專利名稱：架空線路故障指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用 新型涉及的是一種電力檢測技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種架空線路故障指不器。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)中的線路故障多發(fā)生在配電網(wǎng)，直接影響著社會生產(chǎn)與人們?nèi)粘Ｉ?，所以及時準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)變得非常重要。近年來，架空線路故障指示器的應(yīng)用給故障查找?guī)砹藰O大的便利，在電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，我國的配電網(wǎng)多為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或小電流接地系統(tǒng)，對于故障電流較大的短路故障，一般故障指示器均具有一定的準(zhǔn)確性，但對于接地故障，一般故障指示器的準(zhǔn)確性大大降低。而單相接地故障的發(fā)生率在線路發(fā)生的總故障中占了 75%以上。盡管產(chǎn)品生產(chǎn)廠家和研究機(jī)構(gòu)對該問題進(jìn)行了深入的研究，但并沒有取得突破性的進(jìn)展，對接地故障的準(zhǔn)確判定仍然是個難題。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的檢索發(fā)現(xiàn)中國專利文獻(xiàn)號CN201045627Y，名稱“智能型電力線路故障指示器”；中國專利文獻(xiàn)號CN2935175Y，名稱“供電線路故障指示器”；中國專利文獻(xiàn)號CN2560952Y，名稱“光閃式線路故障指示器”均存在以下問題(這些也是目前市場上故障指示器普遍存在的問題)1、不能通過高壓線路取電，僅靠電池供電，產(chǎn)品使用壽命短；2、不能對電流門限閥值、自動復(fù)位時間等系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)置及帶電檢修；3、故障判定多采用模擬電路，對故障信息不能實(shí)現(xiàn)智能綜合判定，故障判定準(zhǔn)確性低；4、接地故障判定不準(zhǔn)確；5、防雷、防涌流、防電磁干擾、防誤動等措施簡單，不能達(dá)到預(yù)定的效果。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種架空線路故障指示器，以解決市場上現(xiàn)有故障指示器不能經(jīng)線路取電、不能對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行更改和帶電檢修、僅靠模擬電路判斷、單相接地故障判定不準(zhǔn)確、防干擾措施簡單等一系列問題。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括微處理器觸發(fā)電路、信號變換電路、CT取電電路、微處理器芯片、瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路、永久接地故障指示燈驅(qū)動電路、電壓變換電路以及處理器外圍電路，其中微處理器觸發(fā)電路與微處理器芯片的外部中斷IO相連接，信號變換電路與微處理器芯片的AD轉(zhuǎn)換管腳相連接，CT取電電路與微處理器芯片相連并輸出直流電壓，電壓變換電路采集到的電壓信號輸出端與微處理器芯片的AD轉(zhuǎn)換管腳相連接，微處理器芯片的IO管腳與瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路的控制端相連接，微處理器芯片的IO管腳與永久接地故障指示燈驅(qū)動電路的控制端相連接， 處理器外圍電路的輸出端分別與微處理器的IO管腳相連接。所述的CT取電電路包括整流濾波電路、DC/DC模塊電路、過壓保護(hù)電路、掉電檢測電路和后備電池電路，其中高壓線路的電流經(jīng)過電流傳感器、防浪涌保護(hù)電路后分別進(jìn)入信號變換電路、CT取電電路以及整流濾波電路，整流濾波電路的輸出端連接DC/DC模塊電路、過壓保護(hù)電路和掉電檢測電路，DC/DC模塊電路的輸出端輸出3V直流電壓，掉電檢測電路的輸出端控制后備電池電路是否向整個系統(tǒng)輸出電壓。所述的處理器外圍電路包括參數(shù)設(shè)置電路、帶電檢修電路、看門狗電路、程序下載電路，其中參數(shù)設(shè)置電路的控制端與微處理器芯片的IO端相連接，帶電檢修電路的控制端與微處理器芯片的IO端相連接，看門狗電路的復(fù)位輸出端與微處理器芯片的IO端相連接，程序下載電路與微處理器芯片的JTAG端相連接。所述的微處理器觸發(fā)電路、信號變換電路、CT取電電路的輸入端設(shè)有依次串聯(lián)連接的防浪涌保護(hù)電路以及電流傳感器；該電流傳感器由精密電流互感器構(gòu)成，防浪涌保護(hù)電路由TVS管組成。所述的電壓變換電路的輸入端設(shè)有電壓傳感器；該電壓傳感器由精密電壓互感器構(gòu)成。所述的微處理器觸發(fā)電路由開關(guān)三極管構(gòu)成，其輸出端與微處理器芯片的外部中斷輸入管腳相連。所述的信號變換電路由放大器芯片構(gòu)成，其輸出端與微處理器芯片的AD輸入管腳相連。所述的瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路由兩個電阻、三個高亮指示燈以及三極管構(gòu)成。所述的永久接地故障指示燈驅(qū)動電路由兩個電阻、三個高亮指示燈以及三極管構(gòu)成。所述的看門狗電路由看門狗芯片和電阻構(gòu)成。所述的微處理器下載接口電路由JTAG接口、濾波電容和電阻構(gòu)成。本實(shí)用新型的工作原理電流傳感器與電壓傳感器將經(jīng)高壓線路而來的交流信號經(jīng)過相應(yīng)變換后，傳給微處理器進(jìn)行實(shí)時的電流電壓監(jiān)測。當(dāng)架空線路發(fā)生線路電流涌流時，微處理器觸發(fā)電路喚醒處于休眠狀態(tài)的微處理器，微處理器開始工作，對經(jīng)信號變換電路轉(zhuǎn)換后的低壓直流信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、故障判定等，當(dāng)判定發(fā)生線路故障時，則控制高亮指示燈進(jìn)行閃爍指示。當(dāng)發(fā)生瞬間接地故障時，瞬間接地故障指示燈閃爍，當(dāng)發(fā)生永久接地故障時，永久接地故障指示燈閃爍。而CT取電電路，用于獲取經(jīng)CT變換而來的電流信號， 并將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的3. 3V直流電壓。本裝置中的參數(shù)設(shè)置電路允許用戶自行設(shè)定電流門限閥值Imax的大小、故障指示器復(fù)位時間等系統(tǒng)參數(shù)。在故障指示器掛網(wǎng)帶電的情況下，帶電檢修電路既可以讓用戶通過磁鐵檢測故障指示器內(nèi)的電池是否有效，又可以對發(fā)生故障時的閃爍指示燈進(jìn)行人工復(fù)位。看門狗電路可以監(jiān)控程序的運(yùn)行情況，當(dāng)線路的電磁干擾影響到程序的正常運(yùn)行時， 硬件看門狗可以對程序進(jìn)行復(fù)位，保證了程序的順利運(yùn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的顯著效果是能夠解決目前故障指示器中存在的接地故障判定不準(zhǔn)確、使用壽命短、產(chǎn)品易受電磁干擾、易誤動、非智能等一系列問題。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于故障指示器的電路板處于較強(qiáng)的電場和磁場中，芯片工作的穩(wěn)定性需要得到很好的解決，所以采用了防涌流保護(hù)設(shè)計(jì)，使得整個電路的防涌流、防雷擊及抗電磁干擾等能力得到了很大的提升；采用了經(jīng)線路取電與電池備用相結(jié)合的電源設(shè)計(jì)，解決了市場上故障指示器由于僅靠電池供電導(dǎo)致使用壽命短的問題；采用了優(yōu)良的數(shù)字電路和高性能的CPU芯片，提高了產(chǎn)品的可靠性和抗干擾性；采用了先進(jìn)的故障判定方法，解決了現(xiàn)有故障指示器單相接地故障判定不準(zhǔn)確問題；整個產(chǎn)品設(shè)計(jì)了人性化的接口、智能化省電模式、便捷的系統(tǒng)參數(shù)的修改等，將線路故障檢測向智能化、人性化邁進(jìn)了堅(jiān)實(shí)的一步。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為CT取電電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路圖。圖4看門狗電路圖。圖5為微處理器下載接口電路圖。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括微處理器觸發(fā)電路1、信號變換電路2、CT取電電路3、 微處理器芯片4、瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路5、永久接地故障指示燈驅(qū)動電路6、電壓變換電路8以及處理器外圍電路，其中微處理器觸發(fā)電路1與微處理器芯片4的外部中斷IO 相連接，信號變換電路2與微處理器芯片4的AD轉(zhuǎn)換管腳相連接，CT取電電路3為微處理器芯片4及其他芯片提供穩(wěn)定的3V直流電壓，電壓變換電路8的電壓信號輸出端與微處理器芯片4的AD轉(zhuǎn)換管腳相連接，微處理器芯片4的IO管腳與瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路5和永久接地故障指示燈驅(qū)動電路6的控制端相連接，處理器外圍電路的輸出端分別與微處理器芯片4的IO管腳相連接。所述的微處理器觸發(fā)電路1由開關(guān)三極管構(gòu)成，該微處理器觸發(fā)電路1用于感知供電線路中的突變電流，進(jìn)而生成開關(guān)量，其輸出端與微處理器芯片的外部中斷輸入管腳相連。所述的信號變換電路2由放大器芯片構(gòu)成，該信號變換電路2用于將經(jīng)電流傳感器18輸入的交流電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷盒盘?，同時將雙極性的電壓信號轉(zhuǎn)為單極性的電壓信號，其輸出接微處理器的AD輸入管腳。所述的電流傳感器18由精密電流互感器構(gòu)成，用于獲取供電線路中的電流信號。所述的電壓變換電路8由電壓轉(zhuǎn)換芯片組成的降壓電路、整流橋芯片組成的整流電路、0. 1 μ f的濾波電容組成的濾波電路組成，該電壓變換電路8用于將線路的交流電壓信號轉(zhuǎn)換為微處理器可以接受的直流電壓信號，其輸出接微處理器的AD輸入管腳，輸入端接收電壓傳感器19輸出的電壓信號。所述的電壓傳感器19由精密電壓互感器構(gòu)成，用于獲取供電線路中的電壓信號， 其輸出接電壓變換電路8。[0037]所述的處理器外圍電路包括參數(shù)設(shè)置電路9、帶電檢修電路10、看門狗電路11、 程序下載電路12，其中參數(shù)設(shè)置電路9的控制端與微處理器芯片4的IO端相連接，帶電檢修電路10的控制端與微處理器芯片4的IO端相連接，看門狗電路11的復(fù)位輸出端與微處理器芯片4的IO端相連接，程序下載電路12與微處理器芯片4的JTAG端相連接。如圖2所示，所述的CT取電電路3包括整流濾波電路13、DC/DC模塊電路14、過壓保護(hù)電路15、掉電檢測電路16和后備電池電路17，其中高壓線路的電流經(jīng)過電流傳感器18、防浪涌保護(hù)電路20后分別進(jìn)入信號變換電路2、CT取電電路3以及整流濾波電路13， 整流濾波電路13的輸出端連接DC/DC模塊電路14、過壓保護(hù)電路15和掉電檢測電路16， DC/DC模塊電路14的輸出端輸出3V直流電壓，掉電檢測電路16的輸出端控制后備電池電路17是否向整個系統(tǒng)輸出電壓；該CT取電電路3用于獲取經(jīng)CT變換而來的電流信號，并將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的3V直流電壓，其輸出為整個系統(tǒng)提供電源。所述的防浪涌保護(hù)電路20由TVS管組成，用于保護(hù)整個電路不受雷擊、浪涌、電磁干擾等影響。如圖3所示，所述的瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路5由20歐姆的第十二電阻R12、 IK歐姆的第十三電阻R13、第二、第三和第四高亮指示燈D2、D3、D4以及NPN型的S8050作為第二三極管Q2構(gòu)成，其中第十二電阻R12的一端和電源VCC3相連，另一端和指示燈的正極相連，第二、第三和第四高亮指示燈D2、D3、D4并聯(lián)且其負(fù)極端與第二三極管Q2的集電極相連，第二三極管Q2的基極與第十三電阻R13的一端相連，第二三極管Q2的射極接地， 第十三電阻R13的另一端與微處理器芯片4的IO端。所述的永久接地故障指示燈驅(qū)動電路6的電路結(jié)構(gòu)與瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路5的電路結(jié)構(gòu)一致，僅與微處理器芯片4相連接的IO管腳不同。如圖4所示，所述的看門狗電路11由看門狗芯片MAX706、10K第二十九電阻似9 構(gòu)成，其中看門狗芯片MAX706的MR引腳與WDO引腳連接在一起，WDI引腳連接微處理器芯片4的IO端，PFI引腳接GND，VCC引腳接3V的電源，管腳RST連接微處理器芯片4的復(fù)位引腳，并通過IOK第二十九電阻似9接GND引腳。如圖5所示，所述的微處理器下載接口電路12由14芯的JTAG接口 Jl，0. 1 μ f的第一和第四濾波電容C1、C4，50K第五電阻R5構(gòu)成，其中14芯的JTAG接口 Jl連接微處理器芯片4的TD0、TDI、TMS、TCK、GND、RST、VCC3引腳。此外，引腳VCC3接第一濾波電容Cl， 引腳RST接上拉VCC3的第五電阻R5和第四濾波電容C4。
權(quán)利要求1.一種架空線路故障指示器，其特征在于，包括微處理器觸發(fā)電路、信號變換電路、 CT取電電路、微處理器芯片、瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路、永久接地故障指示燈驅(qū)動電路、電壓變換電路以及處理器外圍電路，其中微處理器觸發(fā)電路與微處理器芯片的外部中斷IO相連接，信號變換電路與微處理器芯片的AD轉(zhuǎn)換管腳相連接，CT取電電路與微處理器芯片相連并輸出直流電壓，電壓變換電路采集到的電壓信號輸出端與微處理器芯片的AD 轉(zhuǎn)換管腳相連接，微處理器芯片的IO管腳與瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路的控制端相連接，微處理器芯片的IO管腳與永久接地故障指示燈驅(qū)動電路的控制端相連接，處理器外圍電路的輸出端分別與微處理器的IO管腳相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的CT取電電路包括 整流濾波電路、DC/DC模塊電路、過壓保護(hù)電路、掉電檢測電路和后備電池電路，其中高壓線路的電流經(jīng)過電流傳感器、防浪涌保護(hù)電路后分別進(jìn)入信號變換電路、CT取電電路以及整流濾波電路，整流濾波電路的輸出端連接DC/DC模塊電路、過壓保護(hù)電路和掉電檢測電路，DC/DC模塊電路的輸出端輸出3V直流電壓，掉電檢測電路的輸出端控制后備電池電路是否向整個系統(tǒng)輸出電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的處理器外圍電路包括參數(shù)設(shè)置電路、帶電檢修電路、看門狗電路、程序下載電路，其中參數(shù)設(shè)置電路的控制端與微處理器芯片的IO端相連接，帶電檢修電路的控制端與微處理器芯片的IO端相連接， 看門狗電路的復(fù)位輸出端與微處理器芯片的IO端相連接，程序下載電路與微處理器芯片的JTAG端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的微處理器觸發(fā)電路、 信號變換電路、CT取電電路的輸入端設(shè)有依次串聯(lián)連接的防浪涌保護(hù)電路以及電流傳感器；該電流傳感器由精密電流互感器構(gòu)成，防浪涌保護(hù)電路由TVS管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的電壓變換電路的輸入端設(shè)有電壓傳感器；該電壓傳感器由精密電壓互感器構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的微處理器觸發(fā)電路由開關(guān)三極管構(gòu)成，其輸出端與微處理器芯片的外部中斷輸入管腳相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的信號變換電路由放大器芯片構(gòu)成，其輸出端與微處理器芯片的AD輸入管腳相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路和永久接地故障指示燈驅(qū)動電路分別由兩個電阻、三個高亮指示燈以及三極管構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的看門狗電路由看門狗芯片和電阻構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示器，其特征是，所述的微處理器下載接口電路由JTAG接口、濾波電容和電阻構(gòu)成。
專利摘要一種電力檢測技術(shù)領(lǐng)域的架空線路故障指示器，微處理器觸發(fā)電路、信號變換電路、CT取電電路、微處理器芯片、瞬間接地故障指示燈驅(qū)動電路、永久接地故障指示燈驅(qū)動電路、電壓變換電路以及處理器外圍電路。本裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中故障指示器不能經(jīng)線路取電、不能對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行更改和帶電檢修、僅靠模擬電路判斷、單相接地故障判定不準(zhǔn)確、防干擾措施簡單等一系列問題。
文檔編號G01R31/08GK201974501SQ20112004336
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者李剛, 羅曉, 董建偉, 趙虹運(yùn) 申請人:思源電氣股份有限公司