一种用于高压线路的短路传感器的制作方法

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种用于高压线路的短路传感器。

背景技术：

在环网配电系统中，特别是在大量使用环网负荷开关的系统中，如果下一级配电网络系统中发生了线路短路故障或接地故障时，上一级的供电系统必须在规定的时间内进行分断，以防止发生重大事故。

而现有技术中，虽然短路传感器比较成熟，但是由于高压线路周围干扰信号较多，导致短路传感器虽然能够感知短路信号，但是由于受外界干扰，导致采集到的信号无法准确传输至外部平台，例如，监控主机等。

由此可见，如何实现对高压线路的温度监测是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于高压线路的短路传感器，通过光纤实现对采集信号的传输具有抗干扰强的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于高压线路的短路传感器，包括与电缆连接的电流互感器，与所述电流互感器连接的，用于根据所述电流互感器输出的信号控制发光器件发光的信号处理电路、设置于所述发光器件处的光纤，用于将所述发光器件的光信号传输至主机。

优选地，所述信号处理电路具体包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、可调电位器、第八电阻、双向抑制管、整流器、电压检测器、pnp型三极管；

其中，所述电流互感器的线圈依次与所述双向抑制管、所述第一电阻以及所述整流器并联，所述整流器的输出端的负极接地，所述整流器的输出端的正极分别与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端、所述pnp型三极管的发射极以及所述第六电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述可调电位器的第一固定端和所述第四电阻的第一端连接，所述可调电位器的第二固定端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第二电阻的第二端与所述发光器件的正极连接，所述发光器件的负极与所述电压检测器的输出端连接，所述电压检测器的输入端与所述可调电位器的滑动端连接，所述发光器件的负极还与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第二端和所述pnp型三极管的基极连接，所述pnp型三极管的集电极与所述第四电阻的第二端连接。

优选地，所述整流器为全桥整流器。

优选地，所述全桥整流器为hd06整流器。

优选地，所述电压检测器为ht2027电压检测器。

优选地，所述发光器件为发光二极管。

本发明所提供的用于高压线路的用于高压线路的短路传感器，包括与电缆连接的电流互感器，与所述电流互感器连接的，用于根据所述电流互感器输出的信号控制发光器件发光的信号处理电路、设置于所述发光器件处的光纤，用于将所述发光器件的光信号传输至主机。由此可见，本传感器能够及时确定出电缆是否出现故障，工作人员可借助本地报警器状况，迅速确定线路故障区段，并找出故障点。另外，通过光纤实现采集信号的传输，不仅实现了光电隔离，有效地解决了绝缘问题，而且使得信号在传输过程中能量损耗小，不易受外界干扰，适用于高压线路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于高压线路的短路传感器的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种短路传感器的具体电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种用于高压线路的短路传感器，通过光纤实现对采集信号的传输具有抗干扰强的优点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种用于高压线路的短路传感器的结构图。如图1所示，该短路传感器包括与电缆连接的电流互感器10，与电流互感器10连接的，用于根据电流互感器10输出的信号控制发光器件11发光的信号处理电路12、设置于发光器件11处的光纤13，用于将发光器件12的光信号传输至主机。

在具体实施中，电流互感器10通过线圈感应电缆上的线路的电流，为了保证可靠性，可以在电缆上设置三个短路传感器，分别与电缆中的三相线路一一对应连接。当电流互感器10感知到线路上的电流时，将感应信号输入至信号处理电路12，信号处理电路12在判断出感应信号为短路电流时，控制与其连接的发光器件11发光。光纤12设置在发光器件11周围，用于在发光器件11发光时，将信号传输至主机。这样主机在接收到光信号后，就能够确定电缆出现短路现象。

本实施例中，发光器件11的信号是通过光纤13传输至主机，采用光纤通讯具有以下优点：

1)电气性能、机械强度高，密封性、耐腐蚀性能好，在恶劣的环境下确保光纤的指标不下降，使用寿命长；

2)光纤抗电磁干扰性能优。光纤是绝缘体材料，所以不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰；

3)光纤损耗低，传输距离远。光纤损耗可低于0.2db/km,这比目前任何传输媒质的损耗都低，在无中继传输距离可达几十、甚至上百公里；

4)信号串扰小、保密性能好，尺寸小、重量轻，便于敷设；

5)材料来源丰富，环境保护好，有利于节约有色金属铜；

6)无辐射，难于窃听，因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

本实施例提供的用于高压线路的短路传感器，通过电流互感器对电缆的短路电流进行采集，并通过光纤传输至主机进行信号分析。由此可见，本传感器能够及时确定出电缆是否出现故障，工作人员可借助本地报警器状况，迅速确定线路故障区段，并找出故障点。另外，通过光纤实现采集信号的传输，不仅实现了光电隔离，有效地解决了绝缘问题，而且使得信号在传输过程中能量损耗小，不易受外界干扰，适用于高压线路。

为了让本领域技术人员更加清楚本发明所提供的短路传感器的具体实现方式，下文中将详细说明。图2为本发明实施例提供的一种短路传感器的具体电路图。如图2所示，信号处理电路12具体包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、可调电位器r7、第八电阻r8、双向抑制管d1、整流器d3、电压检测器u1、pnp型三极管q1。

其中，电流互感器的线圈k1依次与双向抑制管d1、第一电阻r1以及整流器d3并联，整流器d3的输出端的负极接地，整流器d3的输出端的正极分别与第二电阻r2的第一端、第三电阻r3的第一端、pnp型三极管q1的发射极以及第六电阻r6的第一端连接，第三电阻r3的第二端与可调电位器r7的第一固定端和第四电阻r4的第一端连接，可调电位器r7的第二固定端与第八电阻r8的第一端连接，第八电阻r8的第二端接地，第二电阻r2的第二端与发光器件(图中为发光二极管d2)的正极连接，发光二极管d2的负极与电压检测器u1的输出端连接，电压检测器u1的输入端与可调电位器r7的滑动端连接，发光二极管d2的负极还与第五电阻r5的第一端连接，第五电阻r5的第二端与第六电阻r6的第二端和pnp型三极管q1的基极连接，pnp型三极管q1的集电极与第四电阻r4的第二端连接。

如图2所示，当线圈k1采用高灵敏的电流互感感应出电流信号，并通过第一电阻r1转换为电压信号，通过整流器d3整流后输出，分别输出至pnp型三极管q1的发射极，以及输出信号经过第三电阻r3和可调电位器r7后进入电压检测器u1的输入端，当电流超过设定点时，电压检测器u1检测电压超限后，输出低电平，并点亮发光器件d2。作为优选地实施方式，整流器d3为全桥整流器，更为具体的，全桥整流器为hd06整流器。另外，电压检测器u1为ht2027电压检测器。

在具体实施中，可以设置短路故障时的短路电流，可以理解地是，报警电流、延时时间，出厂时可以根据客户需要调整。

a)动作电流范围是400a至1600a，生产厂内连续可调，出厂默认为630a；

b)延时：生产厂内40～300ms可调，出厂默认为40ms；

c)精度：＜±10％(在工作温度范围内)。

本产品设计时，在短路故障检测方面，将微机保护原理引入本产品的设计技术中，即采用检测电流变比率if/i0(故障电流与负荷电流的比值)突变值的方法，并结合线路跳闸停电来检测短路故障。这个变比率突变值，按照用于高压线路的短路传感器内置的曲线算法并根据负荷电流的大小自动动态整定，克服了“电流突变法”采用的电流突变值静态固定不变的缺陷。

因此本产品不受线路结构、运行管理方式、地理环境、甚至运行时刻的影响，从根本上克服了目前市场上基于“过流法或”和“电流突变法”设计原理存在的误报警或漏报警的缺陷，因此短路故障检测准确可靠。

以上对本发明所提供的用于高压线路的短路传感器进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。