光纖型接地及短路故障指示器的制造方法
【專利摘要】抗干擾性能強(qiáng)，不易出現(xiàn)誤報(bào)警并適合于故障遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的光纖型接地及短路故障指示器，由控制器和傳感器組成，所述傳感器為短路故障傳感器(2)和接地故障傳感器(3)，所述傳感器具有感應(yīng)線圈和電光轉(zhuǎn)換電路，所述控制器具有光電轉(zhuǎn)換單元(4)、控制單元(5)、故障指示單元(6)、智能化單元(7)和供電單元(8)，所述光電轉(zhuǎn)換單元與控制單元連接，控制單元與故障指示單元、智能化單元和供電單元連接，所述短路故障傳感器和接地故障傳感器分別通過(guò)光纖與光電轉(zhuǎn)換單元連接。本實(shí)用新型適用于配電線網(wǎng)接地及短路故障指示。
【專利說(shuō)明】光纖型接地及短路故障指示器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備，特別是配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的故障監(jiān)測(cè)裝置，具體涉及接 地及短路故障指示器。

【背景技術(shù)】
[0002] 接地及短路故障指示器是配套安裝在配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的環(huán)網(wǎng)開關(guān)、電纜分支箱、 箱變上，用于指示相應(yīng)電纜區(qū)段的短路和單相接地故障的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。線路發(fā)生故 障時(shí)，工作人員可借助指示器的報(bào)警指示，迅速確定故障區(qū)段，并找出故障點(diǎn)。傳統(tǒng)故障指 示器的控制器和傳感器間多采用銅導(dǎo)線進(jìn)行信號(hào)傳輸，抗干擾性能差，常出現(xiàn)錯(cuò)誤報(bào)警。另 夕卜，傳統(tǒng)的這種故障指示器不適配于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，不利于故障的及時(shí)發(fā)覺(jué)與快速處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型要解決配電系統(tǒng)中傳統(tǒng)的接地及短路故障指示裝置抗干擾能力差，容 易出現(xiàn)誤報(bào)警，以及不適合遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的問(wèn)題，為此提供本實(shí)用新型的一種光纖型接地 及短路故障指示器，這種故障指示器抗干擾性能強(qiáng)，不易出現(xiàn)誤報(bào)警，且適合于故障遠(yuǎn)程實(shí) 時(shí)監(jiān)控。
[0004] 為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是由控制器和傳感器組成，所述傳 感器為短路故障傳感器和接地故障傳感器，其特殊之處是所述傳感器具有感應(yīng)線圈和電光 轉(zhuǎn)換電路，所述控制器具有光電轉(zhuǎn)換單元、控制單元、故障指示單元、智能化單元和供電單 元，所述光電轉(zhuǎn)換單元與控制單元連接，控制單元與故障指示單元、智能化單元和供電單元 連接，所述短路故障傳感器和接地故障傳感器分別通過(guò)光纖與光電轉(zhuǎn)換單元連接。
[0005] 下面結(jié)合附圖的【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0007] 圖2是本實(shí)用新型中的接地傳感器和短路故障傳感器的光電轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)原理 圖；
[0008] 圖3是本實(shí)用新型中的控制器的光電轉(zhuǎn)換單元結(jié)構(gòu)原理圖；
[0009] 圖4是本實(shí)用新型中的控制器的控制單元結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 本實(shí)用新型的光纖型接地及短路故障指示器，由控制器和傳感器組成，所述傳感 器為短路故障傳感器2和接地故障傳感器3,所述傳感器具有感應(yīng)線圈和電光轉(zhuǎn)換電路，所 述控制器1具有光電轉(zhuǎn)換單元4、控制單元5、故障指示單元6、智能化單元7和供電單元8， 所述光電轉(zhuǎn)換單元與控制單元連接，控制單元與故障指示單元、智能化單元和供電單元連 接，所述短路故障傳感器和接地故障傳感器分別通過(guò)光纖與光電轉(zhuǎn)換單元連接。圖1表示 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0011] 當(dāng)被測(cè)線路有短路或接地故障時(shí)，短路故障傳感器2或接地故障傳感器3內(nèi)部生 成故障信息，并將故障信息通過(guò)光纖傳輸給控制器1光電轉(zhuǎn)換單元4 ;光電轉(zhuǎn)換單元將接收 到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸給控制單元5 ;控制單元處理故障信息，并控制故障指示 單元6就地顯示故障；控制單元并實(shí)時(shí)與智能化單元通訊，可將報(bào)警信息發(fā)送給遠(yuǎn)方監(jiān)控 設(shè)備，并能接收復(fù)位命令；供電單元8為控制器供電，并具有電池電量檢測(cè)功能。
[0012] 本實(shí)用新型中的短路故障傳感器2和接地故障傳感器1包括感應(yīng)線圈和電光轉(zhuǎn)換 電路兩部分。感應(yīng)線圈為自制的小CT，其變比根據(jù)不同的電流等級(jí)不同。電光轉(zhuǎn)換電路原 理圖如圖2所示。感應(yīng)線圈感應(yīng)到的AC信號(hào)經(jīng)可調(diào)電阻R1后，注入到整流橋DB1 ;經(jīng)整流、 濾波后給紅外發(fā)射二極管Dkl供電。當(dāng)AC信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)，Dkl發(fā)光，產(chǎn)生故障信息。其中 2W電阻R1為限流分壓電阻；D1為瞬態(tài)抑制二極管，能夠抑制AC信號(hào)的瞬間過(guò)電壓；D2為 穩(wěn)壓二極管，保證直流電壓不會(huì)超過(guò)限值；R2為限流電阻，控制發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度；調(diào) 節(jié)R1與R2的阻值，可使傳感器監(jiān)測(cè)不同電流等級(jí)的接地或短路故障。
[0013] 光電轉(zhuǎn)換單元4的原理圖如圖3所示。其中光電三極管Q0用于接收接地故障傳 感器的光信號(hào)。當(dāng)光信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)，Q0導(dǎo)通，PL0處為高電平，此高電平經(jīng)匹配電阻R19后， 直接連接到CPU的通用輸入輸出引腳（網(wǎng)絡(luò)代號(hào)為PH0T0_L0) ;C5與R19同時(shí)組成低通濾 波器，能過(guò)濾除高頻干擾信號(hào)；200k歐姆電阻R10,其工作電流不超過(guò)18uA，有利于提高電 池的使用壽命。Q1、Q2、Q3分別用于接收A、B、C三相短路故障傳感器信號(hào)，其工作原理與所 述Q0的相同。本光電轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、元器件少、功能完善、抗干擾性好，可簡(jiǎn)化PCB布 局，降低成本，便于維護(hù)。
[0014] 控制單元5電路原理圖如圖4所示?？刂茊卧捎?MC9S08QG8"芯片，其引腳13、 14、14、16用于接收光電轉(zhuǎn)換單元處理后的信號(hào)；引腳9、10、11、12用于連接故障指示LED 和繼電器驅(qū)動(dòng)芯片；引腳7、8連接撥碼開關(guān)，可設(shè)置自動(dòng)復(fù)位時(shí)間；引腳6連接復(fù)位按鍵； 引腳5連接電池電量檢測(cè)芯片。
[0015] 本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)：
[0016] 1、米用光纖傳輸故障信息，提高抗干擾能力；
[0017] 2、采用低功耗的MC9S08QG8作為控制CPU，提高電池使用壽命；
[0018] 3、采用模塊化設(shè)計(jì)，便于運(yùn)行維護(hù)；
[0019] 4、具有短路故障、接地故障、電池電量低等指不功能；
[0020] 5、故障信息可上傳給遠(yuǎn)方監(jiān)控設(shè)備，指示故障所在的區(qū)域和具體位置，以引導(dǎo)巡 線人員迅速確定故障區(qū)段并找出故障點(diǎn)；
[0021] 6、具有故障就地"自動(dòng)復(fù)位"、"手動(dòng)復(fù)位"和"遠(yuǎn)方復(fù)位"功能，滿足不同場(chǎng)所要求；
[0022] 7、具有自檢功能。
[0023] 操作說(shuō)明：
[0024] 本實(shí)用新型的故障指示器具有故障記憶功能，當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，繼電器閉合，相應(yīng) 指示燈快速閃爍；當(dāng)故障解除后，相應(yīng)指示燈緩慢閃爍，繼電器保持閉合狀態(tài)。在故障解除 后，可通過(guò)如下方法復(fù)位故障指示燈和繼電器。
[0025] 1、就地"自動(dòng)復(fù)位"
[0026] 控制器內(nèi)部有2位撥碼開關(guān)，用于設(shè)置自動(dòng)復(fù)位時(shí)間。撥碼開關(guān)按下表示1，未按 下表示0。因此2位撥碼開關(guān)可定義四種不同的復(fù)位時(shí)間。當(dāng)復(fù)位時(shí)間達(dá)到時(shí)，控制器自動(dòng) 熄滅故障指示燈及復(fù)位繼電器。
[0027] 2、就地"手動(dòng)復(fù)位"
[0028] 控制器面板上有"復(fù)位"按鍵，按下復(fù)位按鍵不超過(guò)ls，則控制器復(fù)位故障指示燈 及繼電器。
[0029] 3、遠(yuǎn)方復(fù)位
[0030] 控制器有復(fù)位接線端子，可連接至遠(yuǎn)方監(jiān)控設(shè)備。當(dāng)接收到遠(yuǎn)方復(fù)位信號(hào)后，控制 器復(fù)位故障指示燈及繼電器。
[0031] 本故障指示器還具有自檢功能。在沒(méi)有故障且所有故障已復(fù)位狀態(tài)下，按下控制 器面板上的"復(fù)位"按鍵超過(guò)1. 5s，則進(jìn)入自檢功能。此時(shí)，所有故障指示燈閃爍，所有繼電 器閉合?？赏ㄟ^(guò)上述三種復(fù)位方法中的任意一種進(jìn)行復(fù)位。
【權(quán)利要求】
1. 光纖型接地及短路故障指示器，由控制器和傳感器組成，所述傳感器為短路故障傳 感器（2)和接地故障傳感器（3)，其特征是所述傳感器具有感應(yīng)線圈和電光轉(zhuǎn)換電路，所述 控制器具有光電轉(zhuǎn)換單元（4)、控制單元（5)、故障指示單元（6)、智能化單元（7)和供電單 元（8)，所述光電轉(zhuǎn)換單元與控制單元連接，控制單元與故障指示單元、智能化單元和供電 單元連接，所述短路故障傳感器和接地故障傳感器分別通過(guò)光纖與光電轉(zhuǎn)換單元連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的故障指示器，其特征是所述傳感器的光電轉(zhuǎn)換電路設(shè)有整流橋 DB1，整流橋的交流輸入端連有瞬態(tài)抑制二極管D1，該交流輸入端并與所述感線圈連接，整 流橋的直流輸出端連有紅外發(fā)光二極管Dkl、穩(wěn)壓二極管D2和電容C1。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的故障指示器，其特征是所述光電轉(zhuǎn)換單元設(shè)有用于接收接 地故障傳感器的光信號(hào)的光電三極管Q0,當(dāng)光信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)，Q0導(dǎo)通，PLO處為高電平，此 高電平經(jīng)匹配電阻R19后，直接連接到CPU的通用輸入輸出引腳；所述光電轉(zhuǎn)換單元還設(shè)有 光電三極管Q1、光電三極管Q2和光電三極管Q3,分別用于接收A、B、C三相短路故障傳感器 信號(hào)，其工作原理與所述Q0的相同。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK203870190SQ201420223157
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】古永富, 李肖軍, 徐靜, 邵冬明 申請(qǐng)人:杭州欣美成套電器制造有限公司