专利名称：一种用于检测电力故障的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力线路领域，尤其涉及一种用于检测电力故障的装置。
背景技术：
近年来，故障指示器越来越多应用于智能电网的配电网系统改造中，电力用户一般通过在分支点和用户进线等处安装故障指示器，巡线人员借助故障指示器上的告警指示可迅速确定故障区段、分支以及故障点，缩短了故障恢复的时间，节省了大量人力、物力，彻底的改变了配电网系统过去盲目的巡线、分段合闸试送电等传统查找故障的落后技术，应用故障指示器后，延长了电力设备的寿命，提高了工作效率，缩短了配电网系统的停电时间，有效的提高了供电可靠性，且带来了巨大的社会经济效益。目前，由于配电网系统的需要，故障指示器需要两遥功能，一个是实时监测电流， 一个是输出故障信号，电流的精确监测就显的尤为重要，因此，迫切需要一种监测电流线路电流的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术无法精确监测电流的缺陷，提供一种用于监测电力线路电流的装置，该技术方案扩大了小电流的监测范围，有效的降低了电力线路由于故障误报、误判以及开关误动作所造成的损失，提高故障指示器或配电自动化设备的可靠性。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种用于检测电力故障的装置，该装置密封在外壳里，外壳的表面设置有用于传输电流信号的第一光纤传输头和用于传输故障信号的第二光纤传输头，该装置具体包括
传感模块，用于通过电流互感器将电力线路的一次侧大电流转换为二次侧小电流； 信号处理模块，与所述传感模块连接，用于根据所采集的电流信号判断是否传输故障信号;
光纤传输模块，与所述信号处理模块连接，并与第一光纤传输头和第二光纤传输头连接以分别传输电流信号和故障信号，并根据电流信号和故障信号控制发射灯的亮与灭。在本发明所述的装置中，所述传感模块包括磁芯、二次绕组以及绝缘部分，其中， 磁芯采用高磁导率的硅钢片叠绕而成。
在本发明所述的装置中，所述信号处理模块包括保护单元、与所述保护单元连接的整流单元、与所述整流单元连接的限压单元、与所述整流单元连接的越限单元以及分别与所述限压单元和所述越限单元连接的主控器，其中，
保护单元，用于避免一次侧大电流对电路的影响；
整流单元，用于实现电流二次侧小电流与直流电压之间的转换；
限压单元，用于输入电压超过预设电压时将该输入电压限制在预设电压范围内；
越限单元，用于输入电流超过预设电流时产生中断信号，并将其发送至主控器；主控器，用于根据所采集的电流信号判断是否传输故障信号，并输出所述光纤传输模块的驱动信号。在本发明所述的装置中，所述保护单元包括压敏电阻。在本发明所述的装置中，所述整流单元包括整流桥电路。在本发明所述的装置中，所述越限单元包括迟滞比较器电路。在本发明所述的装置中，所述光纤传输模块包括用于通过开关管控制发射灯亮与灭的发射灯电路。在本发明所述的装置中，所述发射灯电路具体包括开关管Q1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3以及芯片U2，其中，
开关管Ql的基极与电阻R9的一端连接，发射极分别与电阻R8的一端连接和电源VCC 连接，集电极分别与电容C3的一端和芯片U2的VCC端连接，电容C3的另一端接地，芯片U2 的Vin端与电阻RlO的一端连接。在本发明所述的装置中，该装置应用于故障指示器或配电自动化设备。实施本发明的技术方案，具有以下有益效果通过电流互感器将电力线路的一次侧大电流转换为二次侧小电流，并对该二次侧小电流进行处理，扩大了小电流的监测范围， 有效的降低了电力线路由于故障误报、误判以及开关误动作所造成的损失，提高故障指示器或配电自动化设备的可靠性；且采用光纤传输电流信号和故障信号，从而提高了传输的距离和速度，且信号具有高抗干扰性。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中
图I是本发明用于检测电力故障的装置的外观示意图2是本发明用于检测电力故障的装置的结构示意图3是本发明整流桥电路的示意图4是本发明迟滞比较电路的示意图5是本发明发射灯电路的示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图1，图I是本发明用于检测电力故障的装置的外观示意图，如图I所示， 该装置经由第一分壳和第二分壳通过连接部件相互耦合构成，所述第一分壳的表面设置有用于传输电流信号的第一光纤传输头和用于传输故障信号的第二光纤传输头，在本实施例中，第一分壳的上部和第二分壳的上部均呈圆形，可进行开启式安装，第一分壳的下部和第二分壳的下部均呈方形，在其他的实施例中，该装置也可为其他的形状，本领域的技术人员应当了解，在此不再赘述，另外，在现有技术中，对于外壳部分采用一般的不锈钢材质，这种弱磁导率材质降低了监测的精度，在本实施例中，该装置可将优质环氧树脂通过真空浇注在可阻燃的外壳上，这样的话，该装置可防潮湿且性能稳定。
请参阅图2，图2是本发明用于监测电力线路电流的装置的结构示意图，如图2所示，该装置具体包括依次连接的传感模块I、信号处理模块2以及光纤传输模块3，所述信号处理模块2包括保护单元21、与所述保护单元21连接的整流单元22、与所述整流单元22 连接的限压单元23、与所述整流单元22连接的越限单元24以及分别与所述限压单元23和所述越限单元24连接的主控器25，下面具体介绍各个部分的作用
传感模块1，用于通过电流互感器将电力线路的一次侧大电流转换为二次侧小电流，优选地，所述传感模块I包括磁芯、二次绕组以及绝缘部分，其中，磁芯采用高磁导率的硅钢片叠绕而成，该磁芯具有磁路损耗小的特点。信号处理模块2，用于根据所采集的电流信号判断是否传输故障信号，也就是说， 若电流越限时将其故障信号上传至主控器25。保护单元21，用于避免一次侧大电流对电路的影响，优选地，所述保护单元包括压敏电阻，本领域的技术人员应当了解，这里不再赘述。整流单元22，用于实现电流二次侧小电流与直流电压之间的转换，优选地，所述整流单元22包括整流桥电路，该整流桥电路如图3所示，该电路包括电阻R1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4以及电容Cl，在本实施例中，电流二次侧小电流经电阻Rl串联后转换为交流电压，再分别通过由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成的整流桥转换为直流电压，最后通过电容Cl进行滤波。限压单元23，用于输入电压超过预设电压时将该输入电压限制在预设电压范围内，应当说明的是，在本实施例中，假定该预设电压为2V，若通过限压单元23将输入电压钳制在2V，这样的话，保证了主控器25模拟采样输入所需要的最大电压，同时也保护了主控器25。越限单元24，用于输入电流超过预设电流时产生中断信号，并将其发送至主控器 25，所述越限单元包括迟滞比较器电路，该迟滞比较器电路如图4所示，采用迟滞比较电路是为了避免纹波影响，在本实施例中，该迟滞比较器电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、迟滞比较器Ul以及电容C2，值得一提的是，该电路输入的参考电压采用高精密的稳压芯片，输入信号UA为整流桥滤波后的分压电压，本实施例中采用的是低功耗的迟滞比较器Ul。主控器25，用于根据所采集的电流信号判断是否传输故障信号，并输出所述光纤传输模块3的驱动信号。在本实施例中，该主控器25采用的是低功耗的处理芯片。光纤传输模块3，与第一光纤传输头和第二光纤传输头连接以分别传输电流信号和故障信号，并根据电流信号和故障信号控制发射灯的亮与灭。所述光纤传输模块包括用于通过开关管控制发射灯亮与灭的发射灯电路，如图5所示，所述发射灯电路具体包括开关管Q1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3以及芯片U2，其中，
开关管Ql的基极与电阻R9的一端连接，发射极分别与电阻R8的一端连接和电源VCC 连接，集电极分别与电容C3的一端和芯片U2的VCC端连接，电容C3的另一端接地，芯片U2 的Vin端与电阻RlO的一端连接。应当说明的是，在本实施例中，电源VCC为3. 6V。发射灯电路的工作过程简述如下当C0NTRL_VCC2输入低电平时，开关管Ql导通， 则芯片U2根据输入的DATA_LIAHT信号将电信号转换为光信号。该发射灯电路内部集合了用于完成调理驱动信号的IC芯片，且采用光纤进行传输，提高了传输速度，一般情况下，传输速率最高可达16Mbps。优选地，该装置应用于故障指示器或配电自动化设备。相较于现有技术，通过电流互感器将电力线路的一次侧大电流转换为二次侧小电流，并对该二次侧小电流进行处理，扩大了小电流的监测范围，有效的降低了电力线路由于故障误报、误判以及开关误动作所造成的损失，提高故障指示器或配电自动化设备的可靠性；且采用光纤传输电流信号和故障信号，从而提高了传输的距离和速度，且信号具有高抗干扰性。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种用于检测电力故障的装置，其特征在于，该装置密封在外壳里，外壳的表面设置有用于传输电流信号的第一光纤传输头和用于传输故障信号的第二光纤传输头，该装置具体包括传感模块，用于通过电流互感器将电力线路的一次侧大电流转换为二次侧小电流；信号处理模块，与所述传感模块连接，用于根据所采集的电流信号判断是否传输故障信号;光纤传输模块，与所述信号处理模块连接，并与第一光纤传输头和第二光纤传输头连接以分别传输电流信号和故障信号，并根据电流信号和故障信号控制发射灯的亮与灭。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述传感模块包括磁芯、二次绕组以及绝缘部分，其中，磁芯采用高磁导率的硅钢片叠绕而成。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块包括保护单元、与所述保护单元连接的整流单元、与所述整流单元连接的限压单元、与所述整流单元连接的越限单元以及分别与所述限压单元和所述越限单元连接的主控器，其中，保护单元，用于避免一次侧大电流对电路的影响；整流单元，用于实现电流二次侧小电流与直流电压之间的转换；限压单元，用于输入电压超过预设电压时将该输入电压限制在预设电压范围内；越限单元，用于输入电流超过预设电流时产生中断信号，并将其发送至主控器；主控器，用于根据所采集的电流信号判断是否传输故障信号，并输出所述光纤传输模块的驱动信号。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述保护单元包括压敏电阻。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述整流单元包括整流桥电路。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述越限单元包括迟滞比较器电路。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光纤传输模块包括用于通过开关管控制发射灯亮与灭的发射灯电路。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发射灯电路具体包括开关管Q1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3以及芯片U2，其中，开关管Ql的基极与电阻R9的一端连接，发射极分别与电阻R8的一端连接和电源VCC 连接，集电极分别与电容C3的一端和芯片U2的VCC端连接，电容C3的另一端接地，芯片U2 的Vin端与电阻RlO的一端连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，该装置应用于故障指示器或配电自动化设备。
全文摘要
本发明公开一种用于检测电力故障的装置，该装置包括依次连接且用于通过电流互感器将电力线路的一次侧大电流转换为二次侧小电流的传感模块、用于根据电流信号判断是否传输故障信号的信号处理模块以及用于通过第一光纤传输头和第二光纤传输头分别传输电流信号和故障信号，并根据电流信号和故障信号控制发射灯的亮与灭的光纤传输模块。通过电流互感器将电力线路的一次侧大电流转换为二次侧小电流，并对二次侧小电流进行处理，扩大了小电流的监测范围，降低了电力线路由于故障误报、误判以及开关误动作所造成的损失，提高故障指示器或配电自动化设备的可靠性；且采用光纤传输电流信号和故障信号，从而提高了传输的距离和速度，且信号具有高抗干扰性。
文档编号G01R19/00GK102590581SQ20121000880
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者魏之明 申请人:航天科工深圳(集团)有限公司