[发明专利]户内10kV真空断路器机械特性模块化在线监测装置

说明书

本发明公开了户内10kV真空断路器机械特性模块化在线监测装置，包括装置本体，所述装置本体包括主控板、电源板、信号采集板和接线板，所述主控板、信号采集板通过连接器依次垂直连接固定于所述接线板上；所述主控板上集成有主控MCU、数据存储器件、隔离通讯模块和下载调试器；所述电源板上集成有开关电源模块和LDO线性稳压电源；所述信号采集板上集成有若干个电压传感器、电流传感器、信号隔离变送器件和光耦器件。本发明实现集成化、模块化，可灵活更换硬件满足多样或可变的监测需求；开关电源模块与LDO线性稳压电路相结合，空载功耗低，避免器件能量损耗和发热；对装置本体上的端口进行隔离防护，防止复杂磁场环境的干扰，保证设备长期安全稳定运行。

技术领域

本发明属于户内10kV真空断路器性能检测技术领域，具体涉及户内10kV真空断路器机械特性模块化在线监测装置。

背景技术

户内10kV真空断路器性能的检查主要是在交接和停电结合大小检修进行预防性试验,检查其机械和电气性能,但这种方法不能及时发现事故异常征兆且过度拆卸检修反而会影响户内10kV真空断路器的正常运行。因此市场上出现一些在线实时监测的真空断路器产品，但尚未在电网中实际大量普及使用和监测项目。另外也有一些在线监测装置的设计方案，但大多是出于科研目的，其设计对实际应用中会出现的问题未作考虑，导致这些设计方案普遍存在技术缺陷与问题，具体如下：1)户内10kV真空断路器机械特性的监测装置的硬件固定设计，若需要随时改变监测项目或者同时监测多个项目时则导致无法满足监测需求；2)电源设计方面未考虑到实际运用中外置电源适配器占用空间大及器件的能量损耗和发热问题。目前常见的监测平台在实验室环境下，电源设计主要以外置电源适配器加线性稳压电路为主。外置电源适配器通过从市电取电转化为直流弱电供电，再由线性稳压电路进行弱电转换，增加系统的复杂度，在开关柜内占用空间大；另外实际运用中单片机系统在绝大多数时间里系统功耗不高，若大量采用线性稳压源进行电压转换，则会导致其在轻载或空载时线性稳压源将大量的电能转化为自身热能导致稳压器件本身的能量损耗和发热问题，不利于设备长期稳定运行；3)大多设计方案未充分考虑到硬件设备的隔离防护问题。户内10kV真空断路器和在线监测装置均安装于变电站的开关柜体中，作为弱电监测装置的上位机一般安装在作为强电设备的真空断路器附近，电磁环境复杂，干扰装置的正常工作。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种户内10kV真空断路器机械特性模块化在线监测装置，实现集成化、模块化，可灵活更换硬件满足多样或可变的监测需求；开关电源模块与LDO线性稳压电路相结合，空载功耗低，避免器件能量损耗和发热；对装置本体上的端口进行隔离防护，防止复杂磁场环境的干扰，保证设备长期安全稳定运行。

本发明所提供的技术方案如下：

户内10kV真空断路器机械特性模块化在线监测装置，包括装置本体，所述装置本体包括主控板、电源板、信号采集板和接线板，所述主控板、信号采集板通过连接器依次垂直连接固定于所述接线板上。

所述主控板上集成有主控MCU、数据存储器件、隔离通讯模块和下载调试器，所述数据存储器件、隔离通讯模块和下载调试器分别与所述主控MCU相连接；所述主控板上配置有SD卡读写接口，所述SD卡读写接口内固设有带ESD保护的EMI滤波器；所述隔离通讯模块设置为若干个通讯端口，每个所述通讯端口配置有EMC防护电路；所述下载调试器上配置有TYPE-C接口。

所述主控板上还集成有触控显示装置和周边电路，所述主控MCU上配置有软排线接口，所述触控显示装置固定设置于所述装置本体外表面，其通过软排线卡设于所述软排线接口与所述主控MCU相连；所述周边电路包括晶振电路、备用电源电路、基准电源电路、按键电路、蜂鸣器电路和启动模式选择电路。

所述电源板上集成有开关电源模块和LDO线性稳压电源，所述开关电源模块包括一AC/DC隔离开关电源和若干个DC/DC开关电源，所述AC/DC隔离开关电源设置有端口配置有EMC滤波器，每个所述DC/DC开关电源和LDO线性稳压电源分别与所述AC/DC隔离开关电源相连接。