[发明专利]一种断路器配电状态监测装置

说明书

本发明公开了一种断路器配电状态监测装置，包括姿态传感器模块、中央处理器、485通信电路、GSM通信电路、二键开关电路、电源转换电路、信号采集与调理电路、相应的接口、开合式电流互感器和电压互感器。该装置通过电压互感器监测断路器进线端电压，电流互感器监测断路器出线端电流，姿态传感器监测断路器手动开关空间状态，可真实监测断路器配电状态。通过中央处理器对所读取的传感器数据进行逻辑处理与判断，在断路器配电状态发生较大变化时，能通过485或GSM短信方式向用户发送配电状态变化信息。本发明装置可实时监测配电断路器电流、电压和开、断及故障状态，并可与用户进行本地和远程通信，具有全面监测、安装灵活和使用方便的特点。

技术领域

本发明属于电力自动化领域，尤其涉及使用具有手动开关的断路器进行配电的配电状态监测装置。

背景技术

电能已经成为我们生活中必不可少的一种能源。电的产生、输送和使用中，配电是一个极其重要的环节。断路器作为配电系统中的重要器件，起着分配电能(不频繁启停电机)和保护线路及设备(过载或者短路情况下，自动切断电路)等作用。

设备配电电压、电流和断路器开断关系到设备的安全运行和经济效益。如果能实时监测设备配电状态，将有利于故障排查并最大限度减少损失。传统的设备配电状态监测，均使用互感器进行电压和电流监测，断路器开关状态也通过电压和电流间接表征。这种方法无法准确表征断路器真实状态，例如断路器输入电压断开的瞬间断路器跳闸，间接方法根本不能判断断路器真实开、断状态。

断路器状态直接监测还有通过位移传感器和图像处理进行监测的方法。但前者对位移传感器安装空间和位置有严格限制，而后者成本较高。考虑经济性和实用性上述两种方案显然有不足的地方。本发明是为解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种安装方便、使用灵活的断路器配电状态监测装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：针对断路器配电状态监测，尤其是配电断路器真实状态监测难的问题，提供了一种断路器配电状态监测装置，以全面监测断路器配电状态，并依托姿态传感器监测断路器手动开关姿态判断断路器开、断状态，依托互感器监测电压、电流，通过处理器对监测信号逻辑比较，可适时向操控人员发送所监测断路器的配电状态信息。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种断路器配电状态监测装置，它是由传感器部分和硬件电路部分组成，两者通过硬件接口连接；传感器部分包括开合式电流互感器、电压互感器和姿态传感器模块；硬件电路部分由中央处理器模块、通信模块、按键电路、电源模块、存储模块、信号处理电路和接口电路组成；电压互感器监测配电断路器进线端电压，开合式电流互感器监测配电断路器出线端电流，姿态传感器监测断路器手动开关姿态角，姿态角包括俯仰角、横滚角和方向角；传感器监测信号通过接口电路将信号最终传送至中央处理器模块，经中央处理器逻辑处理后，在满足触发条件下，通过通信模块将配电信息发送出去；

所述姿态传感器模块是三轴加速度计和三轴陀螺仪一体传感器的最小系统，该模块仅需供应电源和连接通信线路便可工作；

所述按键电路即二键开关电路，作为中央处理器更新断路器手动开关开、断姿态角信息的触发条件使用，两个按键分别对应断路器开、断两种情况。

其中，所述中央处理器模块用于监测二键开关电路中开关状态、处理传感器的输出信息、与通信模块的信息交互、进行逻辑处理与运算，以及协调相应外围设备工作；中央处理器对断路器开、断状态判断，是通过对姿态传感器获取的实时姿态角与断路器开、断状态下的姿态角比较确定的。

其中，所述通信模块由485通信电路和GSM通信电路两部分组成，485通信电路实现中央处理器与上位机间进行通信的电平转换功能，GSM通信电路实现与远端GSM通信设备通信信息的收发处理功能。