应用于智能电网的非接触式电力断路监测器设计

摘要：文章对电缆的检测和传感器的选择技术以及各类方案进行了研究，并从控制芯片等技术角度对理论因素和电路程序进行了分析，制定了传感器电路和程序设计方案。

关键词：智能电网；非接触式；断路检测器 文献标识码：A 中图分类号：TM716

文章编号：2096-4137（2017）08-039-03 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2017.08.13

本文对程序的设计和测试结果进行了研究，结合测试方案的制定情况和相关仪器的布置情况对测试结果实施了完整性分析。此次设计所使用的电路采用单片机作为主控电路，前端以磁传感器检测电缆是否存在，而电缆的坐标定位则采用红外光耦对管的原理。所采集的信号经过处理放大后由单片机处理，能够按照顺序扫描墙体上不同位置电缆的布局，并通过液晶显示电缆所在的具体坐标。经过测试，该电路实现了题目的基本和发挥的大部分指标。电力断路检测系统的设计是提升智能电网运行水平的关键，因此，从智能电网建设工作的角度出发，对智能电网在非接触状态下的电力断路特点予以分析，结合断路监测系统的实际应用要求，制定智能电网的优化设计策略，是当前电力系统很多工作人员高度关注的问题。

1 系统设计

1.1 系统方案论证与比较

1.1.1 电缆检测传感器选择

方案一：将频率信号使用与此次试验的电缆装置当中，并对频率信号进行检测技术的应用，结合电缆位置特点确定线路方案。

方案二：使用电磁传感器，并对相关原理进行明确，结合电流资源通过状态下的载体变化特点，对导线周边区域的磁场状态进行研究处置，保证电磁场可以顺应传感器的导线控制策略。

方案比较：方案一的频率信号可以更好地适应信号发射与接收的技术要求，但经济成本较高；方案二所使用的传感器资源交流电状态控制较为理想，并且具备很强的灵敏度优势。

1.1.2 定位传感器选择

方案一：将霍尔传感器作为此次零部件的核心组成因素，并且选择具备永久磁性的磁铁装置作为传感器的配套装置，为传感器强度的有效控制创造有利条件，使位移技术能够在电压输出的过程中适应位移控制需要。

方案二：要使用黑胶带进行技术应用方位的控制，并且保证黑色方位可以和其他颜色方位进行有效的更正性技术控制。

方案论证：方案一的技术操作对磁铁资源的需求度较高，而一些方便性不足的传感器需要在技术可行性方面具备与黑色胶布使用方案相适应的技术优势，实现灵敏度的有效控制。

1.1.3 控制芯片选择

选用16位ARM单片机，该单片机内部自带AD功能，实现就比较方便。

1.2 方案描述

系统的总体框图如图1所示。墙体上的待测电缆通过探测仪上的磁传感器HMC1022检测到每个方格上是否有电缆信号通过放大以后经过AD送到单片机进行控制，同时通过墙体上贴的黑色胶带利用扫描仪中用红外对管进行检测定位，确定电缆是在哪一格，在液晶屏上显示电缆位置并通过蜂鸣器进行报警。按键可以选择实现不同的功能。

2 理论分析与计算

使用HMC1022作为传感器的型号选择方案，并且结合电阻应用的要求，对传感器磁场控制技术进行处置，切实保证电压的调整能够对传感器的优化应用创造有利条件。此外，要结合环境磁场的形成特点，对磁场的变化规律予以研究，为电桥电路的优化使用创造有利条件。要加强对传感器芯片应用技术的关注，使传感器可以适应复位电流的管理控制水平，以便相关偏置技术可以在技术生成的过程中适应磁场变化规律，并使电流在50ma以上状态的磁场变化幅度保持在可控的范围内，促进空气资源在智能电网领域的更好应用。偏置电流的使用还必须适应电磁传感器的使用要求，保证磁场的增量特点可以在智能电网技术操作当中得到优化使用， 磁阻传感器增益可如下式计算：磁阻增益。通过导线的电流不同，造成磁阻增益不同，要结合电压的实际需要，对电磁阻力加以调节，并且以电压的变化幅度为基础，提升信号判断水平，为智能电网技术的全面优化创造良好的基础性条件。要结合坐标控制特点，对电压变化过程中的信号调整机制进行研究，保证相关识别性质的技术可以有效的适应单片机的技术管理要求，为红外线控制技术提供基础性条件。要对反射性光电检测装置进行断路状态下的性能判断，并结合探测器收集到的数据资源对墙体坐标进行分化处理，提升技术应用的针对性。

3 电路与程序设计

3.1 电路设计

3.1.1 单片机主控电路

单片机主控电路如图2所示，由单片机最小系统以及常用的外围器件組成。

3.1.2 传感器电路

电缆检测技术要适应磁场方向强度的控制要求，必须保证医用放大器装置可以在信号叠加的过程中与信息资源的直流分量变化特征相适应，使用公式进行电阻的倍数计算，得出电阻的大小约为200。

3.1.3 定位系统电路

要使用红外对管装置进行电路定位技术的应用，结合发射管和接收管的方位特点，对信号的对比输出技术进行完整的处置，保证计算机技术处理水平可以得到有效维护。

3.2 程序设计

主程序流程如图4所示，采用C语言编程，利用扫描仪沿着方格顺序扫描。

4 测试方案与测试结果

4.1 测试方案、条件及仪器

（1）测试方案。按照题目要求，采用探测器沿着坐标大小扫描测试，完成基本部分和发挥部分的测试。

（2）测试仪器及条件：示波器、稳压电源、充电宝、显示器。

4.2 测试结果完整性

4.3 测试结果分析

根据题目要求，经过多次验证，对照题目里的要求，实现了以下基本和发挥部分各个指标，见表5：

5 结语

非接触式电路对提升电路操作质量具有积极意义，在完成节能灯电缆的质量检测之后，电路的整体检测技术将得到有效地优化。此外，电缆装置还可以结合方格号的特征实施有效地优化处置。通过以上分析可知，非接触式电力断路检测器的应用技术较为完善。因此，项目最终实现了非接触式电力线断路监控器的设计，在8mm墙体内可检测到是否存在断线。

参考文献

[1] 胡伟，季晓衡.单片机C程序设计及应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[2] 范立南.单片微型计算机控制系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[3] 陆绮荣.电子测量技术[M].北京：电子工业出版社，2008.

[4] 余家春.电路设计实用教程[M].北京：中国铁道出版社，2004.

（责任编辑：周加转）

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