一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)，包括控制模塊、電源模塊、運(yùn)行保護(hù)模塊、高溫預(yù)警模塊和短路保護(hù)模塊；所述電源模塊用于提供多種驅(qū)動(dòng)電壓和實(shí)現(xiàn)低電壓預(yù)警；所述運(yùn)行保護(hù)模塊用于對(duì)沖擊電流形成反應(yīng)時(shí)間差；所述高溫預(yù)警模塊用于對(duì)內(nèi)部溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警；所述控制模塊用于隔離所述弱電測(cè)量系統(tǒng)和試驗(yàn)輸電線路。本實(shí)用新型所公開(kāi)的技術(shù)方案能夠有效的實(shí)現(xiàn)電能管理，保證弱電測(cè)量系統(tǒng)各模塊的用電安全性，針對(duì)超特高壓環(huán)境下的沖擊電流、設(shè)備內(nèi)部高溫、系統(tǒng)隔離全面系統(tǒng)地應(yīng)對(duì)各項(xiàng)干擾影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于特高壓領(lǐng)域，尤其涉及一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，設(shè)備正常穩(wěn)定工作，常見(jiàn)的測(cè)量系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候都會(huì)加入一些抗干擾的手段，如為了抵抗電磁干擾加入電磁屏蔽殼體，引入信號(hào)調(diào)理電路等常規(guī)手段。如專(zhuān)利申請(qǐng)“具有電磁屏蔽功能的信號(hào)調(diào)理板”中，針對(duì)水下航行體自導(dǎo)系統(tǒng)配套設(shè)備設(shè)計(jì)的一種帶電磁屏蔽的信號(hào)調(diào)理板，其設(shè)計(jì)思路主要從兩個(gè)方面入手:第一，設(shè)計(jì)屏蔽殼體將內(nèi)部電路包裹起來(lái);第二設(shè)計(jì)特殊電路板，包括信號(hào)衰減、濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換以及電源變換單元電路，各單元電路采用模塊化設(shè)計(jì)，并采用大小信號(hào)分離，變壓器隔離以及電源濾波等常規(guī)電路電磁兼容性處理方式。
[0003]但這些常規(guī)手段應(yīng)對(duì)由于超特高壓環(huán)境中電壓等級(jí)高、干擾復(fù)雜的情況還是稍顯不足，無(wú)法應(yīng)對(duì)超特高壓環(huán)境下的特殊干擾狀況。工作在此環(huán)境下的弱點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的電源控制電路處除了受到常見(jiàn)電磁干擾等因素外，還很容易受到突發(fā)性大電流干擾、各種特殊情況而造成其功能失效，如在實(shí)際應(yīng)用中高壓發(fā)生器電壓降至50kV左右時(shí)會(huì)降壓接地時(shí)，此時(shí)由于線路上還存有大量剩余電荷，將導(dǎo)致線路上會(huì)出現(xiàn)非常大的沖擊電流，如果測(cè)量系統(tǒng)不加任何防護(hù)措施，其測(cè)量裝置和能源控制系統(tǒng)容易收到大脈沖電流的沖擊，造成設(shè)備損壞、測(cè)量系統(tǒng)模塊遭到擊穿等嚴(yán)重后果。
[0004]此外，在超特高壓環(huán)境下的弱電測(cè)量系統(tǒng)為了減少環(huán)境干擾采用高速高性能采集卡、光電轉(zhuǎn)換裝置等，這些設(shè)備用電狀況不一樣，需要針對(duì)具體情況提供不同供電電壓。并且高速采集卡在高速工作的情況下容易出現(xiàn)發(fā)熱問(wèn)題，加上弱電測(cè)量設(shè)備處于電磁屏蔽體內(nèi)，白天處于室外陽(yáng)光直射狀態(tài)，內(nèi)部溫度容易過(guò)高，影響設(shè)備安全;在弱電測(cè)試系統(tǒng)停止工作后，仍有試驗(yàn)線上的電流進(jìn)入到測(cè)試系統(tǒng)中。目前還沒(méi)有針對(duì)上述超特高壓環(huán)境下工作的弱電測(cè)量系統(tǒng)給出一套完整、系統(tǒng)、全面，并且高可靠性和高續(xù)航設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了超特高壓環(huán)境下弱電測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換、設(shè)備保護(hù)的功能，保障設(shè)備安全可靠工作，提高工作時(shí)間。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]第一方面，提供一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制模塊、電源模塊、運(yùn)行保護(hù)模塊、高溫預(yù)警模塊和短路保護(hù)模塊;其中，所述電源模塊分別連接所述控制模塊、運(yùn)行保護(hù)模塊、高溫預(yù)警模塊和短路保護(hù)模塊，用于提供多種驅(qū)動(dòng)電壓用于提供多種驅(qū)動(dòng)電壓和實(shí)現(xiàn)低電壓預(yù)警;所述運(yùn)行保護(hù)模塊的兩端分別連接所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備和傳感器，用于對(duì)沖擊電流形成反應(yīng)時(shí)間差;所述高溫預(yù)警模塊連接所述控制模塊，用于對(duì)內(nèi)部溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警;所述控制模塊連接所述短路保護(hù)模塊，用于隔離所述弱電測(cè)量系統(tǒng)和試驗(yàn)輸電線路。
[0008]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)施方式中，所述控制模塊包括微處理器、防掉電電路、電平轉(zhuǎn)換芯片、至少一個(gè)硅柵CMOS器件、達(dá)林頓晶體管陣列和至少兩組繼電器控制電路;其中，所述微處理器的輸出端分別連接所述硅柵CMOS器件，所述硅柵CMOS器件的輸出端分別連接所述達(dá)林頓晶體管陣列，所述達(dá)林頓晶體管陣列的輸出端連接所述繼電器控制電路。
[0009]結(jié)合第一種可能的實(shí)施方式，在第二種可能的實(shí)施方式中，所述電源模塊包括至少三組降壓穩(wěn)壓電路和至少一組電壓反轉(zhuǎn)電路;其中，所述降壓穩(wěn)壓電路分別提供5V、6V和5V5A三種穩(wěn)定電壓，所述電壓反轉(zhuǎn)電路包括可控精密穩(wěn)壓源與電壓比較器，所述可控精密穩(wěn)壓源的輸出端接入所述電壓比較器的輸入端。
[0010]結(jié)合第二種可能的實(shí)施方式，在第三種可能的實(shí)施方式中，所述降壓穩(wěn)壓電路的5V穩(wěn)定電壓，為所述弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換模塊提供電源;所述降壓穩(wěn)壓電路的6V穩(wěn)定電壓，為所述弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部的采集卡提供電源;所述降壓穩(wěn)壓電路的5V5A穩(wěn)定電壓，為所述弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部的USB延長(zhǎng)器提供電源。
[0011]結(jié)合第三種可能的實(shí)施方式，在第四種可能的實(shí)施方式中，所述電壓比較器的輸入端還連接有電壓采集電路，所述電壓采集電路包括鋰電池和滑動(dòng)變阻器。
[0012]結(jié)合第一方面至第四種任意一種可能的實(shí)施方式，在第五種可能的實(shí)施方式中，所述運(yùn)行保護(hù)電路包括并聯(lián)設(shè)置的瞬態(tài)抑制二極管和氣體放電管;其中，所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的所述傳感器信號(hào)輸出端連接所述運(yùn)行保護(hù)電路，所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的所述測(cè)量設(shè)備輸入端連接所述運(yùn)行保護(hù)電路。
[0013]結(jié)合第五種可能的實(shí)施方式，在第六種可能的實(shí)施方式中，所述高溫預(yù)警模塊包括溫度傳感器;其中，所述溫度傳感器與所述微處理器連接，所述微處理器根據(jù)所述溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)判斷是否啟動(dòng)報(bào)警并關(guān)閉所述弱電測(cè)量系統(tǒng)。
[0014]結(jié)合第六種可能的實(shí)施方式，在第七種可能的實(shí)施方式中，所述短路保護(hù)模塊包括至少一組繼電器和至少兩組光電隔離管；其中，所述至少兩組光電隔離管的輸出端分別連接所述至少一組繼電器的輸入端，所述至少兩組光電隔離管的輸入端分別連接所述達(dá)林頓晶體管陣列的輸出端。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的系統(tǒng)，達(dá)到了如下技術(shù)效果:
[0016]1、通過(guò)設(shè)置電源模塊，可以有效的實(shí)現(xiàn)電能管理，為弱電測(cè)量系統(tǒng)中的不同設(shè)備提供不同的驅(qū)動(dòng)電壓，保證弱電測(cè)量系統(tǒng)各設(shè)備的用電安全性，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。
[0017]2、通過(guò)設(shè)置運(yùn)行保護(hù)模塊，可以在線路上產(chǎn)生非常大的沖擊電流時(shí)，保護(hù)弱電測(cè)量設(shè)備防止受到擊穿、設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。
[0018]3、通過(guò)設(shè)置高溫預(yù)警模塊，可以在弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部溫度過(guò)高時(shí)，發(fā)出故障報(bào)警指示，并自動(dòng)關(guān)閉弱電測(cè)量系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
[0019]4、通過(guò)設(shè)置短路保護(hù)模塊，可以在弱電測(cè)量系統(tǒng)停止工作后試驗(yàn)線上存留的電流與弱電測(cè)量系統(tǒng)隔離，保證系統(tǒng)安全同時(shí)不影響其他測(cè)量的進(jìn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制模塊電路圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的三組降壓穩(wěn)壓電路圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的電壓反轉(zhuǎn)電路圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的運(yùn)行保護(hù)模塊電路圖；
[0025]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的高溫預(yù)警模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的運(yùn)行保護(hù)模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)，包括控制模塊、電源模塊、運(yùn)行保護(hù)模塊、高溫預(yù)警模塊和短路保護(hù)模塊;其中，電源模塊分別連接控制模塊、運(yùn)行保護(hù)模塊、高溫預(yù)警模塊和短路保護(hù)模塊，用于提供多種驅(qū)動(dòng)電壓和實(shí)現(xiàn)低電壓預(yù)警;所述運(yùn)行保護(hù)模塊的兩端分別連接所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備和傳感器，用于對(duì)沖擊電流形成反應(yīng)時(shí)間差;高溫預(yù)警模塊連接控制模塊，用于對(duì)內(nèi)部溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警;控制模塊連接短路保護(hù)模塊，用于隔離弱電測(cè)量系統(tǒng)和試驗(yàn)輸電線路。
[0029]如圖2所示，其中，控制模塊負(fù)責(zé)所述能源控制系統(tǒng)與上位機(jī)交互通信、數(shù)據(jù)處理和控制能源控制系統(tǒng)的其它模塊。具體的，所述控制模塊包括微處理器、防掉電電路、電平轉(zhuǎn)換芯片、至少一個(gè)硅柵CMOS器件、達(dá)林頓晶體管陣列和至少兩組繼電器控制電路。微處理器為AT89C4051-24PU微處理器，防掉電電路由MAX813型芯片組成，電平轉(zhuǎn)換芯片為MAX2321型單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，硅柵CMOS器件為六個(gè)74HC04型高速的硅柵CMOS器件，達(dá)林頓晶體管陣列的型號(hào)為MCl413B型，兩組繼電器為DS2E-SL2型繼電器(RELAYl和RELAY2)。
[0030]微處理器的Pl.2、Ρ1.3、Ρ1.4、Ρ1.5、Ρ1.6、Ρ1.7輸出端分別接硅柵CMOS器件，硅柵CMOS器件的輸出分別接入達(dá)林頓晶體管陣列的INl、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6，達(dá)林頓晶體管陣列的輸出0UT1、0UT3分別接入繼電器RELAY1、RELAY2的SET-口，繼電器RELAY I的RESET-口和RELAY2 的 RE SET- 口，繼電器RELAY 1、RELAY2 的 SET+與 RESET+的輸入口接 12 V 電壓，RST1、RST2 口無(wú)輸入。微處理器的RXD、TXD 口與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片的R10UT、T1IN 口相連。
[0031]其中，控制模塊內(nèi)部控制程序能夠根據(jù)當(dāng)前弱電測(cè)量系統(tǒng)的工作狀態(tài)控制繼電器RELAYl、RELAY2的通斷，繼而實(shí)現(xiàn)6V、5V5A電源的通斷?？刂迫蹼姕y(cè)量系統(tǒng)中的采集卡和USB延長(zhǎng)器關(guān)閉和打開(kāi)。雖然現(xiàn)有技術(shù)中有很多控制電源通斷的控制電路，但是其解決的技術(shù)問(wèn)題僅僅是電源的打開(kāi)和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工作開(kāi)始和停止，無(wú)法在系統(tǒng)工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)局部電源的控制，有效實(shí)現(xiàn)電能的管理和對(duì)部分設(shè)備的控制。而且，弱電測(cè)量系統(tǒng)的供電方式是由鋰電池提供，該方式的更換過(guò)程較為復(fù)雜，需要人工爬塔的方式完成，更換成本高，為了延長(zhǎng)鋰電池的使用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)電能的有效管理，設(shè)計(jì)如下控制模式。弱電測(cè)量系統(tǒng)在采集信號(hào)數(shù)據(jù)的時(shí)候使用的是間隔采集，即用戶設(shè)定采集間隔(30S?60S)進(jìn)行一次15S的采集，傳統(tǒng)供電方式會(huì)整個(gè)周期都處于供電狀態(tài)，高速采集卡、USB延長(zhǎng)器處于待機(jī)工作狀態(tài)，能源白白浪費(fèi)，而能源控制系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶設(shè)置的采集間隔，在間隔階段通過(guò)繼電器關(guān)斷6V和5V5A電源的產(chǎn)生，從而關(guān)斷高速采集卡USB延長(zhǎng)器設(shè)備，節(jié)約能耗。
[0032]如圖3所示，電源模塊包括至少三組降壓穩(wěn)壓電路和至少一組電壓反轉(zhuǎn)電路。其中，降壓穩(wěn)壓電路分別提供5V、6V和5V5A三種穩(wěn)定電壓。具體的，第一組穩(wěn)壓電路使用LM2575S-5穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的降壓穩(wěn)壓電路，將能源控制系統(tǒng)中的鋰電池提供的電壓轉(zhuǎn)化為5V穩(wěn)定電壓，供弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換模塊以及能源控制系統(tǒng)的其他相關(guān)設(shè)備使用；第二組降壓穩(wěn)壓電路使用LM2678-AD J穩(wěn)壓芯片配合滑動(dòng)變阻器構(gòu)成的降壓穩(wěn)壓電路，將能源控制系統(tǒng)中的鋰電池提供的電壓轉(zhuǎn)化為6V穩(wěn)定電壓，供弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部采集卡使用，其中穩(wěn)壓芯片的INPUT端與控制模塊的RELAYl繼電器COMl端相連，電源電壓與RELAYl繼電器SETl端相連，實(shí)現(xiàn)由控制模塊控制操作；第三組降壓穩(wěn)壓電路使用LM2678-5穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的降壓穩(wěn)壓電路，將能源控制系統(tǒng)中的鋰電池提供的電壓轉(zhuǎn)化為5V5A穩(wěn)定電壓輸出，供弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部USB延長(zhǎng)器使用，其中所述穩(wěn)壓芯片的INPUT端與所述控制模塊的RELA2繼電器COMl端相連，電源電壓與RELAY2繼電器SETl端相連，實(shí)現(xiàn)由控制模塊控制操作。
[0033]現(xiàn)有技術(shù)中提供的電源模塊雖然可以提供不同的電壓，但是在輸出電壓的類(lèi)型上比較單一，不能滿足弱電測(cè)量系統(tǒng)中的不同設(shè)備的供電需求和工作需求;其次，在特高壓及超高壓環(huán)境中對(duì)電壓的穩(wěn)定性要求高，現(xiàn)有技術(shù)中的電源模塊提供的電壓穩(wěn)定性較差，不利于設(shè)備的正常運(yùn)行。通過(guò)三組不同的穩(wěn)壓降壓電路，可以為弱電測(cè)量系統(tǒng)中的不同設(shè)備提供不同的驅(qū)動(dòng)電壓，不同設(shè)備保持良好的工作狀態(tài)，有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的管理，保證各設(shè)備的用電安全性。
[0034]如圖4所示，電壓反轉(zhuǎn)電路包括TL431可控精密穩(wěn)壓源與LM311N電壓比較器，鋰電池接入TL431為主的穩(wěn)壓電路輸出2.5V標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定電壓，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池電壓的監(jiān)控。TL431為主的穩(wěn)壓電路輸出端接入LM311N電壓比較器3號(hào)管腳輸入端，電壓比較器2號(hào)管腳輸入端接入鋰電池與滑動(dòng)變阻器電路構(gòu)成的電壓采集電路，配合滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)設(shè)置不同的電壓警戒值。
[0035]電壓反轉(zhuǎn)電路可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的位置，從而設(shè)置不同的電壓警戒值，運(yùn)行保護(hù)電路根據(jù)該警戒值保護(hù)弱電測(cè)量系統(tǒng)特高壓直流環(huán)境下運(yùn)行不受脈沖沖擊電流影響。
[0036]如圖5所示，運(yùn)行保護(hù)電路包括并聯(lián)設(shè)置的瞬態(tài)抑制二極管和氣體放電管;其中，弱電測(cè)量系統(tǒng)的傳感器信號(hào)輸出端連接運(yùn)行保護(hù)電路，弱電測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備輸入端連接運(yùn)行保護(hù)電路。具體的，在弱電測(cè)量系統(tǒng)中的測(cè)量設(shè)備和傳感器之間設(shè)立兩級(jí)防護(hù)措施，第一級(jí)保護(hù)由瞬態(tài)抑制二極管TVS3組成;第二級(jí)保護(hù)由氣體放電管Gasl組成。從保護(hù)電路特性來(lái)講，TVS3管反應(yīng)時(shí)間是ns級(jí)別，氣體放電管GasI是ys級(jí)。因此，可通過(guò)其反應(yīng)時(shí)間的差別有效保護(hù)能源控制系統(tǒng)中的設(shè)備免遭擊穿。
[0037]在特高壓直流試驗(yàn)線段的高壓發(fā)生器進(jìn)行降壓接地的時(shí)候，線路上還存有大量剩余電荷，將導(dǎo)致線路上會(huì)出現(xiàn)非常大的沖擊電流。通過(guò)設(shè)置運(yùn)行保護(hù)電路，可以通過(guò)反應(yīng)時(shí)間的差別保護(hù)弱電測(cè)量系統(tǒng)芯片和設(shè)備免受擊穿。
[0038]如圖6所示，高溫預(yù)警模塊包括溫度傳感器;其中，溫度傳感器與微處理器連接，微處理器根據(jù)溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)判斷是否啟動(dòng)報(bào)警并關(guān)閉弱電測(cè)量系統(tǒng)。具體的，首先通過(guò)DALLAS18B20溫度傳感器采集弱電測(cè)量系統(tǒng)的內(nèi)部溫度，將數(shù)據(jù)傳入微處理器的P3.3口，再將采集到的溫度與能源控制系統(tǒng)的微處理器中的高溫閾值進(jìn)行比較，若超過(guò)設(shè)定值在自動(dòng)關(guān)閉設(shè)備并進(jìn)行故障報(bào)警。
[0039]通過(guò)設(shè)置高溫預(yù)警模塊，一方面可實(shí)時(shí)記錄測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部溫度狀況并通過(guò)高低溫判斷對(duì)弱電測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，提高設(shè)備安全性；另一方面可為弱電測(cè)量系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)增加判斷依據(jù)。
[0040]如圖7所示，短路保護(hù)模塊包括至少一組繼電器和至少兩組光電隔離管；其中，至少兩組光電隔離管的輸出端分別連接至少一組繼電器的輸入端，至少兩組光電隔離管的輸入端分別連接達(dá)林頓晶體管陣列的輸出端。
[0041 ]具體的，控制模塊的MC1413B型達(dá)林頓晶體管陣列的0UT5、0UT6的輸出口分別接入兩個(gè)光電隔離管0PT0IS01的2號(hào)口，I號(hào)口接+12V電壓，所述兩個(gè)光電隔離管0PT0IS01的輸出3號(hào)口接地，4號(hào)口接入DS2E-SL2型繼電器RELAY3的SET-和RESET-的輸入口。繼電器RELAY3的SETl、SET2接入傳感器采集來(lái)的信號(hào)。當(dāng)上位機(jī)發(fā)輸電線路出關(guān)閉弱電測(cè)量系統(tǒng)指令的時(shí)候，短路保護(hù)模塊將會(huì)把弱電測(cè)量系統(tǒng)與輸電線路分離，保障線路上的電流不會(huì)進(jìn)入弱電測(cè)量系統(tǒng)；當(dāng)上位機(jī)發(fā)出開(kāi)啟指令的時(shí)候，短路保護(hù)模塊將會(huì)把弱電測(cè)量系統(tǒng)與輸電線路連接，啟動(dòng)測(cè)量工作。
[0042]通過(guò)設(shè)置光電隔離管0PT0IS01，可以避免短路保護(hù)模塊直接接觸到采集信號(hào)，防止干擾數(shù)據(jù)。短路保護(hù)模塊的設(shè)置使得測(cè)量系統(tǒng)與試驗(yàn)輸電線路分離，保證設(shè)備安全，也不耽誤試驗(yàn)線路其他試驗(yàn)進(jìn)行。
[0043]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)，能夠使得弱電測(cè)量系統(tǒng)安全可靠的實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，使其應(yīng)對(duì)超特高壓環(huán)境中沖擊電流、高溫的影響，實(shí)現(xiàn)所述測(cè)量設(shè)備與特高壓試驗(yàn)線路隔離，有效的提高的所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的持續(xù)工作時(shí)間，整體弱電測(cè)量系統(tǒng)可靠性大幅提升，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。
[0044]上述說(shuō)明示出并描述了本實(shí)用新型的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實(shí)用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超特高壓環(huán)境中弱電測(cè)量系統(tǒng)的能源控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制模塊、電源模塊、運(yùn)行保護(hù)模塊、高溫預(yù)警模塊和短路保護(hù)模塊;其中，所述電源模塊分別連接所述控制模塊、運(yùn)行保護(hù)模塊、高溫預(yù)警模塊和短路保護(hù)模塊，用于提供多種驅(qū)動(dòng)電壓和實(shí)現(xiàn)低電壓預(yù)警;所述運(yùn)行保護(hù)模塊的兩端分別連接所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備和傳感器，用于對(duì)沖擊電流形成反應(yīng)時(shí)間差;所述高溫預(yù)警模塊連接所述控制模塊，用于對(duì)內(nèi)部溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警;所述控制模塊連接所述短路保護(hù)模塊，用于隔離所述弱電測(cè)量系統(tǒng)和試驗(yàn)輸電線路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括微處理器、防掉電電路、電平轉(zhuǎn)換芯片、至少一個(gè)硅柵CMOS器件、達(dá)林頓晶體管陣列和至少兩組繼電器控制電路;其中，所述微處理器的輸出端分別連接所述硅柵CMOS器件，所述硅柵CMOS器件的輸出端分別連接所述達(dá)林頓晶體管陣列，所述達(dá)林頓晶體管陣列的輸出端連接所述繼電器控制電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括至少三組降壓穩(wěn)壓電路和至少一組電壓反轉(zhuǎn)電路;其中，所述降壓穩(wěn)壓電路分別提供5V、6V和5V5A三種穩(wěn)定電壓，所述電壓反轉(zhuǎn)電路包括可控精密穩(wěn)壓源與電壓比較器，所述可控精密穩(wěn)壓源的輸出端接入所述電壓比較器的輸入端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述降壓穩(wěn)壓電路的5V穩(wěn)定電壓，為所述弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換模塊提供電源;所述降壓穩(wěn)壓電路的6V穩(wěn)定電壓，為所述弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部的采集卡提供電源;所述降壓穩(wěn)壓電路的5V5A穩(wěn)定電壓，為所述弱電測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部的USB延長(zhǎng)器提供電源。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓比較器的輸入端還連接有電壓采集電路，所述電壓采集電路包括鋰電池和滑動(dòng)變阻器。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)行保護(hù)電路包括并聯(lián)設(shè)置的瞬態(tài)抑制二極管和氣體放電管;其中，所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的所述傳感器信號(hào)輸出端連接所述運(yùn)行保護(hù)電路，所述弱電測(cè)量系統(tǒng)的所述測(cè)量設(shè)備輸入端連接所述運(yùn)行保護(hù)電路。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫預(yù)警模塊包括溫度傳感器;其中，所述溫度傳感器與所述微處理器連接，所述微處理器根據(jù)所述溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)判斷是否啟動(dòng)報(bào)警并關(guān)閉所述弱電測(cè)量系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述短路保護(hù)模塊包括至少一組繼電器和至少兩組光電隔離管；其中，所述至少兩組光電隔離管的輸出端分別連接所述至少一組繼電器的輸入端，所述至少兩組光電隔離管的輸入端分別連接所述達(dá)林頓晶體管陣列的輸出端。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK205644265SQ201620447943
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】劉元慶, 呂建勛, 李琦, 袁海文, 陸家榆, 楊曉洪
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué), 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司