一种高压电故障检测指示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及高压电故障检测指示装置，包括电流采集及整流单元，其输出端分别与电流突变检测单元、断电检测单元、过流检测单元的输入端相连，电流突变检测单元、断电检测单元、过流检测单元的输出端均与微控制器MCU的输入端相连，微控制器MCU的输出端分别与翻盘报警指示单元、灯光报警指示单元的输入端相连，微控制器MCU的输入端与昼夜检测单元的输出端相连，微控制器MCU的输入输出端与无线射频收发单元的输入输出端相连。本实用新型将故障检测结果通过无线射频收发单元上报至监测中心服务器，若故障发生在白天，通过翻盘报警指示单元翻盘红牌报警，若故障发生在夜晚，则通过灯光报警指示单元报警。本实用新型提高了故障上报的准确率和及时性。
【专利说明】—种高压电故障检测指示装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及国家电网中架空高压电线故障检测领域，尤其是一种高压电故障检测指示装置。
【背景技术】
[0002]随着国家电网的快速发展，配网的规模也在不断的扩大，各种电能消费用户对供电质量要求越来越高，高安全性和高可靠性成为国家电网性能一个重要指标。一方面要尽可能降低和减少配网故障，提高电网的经济和社会效益；另一方面，当故障发生时需要及时准确地判断故障类型和故障点，以便及时维修，尽可能降低配网因故障停电而造成的损失。而及时准确地判断故障类型和故障点依然是电力行业系统的一大难题，也是当前的一大研究热点。
[0003]在配电网的实际运营中，配电网遍布城市农村以及偏远山区，长年经历雷雨风雪等恶劣的环境天气影响，加上一些难以预料的人为因素，配电网经常发生故障。特别是架空输电线路由于传输距离远，沿途地势复杂，气候和环境条件差异巨大，而人们对电量消费需不断增大，电力系统运行中供电压力越来越大，而输配线路担负着电能输送分配的重任，各类故障容易发生。特别是架空输电线路分支繁多，结构复杂，采用传统的人工排查故障难度大，增加了工作人员的劳动强度，导致大量人力物力浪费。因此，人们通过研究故障机理，希望设计出相应的在线故障监测装置，以提高输电线路故障检测的自动化和现代化水平，及时为供电线路安全可靠性能提供有效的科学依据，为电力的输配送及提高故障排查效率提供有力支持。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种能够在架空线路出现故障时主动检测和识别出故障类型、提高故障上报的准确率和及时性的高压电故障检测指示装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:一种高压电故障检测指示装置，包括电流采集及整流单元，其输出端分别与电流突变检测单元、断电检测单元、过流检测单元的输入端相连，电流突变检测单元、断电检测单元、过流检测单元的输出端均与微控制器MCU的输入端相连，微控制器MCU的输出端分别与翻盘报警指示单元、灯光报警指示单兀的输入端相连，微控制器MCU的输入端与昼夜检测单兀的输出端相连,微控制器MCU的输入输出端与无线射频收发单元的输入输出端相连。
[0006]包括电源管理单元，电源管理单元向微控制器MCU供电。
[0007]所述电流采集及整流单元包括悬挂在架空线缆上的感应线圈LI，其两端分别与二极管Dl的阴极、电阻Rl的一端相连，二极管Dl的阳极与电阻Rl的另一端相连，第一、二全桥整流电路B1、B2的第I引脚均与二极管Dl的阴极相连，第一、二全桥整流电路B1、B2的第3引脚均与电阻Rl的一端相连，第一 RC滤波电路由并联的电阻C2和电容R2组成,第一RC滤波电路的输入端接在第一全桥整流电路BI的第2、4引脚之间，第一 RC滤波电路的输出端与电流突变检测单元的输入端相连，第二 RC滤波电路由并联的电阻C3和电容R3组成，第二 RC滤波电路的输入端接在第二全桥整流电路B2的第2、4引脚之间，第二 RC滤波电路的输出端分别与断电检测单元、过流检测单元的输入端相连。
[0008]所述微控制器MCU的第21、24、2引脚分别接电流突变检测点TEST1、断电检测点TEST2、过流检测点TEST3，其第27、28引脚接翻盘报警指示单元的输入端，其第5引脚接灯光报警指示单元的输入端，其第35、6引脚接昼夜检测单元，其第7、11、12、14、15、16、17、18,22引脚与无线射频收发单元相连。
[0009]所述电流突变检测单元包括三极管Q1，电阻R6跨接在三极管Ql的基极和发射极之间，三极管Ql的发射极接地，电阻R4、R5、R6并联，电阻R4通过电容C4接第一 RC滤波电路的输出端，三极管Ql的集电极接电流突变检测点TEST1，电容C7跨接在三极管Ql的集电极和发射极之间；所述断电检测单元包括箝位二极管D10，其阴极接地，其阳极分别与电阻R8和断电检测点TEST2相连，电阻R8的另一端接第二 RC滤波电路的输出端。
[0010]所述过流检测单元包括三极管Q2，电阻RlO跨接在三极管Q2的基极和发射极之间，三极管Q2的发射极接地，电阻R9的一端与三极管Q2的基极相连，电阻R9的另一端与二极管D12的阴极相连，二极管D12的阳极与稳压二极管Dll的阳极相连，稳压二极管Dll的阴极接第二 RC滤波电路的输出端，三极管Q2的集电极接过流检测点TEST3。
[0011]所述翻盘报警指示单元包括三极管Q3、Q4，三极管Q3的基极通过电阻R12接微控制器MCU的第28引脚，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与驱动线圈L3的一端相连，驱动线圈L3的另一端分别与通电线圈L2、电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地；三极管Q4的基极通过电阻R13接微控制器MCU的第27引脚，三极管Q4的发射极接地，三极管Q3的集电极与驱动线圈L4的一端相连，驱动线圈L4的另一端分别与通电线圈L2、电容C8的一端相连。
[0012]所述灯光报警指示单元包括三极管Q5，其基极通过电阻R15接微控制器MCU的第5引脚，其发射极接地，发光二极管LED1、LED2、LED3并联，该并联端一端与三极管Q5的集电极相连，该并联端的另一端通过电阻R14与驱动线圈L5的一端相连。
[0013]所述昼夜检测单元包括并联的感光二极管P1、P2、P3和电容C9，该并联端的一端接地，微控制器MCU的第35引脚通过电阻R16接感光二极管Pl的阴极，微控制器MCU的第6引脚与电容C9的一端相连。
[0014]所述无线射频收发单元包括无线射频收发芯片，其第1、2、6、7、8、10、11、12、13引脚分别与微控制器MCU的第12、11、17、22、18、15、16、14、7引脚相连。
[0015]由上述技术方案可知，本实用新型能在架空线路出现故障时主动检测和识别出故障类型，一方面，本装置将故障检测结果通过无线射频收发单元上报至监测中心服务器，若故障发生在白天，通过翻盘报警指示单元翻盘红牌报警，若故障发生在夜晚，则通过灯光报警指示单元报警；另一方面，本装置还接受系统对线路状态的查询并向其反馈线路准确状态。可见，本实用新型提高了故障上报的准确率和及时性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的电路框图；
[0017]图2、3、4、5、6、7、8、9、10分别是本实用新型中电流采集及整流单元、电流突变检测单元、断电检测单元、过流检测单元、微控制器MCU、翻盘报警指示单元、灯光报警指示单元、昼夜检测单元和无线射频收发单元的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]一种高压电故障检测指示装置，包括电流采集及整流单元1，其输出端分别与电流突变检测单元2、断电检测单元3、过流检测单元4的输入端相连，电流突变检测单元2、断电检测单元3、过流检测单元4的输出端均与微控制器MCU5的输入端相连，微控制器MCU5的输出端分别与翻盘报警指示单元6、灯光报警指示单元7的输入端相连，微控制器MCU5的输入端与昼夜检测单元8的输出端相连，微控制器MCU5的输入输出端与无线射频收发单元9的输入输出端相连。还包括电源管理单兀，电源管理单兀10向微控制器MCU5供电。如图1所示。
[0019]如图2所示，所述电流采集及整流单元I包括悬挂在架空线缆上的感应线圈LI，其两端分别与二极管Dl的阴极、电阻Rl的一端相连，二极管Dl的阳极与电阻Rl的另一端相连，第一、二全桥整流电路B1、B2的第I引脚均与二极管Dl的阴极相连，第一、二全桥整流电路B1、B2的第3引脚均与电阻Rl的一端相连,第一 RC滤波电路由并联的电阻C2和电容R2组成，第一 RC滤波电路的输入端接在第一全桥整流电路BI的第2、4引脚之间，第一 RC滤波电路的输出端与电流突变检测单元2的输入端相连，第二 RC滤波电路由并联的电阻C3和电容R3组成，第二 RC滤波电路的输入端接在第二全桥整流电路B2的第2、4引脚之间，第二 RC滤波电路的输出端分别与断电检测单元3、过流检测单元4的输入端相连。
[0020]电流采集及整流单元I通过悬挂在架空线缆上的感应线圈LI采集架空线缆上的电流经过整流后供其他模块使用。在感应线圈LI上并联接入电阻Rl和二极管D1。感应线圈LI采集电流后，通过第一、二全桥整流电路B1、B2整流后得到输出Ul和U2，其中Ul作为电流突变检测单元2的输入；U2作为断电检测单元3和过流检测单元4的输入。
[0021]如图6所示，所述微控制器MCU5的第21、24、2引脚分别接电流突变检测点TESTl、断电检测点TEST2、过流检测点TEST3，其第27、28引脚接翻盘报警指示单元6的输入端，其第5引脚接灯光报警指示单元7的输入端，其第35、6引脚接昼夜检测单元8，其第7、11、12、14、15、16、17、18、22引脚与无线射频收发单元9相连。如图10所示，所述无线射频收发单元9包括无线射频收发芯片，其第1、2、6、7、8、10、11、12、13引脚分别与微控制器MCU5的第12、11、17、22、18、15、16、14、7引脚相连。本装置所检测到的故障信息通过无线射频收发单元9传输至后台服务器，或监控中心。
[0022]如图3所示，所述电流突变检测单元2包括三极管Q1，电阻R6跨接在三极管Ql的基极和发射极之间，三极管Ql的发射极接地，电阻R4、R5、R6并联，电阻R4通过电容C4接第一 RC滤波电路的输出端，三极管Ql的集电极接电流突变检测点TESTl，电容C7跨接在三极管Ql的集电极和发射极之间。由电流采集及整流单元I的Ul输入后经过电流突变检测单元2处理后，在TESTl点进行电流突变检测。
[0023]如图4所示，所述断电检测单元3包括箝位二极管D10，其阴极接地，其阳极分别与电阻R8和断电检测点TEST2相连，电阻R8的另一端接第二 RC滤波电路的输出端。由电流采集及整流单元I的U2输入后，经过断电检测单元3处理后，在TEST2点进行断电检测。
[0024]如图5所示，所述过流检测单元4包括三极管Q2，电阻RlO跨接在三极管Q2的基极和发射极之间，三极管Q2的发射极接地，电阻R9的一端与三极管Q2的基极相连，电阻R9的另一端与二极管D12的阴极相连，二极管D12的阳极与稳压二极管Dll的阳极相连，稳压二极管Dll的阴极接第二 RC滤波电路的输出端，三极管Q2的集电极接过流检测点TEST3。由电流采集及整流单元I的U2输入后，经过过流检测单元4处理后，在TEST3点进行断电检测。
[0025]如图7所示，所述翻盘报警指示单元6包括三极管Q3、Q4，三极管Q3的基极通过电阻R12接微控制器MCU5的第28引脚，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与驱动线圈L3的一端相连,驱动线圈L3的另一端分别与通电线圈L2、电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地；三极管Q4的基极通过电阻R13接微控制器MCU5的第27引脚，三极管Q4的发射极接地，三极管Q3的集电极与驱动线圈L4的一端相连，驱动线圈L4的另一端分别与通电线圈L2、电容CS的一端相连。当检测到线路出现故障后，在微控制器MCU5的控制下，如果是白天，通过翻盘报警指示单元6处理后，将翻盘红牌报警。
[0026]如图8所示，所述灯光报警指示单元7包括三极管Q5，其基极通过电阻R15接微控制器MCU5的第5引脚，其发射极接地，发光二极管LED1、LED2、LED3并联，该并联端一端与三极管Q5的集电极相连，该并联端的另一端通过电阻R14与驱动线圈L5的一端相连。当检测到线路出现故障，在微控制器MCU5的控制下，如果是夜晚或者光线不足时，通过灯光报警指示单元7处理后，将采用灯光报警指示。
[0027]如图9所示，所述昼夜检测单元8包括并联的感光二极管P1、P2、P3和电容C9，该并联端的一端接地，微控制器MCU5的第35引脚通过电阻R16接感光二极管Pl的阴极，微控制器MCU5的第6引脚与电容C9的一端相连。当检测到线路出现故障时，在微控制器MCU5的控制下，昼夜检测单元8将对周围光线环境进行检测判断，从而为微控制器MCU5选择灯光报警还是翻盘报警提供依据。
[0028]综上所述，本实用新型能在架空线路出现故障时主动检测和识别出故障类型，一方面，本装置将故障检测结果通过无线射频收发单元9上报至监测中心服务器，若故障发生在白天，通过翻盘报警指示单元6翻盘红牌报警，若故障发生在夜晚，则通过灯光报警指示单元7报警；另一方面，本装置还接受系统对线路状态的查询并向其反馈线路准确状态。可见，本实用新型提高了故障上报的准确率和及时性。
【权利要求】
1.一种高压电故障检测指示装置，其特征在于:包括电流采集及整流单元(1)，其输出端分别与电流突变检测单元⑵、断电检测单元⑶、过流检测单元⑷的输入端相连，电流突变检测单元(2)、断电检测单元(3)、过流检测单元(4)的输出端均与微控制器MCU(5)的输入端相连，微控制器MCU (5)的输出端分别与翻盘报警指示单元(6)、灯光报警指示单元(7)的输入端相连，微控制器MCU(5)的输入端与昼夜检测单元(8)的输出端相连，微控制器MCU(5)的输入输出端与无线射频收发单元(9)的输入输出端相连。
2.根据权利要求1所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:包括电源管理单元(10),电源管理单兀(10)向微控制器MCU(5)供电。
3.根据权利要求1所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述电流采集及整流单元(I)包括悬挂在架空线缆上的感应线圈LI，其两端分别与二极管Dl的阴极、电阻Rl的一端相连，二极管Dl的阳极与电阻Rl的另一端相连，第一、二全桥整流电路B1、B2的第I引脚均与二极管Dl的阴极相连，第一、二全桥整流电路B1、B2的第3引脚均与电阻Rl的一端相连，第一 RC滤波电路由并联的电阻C2和电容R2组成,第一 RC滤波电路的输入端接在第一全桥整流电路BI的第2、4引脚之间，第一 RC滤波电路的输出端与电流突变检测单元⑵的输入端相连，第二 RC滤波电路由并联的电阻C3和电容R3组成，第二 RC滤波电路的输入端接在第二全桥整流电路B2的第2、4引脚之间，第二 RC滤波电路的输出端分别与断电检测单元(3)、过流检测单元(4)的输入端相连。
4.根据权利要求1所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述微控制器MCU(5)的第21、24、2引脚分别接电流突变检测点TEST1、断电检测点TEST2、过流检测点TEST3，其第27、28引脚接翻盘报警指示单元(6)的输入端，其第5引脚接灯光报警指示单元(7)的输入端，其第35、6引脚接昼夜检测单元(8)，其第7、11、12、14、15、16、17、18、22引脚与无线射频收发单元(9)相连。·
5.根据权利要求3所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述电流突变检测单元(2)包括三极管Q1，电阻R6跨接在三极管Ql的基极和发射极之间，三极管Ql的发射极接地，电阻R4、R5、R6并联，电阻R4通过电容C4接第一 RC滤波电路的输出端，三极管Ql的集电极接电流突变检测点TEST1，电容C7跨接在三极管Ql的集电极和发射极之间；所述断电检测单元(3)包括箝位二极管D10，其阴极接地，其阳极分别与电阻R8和断电检测点TEST2相连，电阻R8的另一端接第二 RC滤波电路的输出端。
6.根据权利要求3所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述过流检测单元(4)包括三极管Q2，电阻RlO跨接在三极管Q2的基极和发射极之间，三极管Q2的发射极接地，电阻R9的一端与三极管Q2的基极相连，电阻R9的另一端与二极管D12的阴极相连，二极管D12的阳极与稳压二极管Dll的阳极相连，稳压二极管Dll的阴极接第二 RC滤波电路的输出端，三极管Q2的集电极接过流检测点TEST3。
7.根据权利要求4所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述翻盘报警指示单元(6)包括三极管Q3、Q4，三极管Q3的基极通过电阻Rl2接微控制器MCU (5)的第28引脚，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与驱动线圈L3的一端相连，驱动线圈L3的另一端分别与通电线圈L2、电容CS的一端相连，电容CS的另一端接地；三极管Q4的基极通过电阻R13接微控制器MCU(5)的第27引脚，三极管Q4的发射极接地，三极管Q3的集电极与驱动线圈L4的一端相连,驱动线圈L4的另一端分别与通电线圈L2、电容C8的一端相连。
8.根据权利要求4所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述灯光报警指示单元(7)包括三极管Q5，其基极通过电阻R15接微控制器MCU(5)的第5引脚，其发射极接地，发光二极管LED1、LED2、LED3并联，该并联端一端与三极管Q5的集电极相连，该并联端的另一端通过电阻R14与驱动线圈L5的一端相连。
9.根据权利要求4所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述昼夜检测单元(8)包括并联的感光二极管Pl、P2、P3和电容C9，该并联端的一端接地，微控制器MCU (5)的第35引脚通过电阻R16接感光二极管Pl的阴极，单微控制器MCU(5)的第6引脚与电容C9的一端相连。
10.根据权利要求4所述的高压电故障检测指示装置，其特征在于:所述无线射频收发单元(9)包括无线射频收发芯片，其第1、2、6、7、8、10、11、12、13引脚分别与微控制器MCU(5)的第 12、11 、17、22、18、15、16、14、7 引脚相连。
【文档编号】G01R31/08GK203502541SQ201320262802
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】黄重春, 汪艇, 朱诚, 丁绪星, 张柳, 付宝君, 黄小荣 申请人:安徽师范大学