專利名稱：單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種可掛裝在三相電力線路上任一相、任一點(diǎn)的故障指示器。特別涉及的是小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的指示器。
在電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)占有的電力線路總長度達(dá)全系統(tǒng)的70％以上。而這個(gè)系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的結(jié)構(gòu)。這種小電流接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)只產(chǎn)生比正常負(fù)荷電流值小得多的故障電流，所以故障點(diǎn)的破壞力小而損壞較輕，極難查找；但是這種故障一旦發(fā)生就容易造成故障點(diǎn)電擊人畜并誘發(fā)嚴(yán)重的短路故障。更重要的是這種故障占配電系統(tǒng)總故障率高達(dá)80％。目前采用的微機(jī)型單向接地保護(hù)裝置只能判斷出故障點(diǎn)發(fā)生在那一條線路上(稱為“選線裝置”)而不能指出故障點(diǎn)的具體位置；另一種與本技術(shù)相關(guān)的裝置是本人在專利號(hào)為ZL00222219.1中披露的“高性能電力線路故障指示器”。這種指示器的主要特點(diǎn)是其電源部分的改進(jìn)，由具有一個(gè)可套掛在電力線路上的環(huán)狀鐵芯和纏繞在鐵芯上的電源采集線圈L1、聯(lián)接在線圈兩端的電容C15、C16以及穩(wěn)壓管W1、W2構(gòu)成的電磁振蕩回路、倍壓整流電路和電能儲(chǔ)存電路構(gòu)成的自感應(yīng)式電源部分和原有的短路故障采樣、執(zhí)行、顯示部分所構(gòu)成。這種指示器也不能指示出前述的小電流接地系統(tǒng)的故障。
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種可掛裝在單相導(dǎo)線上的、可指示出小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器由具有一個(gè)可掛裝在電力線上的高導(dǎo)磁掛環(huán)的自感應(yīng)式電源、采樣處理電路、執(zhí)行電路和顯示部分所構(gòu)成，所述的采樣處理電路由纏繞在高導(dǎo)磁掛環(huán)上的五次諧波信號(hào)采集繞組L2、與繞組L2相接的諧波分離諧振放大電路和通過一電子開關(guān)電路與該諧波分離諧振放大電路相接的延時(shí)電路所構(gòu)成，所述的執(zhí)行電路由可控硅KH、KB、電磁鐵F、相向連接在電磁鐵F的線圈L4兩端的電容C9、C10、串接在可控硅KH陽極與KB觸發(fā)極之間的雙向觸發(fā)二極管XKF、穩(wěn)壓管ZF以及外圍元件R9、R10、R11、R12、二極管ZS3、ZS2、ZS3所構(gòu)成，所述的顯示部分由一安裝在電磁鐵磁場(chǎng)中的可半周往復(fù)旋轉(zhuǎn)的信號(hào)盤所構(gòu)成，在信號(hào)盤的轉(zhuǎn)軸上裝有一個(gè)受控于電磁鐵的永磁磁環(huán)。
本實(shí)用新型的工作原理如下由掛裝在單相電力線上的自感應(yīng)電源部分獲得電源提供給其它電路使用。同時(shí)由五次諧波信號(hào)采集繞組L2采集電壓信號(hào)送給諧波分離諧振放大電路進(jìn)行基波濾除，調(diào)諧到五次諧波，整流處理后輸給電子開關(guān)電路，當(dāng)處理后的電壓信號(hào)達(dá)到電子開關(guān)電路的設(shè)定值時(shí)，電子開關(guān)導(dǎo)通啟動(dòng)延時(shí)電路達(dá)一定時(shí)間后向執(zhí)行電路的可控硅KH觸發(fā)極送電，KH導(dǎo)通使電容C9儲(chǔ)存的電荷(即正向電流)流過電磁鐵F的線圈L4，從而使電磁鐵F產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用于信號(hào)盤轉(zhuǎn)軸上的永磁磁環(huán)并使磁環(huán)旋轉(zhuǎn)半周，即使信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)了半周，從而指示出發(fā)生了故障。在無故障時(shí)，正電源迅速將電容C9、C10充電到某一設(shè)定的電壓值，導(dǎo)致雙向觸發(fā)二極管XKF和穩(wěn)壓管ZF達(dá)到觸發(fā)門限值，使可控硅KB導(dǎo)通，給電磁鐵F的線圈L4一個(gè)反方向的電流，使電磁鐵F的極性改變，驅(qū)動(dòng)信號(hào)盤復(fù)位。
本故障指示器利用小電流接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)的電流中含有大量的且十分穩(wěn)定的五次諧波成份這一特點(diǎn)，將該五次諧波分離出來加以利用，加之延時(shí)電路的作用將來自于系統(tǒng)其它諧波源的具有短暫的、時(shí)有時(shí)無特點(diǎn)的五次諧波信號(hào)區(qū)別開來，并由電子開關(guān)電路的閥值來判定五次諧波強(qiáng)度以確認(rèn)是否發(fā)生接地故障，從而實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)可準(zhǔn)確地指示出小電流接地系統(tǒng)的故障的目的。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1．無需配備電池，大大減小了體積和重量，因而可直接掛裝在電力線上使用，一目了然地直接指示出故障的發(fā)生位置；2．動(dòng)作可靠，且有效地避免了誤動(dòng)作的發(fā)生；3．本指示器的諧波分離諧振放大電路無需外加半導(dǎo)體放大等有源器件即可構(gòu)成，因而不占用指示器內(nèi)的電能，從而保證了整個(gè)指示器的用電量僅由自感式電源就能滿足；
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。但本實(shí)用新型的內(nèi)容并不僅限于該實(shí)施例。


圖1本實(shí)施例的原理框圖2本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)透視圖圖3圖2的A向局部視圖圖4本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖參見圖1～4，本實(shí)用新型由具有一個(gè)可掛裝在電力線5上的高導(dǎo)磁掛環(huán)1的感應(yīng)式電源和采樣處理電路、執(zhí)行電路和顯示部分所構(gòu)成。所述的采樣處理電路由纏繞在高導(dǎo)磁掛環(huán)上的五次諧波信號(hào)采集繞組L2、與繞組L2相接的諧波分離諧振放大電路和通過一個(gè)電子開關(guān)與該諧波分離諧振放大電路相接的延時(shí)電路所構(gòu)成，所述的執(zhí)行電路(參見圖4)由可控硅KH、KB、電磁鐵F、相向連接在電磁鐵F的線圈L4兩端的電容C9、C10、串接在可控硅KH與KB之間的雙向觸發(fā)二極管XKF、穩(wěn)壓管ZF以及外圍元件R9、R10、R11、R12、二極管ZS1、ZS2、ZS3所構(gòu)成，所述的顯示部分由一安裝在電磁鐵F的磁力場(chǎng)中的可半周往復(fù)旋轉(zhuǎn)的信號(hào)盤2所構(gòu)成，在信號(hào)盤2的轉(zhuǎn)軸3上裝有一個(gè)受控于電磁鐵F的永磁磁環(huán)4。
在本實(shí)施例中，自感應(yīng)電源部分沿用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成，即由L1經(jīng)限流電阻R8向4倍壓整流堆Z2整流升壓，接入C8濾波并儲(chǔ)能后向其它電路供電。ZV1、ZV2兩只反向連接的穩(wěn)壓管限制了超量的毛刺狀峰壓值，保護(hù)了Z2。諧波分離諧振放大電路由匹配變壓器T1、由C1、C2、C3、R1、R2、R3構(gòu)成的雙T電橋?yàn)V波器和濾波諧振變壓器T2、全波整流器Z以及電阻R4、R14、電容C4、C5所構(gòu)成。其中，由雙T電橋?yàn)V波器濾除50Hz基波電壓后傳到濾波諧振變壓器T2，由N2和C5諧振在50Hz而將基波能量被R4消耗衰減到可以忽略不計(jì)的數(shù)量級(jí)，而T2中的繞組N3與電容C4被調(diào)諧到五次諧波，經(jīng)全波整流器Z整流后輸給電子開關(guān)電路。電子開關(guān)電路由整定電位器RT、穩(wěn)壓管ZK和三極管BG構(gòu)成，連接在諧波分離諧振放大電路和延時(shí)電路之間。延時(shí)電路由集成電路4061及其外圍元件R5、R6、R7、C6、C7組成。當(dāng)Z與RT提供的信號(hào)電壓超過ZK的門限電壓時(shí)，三極管BG導(dǎo)通，集成塊4061的正電源端獲得電源，延時(shí)一段時(shí)間后向執(zhí)行電路輸出電流。延時(shí)的長短可調(diào)整C6的容量和R5的阻值來確定。當(dāng)五次諧波的來源屬于系統(tǒng)其它諧波源造成，即使幅值超過整定值，但由于其不能持續(xù)數(shù)分鐘或更長時(shí)間，只要諧波值一降低或消失一瞬間，此時(shí)Z供電電壓消失，三極管BG立即截止，集成塊4601失去正電源，時(shí)間又要從頭計(jì)起，因未達(dá)到延時(shí)電路設(shè)定的時(shí)間，執(zhí)行電路不會(huì)動(dòng)作，從而保正了只有真正發(fā)生接地故障時(shí)，五次諧波在幅值和持續(xù)時(shí)間兩個(gè)條件都滿足時(shí)才發(fā)出指示。各元器件的連接關(guān)系參見圖4。各電路部分可裝在一殼體6中，參見圖2，信號(hào)盤2可用一根轉(zhuǎn)軸3安裝在殼體開設(shè)的窗口7中。為方便觀察，窗口7可設(shè)計(jì)為一個(gè)開在殼體底部上的半圓形窗口，參見圖3，可在其底部用白色透明的有機(jī)玻璃類材料制作，將一個(gè)半圓涂為白色，另一個(gè)半圓則呈透明狀而擔(dān)任顯示窗口。信號(hào)顯示盤3可對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)為其向外的盤面分涂為兩個(gè)不同顏色的半圓，如將一個(gè)半圓涂成紅色，在發(fā)生故障時(shí)轉(zhuǎn)至在透明的窗口位置中以警示。另一半圓則可涂為白色或綠色等以表示正常。
權(quán)利要求1．單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器，由具有一個(gè)可掛裝在電力線上的高導(dǎo)磁掛環(huán)的自感應(yīng)式電源、采樣處理電路、執(zhí)行電路和顯示部分所構(gòu)成，其特征在于所述的采樣處理電路由纏繞在高導(dǎo)磁掛環(huán)上的五次諧波信號(hào)采集繞組L2、與繞組L2相接的諧波分離諧振放大電路和通過一電子開關(guān)電路與該諧波分離諧振放大電路相接的延時(shí)電路所構(gòu)成，所述的執(zhí)行電路由可控硅KH、KB、電磁鐵F、相向連接在電磁鐵F的線圈L4兩端的電容C9、C10、串接在可控硅KH陽極與KB觸發(fā)極之間的雙向觸發(fā)二極管XKF、穩(wěn)壓管ZF以及外圍元件R9、R10、R11、R12、二極管ZS3、ZS2、ZS3所構(gòu)成，所述的顯示部分由一安裝在電磁鐵磁場(chǎng)中的可半周往復(fù)旋轉(zhuǎn)的信號(hào)盤所構(gòu)成，在信號(hào)盤的轉(zhuǎn)軸上裝有一個(gè)受控于電磁鐵的永磁磁環(huán)。
2．如權(quán)利要求1所述的單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器，其特征在于所述的諧波分離諧振放大電路由匹配變壓器T1、由C1、C2、C3、R1、R2、R3構(gòu)成的雙T電橋?yàn)V波器和濾波諧振變壓器T2、全波整流器Z以及電阻R4、R14、電容C4、C5所構(gòu)成。
3．如權(quán)利要求1所述的單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器，其特征在于所述的信號(hào)盤安裝在一個(gè)顯示窗口中。
4．如權(quán)利要求1所述的單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器，其特征在于所述的電子開關(guān)電路由整定電位器RT、穩(wěn)壓管ZK和三極管BG構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型提了一種可掛裝在三相電力線路上任一相、任一點(diǎn)的單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器。由自感應(yīng)式電源、采樣處理電路、執(zhí)行電路和顯示部分所構(gòu)成,所述的采樣處理電路由纏繞在高導(dǎo)磁掛環(huán)上的五次諧波信號(hào)采集繞組、與繞組相接的諧波分離諧振放大電路和通過一電子開關(guān)電路與該諧波分離諧振放大電路相接的延時(shí)電路所構(gòu)成,所述的執(zhí)行電路由兩可控硅、電磁鐵F、相向連接在電磁鐵F的線圈兩端的兩電容、串接在兩可控硅之間的雙向觸發(fā)二極管、穩(wěn)壓管以及外圍元件電阻、二極管所構(gòu)成,所述的顯示部分由一安裝在電磁鐵磁場(chǎng)中的可半周往復(fù)旋轉(zhuǎn)的信號(hào)盤所構(gòu)成,在信號(hào)盤的轉(zhuǎn)軸上裝有一個(gè)受控于電磁鐵的永磁磁環(huán)。
文檔編號(hào)G01R31/08GK2459669SQ0025984
公開日2001年11月14日 申請(qǐng)日期2000年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月18日
發(fā)明者嚴(yán)穎勤 申請(qǐng)人:成都曾氏集團(tuán)有限公司