专利名称：一种直流配电系统的通断检测方法及检测电路的制作方法
一种直流配电系统的通断检测方法及检测电路技术领域
本发明属于电气设备检测技术领域，涉及熔断器、断路器等装置通断状态的检测技术。
背景技术：
在电力配电系统中熔断器作为限流和短路保护器件被广泛使用，当配电系统中某一路发生过流或短路时，熔断器瞬间熔断，从而起到保护电源和用电设备的作用。同样断路器也被广泛应用于电力配电系统对电力输出的控制，确保用电的安全。在一个电力配电系统中每个熔断器的通断状态直接反映出每条线路的供电情况，当电力配电系统发生故障时导致熔断器熔断，快速查找和定位故障熔断器的位置对电力维护抢修单位快速修复消除故障起着很大的作用。因此，一种能快速准确地检测出配电系统中的熔断器通断状态的装置对电力监控系统来说是及其重要和必要的。
目前熔断器通断状态的检测方法主要是使用熔断信号器。检测熔断器时，熔断信号器与主熔断器并联，由于熔断信号器熔丝很细，电阻比主熔断器大许多，正常时电流主要通过主熔断器，当主熔断器发生断路时，电流通过熔断信号器，它的熔丝立即熔断，熔断信号器上方铜头在弹簧的作用下射出碰触微动开关，微动开关的动作接通发出声光报警或其它信号检测电路，表示主熔断器断开了。
此种检测方法有一定的局限性，只有在主熔断器通电有负载电流，且电流足以使熔断信号器的熔丝熔断时，才能检测出主熔断器的断路状态。如果主熔断器线路中不通电或通电的负载电流无法使熔断信号器熔丝熔断时，就无法检测出主熔断器的通断状态。此夕卜，微动开关如果由于某种原因被误触发动作时，就存在着误检测的可能性。同时该种检测方法需要熔断信号器和微动开关检测电路，当检测多路熔断器时，就增加了熔断器检测成本和故障风险。发明内容
本发明是一种既不借助于熔断信号器和微动开关电路，也不需要电源系统供电来检测熔断器通断状态的新型检测方法。该方法解决了上述检测方法存在的局限性，无论熔断器是否通电都能检测熔断器的通断状态，同时还减少了成本降低了故障风险。
本发明提供了一种适用于直流配电系统的熔断器或断路器(以下称作被检对象)的通断状态检测方法。该方法建立一个包含被检对象在内的闭合电路，并在电路中串联一个用于产生与被检对象工作电流同向的检测电流的检测电源和至少一个能被检测电流触发的检测元件，通过检测元件的触发与否判断被检对象的通断。
上述方法的特点是检测每个被检对象都使用一个独立的检测回路，并且把要检测的被检对象包含在该检测回路之中，回路中配置电源，以形成毫安级的检测电流，当被检对象处于在导通状态时，检测回路导通形成电流回路，当被检对象被检对象在断开状态时，检测回路断开不形成电流回路。同时在检测回路中使用能被电流触发的检测元件来检测回路中是否存在电流，有电流存在时检测元件被触发，没有电流时检测元件不被触发，所以检测元件的触发与否直接反应出被检对象的通断状态。
本发明基于上述方法提出一种单路通断检测电路，包括一个用于连接被检对象电流流出端的检测电流输入端和一个用于连接被检对象电流流入端的检测电流输出端，在检测电流输入端与检测电流输出端之间串联有用于产生检测电流的电源和能被检测电流触发的检测元件。
所述检测元件可以是能够被电流所触发而变换工作状态并且其改变可被观察或被检测至的任何电子元件。较为适合的检测元件有发光二极管、光电耦合器等。
所述检测电源为一个低压直流电源，电压的大小在IOV到30V的范围之内。较为合适的兀器件有DC-DC的电源模块。
在上述检测电路中，为了保护电源和检测元件不被反向击穿或被大电流损坏，本发明所述检测电路的电流输入端与电流输出端之间还可以串联至少一个大功率电阻和至少一个二极管，所述大功率电阻可有效限制电流，二极管用于来保证回路电流的流向和被检对象工作电流保持一致(如图2所示)。所述大功率电阻和二极管优选两个。
在一个电力配电系统中，往往会有很多个被检对象需要检测，如果针对每一个被检对象都使用一个独立的检测电源，那么一个系统中就需要几十个电源，这无疑增加了成本。本发明为了尽可能的减少电源的数量，采用同一母线上被检对象的检测电路使用同一个检测电源，正极母线使用一个检测电源，负极母线使用另一个检测电源，这两个检测电源要求必须是电气隔离的独立电源，这样一个检测系统中只需要两个电源就够了。然而，同一母线上被检对象的检测回路使用同一个电源，当所有被检对象都导通时，每个检测回路中都有电流流过(如图3a所示)，而当某一支路的被检对象断开时，该检测回路的上半部分电路通过母线连接到另一支路的被检对象再回到电源负极，导致检测回路的上半部分电路中依然存在电流(如图3b所示)，这种情况下会使该支路中的检测元件在被检对象断开的情况下被触发，出现误检。
为此，本发明在上述单路通断检测电路的基础上，提出一种适用于检测多对被检对象的多路通断检测电路，该电路包括用于检测连接于正母线上的多个被检对象的第一组电路和用于检测连接于负母线上的多个被检对象的第二组电路，每组电路中包括共用同一电源的多个检测支路，每个检测支路包括一个用于连接被检对象电流流出端的检测电流输入端和一个用于连接被检对象电流流入端的检测电流输出端，每个支路上串联至少一个在支路导通时被触发的检测元件，第一组电路中的各支路上的检测元件位于电源和检测电流输入端之间，第二组电路中的各支路上的检测元件位于电源和检测电流输出端之间。
上述检测元件的位置设置则可以有效避免前述误检情况的发。
同样地，在上述多路通断检测电路中，为了保护检测电源和检测元件不被反向电压击穿或被大电流损坏，各支路中还可以串联至少一个大功率电阻和至少一个二极管，所述大功率电阻可有效限制电流，二极管用于来保证回路电流的流向和被检对象工作电流保持一致。各支路中所述大功率电阻和二极管同样优选两个。
本发明所述的检测方法及检测电路可以适用于熔断器、断路器等的通断检测，能有效地检测配电系统中熔断器或断路器的通断状态，采用本发明所述的多路通断检测电路，能快速查找和定位故障位置，同时能大大减少检测成本。
图1是检测回路中电流流向和熔断器中大电流流向示意图； 图2是单个熔断器的检测电路原理图； 图3是同母线同电源检测回路电流流向示意图； 图4是两对熔断器的检测电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图以检测熔断器为例来详细说明本发明的检测电路。
参照图2，该图所示电路为本发明所述单路通断检测电路的一种具体应用方案，该例中，以熔断器作为被检对象，以光电耦合器作为检测元件。熔断器Ki连接在正极母线，检测回路中的电流由电源U+提供，电源u+的正极端依次连一个功率电阻Rl，一个二极管Dl，以及需要检测的熔断器K1，再连一个二极管D3，一个功率电阻R5，然后连接光电耦合器，最后到电源的负极。当Kl导通时，电流从电源正极流出，经功率电阻R1、二极管D1、熔断器K1、二极管D3、功率电阻R5、光电耦合器，最后回到电源的负极形成回路，光电耦合器的发光二极管导通发光，光电耦合器接收端导通，信号检测点表为高电平；当Kl断开时，检测电路中无电流产生，光电耦合器接收端截止，信号检测点表为低电平。
参照图4，该图所示为本发明应用于多路通断检测电路的一种具体应用方案，该例子中，检测电路包括分别检测K1-K4的四个支路，其中检测Kl和检测K3的支路相同且共用同一电源u+，其具体电路结构与图2所示检测电路一致。检测K2和检测K4的支路相同且共用同一电源u-，以检测K2的支路为例，具体结构如下: 熔断器K2连接在负极母线，检测回路中的电流由电源U-提供，电源U-的正极端先连接到光电耦合器，然后依次连一个功率电阻R6，一个二极管D4，以及需要检测的熔断器K2，再连一个二极管D2，一个功率电阻R2，最后到电源的负极。当K2导通时，电流从电源正极流出，经光电耦合器，功率电阻R6、二极管D4、熔断器K2、二极管D2、功率电阻R2，最后回到电源的负极形成回路，光电耦合器的发光二极管导通发光，接收端也被导通，信号检测点表为高电平；当K2断开时，检测回路中无电流，光电耦合器接收端被截止，信号检测点表为低电平。
权利要求
1.一种适用于直流配电系统的被检对象通断状态检测方法，其特征在于，该方法建立一个包含被检对象在内的闭合电路，并在电路中串联一个用于产生与被检对象工作电流同向的检测电流的检测电源和至少一个能被检测电流触发的检测元件,通过检测元件的触发与否判断被检对象的通断。
2.一种适用于直流配电系统的单路通断检测电路，其特征在于，包括一个用于连接被检对象电流流出端的检测电流输入端和一个用于连接被检对象电流流入端的检测电流输出端，在检测电流输入端与检测电流输出端之间串联有用于产生检测电流的电源和能被检测电流触发的检测元件。
3.根据权利要求2所述的单路通断检测电路，其特征在于，所述检测元件为发光二极管或光电稱合器。
4.根据权利要求2所述的单路通断检测电路，其特征在于，所述检测电流输入端与检测电流输出端之间串联至少一个大功率电阻和至少一个二极管。
5.一种适用于直流配电系统的多路通断检测电路，其特征在于，包括用于检测连接于正母线上的多个被检对象的第一组电路和用于检测连接于负母线上的多个被检对象的第二组电路，每组电路中包括共用同一电源的多个检测支路，每个检测支路包括一个用于连接被检对象电流流出端的检测电流输入端和一个用于连接被检对象电流流入端的检测电流输出端，每个支路上串联至少一个在支路导通时被触发的检测元件，第一组电路中的各支路上的检测元件位于电源和检测电流输入端之间，第二组电路中的各支路上的检测元件位于电源和检测电流输出端之间。
6.根据权利要求5所述的多路通断检测电路，其特征在于，所述检测元件为发光二极管或光电稱合器。
7.根据权利要求5所述的多路通断检测电路，其特征在于，所述检测电流输入端与检测电流输出端之间串联至少一个大功率电阻和至少一个二极管。
全文摘要
本发明属于电气设备检测技术领域，公开了一种适用于直流配电系统的通断检测方法，该方法建立一个包含被检对象在内的闭合电路，并在电路中串联一个用于产生与被检对象工作电流同向的检测电流的检测电源和至少一个能被检测电流触发的检测元件，通过检测元件的触发与否判断被检对象的通断。该方法检测过程中无需借助熔断信号器之类的辅助器件，也无需被检对象处于通电工作状态，是一种无源检测技术。
文档编号G01R31/07GK103163411SQ20131001472
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者沈亚斌 申请人:浙江中碳科技有限公司