故障指示器的制造方法
【专利摘要】一种故障指示器，包括：用于对自动化设备的故障进行检测并生成光信号的故障检测电路；用于将光信号转换为电信号后输出的光电转换电路；用于对电信号进行整形放大处理后输出的整形放大电路；用于对整形放大电路进行整形放大处理后的电信号进行处理的中央处理器；以及用于将中央处理器处理后的电信号转换为无线信号并输出的无线通信电路。整形放大电路包括第一三极管、第一电阻和第二电阻；第一三极管的集电极串联第一电阻与供电电源连接；第一三极管的集电极还与中央处理器连接；第一三极管的基极串联第二电阻后与光电转换电路的输出端连接；第一三极管的发射极接地。上述故障指示器的数据传输正确性高、故障判断精度较高且功耗较低。
【专利说明】故障指示器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力线路故障检测设备【技术领域】，特别是涉及一种故障指示器。
【背景技术】
[0002]故障指示器用于对环网柜等城市配网系统配电线路的配套设备的短路、接地故障等进行检测以及指示。传统的故障指示器可以检测供电电缆线路的故障(例如短路故障、接地故障)并将故障信息通过显示面板进行显示，从而使得巡视人员可以根据显示信息迅速确定发生故障的线路区段并找出故障点。
[0003]传统的故障指示器是通过光纤将故障信息数据传输给通信终端。光纤传输虽然传输距离远，但是在高低温以及设备电晕放电下存在光纤容易受损、老化，且受损或老化后均存在影响传输距离和数据传输质量的缺陷。同时，光纤在高低温情况下传输数据会出现信号畸变、严重影响传输质量、造成故障漏报和误报情况，从而使得数据传输正确性较低，严重影响电网的安全运行。另外，传统的故障指示器的故障判断精度较低且功耗较高。
实用新型内容
[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种数据传输正确性高、故障判断精度较高且功耗较低的故障指示器。
[0005]一种故障指示器，用于对自动化设备的故障进行检测以及指示，包括:用于对自动化设备的故障进行检测并生成光信号并输出的故障检测电路；用于将所述故障检测电路输出的光信号转换为电信号后输出的光电转换电路；用于对所述电信号进行整形放大处理后输出的整形放大电路；用于对所述整形放大电路进行整形放大处理后的电信号进行处理的中央处理器；以及用于将中央处理器处理后的电信号转换为无线信号并输出的无线通信电路；所述故障检测电路通过光纤与所述光电转换电路连接；所述光电转换电路、所述整形放大电路、中央处理器以及无线通信电路依次电性连接；所述整形放大电路包括第一三极管、第一电阻和第二电阻；所述第一三极管的集电极串联第一电阻与供电电源连接；所述第一三极管的集电极还与所述中央处理器连接；所述第一三极管的基极串联第二电阻后与所述光电转换电路的输出端连接；所述第一三极管的发射极接地。
[0006]在其中一个实施例中，所述光电转换电路包括光敏三极管，所述光敏三极管的集电极与所述供电电源连接；所述光敏三极管的基极接收所述故障检测电路输出的光信号；所述光敏三极管的发射极串联所述第二电阻后与所述第一三极管的基极连接。
[0007]在其中一个实施例中，所述故障指示器还包括滤波电路；所述滤波电路分别与所述光电转换电路、所述整形放大电路连接。
[0008]在其中一个实施例中，所述滤波电路包括滤波电阻和滤波电容；所述滤波电阻的一端与所述光敏三极管的发射极连接，另一端接地；所述滤波电容的一端与所述光敏三极管的发射极连接，另一端接地。
[0009]在其中一个实施例中，所述无线通信电路的工作频率为433兆赫兹。
[0010]在其中一个实施例中，所述无线通信电路通过型号为A7129的芯片实现。
[0011 ] 在其中一个实施例中，所述故障指示器还包括第一接口和第二接口 ；所述第二接口上集成了所述无线通信电路的所有无线传输接口 ；所述第二接口与所述无线通信电路连接；所述第一接口与所述中央处理器连接且能够与所述第二接口进行相应的连接从而实现所述中央处理器与所述无线通信电路的连接。
[0012]在其中一个实施例中，所述故障指示器还包括用于对故障信息进行显示的显示面板；所述显示面板与所述中央处理器电性连接。
[0013]在其中一个实施例中，所述故障指示器还包括用于对所述整形放大电路处理后的电信号进行查看的示波器，所述示波器连接于所述第一三极管的集电极。
[0014]上述故障指示器通过光电转换电路实现光电信号的转换，并通过整形放大电路中的第一三极管对转换后的电信号进行放大处理，可以提高故障判断的精度。同时，由于第一三极管的静态功耗几乎为零，不会影响故障指示器的低功耗要求，使得其能够保持低功耗的特性。并且，将整形放大后的电信号通过无线通信电路转换为无线信号后输出给通信终端，可以克服光纤数据因为高低温特性导致信号衰减和波形畸变的影响，提高了数据传输的正确性，进一步保障了故障判断的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为一实施例中的故障指示器的结构框图；
[0016]图2为图1所示实施例中的故障指示器的光电转换电路、整形放大电路以及滤波电路的原理图；
[0017]图3为图1所示实施例中的故障指示器的无线通信电路的原理图；
[0018]图4为图1所示实施例中的故障指示器的第一接口 J7的示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]图1所示为一实施例中的故障指示器的结构框图。在本实施例中，故障指示器用于对分支箱、环网柜等城市配网系统配电线路的配套设备的短路以及接地故障进行检测以及显示。故障指示器包括故障检测电路110、光电转换电路120、整形放大电路130、中央处理器140以及无线通信电路150，还包括显示面板160。其中，故障检测电路110通过光纤与光电转换电路120连接。光电转换电路120、整形放大电路130、中央处理器140以及无线通信电路150则依次电性连接。显示面板160则与中央处理器140电性连接。
[0021]故障检测电路110用于对设备的短路以及接地等故障进行检测，并形成光信号后通过光纤传输给光电转换电路120 ο在本实施例中，故障检测电路110包括短路传感器以及接地传感器，分别用于对短路故障以及接地故障进行检测后形成光信号输出。在其他的实施例中，故障检测电路110可以仅设置其中之一，或者根据实际需要检测的故障设置相应的检测装置。
[0022]光电转换电路120用于对故障检测电路110输出的光信号转换为电信号后输出给整形放大电路130进行整形放大处理。在本实施例中，故障指示器还包括滤波电路。光电转换电路120、整形放大电路130以及滤波电路的电路原理如图2所示，光电转换电路120包括光敏三极管Q1，整形放大电路130包括第一三极管Q2、第一电阻Rl以及第二电阻R2。滤波电路包括滤波电容Cl以及滤波电阻R3。具体地，光敏三极管Ql的集电极与供电电源VCC3_6连接。光敏三极管Ql的基极接收故障检测电路110输出的光信号。光敏三级管Ql的发射极串联第二电阻R2后与第一三极管Q2的基极连接。第一三极管Q2的集电极串联第一电阻Rl后与光敏三极管Ql的集电极连接。第一三极管Q2的集电极还与中央处理器140连接。第一三极管Q2的发射极接地。光敏三极管Ql的集电极还分别与滤波电容Cl、滤波电阻R3串联后接地。
[0023]光敏三极管Ql可以实现对光纤数据的光电信号的转换，并通过滤波电容Cl和滤波电阻R3的滤波处理以及第一三极管Q2的放大处理后输出中央处理器140 ο通过对转换后的电信号进行滤波、整形放大处理，可以提高故障判断的精度，以提高设备运行的可靠性。同时，由于故障指示器多采用锂电池供电，无其他外部电源供电，因此其要求具有低功耗的工作特性。第一三极管的静态功耗几乎为零，因此不会影响故障指示器的低功耗要求，使得其符合低功耗的特性要求。在本实施例中，故障指示器还可以包括示波器，连接于第一三极管Q2的集电极(TPl处)。示波器用于对经过整形放大后的电信号数据进行查看。
[0024]中央处理器140将经过整形放大电路130整形放大后的电信号进行相应的处理后输出给显示面板160。显示面板160可以对相关的信息例如故障信息等进行显示，从而使得工作人员可以迅速确定故障点所在位置区域，便于维护工作的进行。
[0025]中央处理器140还用于将电信号进行相应的处理后输出。无线通信电路150将中央处理器140处理后的电信号转换为无线信号并发送给通信终端，即通过无线的方式将相关的故障信息以及设备状况上传到通信终端进行分析定位。同时工作人员也可以通过无线通信电路150对故障指示器的一些信息进行配置，使得操作过程更加灵活方便，节省了工作人员的时间，实现快速定位。具体地，无线通信电路150的电路原理如图3所示。无线通信电路150通过型号为A7129的集成芯片来实现，其工作频率为433兆赫兹。在本实施例中，上述故障指示器还包括第一接口 J7和第二接口 J2。其中，。第二接口 J2与无线通信电路150连接，其集成了无线通信电路150所有的无线传输接口。第一接口 J7与中央处理器140连接且能够与第二接口 J2进行相应的连接从而实现中央处理器140与无线通信电路150的连接，实现无线传输功能。通过第一接口 J7和第二接口 J2来实现中央处理器140和无线通信电路150的连接，可以简化连接过程。第一接口 J7的示意图如图4所示。
[0026]如图4所示，中央处理器140通过无线数据接收RX_WirelesS、无线数据发送TX_Wireless、无线时钟信号 Clock_Wireless 以及无线选择 Select_Wireless 四个 SPI (SerialPeripheral Interface，串行外设接口)口和无线通信电路150相连，而无线标志信号Flag_ffireless则通过1 (输入输出)口和无线通信电路150相连，从而实现故障指示器的无线传输功能。
[0027]上述故障指示器通过光敏三极管Ql实现光电信号的转换，并通过整形放大电路130中的第一三极管Q2对转换后的电信号进行放大处理，可以提高故障判断的精度。同时，由于第一三极管的静态功耗几乎为零，不会影响故障指示器的低功耗要求，使得其能够保持低功耗的特性。并且，将整形放大后的电信号通过无线通信电路150转换为无线信号后发送给通信终端，可以克服光纤数据因为高低温特性导致信号衰减和波形畸变的影响，提高了数据传输的正确性，进一步保障了故障判断的精度。
[0028]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种故障指示器，用于对自动化设备的故障进行检测以及指示，其特征在于，包括:用于对自动化设备的故障进行检测并生成光信号并输出的故障检测电路；用于将所述故障检测电路输出的光信号转换为电信号后输出的光电转换电路；用于对所述电信号进行整形放大处理后输出的整形放大电路；用于对所述整形放大电路进行整形放大处理后的电信号进行处理的中央处理器；以及用于将中央处理器处理后的电信号转换为无线信号并输出的无线通信电路；所述故障检测电路通过光纤与所述光电转换电路连接；所述光电转换电路、所述整形放大电路、中央处理器以及无线通信电路依次电性连接； 所述整形放大电路包括第一三极管、第一电阻和第二电阻；所述第一三极管的集电极串联第一电阻与供电电源连接；所述第一三极管的集电极还与所述中央处理器连接；所述第一三极管的基极串联第二电阻后与所述光电转换电路的输出端连接；所述第一三极管的发射极接地。
2.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述光电转换电路包括光敏三极管，所述光敏三极管的集电极与所述供电电源连接；所述光敏三极管的基极接收所述故障检测电路输出的光信号；所述光敏三极管的发射极串联所述第二电阻后与所述第一三极管的基极连接。
3.根据权利要求2所述的故障指示器，其特征在于，所述故障指示器还包括滤波电路；所述滤波电路分别与所述光电转换电路、所述整形放大电路连接。
4.根据权利要求3所述的故障指示器，其特征在于，所述滤波电路包括滤波电阻和滤波电容；所述滤波电阻的一端与所述光敏三极管的发射极连接，另一端接地；所述滤波电容的一端与所述光敏三极管的发射极连接，另一端接地。
5.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述无线通信电路的工作频率为433兆赫兹。
6.根据权利要求5所述的故障指示器，其特征在于，所述无线通信电路通过型号为A7129的芯片实现。
7.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述故障指示器还包括第一接口和第二接口 ；所述第二接口上集成了所述无线通信电路的所有无线传输接口 ；所述第二接口与所述无线通信电路连接；所述第一接口与所述中央处理器连接且能够与所述第二接口进行相应的连接从而实现所述中央处理器与所述无线通信电路的连接。
8.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述故障指示器还包括用于对故障信息进行显示的显示面板；所述显示面板与所述中央处理器电性连接。
9.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述故障指示器还包括用于对所述整形放大电路处理后的电信号进行查看的示波器，所述示波器连接于所述第一三极管的集电极。
【文档编号】G01R31/08GK204241618SQ201420671086
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】姚丽娟 申请人:航天科工深圳（集团）有限公司