故障指示器及其采集单元的电流突变触发电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种故障指示器及其采集单元的电流突变触发电路通过为所述故障指示器的采集单元增设最大功率点电压监测电路，配合相应的脉冲发生电路，组成电流突变触发电路，通过该电流突变触发电路监测并判断所述故障指示器采集单元所在线路的一次侧电流突变。在检测到一次侧电流突变后，唤醒所述故障指示器采集单元内的后级控制电路，响应并上报电网线路故障。本实用新型专利技术所采用的电流突变触发电路具有很高的检测灵敏度与实时性，因此可以在线路电流较低时关闭后级控制电路，减少功耗。本实用新型专利技术能够在不影响故障检测实时性与准确性的前提下，严格限制所述故障指示器的功耗，降低漏检率，延长使用寿命，同时还能解决带电安装时的误报问题。

A current mutation trigger circuit for fault indicator and its acquisition unit

The utility model provides a current fault indicator and acquisition unit mutation trigger circuit by adding the maximum power voltage monitoring circuit for collecting unit of the fault indicator, with the corresponding pulse generating circuit, current mutation trigger circuit, trigger circuit of mutation to monitor and judge one side of the current acquisition unit where the line fault indicator the mutation via the current. After the detection of one side current mutation, the post level control circuit in the fault indicator acquisition unit is awakened to respond and report the fault of the power line. The current mutation trigger circuit adopted by the utility model has high detection sensitivity and real-time performance, so it can turn off the back stage control circuit and reduce the power consumption when the line current is low. The utility model can strictly limit the power consumption of the fault indicator, reduce the missed detection rate and prolong the service life without affecting the real-time and accuracy of fault detection, and at the same time, it can also solve the problem of false positives during live installation.

【技术实现步骤摘要】
故障指示器及其采集单元的电流突变触发电路
本技术涉及一种故障指示器，尤其涉及用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路。
技术介绍
现有的用电信息采集网络中的故障指示器，在昼夜负荷波动较大的线路或长时间处于低负荷(负载电流I<5A)的线路中，由于其采集单元取电电路所获得的能量不稳定或不足以提供所述故障指示器正常工作，往往会通过锂电池提供供电支持。长期处于这种不理想负荷下的故障指示器，由于其过于依赖锂电池供电，因而，需要经常对其内置锂电池进行更换，而对于灌胶封装的故障指示器，由于不可拆卸，只能更换新的故障指示器。这样做会严重影响该场景下故障指示器的使用效能。目前，针对这一问题，通常采用两种方式解决：1.增加锂电池容量。此种办法虽然可以延长使用寿命，也可保证性能可靠，但会增加设备成本。而且，锂电池容量的增加而带来的额外重量，对于故障指示器线路来说，会严重影响其安装的可靠性。2.内部功能电路间歇工作。此种办法虽然能够在较小的电池容量下保持较长寿命，不增加硬件成本也不影响故障指示器自身重量，但是难以保证故障指示器的性能。如果在待机时出现故障，则很难发现，经常出现故障不报的情况。这种方式在带电安装时，还会由于电流突变引起误报。尤其在一些特殊应用场合，比如暂态录波型故障指示器中，此种办法不能准确地捕捉故障发生点，录取的波形存在相位延时。尤其其产生的相位延时可能由于间歇工作的原因达到一个乃至数个周波，严重影响了录波的实时性。尤其，对于暂态录波型故障指示器。其对于接地故障采集单元不在本地予以判断，而是将录取的波形上传到主站，由主站根据故障点前四个周波和后八个周波的波形特征判断出接地故障类型。由于故障随机发生，对于采集单元的实时性要求很高。一旦无法实施采集故障并准确地捕捉故障发生点，就会使得其录取的波形存在相位延时。该相位延时将会导致对于故障类型的判断出现差错，甚至可能出现故障不报的情况。但现有针对这种故障指示器的技术，一旦保证了其录取波形的实时性，必然会需要较高的功耗以支持设备运行。这样，由于锂电池的限制，其采集单元的使用寿命则无法得到保证。此外，根据故障指示器在全国范围的使用经验积累来看，传统的故障指示器带电安装会出现误报的情况，这个是不被允许的。但如果停电安装，则会损失经济效益且施工时间受到控制，不利于大规模施工。因此，目前急需一种技术方案，以解决现有故障指示器，尤其是暂态录波型故障指示器的实时性和使用寿命的矛盾。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种故障指示器采集单元的电流突变触发电路，通过所述电流突变触发电路实时监测电网线路故障，严格限制所述故障指示器的功耗，降低漏检率，延长所述故障指示器的使用寿命，同时还能解决故障指示器带电安装时的误报问题。为实现上述目的，本技术首先提供一种用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路，所述采集单元采用电流互感器，其特征在于，所述电流突变触发电路包括顺序连接的最大功率点电压监测电路、驱动门电路以及脉冲发生电路；所述脉冲发生电路的输出端作为所述电流突变触发电路整体的输出端；所述最大功率点电压监测电路的输入端作为所述电流突变触发电路整体的输入端，连接所述电流互感器的输出端。其中，所述最大功率点电压监测电路，包括由分立电阻、电容元件构成的带通滤波网络，以及与所述带通滤波网络连接的后级电路；所述带通滤波网络的带通频率为线路故障信号的特征频率，所述后级电路接收所述线路故障信号，并输出。其中，所述脉冲发生电路，由分立元件构成，用于调理最大功率点电压监测电路发送过来的信号，根据线路故障的特征进行筛选，根据筛选结果判定线路工作正常时为恒定电平，判定线路发生故障时，电平发生翻转，通过外部中断启动单片机运行。进一步，上述电流突变触发电路中，为了解决带电安装误触发的问题，还包括了电压比较器；所述电压比较器的输入端连接所述最大功率点电压监测电路的电压输出端，所述电压比较器的基准电压输入端连接REF33XX系列芯片中的任一种，所述电压比较器的输出端连接所述驱动门电路的控制端。具体的，所述REF33XX系列芯片输出端输出基准电压，所述基准电压为所述故障指示器采集单元所在线路的一次侧电流为0时所述电流互感器输出端输出的零漂电压。更进一步，上述电流突变触发电路中，还包括RC延时电路，所述RC延时电路串联于所述电压比较器的输出端与所述驱动门电路的控制端之间。具体而言，上述RC延时电路的延时时间为3秒，如图6所示，为了解决故障指示器将线路电流波动误判为线路有电。更进一步，基于上述的电流突变触发电路，本技术还提供一种故障指示器，包括取电单元、电源管理电路、电池单元、充电电路以及后级控制电路，其特征在于，所述取电单元的输入端连接电流互感器的输出端，所述取电单元的输出端连接所述电流突变触发电路的输入端，所述电流突变触发电路的输出端连接所述后级控制电路；所述取电单元的输出端同时连接所述电源管理电路；所述电源管理电路同时连接并控制所述电池单元以及所述充电电路；所述电源管理电路还与所述后级控制电路连接，为所述后级控制电路供电。进一步，上述的故障指示器中，所述电源管理电路包括电网线路负荷判断电路和控制门电路：所述电网线路负荷判断电路在电网线路负荷小于设定阈值时通过所述控制门电路启动所述电池单元供电；在电网线路负荷大于所述设定阈值时通过所述电网线路供电，并通过所述控制门电路启动所述充电电路，以所述电网线路的富余能量为所述充电电路内的储能器件充电。更进一步，上述的故障指示器采集单元中，所述取电单元还包括阻抗匹配电路，采集单元如果想要获得较长的使用寿命，降低功耗只是一方面，另一方面就是尽可能提高CT的取电效率，根据最大功率传输理论，当负载阻抗与信号源内阻共轭匹配时，负载能够获得最大功率，所以提高CT的取电效率，最容易实现且最经济的办法就是匹配CT次级线圈的内阻和负载的阻抗。具体，所述阻抗匹配电路为由电阻、电容和开关连接的阻抗调节网络，所述阻抗调节网络的阻抗值与所述采集单元输出端的阻抗共轭匹配。本技术和现有方案相比具有如下:1.本技术为所述故障指示器的采集单元增设最大功率点电压监测电路。以所述最大功率点电压监测电路配合相应的脉冲发生电路，组成电流突变触发电路。通过该电流突变触发电路监测并判断所述故障指示器采集单元所在线路的一次侧电流突变。在检测到一次侧电流突变后，唤醒所述故障指示器内的后级控制电路，响应并上报电网线路故障。由于本技术所采用的电流突变触发电路具有很高的检测灵敏度与实时性，因此可以在线路电流较低时关闭后级控制电路，减少功耗。本技术能够在不影响故障检测实时性与准确性的前提下，严格限制所述故障指示器的功耗，降低漏检率，延长使用寿命。2.进一步，本技术在所述电流突变触发电路内设有电压比较器，将所述电压比较器的基准电压设定为线路电流I＝0时的CT输出端零漂电压。在一次侧电流为0时锁定所述驱动门电路的控制端，保持所述驱动门电路关闭，无法启动所述后级控制电路。进而，本技术能够在带电安装所述故障指示器时，避免出现误报。3.更进一步，本技术还将RC延时电路串联于所述电压比较器的输出端与所述驱动门电路的控制端之间。在检测到所述电流互感器一次侧电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路，所述采集单元采用电流互感器，其特征在于，所述电流突变触发电路包括顺序连接的最大功率点电压监测电路、驱动门电路以及脉冲发生电路；所述脉冲发生电路的输出端作为所述电流突变触发电路整体的输出端；所述最大功率点电压监测电路的输入端作为所述电流突变触发电路整体的输入端，连接所述电流互感器的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路，所述采集单元采用电流互感器，其特征在于，所述电流突变触发电路包括顺序连接的最大功率点电压监测电路、驱动门电路以及脉冲发生电路；所述脉冲发生电路的输出端作为所述电流突变触发电路整体的输出端；所述最大功率点电压监测电路的输入端作为所述电流突变触发电路整体的输入端，连接所述电流互感器的输出端。2.如权利要求1所述的用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路，其特征在于，所述最大功率点电压监测电路，包括由分立电阻、电容元件构成的带通滤波网络，以及与所述带通滤波网络连接的后级电路；所述带通滤波网络的带通频率为线路故障信号的特征频率，所述后级电路接收所述线路故障信号，并输出。3.如权利要求2所述的用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路，其特征在于，还包括电压比较器；所述电压比较器的输入端连接所述最大功率点电压监测电路的电压输出端，所述电压比较器的基准电压输入端连接REF33XX系列芯片中的任一种，所述电压比较器的输出端连接所述驱动门电路的控制端。4.如权利要求3所述的用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路，其特征在于，所述REF33XX系列芯片输出端输出基准电压，所述基准电压为所述故障指示器采集单元所在线路的一次侧电流为0时所述电流互感器输出端输出的零漂电压。5.如权利要求4所述的用于故障指示器采集单元的电流突变触发电路，其特征在于，还包括RC...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑，刘广存，李振国，张建培，张照娣，朱军，
申请(专利权)人：光一科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32