专利名称：一种供电线路故障监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测装置，具体地讲是一种供电线路故障监测装置。
背景技术：
人们的日常生活离不开“电”，而“电”的输送又离不开供电线路，供电线路发生故障将直接影响“电”的传输，进而影响用电设备的正常使用。比如路灯供电线路发生线缆断线故障后，故障点以后的所有路灯将无法正常工作，这会给城市夜间生活带来很大不便，又比如路灯供电线路线缆被偷窃，如果不能在第一时间被发现并修复，不仅会影响用电设备的正常使用，也会给国家带来不可估量的财产损失。目前还没有一种可以快速、准确地获取供电线路故障信息的好办法。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题就是针对线缆断线或者线缆被盗等原因导致供电线路故障问题，提出一种能够远程在线监测供电线路故障信息，并具有数据通信功能的供电线路故障监测装置，具有故障报警及时、工作效率高和维护成本低的特点，提高了供电线路监测的智能化程度。该供电线路故障监测装置安装在供电线路任意位置，能够远程接收监控中心控制命令，在线监测供电线路故障，并向监控中心发送故障报警信息。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种供电线路故障监测装置，包括微处理器、信号采集模块、通信电路，其特征在于，上述信号采集模块由光电耦合器、光电耦合器输入端限流电阻、光电耦合器输出端限流电阻、二极管构成，上述信号米集模块与微处理器相连接，上述光电稱合器包括输出端光敏三极管和输入端发光二极管，上述光电稱合器输入端发光二极管与二极管反向并联，上述二极管经光电耦合器输入端限流电阻跨接到供电线路上，上述光电耦合器输出端限流电阻为上拉电阻的电路形式时，光电耦合器输出端限流电阻一端连接电源，另一端与光电耦合器光敏三极管的集电极、微处理器的监测引脚相连，上述光电耦合器输出端光敏三极管的发射极连接电源地，上述光电耦合器输出端光敏三极管的集电极与微处理器的监测引脚、光电耦合器输出端限流电阻相连；上述光电耦合器输出端限流电阻为下拉电阻的电路形式，光电耦合器输出端限流电阻一端连接电源地，另一端与微处理器的监测引脚、光电耦合器输出端光敏三极管的发射极相连。一种供电线路故障监测装置，其特征在于，上述通信电路与微处理器连接，通过目前比较成熟的通信手段与监控中心实现信息交流，通信手段包括有线方式和无线方式，在此不再赘述。本实用新型中，内装有指令的微处理器是供电线路故障监测装置的核心，负责整个供电线路器故障监测装置的运行。本实用新型中光电耦合器输出端限流电阻的作用是保护光电耦合器中的光敏三极管，使其工作电流在允许的范围内；同时光电耦合器输出端限流电阻还可以在光敏三极管处于截止状态时，保证微处理器监测引脚处于一个稳定的电平状态。本实用新型中光电耦合器输入端限流电阻的作用是保护光电耦合器中的发光二极管、二极管，使两者工作电流都在允许的范围内。本实用新型在使用过程中，可以在供电线路任意位置安装一个供电线路故障监测装置，其中信号采集模块可以在事先写入执行程序的微处理器的控制下实现对供电线路工作状态监测数据的采集。信号采集过程中，供电线路有交流电压，交流电压经光电耦合器输入端限流电阻、光电耦合器中的发光二级管以及二极管构成回路并产生交流电流，交流电流的流向与光电耦合器中的发光二极管导通方向一致时，交流电流会驱动光电耦合器中的发光二级管发光并照射到光电耦合器中光敏三极管的基极，光敏三极管的基极受到光照后使光敏三极管导通，使得微处理器监测引脚的电平发生翻转；交流电流的流向与光电耦合器中的发光二极管导通方向不一致时会驱动与光电耦合器中的发光二级管反向并联的二极管导通，此时光电耦合器中的发光二级管不发光，光敏三极管的基极没有受到光照处于截止状态，使得监测引脚电平再次翻转。周而复始，交流电流会驱动光电耦合器中的发光二级管与二极管处于交替导通的状态，就会在微处理器监测引脚产生一定频率的脉冲信号。故微处理器监测引脚只要在规定时间内监测到有脉冲信号产生，就说明供电线路工作状态正常，反之则说明供电线路出现了故障。供电线路出现故障后，使得由光电耦合器输入端限流电阻、光电耦合器中的发光二级管以及二极管构成的回路中没有交流电流，微处理器监测引脚在规定时间内监测不到有频率信号产生，这时微处理器将故障报警信息通过通信电路发送给监测中心，实现远程报警。针对线缆断线或者线缆被盗等原因导致供电线路故障问题，本实用新型提出了一种能够远程在线监测供电线路故障信息的供电线路故障检测装置，具有故障报警及时、工作效率高和维护成本低的特点，提高了供电线路监测的智能化程度。该供电线路故障检测装置同时具有数据通信功能和供电线路故障自动监测功能；该供电线路故障监测装置可以安装在供电线路任意位置，能够远程接收监控中心控制命令，在线监测供电线路故障，并向监控中心发送故障报警信息。
:图1是本实用新型中光电耦合器输出端限流电阻为上拉电阻时的结构示意图；图2是本实用新型中光电耦合器输出端限流电阻为下拉电阻时的结构示意图；图3是本实用新型无线通信方式的结构示意图；图4是本实用新型有线通信方式的结构示意图；图5是本实用新型实施例1交流电流与监测引脚电平关系的示意图；图6是本实用新型实施例2交流电流与监测引脚电平关系的示意图。图中的标号:1.微处理器，2.通信电路，3.光电耦合器输出端限流电阻，4.光电耦合器，5.二极管，6.光电耦合器输入端限流电阻，7.监控中心，8.供电线路。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本实用新型进一步说明。一种供电线路故障监测装置，包括微处理器1、通信电路2、信号采集模块，上述信号米集模块由光电I禹合器4、光电f禹合器输入端限流电阻6、光电f禹合器输出端限流电阻3、二极管5构成,其特征在于:信号米集模块与微处理器I相连接，上述光电稱合器4包括输出端光敏三极管和输入端发光二极管，上述光电稱合器4输入端发光二极管与二极管5反向并联，上述二极管5经光电耦合器输入端限流电阻6跨接到供电线路8上。图1中，上述光电耦合器输出端限流电阻3为上拉电阻的电路形式时，光电耦合器输出端限流电阻3 —端连接电源，另一端与光电耦合器4光敏三极管的集电极、微处理器I的监测引脚相连，上述光电I禹合器4输出端光敏三极管的发射极连接电源地,上述光电I禹合器输出端4光敏三极管的集电极与微处理器I的监测引脚、光电耦合器输出端限流电阻3相连，上述通信电路2与监控中心7实施通信；图2中，上述光电耦合器输出端限流电阻3为下拉电阻的电路形式，光电耦合器输出端限流电阻3 —端连接电源地，另一端与微处理器I的监测引脚、光电耦合器4的输出端光敏三极管的发射极连接。实用新型在实施过程中，在供电线路8的任意位置可以安装一个照明器故障监测装置，其微处理器I内载有事先写入的执行程序，信号采集模块在微处理器I的控制下实现对供电线路工作状态监测数据的采集。信号采集过程中，供电线路8有交流电压，交流电压经光电耦合器输入端限流电阻6、光电耦合器4中的发光二级管以及二极管5构成回路并产生交流电流，交流电流的流向与光电耦合器4中的发光二极管导通方向一致时，交流电流会驱动光电耦合器4中的发光二级管发光并照射到光电耦合器4中光敏三极管的基极，光敏三极管的基极受到光照后使光敏三极管导通，使得微处理器I监测引脚的电平发生翻转；交流电流的流向与光电耦合器4中的发光二极管导通方向不一致时会驱动与光电耦合器4中的发光二级管反向并联的二极管5导通，此时光电耦合器4中的发光二级管不发光，光敏三极管的基极没有受到光照处于截止状态，使得监测引脚电平再次翻转。周而复始，交流电流会驱动光电耦合器4中的发光二级管与二极管5处于交替导通的状态，就会在微处理器I监测引脚产生一定频率的脉冲信号。故微处理器I监测引脚只要在规定时间内监测至陏频率信号产生，就说明供电线路工作状态正常，反之则说明供电线路出现了故障。供电线路出现故障后，使得由光电耦合器输入端限流电阻6、光电耦合器4中的发光二级管以及二极管5构成的回路中没有交流电流，微处理器I监测引脚在规定时间内监测不到有一定频率的脉冲信号产生，这时微处理器I将故障报警信息通过通信电路2发送给监测中心7，实现远程报警。本实用新型中光电耦合器输出端限流电阻3的作用是保护光电耦合器4中的光敏三极管，使其工作电流在允许的范围内；同时光电耦合器输出端限流电阻3还可以在光敏三极管处于截止状态时，保证微处理器I监测引脚处于一个稳定的电平状态。本实用新型中光电耦合器输入端限流电阻6的作用是保护光电耦合器4中的发光二极管、二极管5，使两者工作电流都在允许的范围内。本实用新型中二极管5的作用是保护光电耦合器4中的光敏二极管，交流电流的流向与光电耦合器4中发光二极管导通方向不一致时，为交流电流提供反向通道，避免光电耦合器4中发光二极管被反向击穿。如图1所示，光电耦合器输出端限流电阻3为上拉电阻的电路形式，光电耦合器输出端限流电阻3的一端接电源，其作用是当没有监测到脉冲信号时，监测引脚保持为高电平；如图2所示，光电耦合器输出端限流电阻3为下拉电阻的电路形式，光电耦合器输出端限流电阻3的一端接电源地，其作用是当没有监测到脉冲信号时，监测引脚保持为低电平。光电耦合器输出端限流电阻3选择上拉电阻的电路形式或者下拉电阻的电路形式，工作效果是一样的，但是工作过程中微处理器I引脚监测到的电平逻辑相反，在此不再赘述。如图1与图2所示，通信电路2与监控中心7之间采用的通信方式可以是有线方式，也可以是无线方式，通信方式在图1与图2中通信方式用虚线表示。如图3所示，通信电路2与监控中心7之间采用无线通信方式，工作工过程是通信电路2将信号通过发送模块发送出去，经由无线信道传输给监控中心7，监控中心7的接收模块接收相应的信号，反之，监控中心7将信号通过发送模块发送出去，经由无线信道传输给通信电路2，通信电路2的接收模块接收相应的信号。如图4所示，通信电路2与监控中心7之间采用有线通信方式，通信电路2将信号通过接口模块发送出去，经由有线信道传输给监控中心7，监控中心7的接口模块接收相应的信号，反之，监控中心7将信号通过接口模块发送出去，经由有线信道传输给通信电路2，通信电路2的接口模块接收相应的信号。实施例1一种供电线路故障监测装置，供电线路提供的是220V50HZ交流电。众所周知，此时光电耦合器输入端限流电阻6的工作电流是交流电流i，交流电流i的变化周期同样也是50Hz，如图5、图6虚线所示，在此不再赘述。如图1所示，光电耦合器输出端限流电阻3为上拉电阻的电路形式，供电线路8处于正常工作状态时，供电线路8会有交流电压，交流电压经光电耦合器输入端限流电阻6、光电耦合器4中的发光二级管以及二极管5构成回路并产生交流电流，交流电流的流向与光电耦合器4中的发光二极管的导通方向一致时，会驱动光电耦合器4中的发光二级管发光并照射光电耦合器4中的光敏三极管基极，基极受到光照后处于导通状态，使得监测引脚的电平为低电平，如图5正半周期^实线所示；交流电流的流向与光电耦合器4中的二极管导通方向不一致时，会驱动与光电耦合器4中的发光二级管反向并联的二极管5导通，此时光电耦合器4的发光二级管不发光，光电耦合器4中的光敏三极管的基极没有受到光照而处于截止状态，使得监测引脚的电平为高电平，如图5负半周期6实线所示。如此，周而复始，交流电流会驱动光电耦合器4中的发光二级管和与之反向并联的二极管5处于交替导通的状态，就会在微处理器I的监测引脚产生一定频率的脉冲信号，对于50Hz的交流电而言，监测引脚产生的频率信号周期也是50Hz。因此，只要微处理器I在规定时间内监测到有频率信号产生，就说明供电线路工作状态正常，反之则说明供电线路出现了故障。供电线路出现故障后，使得微处理器I监测引脚在规定时间内监测不到有一定频率的脉冲信号产生，这时微处理器I将故障报警信息通过通信电路2发送给监测中心7，实现远程报警。实施例2一种供电线路故障监测装置，供电线路提供的是220V50HZ交流电。众所周知，此时光电耦合器输入端限流电阻6的工作电流是交流电流i，交流电流i的变化周期同样也是50Hz，如图5、图6虚线所示，在此不再赘述。如图2所示，光电耦合器输出端限流电阻3为下拉电阻的电路形式，供电线路8处于正常工作状态时，供电线路8会有交流电压，交流电压经光电耦合器输入端限流电阻6、光电耦合器4中的发光二级管以及二极管5构成回路并产生交流电流，交流电流的流向与光电耦合器4中的发光二极管的导通方向一致时，会驱动光电耦合器4中的发光二级管发光并照射光电耦合器4中的光敏三极管基极，基极受到光照后处于导通状态，使得监测引脚的电平为高电平，如图6正半周期c实线所示；交流电流的流向与光电耦合器4中的二极管导通方向不一致时，会驱动与光电耦合器4中的发光二级管反向并联的二极管5导通，此时光电耦合器4的发光二级管不发光，光电耦合器4中的光敏三极管的基极没有受到光照而处于截止状态，使得监测引脚的电平为低高电平，如图6负半周期V实线所示。如此，周而复始，交流电流会驱动光电耦合器4中的发光二级管和与之反向并联的二极管5处于交替导通的状态，就会在微处理器I的监测引脚产生一定频率的脉冲信号，对于50Hz的交流电而言，监测引脚产生的频率信号周期也是50Hz。因此，只要微处理器I在规定时间内监测到有频率信号产生，就说明供电线路工作状态正常，反之则说明供电线路出现了故障。供电线路出现故障后，使得微处理器I监测引脚在规定时间内监测不到有一定频率的脉冲信号产生，这时微处理器I将故障报警信息通过通信电路2发送给监测中心7，实现远程报警。
权利要求1.一种供电线路故障监测装置，包括微处理器、通信电路、信号采集模块，所述信号采集模块由光电耦合器、光电耦合器输入端限流电阻、光电耦合器输出端限流电阻、二极管构成，其特征在于，所述信号采集模块与微处理器相连，所述光电耦合器包括输出端光敏三极管和输入端发光二极管，所述光电耦合器输入端发光二极管与二极管反向并联，所述二极管经光电耦合器输入端限流电阻跨接到供电线路上，所述光电耦合器输出端限流电阻为上拉电阻的电路形式时，光电耦合器输出端限流电阻一端连接电源，另一端与光电耦合器光敏三极管的集电极、微处理器的监测引脚相连，所述光电耦合器输出端光敏三极管的发射极连接电源地，所述光电耦合器输出端光敏三极管的集电极与微处理器的监测引脚、光电耦合器输出端限流电阻相连；所述光电耦合器输出端限流电阻为下拉电阻的电路形式，光电耦合器输出端限流电阻一端连接电源地，另一端与微处理器的监测引脚、光电耦合器输出端光敏三极管的发射极相连。
2.一种供电线路故障监测装置，其特征在于，所述通信电路与微处理器相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种供电线路故障监测装置，包括微处理器、信号采集模块以及通信电路，信号采集模块由光电耦合器、光电耦合器输入端限流电阻、光电耦合器输出端限流电阻、二极管构成。其工作原理是当供电线路正常供电时，微处理器的监测引脚会监测到频率信号，依此推断供电线路是否有故障。本实用新型实现了供电线路故障的自动监测和远程报警，具有故障报警及时、工作效率高和维护成本低的特点，提高了供电线路监测的智能化程度。
文档编号G01R31/08GK203069729SQ20132006954
公开日2013年7月17日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者王翥, 佟晓筠, 佟少强 申请人:王翥