专利名称：架空线路故障指示器的制作方法
技术领域：
本实用 新型涉及的是一种电力检测技术领域的装置，具体是一种架空线路故障指不器。
背景技术：
配电网中的线路故障多发生在配电网，直接影响着社会生产与人们日常生活，所以及时准确的定位故障点变得非常重要。近年来，架空线路故障指示器的应用给故障查找带来了极大的便利，在电网中得到了广泛的应用。但是，我国的配电网多为中性点不接地系统或小电流接地系统，对于故障电流较大的短路故障，一般故障指示器均具有一定的准确性，但对于接地故障，一般故障指示器的准确性大大降低。而单相接地故障的发生率在线路发生的总故障中占了 75%以上。尽管产品生产厂家和研究机构对该问题进行了深入的研究，但并没有取得突破性的进展，对接地故障的准确判定仍然是个难题。经对现有技术领域的检索发现中国专利文献号CN201045627Y，名称“智能型电力线路故障指示器”；中国专利文献号CN2935175Y，名称“供电线路故障指示器”；中国专利文献号CN2560952Y，名称“光闪式线路故障指示器”均存在以下问题(这些也是目前市场上故障指示器普遍存在的问题)1、不能通过高压线路取电，仅靠电池供电，产品使用寿命短；2、不能对电流门限阀值、自动复位时间等系统参数进行人工设置及带电检修；3、故障判定多采用模拟电路，对故障信息不能实现智能综合判定，故障判定准确性低；4、接地故障判定不准确；5、防雷、防涌流、防电磁干扰、防误动等措施简单，不能达到预定的效果。
实用新型内容本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种架空线路故障指示器，以解决市场上现有故障指示器不能经线路取电、不能对系统参数进行更改和带电检修、仅靠模拟电路判断、单相接地故障判定不准确、防干扰措施简单等一系列问题。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括微处理器触发电路、信号变换电路、CT取电电路、微处理器芯片、瞬间接地故障指示灯驱动电路、永久接地故障指示灯驱动电路、电压变换电路以及处理器外围电路，其中微处理器触发电路与微处理器芯片的外部中断IO相连接，信号变换电路与微处理器芯片的AD转换管脚相连接，CT取电电路与微处理器芯片相连并输出直流电压，电压变换电路采集到的电压信号输出端与微处理器芯片的AD转换管脚相连接，微处理器芯片的IO管脚与瞬间接地故障指示灯驱动电路的控制端相连接，微处理器芯片的IO管脚与永久接地故障指示灯驱动电路的控制端相连接， 处理器外围电路的输出端分别与微处理器的IO管脚相连接。所述的CT取电电路包括整流滤波电路、DC/DC模块电路、过压保护电路、掉电检测电路和后备电池电路，其中高压线路的电流经过电流传感器、防浪涌保护电路后分别进入信号变换电路、CT取电电路以及整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接DC/DC模块电路、过压保护电路和掉电检测电路，DC/DC模块电路的输出端输出3V直流电压，掉电检测电路的输出端控制后备电池电路是否向整个系统输出电压。所述的处理器外围电路包括参数设置电路、带电检修电路、看门狗电路、程序下载电路，其中参数设置电路的控制端与微处理器芯片的IO端相连接，带电检修电路的控制端与微处理器芯片的IO端相连接，看门狗电路的复位输出端与微处理器芯片的IO端相连接，程序下载电路与微处理器芯片的JTAG端相连接。所述的微处理器触发电路、信号变换电路、CT取电电路的输入端设有依次串联连接的防浪涌保护电路以及电流传感器；该电流传感器由精密电流互感器构成，防浪涌保护电路由TVS管组成。所述的电压变换电路的输入端设有电压传感器；该电压传感器由精密电压互感器构成。所述的微处理器触发电路由开关三极管构成，其输出端与微处理器芯片的外部中断输入管脚相连。所述的信号变换电路由放大器芯片构成，其输出端与微处理器芯片的AD输入管脚相连。所述的瞬间接地故障指示灯驱动电路由两个电阻、三个高亮指示灯以及三极管构成。所述的永久接地故障指示灯驱动电路由两个电阻、三个高亮指示灯以及三极管构成。所述的看门狗电路由看门狗芯片和电阻构成。所述的微处理器下载接口电路由JTAG接口、滤波电容和电阻构成。本实用新型的工作原理电流传感器与电压传感器将经高压线路而来的交流信号经过相应变换后，传给微处理器进行实时的电流电压监测。当架空线路发生线路电流涌流时，微处理器触发电路唤醒处于休眠状态的微处理器，微处理器开始工作，对经信号变换电路转换后的低压直流信号进行AD转换、故障判定等，当判定发生线路故障时，则控制高亮指示灯进行闪烁指示。当发生瞬间接地故障时，瞬间接地故障指示灯闪烁，当发生永久接地故障时，永久接地故障指示灯闪烁。而CT取电电路，用于获取经CT变换而来的电流信号， 并将其转换为稳定的3. 3V直流电压。本装置中的参数设置电路允许用户自行设定电流门限阀值Imax的大小、故障指示器复位时间等系统参数。在故障指示器挂网带电的情况下，带电检修电路既可以让用户通过磁铁检测故障指示器内的电池是否有效，又可以对发生故障时的闪烁指示灯进行人工复位。看门狗电路可以监控程序的运行情况，当线路的电磁干扰影响到程序的正常运行时， 硬件看门狗可以对程序进行复位，保证了程序的顺利运行。与现有技术相比，本实用新型的显著效果是能够解决目前故障指示器中存在的接地故障判定不准确、使用寿命短、产品易受电磁干扰、易误动、非智能等一系列问题。本实用新型的优点在于由于故障指示器的电路板处于较强的电场和磁场中，芯片工作的稳定性需要得到很好的解决，所以采用了防涌流保护设计，使得整个电路的防涌流、防雷击及抗电磁干扰等能力得到了很大的提升；采用了经线路取电与电池备用相结合的电源设计，解决了市场上故障指示器由于仅靠电池供电导致使用寿命短的问题；采用了优良的数字电路和高性能的CPU芯片，提高了产品的可靠性和抗干扰性；采用了先进的故障判定方法，解决了现有故障指示器单相接地故障判定不准确问题；整个产品设计了人性化的接口、智能化省电模式、便捷的系统参数的修改等，将线路故障检测向智能化、人性化迈进了坚实的一步。


图1为本实用新型的结构示意图。图2为CT取电电路结构示意图。图3为瞬间接地故障指示灯驱动电路图。图4看门狗电路图。图5为微处理器下载接口电路图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括微处理器触发电路1、信号变换电路2、CT取电电路3、 微处理器芯片4、瞬间接地故障指示灯驱动电路5、永久接地故障指示灯驱动电路6、电压变换电路8以及处理器外围电路，其中微处理器触发电路1与微处理器芯片4的外部中断IO 相连接，信号变换电路2与微处理器芯片4的AD转换管脚相连接，CT取电电路3为微处理器芯片4及其他芯片提供稳定的3V直流电压，电压变换电路8的电压信号输出端与微处理器芯片4的AD转换管脚相连接，微处理器芯片4的IO管脚与瞬间接地故障指示灯驱动电路5和永久接地故障指示灯驱动电路6的控制端相连接，处理器外围电路的输出端分别与微处理器芯片4的IO管脚相连接。所述的微处理器触发电路1由开关三极管构成，该微处理器触发电路1用于感知供电线路中的突变电流，进而生成开关量，其输出端与微处理器芯片的外部中断输入管脚相连。所述的信号变换电路2由放大器芯片构成，该信号变换电路2用于将经电流传感器18输入的交流电流信号转变为交流电压信号，同时将双极性的电压信号转为单极性的电压信号，其输出接微处理器的AD输入管脚。所述的电流传感器18由精密电流互感器构成，用于获取供电线路中的电流信号。所述的电压变换电路8由电压转换芯片组成的降压电路、整流桥芯片组成的整流电路、0. 1 μ f的滤波电容组成的滤波电路组成，该电压变换电路8用于将线路的交流电压信号转换为微处理器可以接受的直流电压信号，其输出接微处理器的AD输入管脚，输入端接收电压传感器19输出的电压信号。所述的电压传感器19由精密电压互感器构成，用于获取供电线路中的电压信号， 其输出接电压变换电路8。[0037]所述的处理器外围电路包括参数设置电路9、带电检修电路10、看门狗电路11、 程序下载电路12，其中参数设置电路9的控制端与微处理器芯片4的IO端相连接，带电检修电路10的控制端与微处理器芯片4的IO端相连接，看门狗电路11的复位输出端与微处理器芯片4的IO端相连接，程序下载电路12与微处理器芯片4的JTAG端相连接。如图2所示，所述的CT取电电路3包括整流滤波电路13、DC/DC模块电路14、过压保护电路15、掉电检测电路16和后备电池电路17，其中高压线路的电流经过电流传感器18、防浪涌保护电路20后分别进入信号变换电路2、CT取电电路3以及整流滤波电路13， 整流滤波电路13的输出端连接DC/DC模块电路14、过压保护电路15和掉电检测电路16， DC/DC模块电路14的输出端输出3V直流电压，掉电检测电路16的输出端控制后备电池电路17是否向整个系统输出电压；该CT取电电路3用于获取经CT变换而来的电流信号，并将其转换为稳定的3V直流电压，其输出为整个系统提供电源。所述的防浪涌保护电路20由TVS管组成，用于保护整个电路不受雷击、浪涌、电磁干扰等影响。如图3所示，所述的瞬间接地故障指示灯驱动电路5由20欧姆的第十二电阻R12、 IK欧姆的第十三电阻R13、第二、第三和第四高亮指示灯D2、D3、D4以及NPN型的S8050作为第二三极管Q2构成，其中第十二电阻R12的一端和电源VCC3相连，另一端和指示灯的正极相连，第二、第三和第四高亮指示灯D2、D3、D4并联且其负极端与第二三极管Q2的集电极相连，第二三极管Q2的基极与第十三电阻R13的一端相连，第二三极管Q2的射极接地， 第十三电阻R13的另一端与微处理器芯片4的IO端。所述的永久接地故障指示灯驱动电路6的电路结构与瞬间接地故障指示灯驱动电路5的电路结构一致，仅与微处理器芯片4相连接的IO管脚不同。如图4所示，所述的看门狗电路11由看门狗芯片MAX706、10K第二十九电阻似9 构成，其中看门狗芯片MAX706的MR引脚与WDO引脚连接在一起，WDI引脚连接微处理器芯片4的IO端，PFI引脚接GND，VCC引脚接3V的电源，管脚RST连接微处理器芯片4的复位引脚，并通过IOK第二十九电阻似9接GND引脚。如图5所示，所述的微处理器下载接口电路12由14芯的JTAG接口 Jl，0. 1 μ f的第一和第四滤波电容C1、C4，50K第五电阻R5构成，其中14芯的JTAG接口 Jl连接微处理器芯片4的TD0、TDI、TMS、TCK、GND、RST、VCC3引脚。此外，引脚VCC3接第一滤波电容Cl， 引脚RST接上拉VCC3的第五电阻R5和第四滤波电容C4。
权利要求1.一种架空线路故障指示器，其特征在于，包括微处理器触发电路、信号变换电路、 CT取电电路、微处理器芯片、瞬间接地故障指示灯驱动电路、永久接地故障指示灯驱动电路、电压变换电路以及处理器外围电路，其中微处理器触发电路与微处理器芯片的外部中断IO相连接，信号变换电路与微处理器芯片的AD转换管脚相连接，CT取电电路与微处理器芯片相连并输出直流电压，电压变换电路采集到的电压信号输出端与微处理器芯片的AD 转换管脚相连接，微处理器芯片的IO管脚与瞬间接地故障指示灯驱动电路的控制端相连接，微处理器芯片的IO管脚与永久接地故障指示灯驱动电路的控制端相连接，处理器外围电路的输出端分别与微处理器的IO管脚相连接。
2.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的CT取电电路包括 整流滤波电路、DC/DC模块电路、过压保护电路、掉电检测电路和后备电池电路，其中高压线路的电流经过电流传感器、防浪涌保护电路后分别进入信号变换电路、CT取电电路以及整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接DC/DC模块电路、过压保护电路和掉电检测电路，DC/DC模块电路的输出端输出3V直流电压，掉电检测电路的输出端控制后备电池电路是否向整个系统输出电压。
3.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的处理器外围电路包括参数设置电路、带电检修电路、看门狗电路、程序下载电路，其中参数设置电路的控制端与微处理器芯片的IO端相连接，带电检修电路的控制端与微处理器芯片的IO端相连接， 看门狗电路的复位输出端与微处理器芯片的IO端相连接，程序下载电路与微处理器芯片的JTAG端相连接。
4.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的微处理器触发电路、 信号变换电路、CT取电电路的输入端设有依次串联连接的防浪涌保护电路以及电流传感器；该电流传感器由精密电流互感器构成，防浪涌保护电路由TVS管组成。
5.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的电压变换电路的输入端设有电压传感器；该电压传感器由精密电压互感器构成。
6.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的微处理器触发电路由开关三极管构成，其输出端与微处理器芯片的外部中断输入管脚相连。
7.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的信号变换电路由放大器芯片构成，其输出端与微处理器芯片的AD输入管脚相连。
8.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的瞬间接地故障指示灯驱动电路和永久接地故障指示灯驱动电路分别由两个电阻、三个高亮指示灯以及三极管构成。
9.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的看门狗电路由看门狗芯片和电阻构成。
10.根据权利要求1所述的架空线路故障指示器，其特征是，所述的微处理器下载接口电路由JTAG接口、滤波电容和电阻构成。
专利摘要一种电力检测技术领域的架空线路故障指示器，微处理器触发电路、信号变换电路、CT取电电路、微处理器芯片、瞬间接地故障指示灯驱动电路、永久接地故障指示灯驱动电路、电压变换电路以及处理器外围电路。本装置解决了现有技术中故障指示器不能经线路取电、不能对系统参数进行更改和带电检修、仅靠模拟电路判断、单相接地故障判定不准确、防干扰措施简单等一系列问题。
文档编号G01R31/08GK201974501SQ20112004336
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者李刚, 罗晓, 董建伟, 赵虹运 申请人:思源电气股份有限公司