本實(shí)用新型涉及應(yīng)用于電力系統(tǒng)開關(guān)柜中的檢測裝置，更具體地說它涉及一種帶通訊的短路與接地故障指示器。

背景技術(shù)：

目前，公告號為CN 202563038U的中國專利公開一種帶通訊的短路與接地故障指示器，其特征在于，包括短路故障傳感器、接地故障傳感器以及控制單元，該控制單元包括微處理器以及均與微處理器相連的短路故障指示模塊、接地故障指示模塊和RS-485通訊模塊，該短路故障傳感器和接地故障傳感器還均與微處理器相連而分別將短路故障信號和接地故障信號傳輸至微處理器，并該微處理器經(jīng)由短路故障指示模塊和接地故障指示模塊顯示，以及經(jīng)由RS-485模塊而傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。

現(xiàn)有技術(shù)中類似于上述的短路與接地故障指示器，其連接于三相電纜,而電纜上接通大功率電器時,會出現(xiàn)瞬時的高電流；現(xiàn)有的短路與接地故障指示器無法對此類高電流與電路短路情況下的高電流進(jìn)行區(qū)分，可能會出現(xiàn)誤操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶通訊的短路與接地故障指示器，在于更加準(zhǔn)確的判斷短路故障。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種帶通訊的短路與接地故障指示器，包括MCU單元、短路故障傳感裝置、短路故障指示裝置和RS-485通訊模塊，所述短路故障傳感裝置、短路故障指示裝置和RS-485通訊模塊均電連接于MCU單元上；其特征在于： 所述短路故障傳感裝置有三個分別耦接于三相電的三根電纜上，所述短路故障傳感裝置包括：取樣電路，用于獲取電纜電流；

比較電路，電連接于取樣電路，將取樣電路獲取的電流轉(zhuǎn)化為電壓，并與設(shè)置的基準(zhǔn)電壓比較，輸出判定信號；

延時電路，電連接于比較電路，輸出的判定信號的延時信號；

邏輯電路，電連接于比較電路與延時電路，結(jié)合判定信號與延時信號，輸出判斷電纜是否短路的短路信號。

通過采用上述技術(shù)方案，設(shè)置RS-485通訊模塊，使得短路與接地故障指示器能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離信號傳輸；短路故障傳感裝置設(shè)置三個分別對應(yīng)三根電纜，對三根電纜進(jìn)行分別檢測能夠?qū)崿F(xiàn)對短路電纜的快速識別；而在短路故障傳感裝置設(shè)置取樣電路獲得電纜上的電流用于檢測；設(shè)置比較電路用于將電流轉(zhuǎn)化為電壓并將轉(zhuǎn)化的電壓與預(yù)設(shè)的短路電壓進(jìn)行比較，如果大于預(yù)設(shè)的短路電壓證明，電路在此刻處于短路電流狀態(tài)；而設(shè)置延時電路將短路信號進(jìn)行延時，并通過邏輯電路將延時的短路信號與現(xiàn)有信號一同結(jié)合。

當(dāng)延時的短路信號和現(xiàn)有信號均為短路電流信號，則短路電流持續(xù)了一定的時間，電纜處于短路，MCU單元觸發(fā)短路故障指示裝置和RS-485通訊模塊；而若當(dāng)延時的短路信號為短路電流信號、現(xiàn)有信號不為短路電流信號，則說明短路電流只持續(xù)了一瞬間，電路不處于短路電路狀態(tài)，只是有高功率電器啟動，因此MCU單元不觸發(fā)短路故障指示裝置和RS-485通訊模塊；從而短路與接地故障指示器實(shí)現(xiàn)了更加準(zhǔn)確的短路故障判斷。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：還包括有輸出電源電壓的電源裝置，所述電源裝置包括電池與電連接于電池的穩(wěn)壓電路。

通過采用上述技術(shù)方案，由于短路與接地故障指示器用于檢測電纜的故障狀態(tài)，因此若直接連接電纜容易使得短路與接地故障指示器出現(xiàn)故障；而用電池和穩(wěn)壓電路提供電源，也能夠提供穩(wěn)定的電壓，使得短路與接地故障指示器處在穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述取樣電路包括電流互感器，所述電流互感器的一次側(cè)電連接于電纜上，二次側(cè)的一端接地、另一端電連接于比較電路。

通過采用上述技術(shù)方案，通過電流互感器能夠?qū)⒁淮蝹?cè)的電纜電流按照設(shè)定比例傳輸?shù)蕉蝹?cè)，從而實(shí)現(xiàn)了對電纜的電流進(jìn)行取樣。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述比較電路包括有比較放大器和基準(zhǔn)電阻，所述比較電路的正輸入端依次串聯(lián)基準(zhǔn)電路與電流互感器，所述比較放大器的負(fù)輸入端電連接于基準(zhǔn)電壓。

通過采用上述技術(shù)方案，基準(zhǔn)電阻將從電流互感器上獲得的電流轉(zhuǎn)化為實(shí)時電壓，而將實(shí)時電壓與基準(zhǔn)電壓比較，既能夠?qū)﹄娎|是否處于短路電流狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時的檢測。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述比較電路還包括有第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻和第二分壓電阻依次連接于電源電壓后接地，所述比較放大器的負(fù)輸入端連接于第一分壓電阻和第二分壓電阻之間的節(jié)點(diǎn)。

通過采用上述技術(shù)方案，設(shè)置第一分壓電阻和第二分壓電阻，將電源電壓進(jìn)行分壓，從而能夠?yàn)楸容^放大器的負(fù)輸入端接入穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述比較電路還包括有保護(hù)二極管，所述保護(hù)二極管的陰極電連接于比較放大器的正輸入端，陽極連接電源電壓。

通過采用上述技術(shù)方案，比較放大器的正輸入端連接保護(hù)二級管，在電路電流與基準(zhǔn)電阻結(jié)合后的電壓大于電源電壓時，會使得保護(hù)二極管接通，使得比較放大器的正輸入端連接電源電壓，從而對比較放大器起到了保護(hù)的作用。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述延時電路包括有開關(guān)三極管和555定時器，所述開關(guān)三極管的基極電連接于比較放大器的輸出端，集電極電連接于電源電壓，發(fā)射極電連接于555定時器的輸入端，所述555定時器的輸出端延時輸出輸入信號。

通過采用上述技術(shù)方案，設(shè)置開關(guān)三極管，使得開關(guān)三級管在比較放大器輸出短路信號后接通，使得555定時器開始計時，從而方便對輸入信號進(jìn)行穩(wěn)定的延時處理。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述邏輯電路包括有與門，所述與門電路的輸入端分別電連接于555定時器的輸出端和比較放大器的輸出端，輸出端電連接于MCU單元。

通過采用上述技術(shù)方案，邏輯電路使用與門，在555定時器的輸出端和比較放大器的輸出端均輸出高電位的狀態(tài)下接通，從而當(dāng)電纜電路上連接大功率電器時，處在瞬時的高電流狀態(tài)時，與門不會輸出高電平。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：還包括GPRS定位模塊，所述GPRS定位模塊電連接于MCU單元。

通過采用上述技術(shù)方案，在MCU單元上連接GPRS定位模塊，在電纜短路的情況下，GPRS定位模塊會啟動，便于維修人員去尋找故障點(diǎn)。

綜上所述，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、對電纜上的瞬時短路電流進(jìn)行判斷，從而更加準(zhǔn)確的判斷電纜上的短路故障；

2、設(shè)置RS-485通訊模塊，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離的故障信息傳輸；

3、設(shè)置GPRS定位模塊，便于維修人員去尋找故障點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)施例的電路連接框圖；

圖2是本實(shí)施例中電源電路的示意圖；

圖3是本實(shí)施例中短路故障傳感裝置的電路圖。

附圖標(biāo)記說明：1、MCU單元；2、短路故障傳感裝置；3、電源裝置；4、接地故障傳感裝置；5、短路故障指示裝置；6、GPRS定位模塊；7、接地故障指示裝置；8、RS-485通訊模塊；21、取樣電路；22、比較電路；23、延時電路；24、邏輯電路；B1、電池；C1、延時電容；C2、接地電容；C3、穩(wěn)壓電阻；D1、保護(hù)二極管；PT1、電流互感器；OA1、比較放大器；R1、第一分壓電阻；R2、第二分壓電阻；R3、基準(zhǔn)電阻； R4、延時電阻；R5、負(fù)載電阻；Q1、開關(guān)三極管；AN1、與門。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例，一種帶通訊的短路與接地故障指示器，如圖1所示，包括MCU單元1、短路故障傳感裝置2、電源裝置3、接地故障傳感裝置4、短路故障指示裝置5、GPRS定位模塊6、接地故障指示裝置7、RS-485通訊模塊8；其中短路故障傳感裝置2、電源裝置3、接地故障傳感裝置4、短路故障指示裝置5、接地故障指示裝置7和RS-485通訊模塊8均與電源裝置3電連接，電源裝置3為MCU單元1供電的同時，也為接地故障傳感裝置4和短路故障傳感裝置2提供電源；GPRS定位模塊6電連接于短路故障指示裝置5和接地故障指示裝置7，當(dāng)短路故障指示裝置5或接地故障指示裝置7接通，GPRS定位模塊6就會啟動。

而在其中接地故障傳感裝置4、短路故障指示裝置5、GPRS定位模塊6、接地故障指示裝置7、RS-485通訊模塊8均為現(xiàn)有技術(shù)，故在下文中不對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行贅述，只對其連接方式和工作狀態(tài)進(jìn)行描述。

如圖2所示，電源裝置3包括電池B1、穩(wěn)壓電容C3和7812穩(wěn)壓器，電池B1的正極連接7812穩(wěn)壓器的輸入端，負(fù)極接地；穩(wěn)壓電容C3的兩端并聯(lián)于電池B1的兩端，7812穩(wěn)壓器的接地端接地，輸出端輸出電源電壓VCC；通過使用電池B1、穩(wěn)壓電容C3和7812穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓電路，能夠?yàn)镸CU單元1、短路故障傳感裝置2和接地故障傳感裝置4提供穩(wěn)定的電壓，不受電纜短路或接地故障的影響。

如圖3所示，短路故障傳感裝置2的數(shù)量為三個，分別連接于三相電纜的每一相上，而由于三個接地故障傳感裝置4結(jié)構(gòu)相同，故一下只介紹其中一個；接地故障傳感裝置4包括取樣電路21、比較電路22、延時電路23和邏輯電路24；取樣電路21包括電流互感器PT1，電流互感器PT1的一次側(cè)電連接于電纜上，二次側(cè)的一端接地、另一端電連接于比較電路22，電流互感器PT1將電纜上的電流從一次側(cè)按適應(yīng)比例取樣到二次側(cè)。

如圖3所示，比較電路22包括比較放大器OA1、基準(zhǔn)電阻R3、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2和保護(hù)二極管D1，比較電路22的正輸入端依次串聯(lián)基準(zhǔn)電路與電流互感器PT1的二次側(cè)上，第一分壓電阻R1和第二分壓電阻R2依次連接于電源電壓后接地，比較放大器OA1的負(fù)輸入端連接于第一分壓電阻R1和第二分壓電阻R2之間的節(jié)點(diǎn),為比較放大器OA1的負(fù)輸入端提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓。保護(hù)二極管D1的陰極電連接于比較放大器OA1的正輸入端，陽極連接電源，對放大比較放大器OA1的正輸入端起到保護(hù)作用。而通過將電纜的實(shí)時電流形成的電壓與基準(zhǔn)電壓通過比較放大器OA1的比較，使得比較放大器OA1的輸出端在電纜上出現(xiàn)短路電流時輸出高電位，否則為低電位。

如圖3所示，延時電路23包括有開關(guān)三極管Q1、555定時器、延時電容C1、延時電阻R4、接地電容C2和負(fù)載電阻R5；開關(guān)三極管Q1的基極與比較放大器OA1的輸出端連接，集電極連接電源電壓，發(fā)射極分別連接于555定時器的四腳、八腳和延時電容C1的一端；延時電容C1的另一端分別連接于555定時器的六腳、二腳和延時電阻R4的一端；延時電阻R4的另一端接地；555定時器的一腳直接接地，五腳連接接地電容C2后接地，三腳連接負(fù)載電阻R5后輸出。當(dāng)比較放大器OA1輸出端輸出高電平后，開關(guān)三極管Q1接通，延時電容C1充電，充電過程中三腳輸出低電平，延時電容C1充電完畢后三腳輸出高電平。

如圖3所示，邏輯電路24包括與門AN1，與門AN1電路的輸入端分別電連接于負(fù)載電阻R5遠(yuǎn)離555定時器的一端和比較放大器OA1的輸出端，與門AN1的輸出端輸出電信號VS，結(jié)合圖1，電信號VS傳輸至MCU單元1內(nèi)；當(dāng)電纜中接通大功率電器出現(xiàn)較小時長的短路電流時，由于電纜中出現(xiàn)了短路電流的時長小于延時電路23延時時長，比較電路22的輸出端和延時電路23的輸出端無法同時輸出高電平，使得與門AN1不會輸出高電平，從而不會觸發(fā)短路故障指示裝置5；而在電纜中出現(xiàn)了超過延時電路23延時時長的短路電流，即電纜中出現(xiàn)了短路電流，比較電路22的輸出端和延時電路23的輸出端同時輸出高電平，與門AN1輸出高電平，截斷短路電纜，啟動短路故障指示裝置5。

短路與接地故障指示器運(yùn)行原理，如圖1所示，當(dāng)電纜發(fā)生短路故障，短路故障傳感器向MCU單元1輸出電信號，MCU單元1得到電信號后，切斷電纜，啟動短路故障指示裝置5、GPRS定位模塊6和RS-485通訊模塊8，對短路故障進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，并發(fā)出定位和指示；同理，當(dāng)電纜發(fā)生接地故障，接地故障傳感器向MCU單元1輸出電信號，MCU單元1得到電信號后，切斷電纜，啟動接地故障指示裝置7、GPRS定位模塊6和RS-485通訊模塊8，對接地故障進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，并發(fā)出定位和指示。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的設(shè)計構(gòu)思之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。