一種基于cpld的單相接地故障指示器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于配電線路故障檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CPLD的單相接地故障指示器。其技術(shù)方案是，所述故障指示器包括故障檢測模塊、控制模塊、故障顯示模塊和供電模塊；其中，所述故障檢測模塊、控制模塊和故障顯示模塊順次連接；所述供電模塊與所述控制模塊連接。本實(shí)用新型的有益效果是，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能夠有效的指示短路故障信息和接地故障信息，特別能對接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，對故障進(jìn)行報(bào)警，提高配電網(wǎng)自動化的調(diào)度和管理水平，確保配電網(wǎng)的安全、可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
【專利說明】—種基于CPLD的單相接地故障指示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于配電線路故障檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CPLD的單相接地故障指示器。
【背景技術(shù)】
[0002]我國3?60kv配電網(wǎng)廣泛采用中性點(diǎn)非有效接地方式運(yùn)行，這一電壓等級的配電線路上最常見的故障是接地故障和短路故障。短路故障特征明顯，易判定，相對易查找，且在總故障中所占比例較小，而隨著電力系統(tǒng)農(nóng)網(wǎng)、城網(wǎng)改造的進(jìn)行，其發(fā)生的概率也在大比例減小。目前，我國用于判斷線路故障區(qū)段的指示器大都為短路線路故障指示器，它在電力系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用，它能指示電力線路發(fā)生短路的區(qū)段，可以幫助巡線人員盡快查找到短路故障點(diǎn)，大大縮短了恢復(fù)供電的時(shí)間，從而提高了供電可靠性，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但短路故障指示器不能判斷和指示接地故障，而接地故障的發(fā)生率在線路發(fā)生的總故障中占了 75%以上，可見故障檢測尤其是尋找一種快速檢測兩種故障的檢測技術(shù)相當(dāng)可觀。
[0003]對于故障檢測，國內(nèi)主要廠商開始研究線路上的單相接地故障檢測問題，并陸續(xù)推出了一些試用產(chǎn)品，例如接地故障指示器和短路接地二合一故障指示器。由于接地故障從檢測原理和實(shí)現(xiàn)成本上來說都是難題，故障指示器主要采用模擬電路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)功能過于簡單，檢測故障類型也過于單一，并且需要檢測人員現(xiàn)場巡視，具有很多局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對【背景技術(shù)】中提到的現(xiàn)有的故障指示器功能單一，檢測故障的類型也單一的問題，本實(shí)用新型提出了一種于CPLD的單相接地故障指示器。
[0005]一種于CPLD的單相接地故障指示器，其特征在于，所述故障指示器包括故障檢測模塊、控制模塊、故障顯示模塊和供電模塊；
[0006]其中，所述故障檢測模塊、控制模塊和故障顯示模塊順次連接；
[0007]所述供電模塊與所述控制模塊連接。
[0008]所述故障檢測模塊包括短路故障檢測模塊和接地故障檢測模塊；所述短路故障檢測模塊包括導(dǎo)電橡膠、傳感器線圈和采樣電路板；所述接地故障檢測模塊包括導(dǎo)電橡膠、傳感器線圈和采樣電路板；所述導(dǎo)電橡膠和傳感器線圈分別與所述采樣電路板連接。
[0009]所述控制模塊采用復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD。
[0010]所述故障顯示模塊包括LED指示燈和熒光指示牌。
[0011 ] 所述故障指示器還包括支柱和故障指示器外殼。
[0012]所述供電模塊采用鋰電池供電。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能夠有效的指示短路故障信息和接地故障信息，特別能對接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，對故障進(jìn)行報(bào)警，提高配電網(wǎng)自動化的調(diào)度和管理水平，確保配電網(wǎng)的安全、可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型提供的一種于CPLD的單相接地故障指示器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型提供的一種于CPLD的單相接地故障指示器的外觀示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型提供的一種于CPLD的單相接地故障指示器的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD信號處理框圖；
[0017]其中，1-支柱；2_導(dǎo)電橡I父；3_線圈；4_LED指TjV燈；5_突光指不牌；6_故障指不器夕卜殼。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍及其應(yīng)用。
[0019]圖1是本實(shí)用新型提供的一種于CPLD的單相接地故障指示器的結(jié)構(gòu)框圖。圖1中，所述故障指示器包括故障檢測模塊、控制模塊、故障顯示模塊和供電模塊；其中，所述故障檢測模塊、控制模塊和故障顯示模塊順次連接；所述供電模塊與所述控制模塊連接。
[0020]所述故障檢測模塊用于采集信號，并對采集的信號進(jìn)行采樣，然后將采樣后的信號發(fā)送給控制模塊進(jìn)行故障判斷，并驅(qū)動故障顯示模塊進(jìn)行故障顯示。
[0021]所述控制模塊采用復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD ;采用的是美國ALTERA公司MAX7000S系列通用型可編程邏輯器件EPM7128SLC84，它具有高密度、高速度、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，該芯片采用84腳PLCC封裝，主要包括可編程I/O單元，可編程陣列塊(宏單元)和可編程內(nèi)部連線(PIA)三大部分，除了 I/O的電壓和輸出功能可以選擇外，還可以選擇是否使器件降低功耗使用，選擇各引腳輸出信號是工作于高速狀態(tài)還是漏極開路狀態(tài)等。EPM7128SLC84的上述功能使它能廣泛應(yīng)用于各種邏輯電路中，如邏輯控制、數(shù)據(jù)選擇和切換、信號譯碼、多路觸發(fā)器和多級計(jì)數(shù)器、數(shù)字延時(shí)器等，考慮到其低功耗的特點(diǎn)，本實(shí)用新型數(shù)字故障指示器選用此芯片做整個(gè)指示器的控制模塊，主要是應(yīng)用其邏輯控制功能來控制整個(gè)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。CPLD分別與故障檢測模塊和故障顯示模塊連接，從故障檢測模塊提取故障信息分析后，根據(jù)故障判別方法即若暫態(tài)電流突然增大且相電壓下降為零，經(jīng)過10秒鐘以后線路停電，則判斷為短路故障；若暫態(tài)電流突然增大且相電壓數(shù)據(jù)下降但不為零，經(jīng)過3秒以后，線路不停電，則說明發(fā)生接地故障。此外控制模塊與外部電源相連，有手動和自動復(fù)位功能。
[0022]供電模塊采用鋰電池供電，電池為10?20Ah/6V鋰電池為數(shù)字故障指示器提供電源。
[0023]圖2是本實(shí)用新型提供的一種于CPLD的單相接地故障指示器的外觀示意圖。圖2中，兩個(gè)支柱I起固定支撐作用，線圈3用于采集相電流數(shù)據(jù)，導(dǎo)電橡膠2用于感應(yīng)相電壓的變化，鋰電池為整個(gè)裝置供電，復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD則為整個(gè)裝置的控制器，下邊是4個(gè)高亮的LED指示燈4和一個(gè)熒光指示牌5用于故障指示；故障指示器還包括故障指示器外殼6，用于對故障指示器進(jìn)行保護(hù)。
[0024]圖3是本實(shí)用新型提供的一種于CPLD的單相接地故障指示器的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD信號處理框圖。圖3中，故障檢測模塊分別通過導(dǎo)電橡膠和線圈分別感應(yīng)暫態(tài)電流和相電壓的變化，并將得到的電流和電壓信號通過采樣電路板進(jìn)行采樣，發(fā)送給控制模塊，控制模塊根據(jù)電流和電壓的變化來判斷發(fā)生哪一種故障，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)驅(qū)動4個(gè)高亮LED指示燈閃爍和熒光指示牌翻牌發(fā)出報(bào)警信號。
[0025]故障檢測的原理:若暫態(tài)電流突然增大且相電壓數(shù)據(jù)為零，且10秒以后線路停電，則說明發(fā)生短路故障；若暫態(tài)電流突然增大且相電壓數(shù)據(jù)下降但不為零，且經(jīng)過3秒鐘以后線路不停電，則說明發(fā)生接地故障。
[0026]1、短路報(bào)警指示:通過線圈和導(dǎo)電橡膠分別感應(yīng)相電流和相電壓的變化，若暫態(tài)電流突然增大且相電壓數(shù)據(jù)為零，故障檢測模塊將此變化給控制模塊，經(jīng)過10秒以后判斷相電壓為零，線路停電，則說明為短路故障。此時(shí)，控制模塊驅(qū)動LED燈閃爍(LED燈亮IOms，滅2秒)，熒光指示牌翻牌指示故障。
[0027]2、接地報(bào)警指示:通過線圈和導(dǎo)電橡膠分別感應(yīng)相電流和相電壓的變化。若暫態(tài)電流突然增大且相電壓數(shù)據(jù)下降但不為零，故障檢測模塊將此變化給控制模塊，控制模塊經(jīng)過3秒鐘以后判斷線路是否停電，如果線路停電說明發(fā)生接地故障。此時(shí)，控制模塊驅(qū)動LED燈閃爍(LED燈亮10ms，滅3秒)，熒光指示牌翻牌指示故障。
[0028]3、自動復(fù)位:當(dāng)指示器產(chǎn)生報(bào)警后，線路處于停電狀態(tài)下，
[0029]1-24小時(shí)時(shí)間內(nèi)自動復(fù)位(熒光指示牌復(fù)歸，LED燈停止閃爍)，且線路上電以后，自動復(fù)位；在線路帶電狀態(tài)下，30-60分鐘自動復(fù)位。且復(fù)位時(shí)間可以在出廠前進(jìn)行設(shè)定。
[0030]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CPLD的單相接地故障指示器，其特征在于，所述指示器包括故障檢測模塊、控制模塊、故障顯示模塊和供電模塊； 其中，所述故障檢測模塊、控制模塊和故障顯示模塊順次連接； 所述供電模塊與所述控制模塊連接； 所述故障檢測模塊包括短路故障檢測模塊和接地故障檢測模塊；所述短路故障檢測模塊包括導(dǎo)電橡膠、傳感器線圈和采樣電路板；所述接地故障檢測模塊包括導(dǎo)電橡膠、傳感器線圈和采樣電路板；所述導(dǎo)電橡膠和傳感器線圈分別與所述采樣電路板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述控制模塊采用復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述故障顯示模塊包括LED指示燈和熒光指示牌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述指示器還包括支柱和故障指不器外殼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述供電模塊采用鋰電池供電。
【文檔編號】G01R31/08GK203385813SQ201320364118
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】賈惠彬, 張國云, 蔡新偉 申請人:華北電力大學(xué)（保定）