基于双线圈的电缆线路故障监测电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于双线圈的电缆线路故障监测电路通过检测电缆线路上的负荷电流来决定是由取电线圈模块为控制模块供电还是由应急电源为控制模块供电。具体的，在负荷电流大于额定值时，由取电线圈模块在线取电为控制模块供电，在负荷电流小于额定值时，由应急电源为控制模块供电。因此，供电由取电线圈模块和应急电源同时承担，减少应急电源的供电量，延长了应急电源的供电时间，进而延长整个电路的工作寿命。同时降低了电路功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电缆线路故障监测技术，特别是涉及一种取电方式简单、使用寿命更长的基于双线圈的电缆线路故障监测电路。
技术介绍
电缆型故障指示器安装于配电开关的母线上，按功能模块来分主要由电流互感器和控制装置两部分组成，主要用于判断配电的电缆线路短路故障或者接地故障。若电缆线路上发生短路或接地故障时，控制装置会根据电流互感器检测到的电流状况进行判断并发出相应的信息数据传给指示面板或者通讯终端。根据故障工作原理，故障指示器的传感器需要实时监测电缆线路上的电流。因此决定了故障指示器工作功耗很大，通常控制装置使用电池供电并且需要防水处理灌装，灌装后电池是不能够更换的，但实际上由于电池本身漏电流的特性实际寿命会比理论值要小，而且受到环境影响也比较大，从而影响了电缆型故障指示器的工作寿命。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种取电方式简单、使用寿命更长的基于双线圈的电缆线路故障监测电路。一种基于双线圈的电缆线路故障监测电路，包括：取电线圈模块、电源切换模块、控制模块及采样模块；在电缆线路上的负荷电流大于额定值时，所述电源切换模块用于控制所述取电线圈模块为所述控制模块供电；在电缆线路上的负荷电流小于额定值时，所述电源切换模块用于控制应急电源为所述控制模块供电；所述采样模块用于对电缆线路的电流进行采样并将采样的负荷电流发送给所述控制模块；在负荷电流小于故障电流时，所述控制模块采用自适应判据判断是否输出故障信号，若负荷电流突变至次故障电流并持续第一额定时间后突变为0时所述控制模块输出电缆线路故障信号；在负荷电流大于故障电流时，所述控制模块采用过定值判据判断是否输出故障信号，若负荷电流大于故障电流并持续第二额定时间时所述控制模块输出电路线路故障信号。在其中一个实施例中，还包括与所述控制模块连接的数据发送模块，在所述控制模块未输出故障信号时，所述数据发送模块用于定时上传电缆线路数据；在所述控制模块未输出故障信号且电缆线路的负荷电流变化率超过20％时，所述数据发送模块用于即时上传电缆线路数据；在所述控制模块输出故障信号时，所述数据发送模块用于即时上传电缆线路数据。在其中一个实施例中，所述数据发送模块包括电阻R2、电阻R3、三极管Q1、发射管芯片U1和电阻R4；所述电阻R2一端接输入电压，另一端接所述控制模块；所述电阻R3一端接所述控制模块，另一端接所述三极管Q1的基极；所述三极管Q1的发射极接输入电压，所述三极管Q1的集电极接所述发射管芯片U1的电源端，所述发射管芯片U1的输出端接所述电阻R4，所述电阻R4远离所述发射管芯片U1的空悬。在其中一个实施例中，在电缆线路上的负荷电流大于20A时，所述取电线圈模块输出的电压经整流后转换为3.6V直流电压为所述控制模块供电。在其中一个实施例中，在电缆线路上的负荷电流小于20A时，所述应急电源输出3.6V直流电压为所述控制模块供电。在其中一个实施例中，所述采样模块采用交流采样方式对电缆线路进行采样。在其中一个实施例中，所述故障电流大小为450A，第一额定时间为35ms-3s，第二额定时间为1s-2s。在其中一个实施例中，次故障电流＝负荷电流+突变电流，当负荷电流小于200A时，突变电流＝0.5负荷电流，当负荷电流大于200A且小于故障电流时，突变电流＝1.5负荷电流。在其中一个实施例中，所述取电线圈模块包括电阻R11、电感L1、电容C9、场效应管Q3、二极管D3、升压芯片U5、电容C10、电阻R13、电阻R15、电容C18、电容C11、稳压器芯片U4、电阻R14、电阻R16、电容C12及电容C14；所述电阻R11一端接电缆线路，另一端接所述电感L1；所述电容C9一端接所述电阻R11和所述电感L1的公共连接点，另一端接地；所述电感L1远离所述电阻R11的一端接所述二极管D3的正极；所述场效应管Q3的漏极接所述电感L1和所述二极管D3的公共连接点，所述场效应管Q3的源极接地，所述场效应管Q3的栅极接所述升压芯片U5的输入端；所述升压芯片U5的电源端接所述二极管D3的负极，所述升压芯片U5的反馈端接所述电阻R13和所述电阻R15的公共连接点；所述电容C10一端接所述二极管D3的负极，另一端接所述电阻R13和所述电阻R15的公共连接点；所述电阻R13远离所述电阻R15的一端接所述二极管D3的负极；所述电阻R15远离所述电阻R13的一端接地；所述电容C18一端接所述二极管D3的负极，另一端接地；所述电容C11一端接所述二极管D3的负极，另一端接地；所述稳压器芯片U4的输入端和使能端接所述二极管D3的负极，所述稳压器芯片U4的反馈端接所述电阻R14和所述电阻R16的公共连接点，所述稳压器芯片U4的输出端接所述电源切换模块；所述电阻R14远离所述电阻R16的一端接所述稳压器芯片U4的输出端；所述电阻R16远离所述电阻R14的一端接地；所述电容C12一端接所述稳压器芯片U4的输出端，另一端接所述电阻R14和所述电阻R16的公共连接点；所述电容C14一端接所述稳压器芯片U4的输出端，另一端接地。在其中一个实施例中，所述电源切换模块包括电压检测芯片U6、电阻R12、二极管D4、电容C15、场效应管Q4及电解电容CT1；所述电阻R12一端接所述取电线圈模块，另一端接所述电压检测芯片U6的输入端；所述电容C15一端接所述电压检测芯片U6的输入端，另一端接地；所述电压检测芯片U6的输出端接所述场效应管Q4的栅极，所述场效应管Q4的源极接所述应急电源；所述场效应管Q4的漏极接所述控制模块；所述二极管D4的正极接所述电阻R12与所述电压检测芯片U6的公共连接点，所述二极管D4的负极接所述控制模块；所述电解电容CT1的正极接所述控制模块，所述电解电容CT1的负极接地。上述基于双线圈的电缆线路故障监测电路通过检测电缆线路上的负荷电流来决定是由取电线圈模块为控制模块供电还是由应急电源为控制模块供电。具体的，在负荷电流大于额定值时，由取电线圈模块在线取电为控制模块供电，在负荷电流小于额定值时，由应急电源为控制模块供电。因此，供电由取电线圈模块和应急电源同时承担，减少应急电源的供电量，延长了应急电源的供电时间，进而延长整个电路的工作寿命。同时降低了电路功耗。附图说明图1为基于双线圈的电缆线路故障监测电路的模块图；图2为取电线圈模块和电源切换模块的电路原理图；图3为数据发送模块的电路原理图。具体实施方式...

【技术保护点】
一种基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在于，包括：取电线圈模块、电源切换模块、控制模块及采样模块；在电缆线路上的负荷电流大于额定值时，所述电源切换模块用于控制所述取电线圈模块为所述控制模块供电；在电缆线路上的负荷电流小于额定值时，所述电源切换模块用于控制应急电源为所述控制模块供电；所述采样模块用于对电缆线路的电流进行采样并将采样的负荷电流发送给所述控制模块；在负荷电流小于故障电流时，所述控制模块采用自适应判据判断是否输出故障信号，若负荷电流突变至次故障电流并持续第一额定时间后突变为0时所述控制模块输出电缆线路故障信号；在负荷电流大于故障电流时，所述控制模块采用过定值判据判断是否输出故障信号，若负荷电流大于故障电流并持续第二额定时间时所述控制模块输出电路线路故障信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在于，包括：取电线
圈模块、电源切换模块、控制模块及采样模块；
在电缆线路上的负荷电流大于额定值时，所述电源切换模块用于控制所述
取电线圈模块为所述控制模块供电；在电缆线路上的负荷电流小于额定值时，
所述电源切换模块用于控制应急电源为所述控制模块供电；所述采样模块用于
对电缆线路的电流进行采样并将采样的负荷电流发送给所述控制模块；在负荷
电流小于故障电流时，所述控制模块采用自适应判据判断是否输出故障信号，
若负荷电流突变至次故障电流并持续第一额定时间后突变为0时所述控制模块
输出电缆线路故障信号；在负荷电流大于故障电流时，所述控制模块采用过定
值判据判断是否输出故障信号，若负荷电流大于故障电流并持续第二额定时间
时所述控制模块输出电路线路故障信号。
2.根据权利要求1所述的基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在
于，还包括与所述控制模块连接的数据发送模块，在所述控制模块未输出故障
信号时，所述数据发送模块用于定时上传电缆线路数据；在所述控制模块未输
出故障信号且电缆线路的负荷电流变化率超过20％时，所述数据发送模块用于
即时上传电缆线路数据；在所述控制模块输出故障信号时，所述数据发送模块
用于即时上传电缆线路数据。
3.根据权利要求2所述的基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在
于，所述数据发送模块包括电阻R2、电阻R3、三极管Q1、发射管芯片U1和
电阻R4；
所述电阻R2一端接输入电压，另一端接所述控制模块；所述电阻R3一端
接所述控制模块，另一端接所述三极管Q1的基极；所述三极管Q1的发射极接
输入电压，所述三极管Q1的集电极接所述发射管芯片U1的电源端，所述发射
管芯片U1的输出端接所述电阻R4，所述电阻R4远离所述发射管芯片U1的空
悬。
4.根据权利要求1所述的基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在
于，在电缆线路上的负荷电流大于20A时，所述取电线圈模块输出的电压经整
流后转换为3.6V直流电压为所述控制模块供电。
5.根据权利要求1所述的基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在
于，在电缆线路上的负荷电流小于20A时，所述应急电源输出3.6V直流电压为
所述控制模块供电。
6.根据权利要求1所述的基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在
于，所述采样模块采用交流采样方式对电缆线路进行采样。
7.根据权利要求1所述的基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在
于，所述故障电流大小为450A，第一额定时间为35ms-3s，第二额定时间为1s-2s。
8.根据权利要求1所述的基于双线圈的电缆线路故障监测电路，其特征在
于，次故障电流＝负荷电流+突变电流，当负荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国罡，
申请(专利权)人：航天科工深圳集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44