[实用新型]一种高压开关机械特性测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试系统，具体是一种高压开关机械特性测试系统。

背景技术

高压开关是发电厂、变电站的电器设备中重要的控制和保护设备，当设备和线路发生故障时能快速切除故障，保证无故障部分正常运行，起运行保护作用。高压开关依靠机械部件完成开合线路动作，为保证高压开关安全运行，必须对其机械部件的机械特性进行检测，现有技术多额外设置显示器、按键等来完成人机交互模式，这种处理方式不仅复杂，而且精度不高，而且检测有一定延迟。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种精度高、实时性强的高压开关机械特性测试系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高压开关机械特性测试系统，包括PC机、ARM+uclinux、FPGA、信号调理及采样电路和采样数据存储器，所述PC机以太网接口连接ARM+uclinux，所述FPGA挂在ARM+uclinux的BANK上，FPGA分别连接信号调理及采样电路、高压开关控制电路，FPGA还用过光电耦合器连接到采样数据存储器，高压开关控制器电路还连接高压开关，高压开关还连接电流传感器、位移传感器和信号调理采样电路，电流传感器和位移传感器还连接信号调理采样电路。

作为本实用新型进一步的方案：所述高压开关在合闸操作前，对弹簧操纵机构进行储能的电机是交流电机，加入光电耦合器以隔离FPGA与采样数据存储器间的电气连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述高压开关控制电路采用灵敏度高、控制功率低及电磁干扰小的交流接触器实现直流控制交流电路的分合以控制高压开关。

作为本实用新型再进一步的方案：所述信号调理及采样电路中的信号调理包括隔离、缓冲与放大。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型以ARM+FPGA为下位机系统，PC机为上位机系统设计了新的高压开关机械特性测试仪，充分发挥了ARM处理器处理能力强、接口丰富、系统软件开发便捷的优点及FPGA在多路数据并行采样上精度高的优势，增强了高压开关机械特性检测的精度和实时性。

附图说明

图1为高压开关机械特性测试系统的结构框图；

图2为高压开关机械特性测试系统中FPGA程序功能模块划分框图；

图3为高压开关机械特性测试系统中上、下位机软件流程图.

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种高压开关机械特性测试系统，包括PC机、ARM+uclinux、FPGA、信号调理及采样电路和采样数据存储器，PC机以太网接口连接ARM+uclinux，FPGA挂在ARM+uclinux的BANK上，FPGA分别连接信号调理及采样电路、高压开关控制电路，FPGA还用过光电耦合器连接到采样数据存储器，高压开关控制器电路还连接高压开关，高压开关还连接电流传感器、位移传感器和信号调理采样电路，电流传感器和位移传感器还连接信号调理采样电路。

高压开关在合闸操作前，对弹簧操纵机构进行储能的电机是交流电机，加入光电耦合器以隔离FPGA与采样数据存储器间的电气连接。

高压开关控制电路采用灵敏度高、控制功率低及电磁干扰小的交流接触器实现直流控制交流电路的分合以控制高压开关。

信号调理及采样电路中的信号调理包括隔离、缓冲与放大。

本系统需要同时采集多路模拟及数字信号量并将采集的信号量存储到SDRAM中，FPGA挂接在ARM的BANK上，ARM通过读写CPU接口模块寄存器来实现同FPGA的通信。CPU接口模块需要完成ARM读写时序及命令解析。当ARM向动作控制寄存器写入分/合闸命令后，动作控制模块会驱动外围电路执行高压开关分/合闸动作，并在监测到分/合闸线圈带电后立即发出采样请求信号到各路AD采样模块。AD采样模块将对采样请求信号进行应答并控制AD芯片进行数据采样。本系统采用的AD芯片精度都不超过16bit，为提高SDRAM利用率，减少FPGA读写SDRAM的次数，将两次或多次AD采样值合并为一组32bit据再通过FIFO送给读写仲裁器模块发起一次SDRAM写请求。因SDRAM读写客户端多，且同一时间只能处理一次读或写请求，所以需要通过读写仲裁器进行仲裁。仲裁完成后将请求、地址、数据送给读写控制器，读写控制器负责完成对SDRAM的读写操作。分/合闸动作完成后采样还将持续一定时间，以确保开关动触头稳定，采样彻底完成后，CPU接口模块将给ARM送出中断，ARM就会从SDRAM中读取采样数据封装后送给上位机处理。