[发明专利]断路器分合闸时间在线监测装置和方法

权利要求书

1.一种断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述装置包括三相电流传感器、三相电压传感器、模拟量采集单元、状态量采集单元、信号处理和存储单元、中央处理单元、显示单元、操作单元和通信单元；所述三相电流传感器和三相电压传感器分别与模拟量采集单元连接；所述模拟量采集单元与信号处理和存储单元连接；所述信号处理和存储单元与中央处理单元连接，以将录波波形数据送至中央处理单元，且中央处理单元同时采集处理分合闸状态信号；所述状态量采集单元、显示单元、操作单元和通信单元分别与中央处理单元连接，其中，

所述信号处理和存储单元对所接收信号进行数据预处理和预运算，其内部包括8通道数字采样接口；所述信号处理和存储单元能够对所接收信号进行数据预处理和逻辑预运算，以实现：步骤一，将所检测的线路电压值，与预先设定电压值和预先设定持续时间阈值进行比较，以判断是否录波，以及步骤二，将所检测并采集到的高频暂态电流信号值与预先设定的电流积分阀值和设定持续时间值同时进行比较，以判断是否录波；所述信号处理和存储单元还包括可编程输入输出单元、可编程逻辑单元、时钟管理、嵌入块式RAM、内嵌底层功能单元和内嵌专用硬件模块；其中，所述信号处理和存储单元内部能够同步时钟编码，其高精度时钟能够生成精度达μs级的时间信号，所述信号处理和存储单元能够根据所述时间信号精确标定触发时刻，且使录制和存储波形带有精确时标；所述时间信号输入为1PPS方式，同步信号接收电路直接接收来自GPS同步时钟的1PPS脉冲；所述信号处理和存储单元内置SRAM1～4为静态随机存储器，缓存所采集的高频电压电流波形。

2.根据权利要求1所述的断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述模拟量采集单元包括过压保护模块、信号调理模块和多个高速模数转换A/D；所述三相电压传感器和三相电流传感器将在线检测的电压/电流信号分别通过过压保护模块、信号调理模块传输至多个高速模数转换A/D；所述多个高速模数转换A/D分别将电压/电流模拟信号转化为数字信号并将所述数字信号传输至信号处理和存储单元。

3.根据权利要求2所述的断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述三相电压传感器为A/B/C三相高频电压传感器；所述三相电流传感器为A/B/C三相高频电流传感器；所述多个高速模数转换A/D为6个高速模数转换A/D。

4.根据权利要求3所述的断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述过压保护模块分别接收来自三相高频电压传感器和三相高频电流传感器的电压/电流信号；所述过压保护模块包括稳压电源、扩流三极管、稳压二极管、发光二极管和熔断器；所述稳压电源由三端稳压器加接扩流三极管组成，其调整端电位由稳压二极管和发光二极管串联压降抬高；所述过压保护采用可控硅短路电源方式迫使熔断器迅速熔断而保护后级电路安全。

5.根据权利要求4所述的断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述熔断器熔断时间为1～3微秒；所述稳压电源为12V/5A；所述过压保护模块稳压范围为12V，±2％。

6.根据权利要求2所述的断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述信号调理模块为ZCM2301D模块；所述信号调理模块能够将来自过压保护模块的±3～5V电压信号转化为±2～3mA电流信号。

7.根据权利要求2所述的断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述高速模数转换A/D采用1.8V单电源供电，高速模数转换A/D为8通道、14位、50MSPS模数转换器，内置片内采样保持电路且符合RoHS封装标准的64引脚LFCSP封装，额定温度范围为-40℃～+85℃。

8.根据权利要求1所述的断路器分合闸时间在线监测装置，其特征在于，所述信号处理和存储单元通过内部CAN总线接口，将预处理和预运算后的数据信号发送至中央处理单元进一步运算和处理。