一种无线高低压钳形漏电流表的制作方法

1.本实用新型涉及电力工具技术领域，尤其涉及一种无线高低压钳形漏电流表。


背景技术：

2.目前，检测电缆电流时通常采用钳形电流表，传统的无线钳形电流表包括带绝缘杆的电流钳和电流表主机，或者是检测电流钳和电流表显示一体的钳形表，申请号为“202121155690x”的中国专利公开了“一种检测电涌保护器在线漏电流的钳形表，其特征在于，包括检测模块(1)，与检测模块(1)相连的触控模块(2)，与触控模块(2)相连的数据处理模块(3)和计时模块(4)，以及与数据处理模块(3)和计时模块(4)相连的显示模块(5)；检测模块(1)包括感应变压器单元(101)，所述感应变压器单元(101)可与被测导线元(6)电耦合，感应生成电流；数据处理模块(3)包括：电流电压转换电路(31)，所述电流电压转换电路(31)接收来自检测模块(1)的感应电流信号，并将检测模块(1)采集得到的电流变成对应的电压参数；修正电路(32)，将所述电流电压转换电路(31)处理得到的，可能存在的误差参数删除；模拟信息数字信号转换电路(33)，将经过修正电路(32)后保留的数据通过模拟信息数字信号转换电路(33)将参数转化为数字信号；存储单元(34)，对模拟信息数字信号转换电路(33)得到的数字信号进行保留，同时对计时模块(4)的数据进行保留；计算器集成电路(35)，对所述存储单元(34)中的数据进行峰值计算和平均值计算；显示模块(5)，将计算器集成电路(35)处理之后的数据和计时模块(4)的数据进行显示。”该专利技术方案虽然解决了检测用电设备多和设备功率大的电路系统检测误差大的技术问题，但是在数据传输上还是运用了显示数据的显示装置和测试按钮集成在整个钳形表上的传统形式，在汇总分析和转发读取时需要人工操作，由于人为手写记录存在一定的笔误等因素，不能保证检测数据信息的准确性，同时对于记录分析人员也很不方便，而且对于设备本身的故障信息的搜集也很不到位。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种无线高低压钳形漏电流表，如何方便技术人员记录分析，并保证检测数据信息的准确性，同时能够及时搜集设备故障信息，是本实用新型要解决的现有技术中的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：
5.一种无线高低压钳形漏电流表，包括主控模块、给主控模块供电的供电模块以及与主控模块连接的电流转换模块，还包括与主控模块连接的4g通信模块，所述4g通信模块包括用于与服务器进行通信的4g通信单元、用于给4g通讯模块供电的稳压电路和4g通信模块与主控模块连接的串口电平转换电路，所述电流转换模块包括用于将表头互感器采集到的原始电流数据放大的电流放大电路和用于把放大的电流信号转换成对应数字变量送给主控模块的模数转换电路。
6.本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过电流放大电路将采集到的原始电流
数据进行放大处理，通过模数转换电路将采集到的模拟数据转换成对应的数字变量，再把数字变量送给主控模块进行数据读取处理，并通过4g通信模块与外部服务器进行通信，将无线钳表采集数据和系统本身的故障数据通过连接服务器的移动端或者后台管理系统进行读取、转发、导出并保存，保证了数据采集的准确性，也方便工作人员记录分析和对设备本身的故障信息搜集。
7.进一步地，所述电流放大电路包括模拟量输入调理电路和信号参考电路。
8.进一步地，所述模拟量输入调理电路包括前置调理电路和采样保持电路，以用于对采集到的原始电流数据进行放大处理。
9.进一步地，所述供电模块包括锂电池、用于给锂电池充电的锂电池管理电路、用于给电流转换模块供电的直流升压电路和用于给主控模块稳压供电的mcu供电电路。
10.进一步地，所述主控模块连接有监控模块，以用于监控和复位主程序的运行。
11.进一步地，所述主控模块连接有报警电路，报警电路使用板载5v有源蜂鸣器进行报警提示用户。
12.进一步地，所述主控模块连接有存储模块，以用于存储用户代码数据，配合4g通讯模组进行运城升级ota使用和存储系统数据。
13.进一步地，所述主控模块连接有温度监测电路，以用于采集设备自身的温度。
14.进一步地，所述主控模块连接有运行指示灯，以用于指示程序运行状态。
附图说明
15.图1为本实用新型的一种无线高低压钳形漏电流表的主控模块、供电模块、电流转换模块和4g通信模块的结构框图；
16.图2为本实用新型的主控芯片的的引脚结构示意图；
17.图3为本实用新型的4g通信单元的电路图；
18.图4为本实用新型的电流转换模块的电路图；
19.图5为本实用新型的串口电平转换电路的电路图；
20.图6为本实用新型的给4g通信模块供电的稳压电路的电路图；
21.图7为本实用新型的供电模块的电路图。
22.图中标注说明：100、主控模块；200、供电模块；300、电流转换模块；301、采样保持电路；302、信号参考电路；303、模数转换电路；400、4g通信模块；401、4g通信单元。
具体实施方式
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
24.实施例如下：
25.如图1、图2、图3、图7所示的一种无线高低压钳形漏电流表，包括主控模块100、给主控模块100供电的供电模块200以及与主控模块100连接的电流转换模块300，供电模块
200包括锂电池、用于给锂电池充电的锂电池管理电路、用于给电流转换模块300供电的直流升压电路和用于给主控模块100稳压供电的mcu供电电路，具体的，主控模块100的主控芯片u10采用型号为hc32f460jcta-lqfp48的芯片，控制系统的任务调度，控制系统各个单元的外设，锂电池管理电路使用pw4203的充电管理芯片u1对锂电池充电，充电管理芯片u1的第8引脚与5v直流电源连接，充电管理芯片u1的第7引脚通过连接电感l1和电阻r4后与低压差ld0芯片u2的第1引脚相连接，低压差ld0芯片u2的型号为bl9193-33baprn，低压差ld0芯片u2的第5引脚与复位电路的电阻r22连接，并且第5引脚并联有电容c8，电阻r22另一端与主控芯片u10的第7引脚相连接，以实现对主控模块100的稳压供电。
26.如图2图4、图7所示的电流转换模块300包括用于将表头互感器采集到的原始电流数据放大的电流放大电路和用于把放大的电流信号转换成对应数字变量送给主控模块100的模数转换电路，电流放大电路包括模拟量输入调理电路和信号参考电路，模拟量输入调理电路包括前置调理电路和采样保持电路，以用于对采集到的原始电流数据进行放大处理，具体的，供电模块200通过升压电路中开关电源芯片me2188a50xg升压，开关电源芯片me2188a50xg的第5引脚分别并联精密运放u4、u6和u7的第7引脚以及模数转换芯片u5的第3引脚，分别对电流放大电路和模数转换电路303进行供电，保证采样保持电路301和信号参考电路302中的精密运放u4、u6和u7以及模数转换芯片u5的正常运行，模数转换芯片u5的型号为ads1251u/2k5，精密运放u4、u6以及u7的型号为opa350ua，模数转换芯片u5的第8引脚与信号参考电路连接，模数转换芯片u5的第5引脚与主控芯片u10的第40引脚连接，模数转换芯片u5的第6引脚与主控芯片u10的第39引脚连接，模数转换芯片u5的第4引脚连接电阻r18后与排针p2的第2引脚连接，排针p2为2.54-3p排针，排针p2的第1引脚连接有源晶振x1的第3引脚，而排针p2的第3引脚连接主控芯片u10的第38引脚，有源晶振x1的型号为tfom8m4rhkcnt2t，无线钳表电流采集电路主要分为两大部分，首先是把表头互感器采集到的原始电流数据通过仪表运放opa350ua进行放大处理，然后将放大的电流信号送到高精度模数转换器ads1251u/2k5中，将采集到的模拟数据转换成对应的数字变量，最后再把数字变量送给主控芯片u10进行数据读取处理，从而实现电流数据采集读取。
27.如图3、图5、图6所示的一种无线高低压钳形漏电流表，还包括与主控模块100连接的4g通信模块400，4g通信模块400包括用于与服务器进行通信的4g通信单元401、用于给4g通信模块400供电的稳压电路和4g通信模块400与主控模块100连接的串口电平转换电路，具体的，4g通信单元401为air724ug-cat1的通信模组芯片u12a，稳压电路的开关电源芯片u13的信号为mt2492，开关电源芯片u13的第5引脚与供电模块200的锂电池连接，开关电源芯片u13的第5引脚与第2引脚之间并联有电容c44和电容c45，开关电源芯片u13的第6引脚连接有型号为slo0520h100mtt的功率电感l3后与储能滤波电感d6连接，储能滤波电感d6的型号为mmsz4689，储能滤波电感d6的另一端并联有u12a的第59引脚和第60引脚，以实现对4g通信单元401的稳压供电；串口电平转换电路的三极管q1的基极串联电阻r34后与4g通信模组芯片u12a的第65引脚连接，同时三极管q1的基极并联有电容c56和电阻r35，三极管q1的射极与4g通信模组芯片u12a的第35引脚连接，三极管q1的集电极与主控芯片u10的第14引脚连接；串口电平转换电路的三极管q5的基极串联电阻r40后与4g通信模组芯片u12a的第65引脚连接，同时三极管q5的基极并联有电容c61，三极管q5的射极与4g通信模组芯片u12a的第36引脚连接，三极管q5的集电极与主控芯片u10的第13引脚连接，三极管q5的集电
极与主控芯片u10的第13引脚的串联电路上并联有电阻r39，电阻r39另一端与主控芯片u10的第9引脚连接，三极管q1、q5的型号为ss8050，以此实现4g通信模块400与主控模块100的串口通信，主控芯片u10对采集读取的数据通过串口通信发送给4g通信单元401，4g通信单元401将数据通过4g通信网络发送到服务器，技术人员可以通过相关数据信息接收的移动端软件程序或者微信小程序查看设备的运行状态和采集电流的数据，并且可以通过专用的手机app软件能读取、显示、转发、导出并保存所测数据，还可以通过pc端的后台管理系统查看全部的产品信息，包括设备使用位置、使用时间、地点、每日使用频率、等，对产品进行大数据分析。
28.如图1、图2所示主控模块100连接有监控模块，以用于监控和复位主程序的运行，具体的，监控模块使用监控和复位芯片u11，监控和复位芯片u11的型号为max706sesa/sp706，监控和复位芯片u11的第6引脚与主控芯片u10的第2引脚连接，监控和复位芯片u11的第7引脚连接排针p3的第1引脚，通过排针p3的第2引脚与主控芯片u10的第7引脚连接；主控模块100连接有报警电路，报警电路使用板载5v有源蜂鸣器进行报警提示用户，具体的，5v有源蜂鸣器一端与供电模块300的升压电路输出端连接，另一端连接三极管q6的第3电极，三极管q6的型号为ss8050，三极管q6的第2电极为接地端，第1电极串联电阻r41后与主控芯片u10的第11引脚连接；主控模块100连接有存储模块，以用于存储用户代码数据，配合4g通讯模组进行运城升级ota使用和存储系统数据，具体的，存储模块使用存储芯片u9存储用户代码数据，存储芯片u9的型号为w25q80dv，存储芯片u9的第1引脚与主控芯片u10的第32引脚连接，第2引脚与主控芯片u10的第33引脚连接，第5引脚与主控芯片u10的第31引脚连接，第6引脚与主控芯片u10的第30引脚连接，第8引脚与主控芯片u10的第36引脚连接；另外，主控模块100连接有温度监测电路，以用于采集设备自身的温度；主控模块100连接有运行指示灯，以用于指示程序运行状态。
29.综上所述：本实用新型改变钳形表传统的数据读取方式，通过4g通信模块与外部服务器进行通信，将无线钳表采集数据和系统本身的故障数据通过连接服务器的移动端或者后台管理系统进行读取、转发、导出并保存，保证了数据采集的准确性，也方便工作人员记录分析和对设备本身的故障信息搜集。
30.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种无线高低压钳形漏电流表，包括主控模块、给主控模块供电的供电模块以及与主控模块连接的电流转换模块，其特征在于：还包括与主控模块连接的4g通信模块，所述4g通信模块包括用于与服务器进行通信的4g通信单元、用于给4g通信模块供电的稳压电路和4g通信模块与主控模块连接的串口电平转换电路，所述电流转换模块包括用于将表头互感器采集到的原始电流数据放大的电流放大电路和用于把放大的电流信号转换成对应数字变量送给主控模块的模数转换电路。2.根据权利要求1所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述电流放大电路包括模拟量输入调理电路和信号参考电路。3.根据权利要求2所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述模拟量输入调理电路包括前置调理电路和采样保持电路，以用于对采集到的原始电流数据进行放大处理。4.根据权利要求1所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述供电模块包括锂电池、用于给锂电池充电的锂电池管理电路、用于给电流转换模块供电的直流升压电路和用于给主控模块稳压供电的mcu供电电路。5.根据权利要求1所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述主控模块连接有监控模块，以用于监控和复位主程序的运行。6.根据权利要求1所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述主控模块连接有报警电路，报警电路使用板载5v有源蜂鸣器进行报警提示用户。7.根据权利要求1所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述主控模块连接有存储模块，以用于存储用户代码数据，配合4g通讯模组进行运城升级ota使用和存储系统数据。8.根据权利要求1所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述主控模块连接有温度监测电路，以用于采集设备自身的温度。9.根据权利要求1所述的一种无线高低压钳形漏电流表，其特征在于：所述主控模块连接有运行指示灯，以用于指示程序运行状态。

技术总结
本实用新型公开了一种无线高低压钳形漏电流表，包括主控模块、供电模块、电流转换模块，还包括与主控模块连接的4G通信模块，所述4G通信模块包括4G通信单元、稳压电路和串口电平转换电路，所述电流转换模块包括电流放大电路和模数转换电路，本实用新型通过4G通信模块与外部服务器进行通信，将无线钳表采集数据和系统本身的故障数据通过连接服务器的移动端或者后台管理系统进行读取、转发、导出并保存，保证了数据采集的准确性，也方便工作人员记录分析和对设备本身的故障信息搜集。分析和对设备本身的故障信息搜集。分析和对设备本身的故障信息搜集。


技术研发人员：王云龙 郭剑黎 赵建 窦孝祥 郝涛 张洋 赵君臣 牛立壮 王培丹 张志锋 陈方 张沛 王辉 张磊
受保护的技术使用者：国网河南省电力公司郑州供电公司
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/2/9