基于MSP430单片机的绝缘子泄露电流在线监测装置

摘要

本发明公开了一种基于MSP430单片机的绝缘子泄露电流在线监测装置，包括采集传感器、数据采集电路，单片机配置电路、存储单元、显示模块、通讯模块、报警系统；采集传感器与数据采集电路相连接，数据采集电路与单片机相连接，单片机进行模数处理转换得到数字量信息；单片机与通讯模块相连接，通讯模块与上位机相连接，对泄露电流实时在线监测。本发明可以根据监控中心主机发送的控制信号进行历史数据请求、实时数据采集、修改监测装置采样时间等，并且实现传感器信号误差修正，对信号的真实效果进行加强处理。

说明书

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，特别是一种基于MSP430单片机的绝缘子泄露电流 在线监测装置。

背景技术

泄漏电流是绝缘子在运行时污秽程度、受潮程度、污闪放电等因素综合作用的结果， 是一个动态参数，通过它能够及时反映污闪发展过程中重要因素。泄漏电流适宜于在线 监测，其包含绝缘子运行状态的大量信息，泄漏电流信号是目前最具现实意义的评判标 准，因其比绝缘子表面电场、电压分布、或红外热图等其它评判标准更易监测，且其采 集方法成熟，可高速、精确地采集。

目前，部分大学使用传输电磁式脉冲计数器、信号继电器、自动记录电流表等仪器 对泄露电流进行了测量和研究，但长时间实践后发现这些方法和仪器存在不足之处，有 的是采集的信号不能满足研究的需要，有的是操作不便，不能应用于工程实践，有的是 工作稳定性不高。

由上可知，现有技术中缺少一种操作简便、稳定性高的泄露电流在线监测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便、重量轻、便于生产的绝缘子泄露电流在线监 测装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于MSP430单片机的绝缘子泄露电流在 线监测装置，包括采集传感器、数据采集电路，单片机、存储单元、液晶显示模块、通 讯模块、报警系统；采集传感器与数据采集电路相连接，采集传感器将采集到的绝缘子 泄露电流信号传输给数据采集电路，经过数据采集电路进行放大和滤波，得到放大滤波 后的电流信号；数据采集电路与单片机相连接，将放大滤波后的电流信号传输给单片机， 单片机进行模数处理转换得到数字量信息；单片机与通讯模块相连接，通讯模块与上位 机相连接，对泄露电流实时在线监测；单片机同时还与存储单元、报警系统、液晶显示 模块、系统电源相连接，系统电源为整个装置提供工作电源。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明可以根据监控中心主机发送的 控制信号进行历史数据请求、实时数据采集、修改监测装置采样时间等；2）本发明实 现传感器信号误差修正，对信号的真实效果进行加强处理；3）本发明操作简便、重量 轻、便于生产。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是为本发明一种绝缘子泄露电流在线监测装置原理框图。

图2是为本发明一种绝缘子泄露电流在线监测装置信号采集放大滤波处理电路图。

图3是为本发明一种绝缘子泄露电流在线监测装置信号采集二级放大电路图。

图4是为本发明一种绝缘子泄露电流在线监测装置复位电路图。

图5是为本发明一种绝缘子泄露电流在线监测装置系统电源电路图。

图6是为本发明一种绝缘子泄露电流在线监测装置单片机最小系统电路图。

图7是为本发明一种绝缘子泄露电流在线监测装置与上位机通讯系统电路图。

具体实施方式

结合图1，本发明的一种基于MSP430单片机的绝缘子泄露电流在线监测装置，包 括采集传感器、数据采集电路，单片机、存储单元、液晶显示模块、通讯模块、报警系 统；采集传感器与数据采集电路相连接，采集传感器将采集到的绝缘子泄露电流信号传 输给数据采集电路，经过数据采集电路进行放大和滤波，得到放大滤波后的电流信号； 数据采集电路与单片机相连接，将放大滤波后的电流信号传输给单片机，单片机进行模 数处理转换得到数字量信息；单片机与通讯模块相连接，通讯模块与上位机相连接，对 泄露电流实时在线监测；单片机同时还与存储单元、报警系统、液晶显示模块、系统电 源相连接，系统电源为整个装置提供工作电源。

结合图2、图3，所述数据采集电路包括放大滤波处理电路和二级放大电路两个部 分；放大滤波处理电路包括电流互感器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第 四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第 十电阻R10、第十一电阻R11、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电容C1、 第二电容C2、滑动变阻器W1，采集传感器输出端与电流互感器一端相连，电流互感器 的另一端与第十一电阻R11并联，同时与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第 四电阻R4的一端相连接，第四电阻R4的另一端与第一运算放大器U1的正极相连接， 第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的另一端均与GND相连接，同时均与第五电 阻R5的一端相连接，第五电阻R5的另一端和第一运算放大器U1的负极相连接，同时 与第六电阻R6的一端相连接，第六电阻R6的另一端与滑动变阻器W1的一端相连接， 滑动变阻器W1的另一端与第一运算放大器U1的输出端相连接，同时与第七电阻R7的 一端相连接，第七电阻R7的另一端与第一电容C1的一端相连接，同时与第八电阻R8 的一端相连接，第八电阻R8的另一端与第二运算放大器U2的正极相连接，同时与第二 电容C2的一端相连接，第二电容C2的另一端与GND相连接，同时与第九电阻R9和第 十电阻R10的一端相连接，第九电阻R9的另一端与第二运算放大器U2的负极相连接， 第十电阻R10的另一端、第二运算放大器U2的输出端和第一电容C1的另一端均与放大 滤波处理电路的输出端相连接。

结合图4、图5，所述单片机包括电源模块、复位模块、单片机最小系统模块，所 述电源模块采用LM7805给外围模块电路供电，再用SPX1117芯片给CPU供电；复位电 路采用SP708S复位芯片。

结合图6，单片机采用的是微处理器MSP430F149，包括FLASH、RAM、2个具有中 断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比较器、12位A/D转换器、2个串行 通信接口模块。

所述通讯模块采用的是MAX3232系列RS232收发器。

所述存储单元为DS300硬盘。

本发明可以根据监控中心主机发送的控制信号进行历史数据请求、实时数据采集、 修改监测装置采样时间，实现了传感器信号误差修正，对信号的真实效果进行加强处理， 操作简便、便于生产。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：

实施例

一种基于MSP430单片机的绝缘子泄露电流在线监测装置，包括采集传感器、数据 采集电路，单片机、存储单元、液晶显示模块、通讯模块、报警系统；采集传感器与数 据采集电路相连接，采集传感器将采集到的绝缘子泄露电流信号传输给数据采集电路， 经过数据采集电路进行放大和滤波，得到放大滤波后的电流信号；数据采集电路与单片 机相连接，将放大滤波后的电流信号传输给单片机，单片机进行模数处理转换得到数字 量信息；单片机与通讯模块相连接，通讯模块与上位机相连接，对泄露电流实时在线监 测；单片机同时还与存储单元、报警系统、液晶显示模块、系统电源相连接，系统电源 为整个装置提供工作电源。

所述数据采集电路包括放大滤波处理电路和二级放大电路两个部分；放大滤波处理 电路包括电流互感器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电 阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十 一电阻R11、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电容C1、第二电容C2、滑 动变阻器W1，采集传感器输出端与电流互感器一端相连，电流互感器的另一端与第十 一电阻R11并联，同时与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的一 端相连接，第四电阻R4的另一端与第一运算放大器U1的正极相连接，第一电阻R1、 第二电阻R2、第三电阻R3的另一端均与GND相连接，同时均与第五电阻R5的一端相 连接，第五电阻R5的另一端和第一运算放大器U1的负极相连接，同时与第六电阻R6 的一端相连接，第六电阻R6的另一端与滑动变阻器W1的一端相连接，滑动变阻器W1 的另一端与第一运算放大器U1的输出端相连接，同时与第七电阻R7的一端相连接，第 七电阻R7的另一端与第一电容C1的一端相连接，同时与第八电阻R8的一端相连接， 第八电阻R8的另一端与第二运算放大器U2的正极相连接，同时与第二电容C2的一端 相连接，第二电容C2的另一端与GND相连接，同时与第九电阻R9和第十电阻R10的 一端相连接，第九电阻R9的另一端与第二运算放大器U2的负极相连接，第十电阻R10 的另一端、第二运算放大器U2的输出端和第一电容C1的另一端均与放大滤波处理电路 的输出端相连接。

所述单片机采用的是微处理器MSP430F149。

所述通讯模块采用的是MAX3232系列RS232收发器。

所述存储单元为DS300硬盘。

本发明可以根据监控中心主机发送的控制信号进行历史数据请求、实时数据采集、 修改监测装置采样时间等。