用作计算机开断电流有效值的原始数据。
b．读实时数据，在LED上显示当前的时间，修改并显示运行时间T。
c．判断是否要进行“大/小修”预报，修改大/小修到达时间。
d．判别有无用户键盘输入。
图7是“大电流事件”中断处理程序流程图。
采样最多10个峰值电流。由于每采样一个峰值电流将耗时20ms，采样10个峰值电流将耗时200ms，而开断动作仅持续10～40ms左右，所以如果经过10个峰值采样而开关未发生开断动作，则认为未引起开关跳闸。
图8是“开断事件”中断处理程序流程图。
开关“开断事件”的优先级比“大电流中断事件”高，如果有开关跳闸，则在循环采样过程中会被“开关开断事件”中断，如果在采样过程中已发生“开断事件”，则返回主程序。
“开断事件”中断处理程序如下(1)利用开断之前采样的峰值电流值，计算出开断电流的有效值，并据此判断开断类型。
(2)修改相应的累计开断次数和总的累计开断次数；修改累计开断电流值作为主程序判断是否要进行定检/临检的依据。
(3)设置标志，表明已发生“开断事件”。
以上程序对本领域普通技术人员来讲，很容易在本实用新型结构基础上实现，在此不再赘述。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种智能化的开关动作状态记录装置，不仅能记录机械动作次数，而且能区分和记录负载电流，短路电流下的电寿命数值，并发出检修预告。本实用新型可灵活、方便地用于任何电压等级、任何规格、类型的高压开关。
权利要求1．一种电力高压开关动作状态记录装置，其构成含有电源、机械动作次数计数器，其特征在于由模拟量预处理和中央处理器、程序存贮器、时钟和长期数据保存器、键盘及显示控制器组成。
2．根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于模拟量为表征开关开断电流的感应线圈电压模拟量，采集表征开关动作的一路开关量与中央处理器的输入端相连。
3．根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于设有配套的定值设置器通过插座与键盘及显示控制器相连。
4．根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于键盘及显示控制器与数码管显示电路连接，显示当前值及设定值。
5．根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于中央处理器的输出端还与一继电器线圈连接，实现远方报警。
专利摘要一种电力高压开关动作状态记录器,其构成含有电源、机械动作次数计数器,其特征是:由模拟量预处理、中央处理器、程序存贮器、时钟和长期数据保持器、键盘及显示控制器组成。本实用新型可记录各种高压开关的机械寿命、电寿命数值,并发出检修预告。
文档编号H02B3/00GK2318735SQ9722860
公开日1999年5月12日 申请日期1997年10月5日 优先权日1997年10月5日
发明者杨万钟 申请人:杨万钟