专利名称：供电线路故障指示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种线路故障检测装置，尤其是指一种供电线路故障指示器。
背景技术：
供电线路发生故障后，如果没有在线的监测装置，通常只能采取分段合闸查找故障区段和盲目巡线的落后做法。现今已经有一些线路故障检测装置投入了使用，但是还存在一些不足现有的线路故障检测装置通常用有色标牌指示故障，但是夜间不便于观察标牌的状态，使得在实际应用中没有达到理想的效果。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种供电线路故障指示器，当线路发生故障时，转碗指示牌和发光指示灯同时指示故障状态，避免了其他类似产品在光线不好的情况下，看不清楚指示器状态的缺陷，它适用于110KV及以下的架空线路、电力电缆和开关柜母排。
为此，本实用新型采用以下技术方案一种供电线路故障指示器，它包括电流互感器，用于获取供电线路中的电流信号，其输出接突变电流信号电路、上电及故障检测电路；突变电流信号电路，用于感知供电线路中的突变电流，其输出接微处理器的一个输入端；上电及故障检测电路，用于产生上电信号及检测供电线路中的故障，其输出接下述微处理器的另一个输入端；微处理器，用于对突变电流信号和故障信号进行处理，并控制下述指示牌驱动电路和指示灯驱动电路；指示牌驱动电路，其输入接所述微处理器的一个输出端，其输出接指示牌；指示灯驱动电路，其输入接所述微处理器的另一个输出端，其输出接指示灯。
在本实用新型的实施措施中，还可以在所述微处理器的输入端连接测试电路，该测试电路由接在正电源与地之间的阻容支路及接在该阻容支路串联点与地之间的开关组成，该阻容支路串联点接所述微处理器的输入端。
所述微处理器的输入端可连接时钟电路。
所述微处理器的输入端可连接程序下载电路。
所述突变电流信号电路可由阻容串联支路和晶体管串联而成，该阻容串联支路的前端接所述电流互感器的输出信号，该晶体管的输出接所述微处理器的输入端。
所述上电及故障检测电路可由一端接地的电阻分压支路和与该分压支路的下分压电阻并联的电容组成，该分压支路的另一端接所述电流互感器的输出信号，该分压支路的分压点接所述微处理器的输入端。
所述指示牌驱动电路可以是由四个晶体管组成的电桥式正反向控制电路，所述指示牌的磁化线圈接在该电桥的晶体管串联点之间，所述各晶体管的输入分别接所述微处理器的一个输出端。
所述指示灯驱动电路可由晶体管组成，所述指示灯接该晶体管的输出，该晶体管的控制端接所述微处理器的一个输出端。
所述指示灯的电源回路中或所述晶体管的控制端与所述微处理器的一个输出端之间可串联一个控制指示灯的光敏开关。
电流互感器采集供电线路中电流信号，若发生短路故障，突变电流信号电路便可感知瞬间相电流的突变值，并通知微处理器，微处理器则通过检查故障检测电路所呈现的状态来判断是否有线路故障发生，若有，则通过驱动电路控制转碗指示牌和发光指示灯同时指示故障状态。
本实用新型的优点是由于当供电线路发生故障时，本实用新型的转碗指示牌和发光指示灯会同时指示故障状态，从而避免了其他类似产品在光线不好的情况下，看不清楚指示器状态的缺陷。
由于当电网故障排除后送电时，可以利用上电检测电路使转碗指示牌及时返回正常状态，使发光指示灯停止闪烁，因此可以减少指示器的耗电量。
由于在指示灯的电源回路中或控制回路中串联了光敏开关，它可控制指示灯只能于光线较暗时才能被点亮，因此也可减少指示器的耗电量。
由于突变电流信号电路和故障检测电路同时接收电流互感器的信号，因此可给微处理器提供可靠的故障检测信号，使得不仅能够准确的检测到故障时的突变电流，而且能够消除涌流造成的干扰。
以下结合附图作进一步说明。
图1为本实用新型的组成框图；图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型是一种线路故障指示器，请参见图1，它包括电流互感器2，用于获取供电线路中的电流信号，其输出接突变电流信号电路3、上电及故障检测电路4；突变电流信号电路3，用于感知供电线路中的突变电流，其输出接微处理器1的一个输入端；上电及故障检测电路4，用于产生上电信号及检测供电线路中的故障，其输出接微处理器1的另一个输入端；微处理器1，用于对突变电流信号和故障信号进行处理，并控制指示牌驱动电路6和指示灯驱动电路7；指示牌驱动电路6，其输入接微处理器1的一个输出端，其输出接指示牌10；指示灯驱动电路7，其输入接微处理器1的另一个输出端，其输出接指示灯11。
此外还可以在微处理器的输入端连接测试电路5、时钟电路9、程序下载电路8。
上述突变电流信号电路3、上电及故障检测电路4、测试电路5、指示牌驱动电路6、指示灯驱动电路7、程序下载电路8、时钟电路9制作在电子线路板上并用塑料外壳封装。
电流互感器2采集供电线路中电流信号，若发生短路故障，突变电流信号电路3便可感知瞬间相电流的突变值，并通知微处理器1，微处理器1则通过检查故障检测电路4所呈现的状态来判断是否有线路故障发生，若有，则通过驱动电路控制转碗指示牌10和点亮指示灯11同时指示故障状态。
请参阅图2所示的电路原理图。
微处理器1由U1构成，其选用微芯公司的16f88，它是本指示器的核心部件，是一只带有模数转换器的高性能微处理器。电流互感器2由线圈L2和电阻R16组成，其输出经整流器D2整流后变成直流电压信号。突变电流信号电路3由阻容串联支路C10-R7与晶体管Q1串联而成，该阻容串联支路的前端即电容C10的正极，接电流互感器的输出信号，该晶体管Q1的输出接微处理器U1的输入端6。上电及故障检测电路4由一端接地的电阻分压支路R4-R6和与该分压支路的下分压电阻R4并联的电容C5组成，该分压支路的另一端即R6的前端，接电流互感器的输出信号，该分压支路的分压点接微处理器U1的输入端18。指示牌驱动电路6是由四个晶体管Q2、Q3、Q4、Q5组成的电桥式正反向控制电路，指示牌10的磁化线圈L1接在该电桥的晶体管串联点之间，即晶体管Q2、Q4的串联点与晶体管Q5、Q3的串联点之间，晶体管Q2-Q5的输入分别接微处理器U1的输出端11、3、15、17。指示灯驱动电路7由晶体管Q6组成，指示灯11由接该晶体管Q6输出的发光管D3、D4、D5组成，该晶体管Q6的控制端接微处理器U1的输出端2。
下面叙述该电路的工作原理。
当供电线路发生短路的瞬间，相电流会有一个突变，若突变电流值大于一定数值，而且在设定的时间内电流值为零，则表明线路发生了短路故障，而且线路已经跳闸。否则表明没有发生短路故障。
在供电线路正常时，电流互感器的输出电压基本是平缓的直流电压，由于电容C10的阻隔，晶体管Q1截止，没有故障信号报告微处理器。
当电流互感器感知到供电线路上有大突变电流时，此高频信号将穿过电容C10到达三极管Q1，使其集电极电平变低，从而送出故障信号。同时此高频信号也送达故障检测电路。微处理器U1接收到该大突变电流信号后，首先测量故障检测电路中R4上的电压。若检测到R4上有电压，则认为线路已经恢复供电或线路上只是发生了涌流，微处理器不作处理。若在设定的时间内R4上的电压降为零，即故障相的电流为零，则认为有线路故障发生。于是微处理器U1通过由Q2、Q3、Q4、Q5组成的指示牌驱动电路6，使磁化线圈L1充磁，驱动转碗指示牌10转动来指示故障，Q3和Q4同时导通将正向磁化线圈L1，Q2和Q5同时导通则反向磁化线圈。同时微处理器U1通过由晶体管Q6组成的指示灯驱动电路7，使指示灯11闪烁。
由于指示灯11在光线较暗时显示效果突出，而在强光下则不明显，因此可在其电源回路中或晶体管Q6的控制端与微处理器U1的输出端2之间串联一个光敏开关，以控制指示灯11只能于光线较暗时才能被点亮。这样还可减少指示器的耗电量。
由于突变电流信号电路和故障检测电路同时接收电流互感器的信号，因此可给微处理器提供可靠的故障检测信号，使得不仅能够准确的检测到故障时的突变电流，而且能够消除涌流造成的干扰。
下面介绍此电路中的其它功能单元U2为升压电路，给发光灯和指示牌提供足够驱动电压，型号可选用TC1222，U2仅当收到微处理器U1的控制信号时才开始工作。
测试电路5由接在正电源与地之间的阻容支路R3-C1及接在该阻容支路串联点与地之间的开关S1组成，该阻容支路串联点接微处理器U1的输入端4，开关S1被按下后，处理器会测试各部分电路，如电路功能正常，则指示灯D6闪烁3次。
程序下载电路8由接插件J1、电阻R1和R2、电容C4组成，R1、R2、C4分别与U1的管脚9、12、8连接，程序下载电路用于更新和下载微处理器的程序。
时钟电路9由U3构成，其输出接微处理器U1的输入端16，时钟电路用来给微处理器U1提供定时时钟，定时时间结束后，转碗指示牌10返回正常状态，发光指示灯11也停止闪烁。
R4、R6和C5同时也是上电检测电路，它接收电流互感器的信号，可用于判断指示器是否处于在网状态，即是否安装在配电网线路上，只有处于在网状态时，微处理器才开始监测故障信号，否则微处理器处于休眠状态，因此极大地减少了功耗，延长了指示器的寿命。同时上电检测电路还为指示器结束故障指示状态提供了另一种条件一般情况，故障指示器检测到故障后做出相应的指示，经过设定的延时时间后再返回正常状态。当电网故障及时排除，并于延时时间结束之前送电时，其R4上便有电压，因此可以利用其向微处理器送出供电线路正常的信号，微处理器遂使转碗指示牌及时返回正常状态、使发光指示灯停止闪烁，以减少指示器的耗电量。
权利要求1.一种供电线路故障指示器，其特征在于它包括电流互感器，用于获取供电线路中的电流信号，其输出接下述的突变电流信号电路、上电及故障检测电路；突变电流信号电路，用于感知供电线路中的突变电流，其输出接下述微处理器的一个输入端；上电及故障检测电路，用于产生上电信号及检测供电线路中的故障，其输出接下述微处理器的另一个输入端；微处理器，用于对突变电流信号和故障信号进行处理，并控制下述指示牌驱动电路和指示灯驱动电路；指示牌驱动电路，其输入接所述微处理器的一个输出端，其输出接指示牌；指示灯驱动电路，其输入接所述微处理器的另一个输出端，其输出接指示灯。
2.如权利要求1所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述微处理器的输入端连接测试电路。
3.如权利要求2所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述测试电路由接在正电源与地之间的阻容支路及接在该阻容支路串联点与地之间的开关组成，该阻容支路串联点接所述微处理器的输入端。
4.如权利要求1所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述微处理器的输入端连接时钟电路。
5.如权利要求1所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述微处理器的输入端连接程序下载电路。
6.如权利要求1至5之一所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述突变电流信号电路由阻容串联支路和晶体管串联而成，该阻容串联支路的前端接所述电流互感器的输出信号，该晶体管的输出接所述微处理器的输入端。
7.如权利要求1至5之一所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述上电及故障检测电路由一端接地的电阻分压支路和与该分压支路的下分压电阻并联的电容组成，该分压支路的另一端接所述电流互感器的输出信号，该分压支路的分压点接所述微处理器的输入端。
8.如权利要求1至5之一所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述指示牌驱动电路是由四个晶体管组成的电桥式正反向控制电路，所述指示牌的磁化线圈接在该电桥的晶体管串联点之间，所述各晶体管的输入分别接所述微处理器的一个输出端。
9.如权利要求1至5之一所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述指示灯驱动电路由晶体管组成，所述指示灯接该晶体管的输出，该晶体管的控制端接所述微处理器的一个输出端。
10.如权利要求9所述的供电线路故障指示器，其特征在于所述指示灯的电源回路中或所述晶体管的控制端与所述微处理器的一个输出端之间串联一个控制指示灯的光敏开关。
专利摘要一种供电线路故障指示器，它包括电流互感器，其输出接突变电流信号电路、上电及故障检测电路；突变电流信号电路，其输出接微处理器的一个输入端；上电及故障检测电路，其输出接下述微处理器的另一个输入端；微处理器；指示牌驱动电路，其输入接所述微处理器的一个输出端，其输出接指示牌；指示灯驱动电路，其输入接所述微处理器的另一个输出端，其输出接指示灯。当线路发生故障时，转碗指示牌和发光指示灯同时指示故障状态，避免了其他类似产品在光线不好的情况下，看不清楚指示器状态的缺陷，它适用于110KV及以下的架空线路、电力电缆和开关柜母排。
文档编号G01R31/02GK2935175SQ20062011802
公开日2007年8月15日 申请日期2006年6月2日 优先权日2006年6月2日
发明者董永清 申请人:董永清