一种新型弧光保护系统运行状态指示电路的制作方法

本实用新型是一种状态指示电路，涉及电子领域，主要应用于电力行业弧光保护系统中，特别是弧光保护系统运行状态指示电路。

背景技术：

弧光保护系统是电网输电安全与保护的重要组成部分，随着电网容量的不断提升和用电需求的不断增加，发生弧光事故的频率也越发频繁，造成的损失也越来越大，这就对弧光故障防护提出了更高的要求。随着电网往智能化的方向发展，弧光故障防护设备也逐步要求具备联网功能，需要保护设备的运行状态等实时传送至主控终端，主控终端需要时刻监控，并在必要的时候发送强制指令，避免因保护设备故障而造成“误动”和“拒动”。

如图1所示，快速灭弧装置主要由状态指示模块1、电流检测模块2、弧光探测模块3、故障决策模块4、外部强制动作模块5、总线6、执行机构7以及上级系统8组成，所故障决策模块4根据电流检测2和弧光探测模块3发送到总线6上的电流和弧光信号特征进行故障判断，当确认发生弧光故障时，进行TRIP动作输出，输出对象为所述执行机构7，所述执行机构7动作后，实现快速灭弧。所述外部强制动作模块5是用于接收上一级系统发送的外部强制指令，包括强制动作和强制锁定，当接收到强制指令时，无论弧光探测模块3、电流信号检测模块2的信号特征如何，所述故障决策模块4均会立即执行动作或者自锁。所述状态指示模块1通过从所述总线6上实时接收所述电流检测模块2、弧光探测模块3、故障决策模块4、外部强制动作模块5的模块状态数据并处理，只要其中一个功能模块异常，向上一级系统输出的装置整体运行状态信号特征会立即变为“异常”，上级系统会启动备用工作模式，根据其他监测手段进行故障判断，并通过所述故障决策模块4、外部强制动作模块5进行强制动作或锁定操作。

快速灭弧装置的运行状态，对智能电网保护系统非常重要，是一个重要的标识，当电网保护系统在运行过程中，发现快速灭弧装置的状态指示信号的特征为“运行异常”时，则表明此时快速灭弧装置已经失效，需要借助其他方面的信息来确认保护区域内的状态，当确认有弧光产生但是快速灭弧装置却无反应，则对快速灭弧装置发送强制动作命令，防止“拒动”；当确认无弧光产生但是快速灭弧装置却误判时，需要通过强制锁定命令，防止“误动”。

由于单片机功能强大，接口丰富，可以在实现上述状态指示功能的同时，还可以同步实现其他功能，例如弧光信号采集等，可以大大缩减电路规模，降低成本，并且大部分的调整可以通过软件方式来实现，适应性强，因此逐步得到广泛应用。

然而，作为弧光故障防护设备，快速灭弧装置长期工作的区域内有大量的高压、大功率的电力设施设备，这些设备会产生较强的磁场和电场，例如，断路器、大型继电器分合过程中产生的过压、大功率整流电路的移相控制产生的谐波、高压交流电输电线路产生的剧变强电磁场、这些电磁干扰会通过辐射、传输和电磁耦合等方式对防护设备内微处理器的正常工作造成影响，尤其当弧光故障发生时，干扰强度会急剧增大，对单片机系统的正常运行将是极大的考验。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种状态指示电路，克服了现有技术中以单片机为核心的状态指示电路易受干扰等缺陷，利用简单的逻辑电路可靠的输出状态指示。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种状态指示电路，包括将多路输入信号合并后输出的输入信号处理电路、将接入信号进行稳压比较的比较电路以及将接入信号进行翻转放大后输出的输出信号处理电路，所述输入信号处理电路包括多组由二极管和电阻组成的信号处理单元，二极管的负极与输入信号及电阻的一端接通，电阻的另一端接地，各二极管的正极连接作为输出端将信号传输给比较电路，各二极管通过分压电阻R5与电源接通。

按上述方案，所述比较电路包括第一比较器和第二比较器，输入信号经过第一比较器比传入第二比较器输，所述第一比较器的负极输入端经过电阻R6与信号处理电路输出端连接，两个分压电阻R7、R8串联后与电源接通，第一比较器的正极输入端和第二比较器的负极输入端通过分压电阻R7与电源接通，第二比较器的输出端将信号传送给输出信号处理端。

按上述方案，所述输出信号处理电路包括N沟道MOS管Q1，所述比较电路的输出端与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的栅极通过电阻R11与电源接通，MOS管Q1的源极接地，MOS管的漏极与放大电源连接并作为输出端。

按上述方案，所述各信号处理单元中的电阻与电阻R5的比值小于分压电阻R7与R8的比值。

按上述方案，所述分压电阻R7和或R8为可调电阻。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本方案主要通过简单可靠的逻辑电路来实现状态指示，工艺要求低，抗干扰能力强，适合在强电场和磁场环境下长期工作；

2、本方案可通过调整所述比较电路中R7和R8的阻值，来实现对不同电压范围输入信号的适应性，并通过两级比较器稳压和比较，实现输入状态信号特征的可靠判断；

3、各输入信号均设定为低电平或高电平，且每个输入信号通过单独的信号处理单元处理后输出，最终实现了“多路输入、一路输出”的比较电路，简化了电路结构。

附图说明

图1是快速灭弧装置模块单元图；

图2是本实用新型状态指示电路图。

具体实施方式

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，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图2所示，输入的各功能模块的4路状态信号，在进入所输入述信号处理电路11电路后，分别通过电阻R1(2.2KΩ)、R2(2.2KΩ)、R3(2.2KΩ)、R4(2.2KΩ)接到地，同时，分别连接到二极管D1(1N4148)、D2(1N4148)、D3(1N4148)、D4(1N4148)的负极，二极管D1、D2、D3、D4的正极连接在一起，通过电阻R5(4.7KΩ)连接到电源，同时通过R6(1KΩ)连到所述比较电路12的比较器U1的负极输入端，电源电压经电阻R7(10KΩ)、R8(10KΩ)分压后，分别送到比较器U1(LM239N)的正极输入端和比较器U2(LK239N)的负极输入端，作为比较电平，比较器U1的输出端通过电阻R9(120KΩ)连接到电源，同时通过电阻R10(47KΩ)传给输出信号处理电路13，电阻R10的一端连接到比较器U2的正极输入端，比较器U2的输出端通过R11(2.2KΩ)连接到电源，同时连接到N沟道的MOS管Q1(BS107)的栅极，MOS管Q1的源极接地，漏极通过R12(10KΩ)连接到电源，同时作为整体运行状态信号向上一级系统输出。

4个主要功能模块的状态信号，输入到所述输入信号处理电路11，所述输入信号处理电路11根据输入信号的信号特征进行处理后输出一路信号，送至所述比较电路12的第比较器U1的负极输入端，经过两级比较器稳压、比较后，比较器U2的输出端将比较后得到的信号，送至所述输出信号处理电路13的输入端，经过翻转和驱动放大后，作为整体状态信号向上一级系统输出。

以弧光模块状态信号输入为例，该信号为电压信号，该模块功能正常时为高电平VCC，高电平信号进入指示电路后，首先通过电阻R1接地，被二极管D1截止，则输入到比较器U1的负输入端的即为VCC，与比较器U1的正输入端作比较，正端的门限电压，是通过电阻R7和R8对VCC的分压所得，小于负端输入电压VCC，则比较器U1的输出端输出低电平 信号，发送至比较器U2的正输入端，再与门限电压比较，因为正端电压为低电平小于负端电压，则所述比较器U2的输出为低电平，连接至MOS管Q1的栅极，该MOS管Q1截止，则其漏极与源极断开，指示电路向外输出的运行状态信号是高电平信号；

相反，当输入的弧光模块状态异常时，其状态信号为低电平，则二极管D1导通，输入到比较器U1的负极输入端的是VCC经电阻R5和R1分压，在进行电路设计时，只需使电阻R1/R5的比值小于电阻R8/R7，则此时比较器U1的正极输入端电压大于负输入端电压，其输出为高电平信号，发送至比较器U2的正极输入端，大于比较器U2的负极输入端电压，则其输出端输出高电平，连接至MOS管Q1的栅极，使其漏极和源极导通，此时指示电路向外输出的运行状态信号为低电平信号。

当输入的功能模块状态信号有多路时，只要其中至少有一路的功能模块异常、输入为低电平，在该路信号的作用下，指示电路向外输出的运行状态信号为低电平信号，即表明只要有一个功能模块异常，则整个装置的运行状态即为异常，当上一级系统接收到装置运行状态异常的指示信号，则会进行相应的锁定或强制等应急处理，防止该装置“误动”或“拒动”。

本实用新型提出的一种以逻辑器件为主构成的状态指示电路，能以简单的电路结构，在较强磁场和电场环境下实现可靠的状态指示，从而确保快速灭弧装置长期正常工作，具有经济实用、适应性广、抗干扰能力强、可靠性高等优点。