电源检测范文

导语：如何才能写好一篇电源检测，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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监控模块根据接收到以CAN通讯卡传来的指令来控制电机的停止/启动,同时检测取芯仪供电电源的运行状态,并将电压、电流、温度、运行信息及故障信息等参数通过CAN通讯传给上位机进行处理和显示。电压一次侧由芯片3875发出的移相脉冲控制H桥的IGBT模块,正弦脉宽调制(SPWM)波由SPWM输出模块编程实现,并且实现电机软起动和软停车,驱动负载电机自适应等功能。方案结构(图略)。测控系统特点测控系统采用凌阳公司的16位高速微型计算机SPMC75F2413A为核心,CAN控制器采用MCP2515,CAN驱动器采用TI公司的低功耗串行CAN控制器SN65HVD1040D,通过CAN总线能够实时地检测和传递数据,实现数据通讯和共享,更能够实现多CPU之间的数据共享与互联互通,其它电子元件均选择150℃温度的等级。此外系统还设计有散热器、风扇等。该测控系统具有极高的高温可靠性,能够确保系统在高温环境下可靠工作,控制、检测、显示的实时性好,可靠性高。测控系统采用智能化控制算法软件来实现马达机的高性能运行,其具有效率高、损耗小、噪音小、动态响应快、运行平稳等特点。

硬件电路设计

CAN通信电路检测系统采用SPMC75F2413A凌阳单片机,不集成CAN外设模块,选择外部CAN模块控制器MCP2515,该模块支持CAN协议的CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0BPassive和CAN2.0BActive版本,是一个完整的CAN系统,直接连接到单片机的SPI总线上,构成串行CAN总线,省去了单片机I/O口资源,电路简单,适合高温工作。CAN通信电路原理图(图略)MCP2515输出只要加一个收发器就可以和上位PC机进行CAN通信,收发器采用TI公司生产的SH65HVD140D。电机温度检测电路该系统中供电电源温度的检测由温度传感器PT100来完成。PT100与高频变压器、供电电源散热器、高频电感发热器件的表面充分接触,当器件的温度变化时,PT100的阻值也随之变化,将温度传感器的阻值转换为电压信号,电压信号放大整形送给单片机,再由单片机计算出供电电源各发热点的实际温度。当温度过高,供电电源自动停止运行。同时实时将检测到的各发热点的温度通过CAN通讯发给上位PC机。输入直流电压检测电路检测电路(图略)。供电电源为多电压变化环节,前级变换为AC/DC,仪器要深入井下工作,交流高压从地面通过长达7000m的电缆线供给,直流阻抗(电阻)值约为240Ω,一般由两根电缆导线并联使用[5]。系统不工作时,电缆导线无电流,供电电压相对较高,电机电流约1.5A。系统运行时电缆中有电流,电缆线路就会有压降,电机电流会达到3A。由于采用了高频变压器,变比约18,当负载电流增加1.5A时,原边电流就增加约27A,如果重载,原边电流增加更多,就会拉垮输入电源。所以对输入的一次侧直流电压电流进行监控就非常必要,根据检测值来调整输入的直流高压[6]。检测电路采用的是差分电路采样直流电压,检测时,直流高压加到分压电阻的两端,通过分压电阻运放调理后输入到CPU。

软件设计

CAN通信协议系统CAN总线的节点流程图。上位机向监控模块发送指令帧,帧号为0x11,用来控制电机启停和SPWM输出。监控模块向上位机发送状态帧,帧号为0x21,用来反馈电机的状态信息。软件流程图监控模块根据上位机的指令控制电机的停止/启动,同时检测取芯器供电电源的运行状态,并将参数传给上位机进行显示。软件分为两大模块,主程序模块和定时器T1中断服务模块。主程序模块主要实现上电初始化功能、CAN通讯功能和定时器T1中断设置等功能;定时器T1中断程序模块实现电机参数采样及发送,并能根据CAN总线接收的指令控制输出参数。

实验结果

上述检测系统安装在井壁取芯仪上得以成功实现运行。将安装有检测控制系统的井壁取芯仪整体放在恒温箱里面做加温运行带载实验,恒温箱145℃恒定不变,连续运行24h,每隔0.5h使电机带载运行10min,即电机憋压运行。同时改变电机的给定转速(从500r/m到3000r/m),观测测量的电机实际运行速度稳定,又根据电机的带载运行调整输入直流高温。检测控制系统经高温24h连续运行,电机在空载和带载时能够可靠运行,满足要求。(a)(b)(c)是实验时测得的CAN总线数据帧。(a)为CAN总线数据一帧的数据波形,由10个字节组成。为测控系统CAN总线数据帧发送接收,每隔120ms传送一帧数据。

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关键词：本质安全电路 ia等级 隔爆兼本安电源 瞬态能量测试

中图分类号：TD52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0055-02

随着GB3836.1-2010、GB3836.2-2010、GB3836.4-2010等系列标准的实施，以及近年来根据安标中心的管理要求，煤矿井下安全避险“六大系统”[1]的推广普及，ia等级的本安产品得到了推广应用，越来越多的厂家开始关注并设计ia等级的本安产品。电源是电子产品的重要组成部分，也是功率较大的部分，因而电子产品主要从电源方面入手实现防爆。因此ia等级的本安输出型电源成为了近年来本安防爆电子产品研究的技术热点，但到目前为止，针对ia等级的电源设计方法和检测方法的研究在文献中鲜为报道。

该文旨在提出一种新型ia电源的设计方法，并根据此设计给出设计要点、分析评价和检测方法，给设计者提供一个参考方向。

1 本安电气设备防爆原理和ia等级设备定义

本质安全电气设备防爆基本原理是：通过限制电气设备电路的各种参数或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现电气防爆[2]。

ia等级本质安全型电气设备是指电路在正常工作、1个或2个计数故障时，都不能点燃爆炸性混合物的电气设备。

计数故障的定义是：符合本标准结构要求的电气设备的部件上出现的故障。非计数故障的定义是：不符合本标准结构要求的电气设备的部件上出现的故障[3]。另外，在设计ia电源时可以使用电子限流来进行功率限制，但是需使用限流电阻来限制瞬态电流。下面介绍一种使用限流电阻限流的ia电源。

2 ia电源设计

2.1 需求分析

由于煤矿井下电气设备功耗较大，矿用电源输出供电参数一般较大，该文以输入额定电压AC127V，最高输出电压Uo=16.0V，最高输出电流Io=1.0A为例，能基本满足矿用本安电气产品的供电需求。本文保护电路采用三重电子快速截流型保护方式，并采用可靠限流电阻进行瞬态能量限制，达到ia型电源的设计要求。

2.2 电路设计

2.2.1 主要电路介绍

如图1所示电路由电源变压器、整流滤波电路、直流稳压电路、三重限压限流电子保护电路和限流电阻组成。由于各个厂家的设计思路和实现方法不同，变压器需要符合GB3836.4-2010的规定，并通过变压器的最大负载电流型式试验和例行耐压试验；稳压电路可采用LM317等三端稳压器来实现，也可采用隔离DC/DC来实现；SF1、SF2、SF3为三重稳压限流电路；R为限流电阻，有效抑制瞬态电流的产生。整流滤波以及限压电路较为容易实现，但是限流电路则是设计的重点和难点，该文重在介绍过流保护电路的设计。

2.3 过流保护电路

鉴于ia电源等级的划分和本安电路的设计要求，ia电源应有三重的限压限流保护措施，下面的过流保护电路为一重，将其三重化串联入电路中即可。

该限流电路采用比较器芯片TLE2142构成一个电流可调节的精密保护电路，调节可调电阻W1设定输出电流保护值，当电路出现过流现象，场效应管Q1截止，切断输出；反之就解除保护。该电路保护电流可调节，保护特性理想，提高了可靠性，限制了瞬态能量的输出。

3 限流电阻的使用和分析评价

在本安电路的设计中，有一个很重要的概念，即额定值概念：与本安性能有关的元器件，在正常工作及故障状态下，其工作电压工作电流及功率不得大于其额定值的三分之二。下面以实例来介绍一下电阻额定值要求的方法。

由前所述，假设不存在非技术故障，则ia等级的产品检验需设置两重技术故障，针对图2所示的电路，将SF1、SF2、SF3三重保护中的任意两重去掉都依然还有一重保护在起作用。保护电路的输出参数为：Uo=16.0V，Io=1.0A，R=5Ω/10W。由于电子限流存在暂态过程，该暂态主要为电流暂态，实际输出暂态值一般都大于Io数倍，但电压一般不会超过Uo。所以此处限流电阻的大小可按Uo输出时的可靠限流电阻选择。查表A.1得，16.0V时考虑1.5倍安全系数，最大电流可允许值为3.3A，所以限流大足最小为16.0/3.3=4.85Ω，5Ω大于4.85Ω，符合阻值额定值要求。当输出Io=1.0A时，5Ω的限流电阻所允许的功率不小于1.5×1.02×5=7.5W，10W大于7.5W，符合功率额定值要求。

4 检测方法研究

4.1 测试方法

电子保护限流电路具有急剧短路的特点，该类电路不宜使用火花点燃试验来检验电路的本安符合性，而应进行GB3836.4-2010第10.1.5.3条规定的瞬态能量测试。试验测试电路如图3所示。

4.2 输出电流波形示例

通过图4、图5、图6可以看出，电流峰值明显降低，使用限流电阻保护的瞬态效应明显优于无限流电阻保护电路的瞬态效，该ia电源既保证了输出功率，又有效限制了瞬态效应。

5 结语

该文通过一种ia电源的设计，给出了有效的分析步骤和可行的检测方法，为设计者进行电路设计提供了清晰的思路，为检测检验通常进行火花点燃试验的现状提出了更为简单有效的检测方法和依据。

参考文献

[1] 安监总煤装[2010]146号.建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知.

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关键词：家用电器；电源线；横截面积；电阻法；实际问题

近年来，随着我国经济的飞速发展，国民生活生平较之以往有了明显改善，各种家用电器也成为人们日常生活中的必需品。电源线作为家用电器较为重要的组成部分之一，其质量优劣直接影响着电器的质量及使用寿命，若是电源线质量不合格还有可能引发火灾等事故，从而给用户造成巨大的经济损失，这不得不引起我们的高度重视和关注。为此，对家用电器电源线截面积进行准确测量就显得尤为重要。

根据国家强制性标准GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求》中第25.8条规定“电源软线的导线应具有不小于表11中所示的标称横截面积。”

并且该条规定“通过测量确定其是否合格”。

由于标准原文并未对具体的测量方法进行明确规定，同时也没有规定测量偏差要求，由此进而产生争论，而争论的焦点无非就是采用以下两种方法的哪一种对家用电器电源线横截面积进行测量：

1.数根数截面积测量法

该方法具体是指先数出电源线导线的实际根数，可用n表示，然后对单根导线的直径D进行测量，这样便可以计算出电源线的截面积，其计算公式如下：

这种电源线横截面积的测量方法相对比较简单、快速，通常只需要一只千分尺便可以完成操作。测量结果不小于标称横截面积便视作合格，反之则判定为不合格。

2.电阻法

采用电阻法对家用电器的电源线横截面积进行测量时，应当先将电源线在试验现场放置一定的时间，以此来确保导体本身的温度与环境测试达到一个平衡点。在实际测量过程中，应当确保电源线的总长度不小于1m或是直接对整根电源线进行测量，同时还要准确记录下测量时的环境温度。为了保证测量结果的准确性，可以使用下面的公式将电源下的电阻值修正至20摄氏度时的电阻值。

上式中，R20代表20摄氏度时的导体电阻；Rt表示在环境温度时的导体测量电阻值；Kt代表温度校正系数；L则表示电源线的长度（m）。当测量所得的结果小于等于标称横截面积对应的20摄氏度时的导体最大电阻，便视作合格，反之则判定为不合格。

显然，采用数根数法对电源线横截面积进行测量很容易存在判断错误的可能性，而通过测量导体电阻的方法来确定导线的横截面积无疑是一种有效准确的检测方法。

但是值得注意的是，根据标准GB/T5023.2-2008《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 第2部分：试验方法》中2.1条规定“导体电阻检查应在长度至少为1m的电缆试样上对每根导体进行测量”。那么问题就来了，在实际检测的家用电器样品中，并非所有类型的样品都有配备1m以上的电源软线。以电水壶为例，电水壶除了要执行GB4706.1-2005通用要求之外，还必须要同时符合GB4706.19-2008《家用和类似用途电器的安全 液体加热器的特殊要求》，其中第25.101条规定“电水壶的电源软线除非是螺旋型电源线，否则不应长于75cm”。 所以实际情况是，大多数的电水壶产品，其电源软线基本都是小于或等于75cm，除了少数带有贮线装置的无绳电水壶或者配备了螺旋型电源线。这就与采用导体电阻的方法进行横截面积检验的前置条件相悖，导致试验无法进行。

至此，在实际检测中，如若样品电源软线符合“电阻法”相关检测条件的，则采用导体电阻的方法来确定导线的横截面积；如若遇到检测样品的电源软线不满足“电阻法”相关检测条件的，如果条件允许，个人认为可以在采集样品的时候，额外采集长度大于1m，与样品所配备的电源软线相同型号规格的电源线母本作为附加样品，同样采用导体电阻的方法来确定导线的横截面积；如若不满足条件，又确实无法采集到电源线母本的，也可采取查看被检验方提供相关元件的有效检验合格证书，证明所采用元件规格参数符合标准相关要求，等同采用该证书作为判定依据；如若均不能满足以上条件的样品，则仍将采用“数根数”的方法进行检验，并附带“数根数”的测量不确定度分析。此法虽欠科学，也存在误判风险，但至少也能起到排除严重偷工减料的明显不合格产品的作用。

参考文献：

[1]赵金奎.电源线的检测与分析[A].中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会论文集[C].2011（2）.

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【关键词】煤矿自动化;远程监测;后备电源;远程充放电

引言

在煤矿后备电源充放电过程中，由于煤矿矿井上下条件复杂，且存在点多面广、距离远、战线长的特点，将会大大影响煤矿监测监控设施设备的安全供电，应当对其采取保障措施，应用自动化监控后备电源远程系统，安全监控煤矿后备电源的远程充放电功能，发挥实际应用价值。以下对此做具体研究。

1.实现煤矿自动化后备电源远程监测的意义

实际工作中，在煤矿后备电源当电网停电后，若是煤矿后备电源不可以保证连续工作1h，应对其进行及时更换，以确保煤矿后备电源供电安全[1]。为实现对煤矿自动化后备电源远程检测，开发设计后台监测系统，实际工作中人们只需连接自动化监控网络，可以实现对自动化后备电源远程充放电电源数据的采集、存储与实时显示，大大降低煤矿后备电源监测监控人员劳动强度，具有实际应用意义。

2.浅析煤矿自动化后备电源远程充放电监测步骤

2.1 远程监测及远程充放电控制系统

对于煤矿自动化控制实现中，在自动化后备电源的远程监测以及远程充放电控制中，应用现代化技术，制动实现对后备电源的监控。用电话通道来获取后备电源数据信息，并辅助安全报警系统保证监控的实时性[2]。系统体系结构如图1所示：

图1 自动化后备电源远程监控体系结构

采用分布式设计，确保每个后备电源的直流系统为一个子系统，并采集其数据信息上传到监控中心中，确保各子系统相互独立，保障煤矿后备电源运行稳定性[3]。设计后备电源的远程实时监测，使用MFC结合COM开发的模式在局域网中，可以远程实现对煤矿后备电源以及远程充放电的控制，降低煤矿后备电源维护管理成本，保障煤矿安全。

2.2 系统组成

在自动化后备电源远程监测系统实现中，主要监测客户端、以太网、串口转子以及后台监测系统组成，通过RS485与后备电源内的直流电源相连接，并将采集的数据与本地协议转换;通过连接以太网将数据信息传至服务器;由Web服务器接收后将按照协议解码，将数据存到数据库中[4]。系统硬件中包含Cpu、rs485、rj45等部分，可以实现网络接入与数据传输功能。然后，可以由Web服务器通过Ip站点与http协议接入到网络通信中，使煤矿自动化后备电源管理人员通过浏览器访问后台监测内容，并能实时监测后备电源的远程充放电情况。

2.3 设计后台自动化监测系统

对于煤矿自动化后备电源的后台监测系统，应该具备数据管理展示功能，数据的采集功能以及数据库存储功能。能够实现对后备电源远程充放电过程中数据的采集与验证，应用MySQL数据库，实现数据交互。并且还将具备经通信协议解码，对系统内的数据进行更新，提升煤矿自动化系统中信息数据的实时性，以便可以及时检测后备电源的远程充放电情况。实现了用户管理、变电站和直流参数配置、实时数据显示等功能，实现对远程充放电实时工作情况，并且还可以通过长时间运行测试，制动实现对后备电源远程充放电异常的告警。

2.4 数据发送及处理

在煤矿矿井自动化后备电源监控中，将会应用监控结构，系统将会采用B/S体系结构，在客户端通过Web向服务器法出请求，然后在服务器端对请求确认响应之后，再执行相应的任务，从而实现远程网络监控。具体流程如图2所示：

图2 监控系统原理

用专用TC-208视频芯片驱动，使得图像更加清晰，实现对煤矿后备电源远程充放电的自动化控制，界面友好，通过实时监测界面根据需要增加监测参数，确保煤矿后备电源运行安全。在自动化的煤矿后备电源监控系统中，我们将串行通信端口（RS-2 3 2）的计算机，将其与其它设备连接之后，在其上进行数据传输。在R S2 3 2 串行通信端口中，还包括COMI和COMZ两个数据端口，二者均是以9针接头接出的通信端口，通过调制解调器将数字信号转化为模拟信号，传输到调度室之后，就可以通过网络视频数字监控，突破地域限制，监控后备电源的远程充放电情况。

3.实际自动化后备电源远程监测及远程充放电应用

3.1 项目案例

针对某环能公司的煤矿为例，为确保煤矿井下在交流电网停电之后，仍然可以确保安全监控设备正常工作，并且保证矿井监控设备后备电源充放电政策，可以维持正常工作。故此，针对煤矿后备电源实际情况，设计自动化后备电源检测及远程充放电系统，改进后备电源检测系统。

3.2 设计改造方案

在煤矿后备电源连接KDW12型电源电缆时，可以将三芯橡套电缆中国的黑色电缆芯线连接在内接地接线柱上，并且使用两根交流127 V火线放置当中，使白色电缆芯线接压接在KDW12型稳压a接线柱上，红色电缆芯线压接在C1口端子上。还需要再截取500mm红色的芯线，将其一端压接在C1端口的公共端子，另一端压接在KDW12型稳压电源b接线柱上，图3所示：

图3 接线示意图

自动化后备电源远程监测中，应用基于KJ66N网络通讯板的自动化系统，实现对矿井安全监控中后备电源的远程充放电控制， 必须设置三个参数，分别是分站测点号、远程充放电测点号以及分站接入网络IP地址;通过这三个参数，就可以检测控制信号来源，进行正确的远程通讯，更便捷、迅速地实现对矿井后备电源的远程监测及远程充放电控制。

3.3 定义测点

通过定义测点，实现对数据的监测和远程控制。可以点击参数设置，点击测点定义，在0对话框中输入分站测点号，输入分站名称与地点[5];选择相应的分站号，输入相应控制量远程放电测点号;点击通讯，设置巡检分站IP，实现对煤矿后备电源自动化的远程监测以及远程充放电控制。

3.4 应用自动化监控后的效益比较

对于煤矿自动化后备电源远程监测以及远程充放电控制后，降低煤矿后备电源使用中的安全风险，建设后备电源监测控制所需的投入人次，减少后备电源放电所需时间，提升煤矿经济效益。

4.结论

综上所述，远程监测煤矿自动化后备电源，并自动化监测其后备电源的充放电过程，可以有效确保煤矿开采中后备电源的供电安全，也可以大大提升矿井安全监控后备电源充放电功能，解决煤矿监测设备设施的安全供电问题，提升煤矿的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]熊欣，陈映喜.基于LabVIEW的风光互补电源远程监测研究[J].国外电子测量技术，2012（09）：34-36.

[2]王慧娟，刘人礼，邓平.基于Web的变电站直流电源远程监测系统[J].电气应用，2012（07）：46-49

[3]杨思俊.光伏发电通信基站电源远程监测系统的设计[J].电子设计工程，2011（10）：169-172.

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【关键词】变电站 绝缘监测 直流供电 监测方法

变电站的直流系统规模十分庞大，主要为相关装置和通讯设备提供电源，在电力系统中占据了重要地位。目前，直流系统接地故障频繁发生，一般的检测方法不能够完全保证支路直流接地的定位，这严重威胁着电力系统的安全性。为了确保电力系统的安全运行，我们要进一步提高直流供电系统绝缘监测的准确性，对其绝缘情况进行实时监测。下面我们首先来了解一下直流供电系统的几种绝缘检测方法，然后再来对变电站分布式直流接地电阻在线监测系统进行探讨。

1 直流供电系统主要的绝缘检测方法

1.1 电桥法

电桥法是检测直流系统绝缘情况的主要方法之一，它主要分为平衡电桥法和不平衡电桥法。电桥法主要是将直流系统对地绝缘电阻同人为的两个电阻连接成电桥，在系统正常的情况下，电桥平衡，如果出现故障，电桥失去平衡后则会产生报警。其中平衡电桥法不能够检测直流接地故障，只对系统绝缘性有一定的检测作用，局限性大。而不平衡电桥法虽然比平衡电桥法先进些，但是也只能检测出系统接地故障，却无法判断故障支路，有一定的局限性。

1.2 漏电流法

漏电流法是将传感器套在直流系统各个支路的正负导线上面，工作原理如图1所示。这样以来，一旦电流大小相等且呈反向，就会消除磁场，传感器二次侧输出值则为零。绝缘检测装置是用来显示母线电压的，一旦系统发生接地，传感器就会输出电压值。但是，利用该方法仍然不能解决对正负母线绝缘性进行判断，如果连接两个电阻和开关来进行解决，也无法对接地故障进行判断，而且传感器会受到一定的干扰，精确度会降低。

1.3 低频信号法

低频信号法主要是定时的对系统母线与大地间注入低频交流信号，利用交流信号来对直流系统接地故障进行有效的监测。该方法主要分为定频法和变频法，其中定频法又分为支路加传感器和不加传感器的两种检测手段，在采用定频法时，检测结果受到了系统分布式电容的严重影响。变频法是在定频法的基础上研究出来的，有效的提高了检测结果的准确度，但是使用范围仍有局限性。

2 探讨直流系统在线绝缘监测装置的设计

通过对直流系统绝缘检测方法的分析，我们清楚的了解到这些方法的局限性，它们无法对故障支路进行准确的定位，影响了系统的安全性。弱电微机保护一般采用的是24V，变电站多为110V、120V，为此需要通过逆变电源来协助。在采用微机保护时，逆变电源的使用效果欠佳，存在一定的问题，容易引发开关量误动。针对上述问题，本文通过合理的设计与研发技术，对绝缘监测装置系统进行设计分析。

2.1 系统的组成与工作原理

根据直流供电系统的复杂结构，我们可以采用由繁化简的原则，将复杂的拓扑关系变简单。这就需要我们在直流系统支路上面安装隔离电源，之后再在其支路上分别安装直流接地检测子机，这样以来各检测子机分工不同，共同完成检测任务后，通过总线输送到检测主机中。该分布式直流接地监测系统的构成如图2所示，检测子机从1到5检测的范围各不同，其中检测子机1主要是用来检测直流母线的。这种分布式监测系统相对于以往的集中式监测系统来说，实现了系统支路电源的分离，避免了支路误动问题的发生，有利于电力系统的安全运行。在检测子机进行工作时，检测方法相对简单，一旦检测到直流接地问题，不需要通过注入信号或者利用传感器就能够对故障支路进行定位，这主要是由系统分布式结构决定的，受外界环境的干扰性较小，采用不平衡电桥法即可完成检测工作。

分布式直流接地监测系统的研究依赖于先进的科学技术，包括分布式隔离电源技术、485总线通讯技术等，通过采用先进的控制以及数据处理芯片，增强了装置的安全性，为电力系统的运行提供了有效的保障。该监测装置相对轻便，安装操作较简单，具有很好的经济性和实用性。利用分布式直流接地电阻在线监测系统进行检测工作时，我们不仅可以迅速的对故障支路进行定位，而且系统还可以对故障进行显示记录并报警，节约了大量的维修时间，方便了维修工作的开展，进一步减少了停电事故的发生。

2.2 检测子机的工作原理

检测子机在工作时，是通过RS485总线进行数据传输的，其工作原理如图3所示，它的工作电源组则是通过直流母线电压转换的，我们可以选择隔离放大器或者光耦进行隔离。在分布式直流监测系统中，检测子机与隔离电源之间既可以合为一体，也可以相互分开。隔离电源对检测子机来说尤为重要，它除了能够产生隔离的直流母线电压，还能够为检测子机提供工作电压，一旦将检测子机作为分体，就需要利用另一种形式产生工作电源。如果系统存在接地故障时，可以通过状态指示电路检测，也可以通过隔离RS485口进行传输。

3 总结

综上所述，变电站内直流供电系统的安全性非常重要，一旦系统发生故障，就会引发跳闸停电事故，降低了供电质量。在进行直流系统检测时，通常我们采用电桥法、漏电流法、低频信号法等，虽然这些检测手段能够起到一定的效果，但是不能完全保证直流系统的安全性。而变电站分布式直流接地电阻在线监测装置不仅操作方便、安全可靠，还提高了支路直流接地定位的精确度，方便了维修工作，进一步提高了直流系统的可靠性。

参考文献

[1]张清海.发电厂直流系统引起开关误跳的综合分析[D].华北电力大学，2012.

[2]李冬辉.分形在直流系统故障检测中的应用[J].电力系统自动化，2005（21）.

[3]冯进兵.交流窜入直流监测系统研究[D].华北电力大学，2013.

作者简介

王刚峰（1978-），男，大学本科学历。现为国网咸阳供电公司工程师，从事电力工程及自动化研究。

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【关键词】架空线路；监测系统；电源

1.前言

近年来，各行各业对电力的质量要求越来越高，相应高压输电线路的安全性和稳定性显得尤为重要。这也就迫切的需要进行高压线路在线实时监测，以保证高压输电线路的安全稳定运行。随着技术的发展，高电压输电线路污秽绝缘子串的泄露电流，导线覆冰监测，导线温度在线监测等设备大量使用，但其电源的供给是个问题。

低压线路取电需要从杆塔下面牵引导线，对实际的工程施工不利，同时存在高压线路串扰的安全隐患。由于大多数的输电线路都地处偏远，难以按常规办法解决电源供给问题，因而这些设备普遍采用太能供电。由于太阳能电池受气候环境、地理因素的影响较大，需要蓄电池进行进行电能的存储。太阳能电池和蓄电池寿命问题，使得设备的维护成本大大增加。

在这里我们的研究重点是小功率设备电源的设计，侧重于提高取电装置的电流适应范围和保护电路的设计。经实际调查二次接地线中存在20A左右的接地电流，可以提供一定的能量。

2.感应取电的原理

其基本原理是：电源取能线圈通过电磁感应方式从二次接地线上感应一定的交流电，再经过整流、稳压和电池充放电管理电路为监测终端供电。方案的总体框图，如图1所示。

高压感应取电是一个金属线圈套在导线上，在高压线上固定线圈有诸多问题函需解决：产生涡流，从而引起取电装置发热；在线路电流的宽范围变化情况下，电源输出不稳定；在大电流的情况下取能铁心易于深度饱和，铁芯过热，外壳温度升高，设备内部绝缘损坏；在短路及冲击电流下电源的可靠运行得不到保障。

在这里我们选电流相对较大且稳定的高压线路二次接地线作为取电的母线。对于采用本线路电流感应取能供电方式来说，电源的能量是来自高压线路的，取能途径是通过在导线上套装取能线圈将导线能量转换到二次侧，实现隔离式供电。装置以蓄电池为储能元件。这种方式可以为用电设备提供稳定的电源，以及较大的瞬间电能，更适合用在电源质量较高的场合。当线路电流过低或者需要瞬间大电流的时候，将接入电池以辅助供能。

防雷保护电路用来避免因雷电冲击造成电源电路损坏。在取电线圈后加TVS管，限制因雷击或者线路瞬时大电流造成的瞬间高电压。

整流滤波电路将感应到的交流电转换为直流电。升压稳压电路将整流之后的较低的直流升压到15V左右。

使用电池作为后备电源，为了延长电池的使用寿命，合理的充放电管理非常重要。充放电管理电路采用电单片机采样信号。单片机判断电池充电状况，充放电管理电路通过恒流、恒压、浮充三个阶段为蓄电池充电。当电充满后，控制电路工作，控制分流线圈导通，停止取能。

3.理论分析和参数设计

3.1 取能装置中磁芯材料的选取

二次接地线的电流在20A左右，磁芯材料选择的原则是效率高，损耗小。磁芯的启动电流越高越好，换言之，需要选取初始磁导率较高的磁性材料。另外，实际的可供输入的能量和系统的负荷需求相差不大，这就需要磁芯的充磁和放磁的效率高，即BH特性曲线所围成的面积越小越好。在查阅大量的磁芯材料的参数特性手册之后，选取微晶磁芯。

3.2 磁芯的尺寸和线圈匝数的确定

由于磁芯材料工作在非饱和电流的情况下，存在一个最大的输出功率点，且最大功率点仅和磁芯的磁导率、磁路长度及截面积、一次侧电流有关，与副边线圈的匝数无关。在上面的材料确定之后，需要确定磁芯的磁路长度（周长L）和磁芯的横截面积（窗口面积S）。本方案中的系统功率设计在10W左右，经计算得L=6cm，S=580mm2。副边线圈的匝数和后面的DC/DC的输入电压的变化范围有关。

3.3 升压稳压电路的设计

升压稳压电路如图2所示。输入电压经过升压电路上升到15V左右，为蓄电池充电。在这里，输入电源为直流电流源。与普通的boost电路不同，相应电路为电流-电压型boost电路。

3.4 充电管理

单片机通过采样得到电池电压，当检测到电池两端电压小于13.5v时，开关管始终导通，采用全通方式充电。如果检测到蓄电池电压大于13.5v并小于14.4v时，采用脉宽调制方式充电。当蓄电池了两段电压达到14.4v时，停止充电。这种方式能够达到延长蓄电池寿命的目的。

3.5 蓄电池的选取

系统中的监控终端中的摄像头设备，在操作时的功率不少于在10W左右，不操作时其它设备的待机电流也在300mA以上，日耗电量大于10Ah，为了满足频繁操作云台的需求，同时也为了系统供电留一定的裕量，实际选取20Ah。

4.实际的设计中应考虑的因素

由于该电源工作在室外环境，除满足一般电源的基本要求外，电路的防护也是电源安全性的重要保证。电源的防护设计既要使电源能够在温差范围大的环境正常工作，还要使电源具有防火、防潮、防雨、抗震、防雷电浪涌、抗电磁干扰的能力。

5.结束语

针对在线监测开发了感应取电装置，采用通常的10w模拟摄像头对电源输出，电池充电等情况进行测试。设备在二次接地线各电流状态线均能输出稳定的12v电压，并且没有发热状况出现。在短时间的电压跌落然后恢复的情况下，设备稳定工作。

由于缺乏电源装置，目前高压输电线上的设备一般都采用太阳能电池供电，太阳能电池效率低，影响设备的工作效率，因而开发在线取电装置时非常必要的。本文通过理论分析和实验，开发了一种应用于高压输电线路上的供电设备。通过单片机对取能、保护、充电等过程进行管理。从实际应用中来看，在一定程度上解决了高压输电线路上的取能问题。

参考文献

[1]徐青松，季洪献，侯炜等.监测导线温度实现输电线路增容新技术[J].电网技术，2006（S1）：171-176.

篇7

关键字：时间参数 触头转换时间、转换动作时间、总动作时间、返回转化时间 传统测量方法 新型检测测试装置模型

随着国民经济的发展，对电力供应的要求也相应的越来越高。其中，供应的可靠性和安全性已成为最关键的指标。高层建筑、小区、医院、机场、码头、消防、冶金、化工、纺织等不允许停电的重要场所，为了保证供电的持续性，往往配置了两套以上的电源。保证因一路电源发生故障(停电、欠压、过压、断相、频率偏移)时，进行电源之间的自动切换。如何对转换质量进行考核，也就成了质检工作的重要内容。因此，在国家电器标准GB/T14048.11-2008中，详细规定了双电源自动转换开关各项性能指标应达到的要求及相应的测试准则。本文仅对其中的转换性能方面进行研究。

标准中规定的轮换电器时间参数主要有以下几个：触头转换时间、转换动作时间、总动作时间、返回转化时间；触头转换时间为测定的从第一组主触头断开常用电源起至第二组主触头闭合备用电源为止的时间。转换动作时间为测定的从主电源被监测到偏差的瞬间起至主触头闭合备用电源为止的时间。不包括特意引入的延时。总动作时间为转换动作时间与特意引入的延时之和。返回动作时间为从常用电源完全恢复正常的瞬间起至主触头组闭合常用电源的瞬间为止的时间加上特意引入的延时(1)。

可依据上面的定义，可作出如下的时间分布图：

传统的测量时间方法主要原理为：引入对应于“第一组主触头断开常用电源”“第二组主触头闭合备用电源”“主电源被监测到偏差的瞬间”“常用电源完全恢复正常的瞬间”“主触头组闭合常用电源的瞬间”的无源开关量（电源状态由检验电路中的接触器辅助触头指示，双电源自动转换开关各种参数可由产品上相对应的状态输出辅助端子指示），通过监测开关量变化，测出各个过程的时间。

传统的检测时间方法由于原理简单，设备投入少（仅需一台数字多用表，一台三相调压器，及连接导线），得到了各个测试站及厂家的广泛应用。但随着，双电源自动转换开关切换速度的不断加快，以及20世纪以来新技术对双电源的影响，传统的检测方法已不能良好地评估转换性能，或者根本无法使用。

首先，传统检测方法精度不高，数字多用表最高量程级别仅到毫秒级，对切换时间仅20ms或更低的双电源来说，明显不能满足要求，同时，传统检测方法并非直接检测变化量。都是通过检测变化量相对应的开关量的变化来得出具体时间。变化量转化为开关量的过程时间也计入的双电源的时间参数，当双电源自动转换开关反映越灵敏时，相应测出时间误差也越大。

其次，变化量必须转化为开关量也导致了传统的检测时间方法无法适用于新型双电源。高科技的应用，使得双电源自动转换开关的状态输出指示有了明显变化。电子的，数字的，及远程等输出方式都能在新产品中见到身影。传统采用辅助触头输出的方式在新产品中已经越来越少见。获取传统检验方法所需要的开关量往往需要拆开双电源自动转换开关装置，研究产品的具体构造及原理。并有可能因为对产品的处理，影响产品的功能。

最后，传统检测方法效率极为低下。不仅一个厂家的一个类型的产品就确定一种接线检测方式，而且对每一个切换时间的测量，都需要重新进行接线。这显然不适合大批量检验的需要。

通过对传统检测方法的分析，可以清楚地认识到：对变化量的间接测量是传统方法的最大缺陷，同时对数据的低效处理也是影响检测的一个关键因数。为了克服传统方法的缺陷，采用现代计算机技术，我们设计出了以下系统：

使用隔离变压器将测试系统与主电路分开，防止两者之间的相互干扰，采用电压及电流传感器直接从双电源处取得所需要的信号数据并将之送到单片机，由单片机对数据进行处理，计算出各个切换时间。在液晶屏上直接输出电压，电流波形图及各个时间具体值。

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【关键词】直流系统 交流窜入 保护误动 馈线开关控制火线 直流互窜 支路选线

1 引言

随着电网规模的不断扩大，越来越多的变电站实现了无人值守，为了保障变电站的安全稳定的运行，提高变电站的自动化水平势在必行。虽然目前电网调度自动化已经非常成熟完善，且已涵盖了部分直流系统的信息，但大部分直流设备运行状况还是没有完全掌握。直流电源系统为测控装置、继电保护、信号采集、自动装置、断路器分合闸操作、事故照明、通讯传输等应急设备提供电源，是整个变电站安全运行中的重要保障，称为“动力之源”。由于直流系统为浮空制的不接地系统，若发生两点接地，就可能引起上述装置的误动和拒动，从而造成重大电力事故。随着电气设备导线老化、绝缘下降、改造误碰、误接等原因，造成直流电源故障的发生之事屡见不鲜，随着变电站一体化电源的大量推广，交流窜入直流的现象将更加突显。因此，对直流电源系统进行全面的实时远程监测非常必要，使变电站直流电源系统达到“可控”、“在控”状态；变“定期检修”为“状态检修”。本监测方法可实时监测变电站直流系统的各项指标，实时监测到交流窜入直流的信号波动，并及时告警，实现直流系统信息的统一管理，使维护人员及时掌握各变电站直流电源系统的运行情况，及早发现异常情况，把事故消灭在萌芽状态。提高变电站直流系统的可靠运行能力，提高维护效率，降低维护成本和劳动强度。

2 交流窜入直流的原因及危害

2012年3月 26日的《国家电网十八项安全反措》中指出，严防交流窜入直流电源事故，说明了低压交流窜入直流电源可能会造成电网事故。通常意义中的交流窜入直流是指低压交流电源的一端或两端与直流电源回路发生电气连接，如电压互感器二次侧交流电压信号窜入到直流系统中，或交流电源混到了直流电源中，由于交流电源是接地的电源，直流电源是不接地电源，交流电源与直流发生电气相接后，直流系统的安全性就发生了根本性的变化。一旦由于某一种原因接地，使交流信号窜到直流电源系统，也就是会产生直流母线上叠加了一个很大的对地交流电压，大大超过保护、控制等装置的额定电压，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸、致使越级跳闸。主要造成交流窜入直流的原因有：

（1）由于保护屏、控制屏上小母线既有交流回路也有直流回，在屏顶的小母线上操作或者小动物接触引起小母线短路时，很可能造成交直流回路串接。

（2）保护屏和端子箱内的端子排上不仅接有交流模拟量回路（交流电流、电压）和交流电源回路（打印机电源、照明电源、驱潮电源），同时保护屏和端子箱内的端子排上也接有大量的控制、信等直流回路。端子排接线错误或者试验过程中的误接线、误碰都可能造成交流窜入直流。

（3）变器冷控箱、有载调压箱内不仅有风扇电源、油泵电源、调压电机电源等交流回路，也有信号、冷却器全停保护、主变档位遥信回路等直流回路。若接线错误或工作过程中的误接线、误碰等都有可能造成交流窜人直流。主变油温表、绕组温度表内同样既有启动风冷的交流控制回路又有告警、跳闸等保护的直流回路，除了误碰、误接线外，如果节点间的间隙不够，节点拉弧使交流窜人直流的可能性也存在。

（4）交流电源回路包括电气五防、刀闸操作电源、断路器储能电源、加热器等电源。直流电源回路包括断路器操作电源、跳合闸回路、刀闸切换回路等。如若误碰、误接线以及节点拉弧都可能使交流窜入直流。

（5）虽然交、直流不允许共电缆，但由于设计或者施工的错误，交直流共缆在一些变电站内仍然存在。当电缆芯线的绝缘损坏时也会造成交直流互窜。

3 交流窜入直流的监测与预防

直流电源的安全可靠运行对于变电站的安全可靠运行至关重要。但由于直流系统分布范围广、外露部分多、电缆传输长。所以，很容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地或由于一个屏柜内既有交流电，又有直流电，供电线缆又较长，交直流端子相隔较近，经常会因为误接线或绝缘降低，导致交流电窜入直流系统。 引起绝缘监测装置报直流接地故障。这种故障严重时会导致设备损坏，或保护设备误动，给变电站安全运行带来严重影响。在实际运行中直流系统是不接地运行，虽然单点接地不影响系统的正常运行，但必须尽快查找故障予以消除，否则发生第二点接地时，就会造成继电器或保护装置误动作，引起严重后果。

目前，在变电站中普遍使用了直流系统绝缘及选线装置，虽起到了一定的效果。但在变电站现场对“交流窜入直流故障”仍然缺乏有效的监控手段和故障告警措施，对交流窜入直流引发的故障处理仅仅局限于人工排查单一手段。 下面针对如何监测并预防交流窜入直流系统提出新的方法。

3.1 监测原理

如图3-1所示，为一段直流系统等效电路图。其中，C1+、C1-分别为直流正负母线对地电容。R1+、R1-分别为直流母线对地电阻。V+、V-分别监测正母线对地电压和负母线对地电压。当交流电窜入直流系统，直流母线对地电压将呈现正弦波形。而直流母线正负两端电压不会变化。因此，通过检测直流系统对地电压的变化可以判断出是否发生交流窜入，或者是否发生瞬间接地。

本方法内置平衡桥，检测桥，偏差补偿桥。平衡桥和检测桥相配合完成对直流系统正负母线对地绝缘电阻的测量；当直流系统正负母线对地电压发生偏差时，通过投入补偿桥使正负母线对地电压恢复至相对平衡。支路选线功能采用漏电流检测法进行支路选线，当主装置监测到直流系统发生绝缘降低或者交流窜入时，自动启动选线装置进行支路选线，选线准确率100%。

交流与直流信号的采样传感上可以采用两种方法：①是电容隔离法；②是变压器法。利用电容的隔直流通交流的特性。将直流电源中的交流就可以耦合过到直流成份被隔离。变压器法，由于交流电源，通过变压器后，副边会产生一个交流电量，其交流分量是一个完整的交流成份，不产生任何的直流的因素。两种方法都会有其利和弊的部分。电容隔离法需要一个耐压较高1000V以上的无极性电容，具有体积较大的缺点，变压器法由于其采样也需要一个具有一定初级内阻要达到 50KΩ 以上内阻的变压器，才能较好地解决我们采取了一种新型采样法。如图所示：以电容型为主件，结合了电容与变压器相结合的方法进行。

4 结语

交流窜入直流对变电站的稳定运行具有巨大的影响，通过本文提出的技术和方法实时检测直流中的交流分量，及时通知检修人员及时进行故障排查和处理，避免重大电网事故的发生。另外还要加强变电站的规范化设计：

（1）避免交直流电缆混用、交直流辅助节点混用，严防交直流回路共用一根电缆。

（2）规范端子箱和保护屏端子设计制造，开关端子箱各功能端子排独立布置，不同功能端子排成组布置，交流端子排对与直流端子排分列布置，并赋以不同编号、不同色标区分，对于同排布置的交流回路端子排应与直流回路端子排间有明显间隔。

（3）规范二次电缆的传输路径，尽可能离开高压母线、避雷器和避雷针的接地点、并联电容器、电容式电压互感器、结合电容及电容式套管等设备，避免和减少迂回，缩短二次电缆的长度，与运行设备无关的电缆应予拆除。

（4）加强对一二次设备制造安装环节的技术监督、检查收和端子箱防潮工作。各电气设备的内部和外部交流电缆和直流电缆靠近敷设布置时要做好隔离和屏蔽措施。做好户外端子箱包括线路TV端子箱的密封、防潮、防凝露措施，安装加热驱潮器。

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一、电力电缆绝缘检测试验

目前，电力系统中对电力电缆绝缘研究主要分为两类，一类是对运行的电缆进行绝缘的现场测试，确定老化程度和缺陷性质；另一类是在实验室对模拟电缆进行人工加速老化试验，以此来评估电缆的使用寿命。

1.交流叠加法在电力电缆的绝缘层金属护套上叠加（2倍工频＋1）Hz的电流，所施加的电源为交流电压，试验中通过检测绝缘层劣化引起的1Hz信号，来判断电缆的绝缘状况，实现对电缆绝缘程度的在线监测。使用的测量原理如图1所示。通过叠加电压对缺陷产生的劣化信号进行在线监测，可以检测1Hz的信号，故交流叠加法检测精确度高，抗干扰能力强。同时由于不接触到电缆的高压端，测量方便，受到外界污秽等影响因素较小。但是，运行中的电缆受到外界的干扰影响却比较大，工频信号较大，不易测得此种微小信号。这也是此种方法的不足之处。

2.电容耦合法将电缆外护套以及金属屏蔽层切开，金属铜环作为电极，用聚丙烯薄膜支撑将其固定在电缆外半导体层上。监测系统中采用的传感器为电容耦合器，模型如图2所示。在工频电压下，由于外半导电层与金属屏蔽层电位接近相等，故圆环电极不会影响电缆的绝缘性能。在高频条件下，可以获得最佳的传感器信噪比，有效检测频带为10～500MHz，灵敏度为3pC。

3.方向耦合法德国柏林的400kVXLPE电缆局部放电在线监测系统是方向耦合法最典型的例子。方向耦合器安装在电缆的半导体层与金属屏蔽套之间，结构如图3所示。其中方向耦合器由一个插在电缆绝缘上的电极板、一个Rogowki线圈和两个终端阻抗组成。一般检测系统将两个方向耦合传感器分别安装在电缆接头的两边，这种方法具有很好的抗干扰能力。此法主要应用于电缆附件的局放检测，但是电缆接头需要预制，不适合在运行中的高压电缆线路中使用。

4.电磁耦合法电磁耦合法的测量回路与被测电缆设备之间没有直接的电气联系，加上拥有结构简单、便于安装、不产生饱和现象和能够很好地抑制噪声的优点，在高压电缆局部放电检测中已经得到广泛的应用。当电缆为网状屏蔽时，因为电磁场并未完全限制在屏蔽层内，可将电磁耦合装置安装于电缆屏蔽层之外，如图4所示。这种方法便于安装，但是灵敏度低。当电缆屏蔽层为金属箔、铅铠或者沟状护套时，电缆电磁信号完全处于电缆屏蔽层之内，电磁耦合装置必须安装在电缆屏蔽层和外半导体之间。

二、联合检测法

1.超声波检测法超声波检测系统通常采用压电换能器材料做成的超声波传感器将声信号成比例地转换成电信号，并应用光纤传输，再经放大后在示波器或峰值表上显示。超声波检测法克服了电磁干扰，不需要停电，操作方便；但目前由于超声波检测传播衰减速度快、能采集的声信号很微弱及灵敏度低等原因受到的关注相对较少。

2.超高频检测装置试验结果表：局部放电的脉冲宽度为ns级，在电缆附件内激发的电磁波的频率可达GHz。超高频检测法的频率范围为300MHz～3GHz，而现场的干扰频率通常小于400MHz。因此，相比其他常规检测方法有更好的抗干扰能力和较高的灵敏度，有利于获取局部放电过程中丰富的电磁波信号，较全面地反映绝缘介质特性和局部放电的物理过程。

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关键词：STM32 微气象 GPRS 输电线路

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)02-0081-02

Remote Monitoring System for the Micrometeorology of Transmission Lines

Abstract:In this paper, STM32 family of processors as the main chip, multiple sensors into a piece of equipment, so a device can simultaneously monitor monitoring of many micro-meteorological data. Through wireless GPRS DTU connected the control chip can achieve remote wireless data transmission, and on this basis to achieve a wide range of micro-meteorological monitoring of transmission lines.

Key word:STM32, micro-meteorology, GPRS, transmission lines

随着国民经济的快速发展及全国联网战略的实施,电网处于前所未有的快速发展时期，我国幅员辽阔,气候差异大,恶劣的气象条件对日益庞大的电网安全运行的影响程度也会随之增加。为此，电网企业应完善气象预警机制，设计电网电路的微气象监测系统，确保电网可以安全稳定的运行。

1、系统总体设计方案

微气象监测终端对输电线路区域微气象条件进行在线监测，监测的主要气象参数包括风向、风速、湿度、温度、大气压、降雨量、日照辐射，其中风向、温度、日照辐射为模拟量。图1为微气象监测终端原理图，主要包括以下几个部分：

1.1 采集模块

根据采集对象不同，数据采集模块也可划分为不同部分，如风向、风速、湿度、温度、日照辐射等模块。其中风向、日照辐射是模拟量，经16位的ADC进行模数转换，通过串口和主控模块相连接。其余的气象参数通过传感器得到的采集数据为数字量或为一定的频率脉冲。

1.2 以STM32F103C为核心的主控模块

主控模块驱动系统运行，负责数据存储、处理以及传输，并向采集模块以及通信模块提供数据接口。

1.3 通信模块

通信模块选用GPRS DTU(数据终端单元)为通信中继，以无线的方式接入移动GPRS,将采集到的数据传输到数据服务中心。其中，GPRS DTU通过USART2接口与主控芯片相连接，实现数据通信。

1.4 电源模块

根据检测系统的无线化的组网方案及环境需求，系统采用太阳能电池供电。

1.5 防雷设计

考虑到监测终端是安装在输电线路杆塔上的，环境可能较偏僻、恶劣，因此监测终端还采用了防雷设计。

2、MCU电路设计

2.1 STM32系列微控制器介绍

STM32系列微控制器兼有低功耗及多种省电工作模式，能够优化工业设备、医疗设备、物业控制设备和计算机外设等产品的性能。

在设计中，充分分析了MCU选择原则后，并对比STM32系列芯片特点，最终选用STM32系列中的STM32F103C8作为控芯片。ST提供了完整高效的开发工具（Keil MDK和IAR EWARM）及库函数。软件包所提供的驱动覆盖了从GPIO到定时器、CAN、I2C、SPI、USART等所有标准外设。STM32FI03C8性价比较高，具有3个USART接口、2个I2C接口、37个GPIO、3个16位定时器，片上丰富的存储器及外设资源能够很好的满足系统的功能实现，能够达到微气象控制系统的设计需求。

2.2 MCU电路设计

MCU电路主要包括传感器输入信号、通信接口、晶振电路、复位电路及BOOT选择电路。如图2所示：

参考文献

[1]魏洪兴主编.嵌入式系统设计师教程.北京:清华大学出版社,2006.

[2]意法半导体STM32系列STM32F10332位微控制器.今日电子.2008,2:61-62.