智能型电力线路故障指示器制造技术

本实用新型专利技术智能型电力线路故障指示器，主要用于检测电力线路的短路和接地故障，主要构成包括：由开口式电流互感器、桥式整流、低通滤波、历史电流峰值保持和比较电路构成的短路检测电路，峰值顺序比较制动电路，由过零检测、脉冲整形、计数电路构成的供电方向检测电路，由带通滤波和相位比较电路构成的接地脉冲检测电路，以及由微功耗单片机为核心构成的中央核心逻辑处理单元。本实用新型专利技术主要用于解决目前故障指示器检测短路故障时由于线路倒送电而导致的误动以及接地故障检测不适合于环网供电线路等一系列问题。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力线路故障指示装置，尤其是一种电力 线路故障指示器。
技术介绍
线路故障指示器是一种安装在架空线路上、电力电缆及开关柜 母线排上，用于指示故障回路的装置。 一旦电力回路发生短路，巡 线人员可借助指示器上的红色报警显示，迅速确定故障区段、分支、 及故障点。彻底改变过去盲目寻线，分段合闸査找故障区段的落后 方法。目前电力线路故障指示器存在的主要问题有1、 线路上电力电缆的增多使得短路故障发生时电缆的分布电容 对故障点产生电容放电脉冲，该脉冲的幅值往往很高，易导致指示 器发生误动作。2、 系统负荷往往有大量的电动机，当线路发生故障时，这些电 动机由于负载惯性的作用，成为发电机而向故障点或系统内倒送电， 亦可导致故障指示器发生误动作。3、 目前检测接地故障一般采用首半波法，即采样接地瞬间的电 容电流首半波与接地瞬间的电压首半波，比较其相位，当采样接地 瞬间的电容电流突变且大于一定数值，并且与接地瞬间的电压首半 波同相时，则认为发生了接地故障，这种方法需要故障指示器按照一定的方向安装(如向着变电站方向)，否则指示器不能正确动作， 但在配网线路中，由于电源容量、负荷变化或优化负荷的原因，会 频繁地进行倒负荷的动作，当负荷被倒了以后，原来的供电方向会 发生变化，导致原来安装正确的故障指示器不能正确工作，因此这 种故障指示器在实际中几乎不可用。因此，针对目前故障指示器存在的诸多不完善问题，本实用新 型提供一种智能型电力线路故障指示器。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智能型电力线路故障指示器，以 解决目前故障指示器中存在的短路故障检测时由于线路倒送电而导 致的误动以及接地故障检测不适合于环网供电线路等一系列问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是该故障指示 器由短路电流检测回路、峰值顺序比较电路、供电方向检测电路、 接地脉冲检测电路以及核心控制电路组成，其特征在于短路电流 检测回路、峰值顺序比较电路、供电方向检测电路、接地脉冲检测 电路分别与核心控制电路电连接，由核心控制电路进行综合判断并 指示故障线路。本技术的工作原理由开口电流互感器、桥式整流、低通 滤波、历史电流峰值保持和比较电路构成的短路检测电路中，整流 和低通滤波用以消除高频干扰，历史电流峰值保持器将以前的峰值 保存起来作为短路电流的设定值，准备与下次检测到的值进行比较，从而检测出短路电流。当检测到短路故障电流时，峰值顺序比较制 动电路开始逐个比较该故障电流的相邻峰值的大小，如果相邻峰值 的大小比较接近，则认为是真正的故障电流，从而确认了短路故障， 并经由中央核心逻辑处理单元给出报警信号，如果相邻峰值的在逐 渐减小，则认为是倒送电导致的短路脉冲电流，中央核心逻辑处理 单元则不会给出报警信号。供电方向检测电路中的过零检测电路分 别将电流和电压的正弦波变成梯形波，脉冲整形对该梯形波进行整 形，使其变成方波，两个方波分别触发相位计数单元进行计数，并 将计数器的值和设定值进行比较，从而判断出供电方向。而由带通 滤波、相位比较电路构成的接地脉冲检测电路则用于判断是否发生 单相接地故障，中央核心逻辑处理单元进行综合判断并通过相应的 命令发送单元和显示电路进行故障回路指示。与现有技术相比，本技术的有益效果是能够解决目前故障 指示器中存在的短路故障检测时由于线路倒送电而导致的误动以及 接地故障检测不适合于环网供电线路等一系列问题。附图说明图1为本技术的结构示意图图2为本技术的原理框图图3为本技术的短路电流故障检测回路图图4为本技术的峰值顺序比较制动回路图图5为本技术的供电方向检测回路图图6为本技术的接地脉冲检测回路图图7为本技术的接地脉冲检测回路滤波参数图1开口电流互感器(CT)、 2电场信号拾取板、3信号处理板、4步 进电机具体实施方式以下结合附图对本技术智能型电力线路故障指示器作进一 步说明如图1所示本技术的电流信号取自卡在导线上的开口 CT (1)，由导磁材料和绕在其上的线圈构成，它可以将电力线上的电 流信号线性的转换为电压信号供下面的逻辑电路来处理。电场信号 拾取板(2)由金属导体和均压环构成，它处于高压导线所形成的电 场中，它与导线之间存在有交变电位势，利用它拾取与导线电压成 正比关系的电场信号。信号处理板(3)对电流和电场信号进行处理 判断，将其转换成相应的逻辑信号并连接至中央核心逻辑处理控制单元进行综合判断处理，步进电机(4)由两组线圈和一个永磁体的转子构成，永磁体的转子上安装有故障标识牌，两组线圈分别为显 示线圈和复归线圈，当指示器检测到有故障发生时，驱动显示线圈 将永磁体的磁极吸引到自身附近，导致其处于报警状态，当计时时 间到时，驱动复归线圈动作，将永磁体的磁极吸引到复归线圈附近， 使指示器处于复归状态。如图2、 3、 4所示短路电流检测回路由开口 CT、桥式整流、 低通滤波、峰值比较回路构成，。桥式整流由图3中的Bl完成，它 将正弦交流电流信号变成脉动的直流信号，经过R1和Cl组成的低 通滤波回路滤除线路上的一些高频干扰，将信号送给峰值保持电路 和峰值比较电路。峰值保持电路由U1、 C2和A1组成，核心处理单 元每隔一定的时间对线路峰值进行采集，存储在C2中，利用A1进 行阻抗变换，输出信号给A2进行峰值比较，判断是否有短路脉冲。 稳压管D1、 R3和R2构成电位平移分压电路，它使得输入信号大于 Dl的特征电压的信号才能进行比较，R3和R2对信号进行分压，使 脉冲电流大于负荷电流一定数值的时候才能产生脉冲信号。平时负 荷电流小于峰值保持电压Uh*(R2+R3)/R2+VDl，因此比较器输出高 电平，当有短路故障发生时，电流突然增加，且大于上述数值时， 比较器输出低电平，从而给出短路脉冲信号。但该信号是否为真正 的短路脉冲，还要看峰值顺序比较制动电路的结果。如图4所示， U2和C3组成第n-l个周期的峰值保持电路，U3和C4组成第n个 周期的峰值保持电路，中央核心逻辑处理单元根据电压信号产生的 过零信号和内部的计时电路通过RC2和RC3分别控制U2和U3在电流峰值附近进行采样保持，利用RC2和RC3的切换间隙进行比 较，从而判断短路脉冲是真正的短路脉冲还是由于倒送电导致的脉 冲，如果是倒送电，则闭锁显示，清除短路脉冲标志，从而有效防 止倒送电等非故障因素导致的误动问题，否则判断为真正的短路故 障，触发翻牌电路进行显示。如图5所示供电方向检测电路中R4、 R5、 D2、 D3、 A5和A6 组成过零检测电路，其中D2和D3主要是用来保护放大器的输入端 免遭过负电压的破坏，当输入电压大于零时，放大器输出高电平， 经过U6和U7整形后送给下级电路处理。C5、 C6、 CRY和U4组 成时钟基准电路，产生lMHz基准时钟，经过16分频后送给U5作 为IO位计数时钟。当电流过零相位时，对U5的计数器进行清零， 此时U5从0开始计数，当电压过零点到来时，对中央控制处理器 申请中断，中央控制处理器将计数器的计数值读到内存后进行判断， 从而确定供电方向。如图6所示，两个带通滤波器分别提取接地故障发生时产生的 电流脉冲和电压脉冲并将其分别送给中央核心逻辑处理单元的RB1 和RB2两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能型电力线路故障指示器，该故障指示器由短路电流检测回路、峰值顺序比较电路、供电方向检测电路、接地脉冲检测电路以及中央核心逻辑处理单元组成，其特征在于：短路电流检测回路、峰值顺序比较电路、供电方向检测电路、接地脉冲检测电路分别与中央核心逻辑处理单元电连接，并由中央核心逻辑处理单元进行综合判断并指示故障。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王廷严，
申请(专利权)人：王廷严，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]