光纤型接地及短路故障指示器的制造方法
【专利摘要】抗干扰性能强，不易出现误报警并适合于故障远程实时监控的光纤型接地及短路故障指示器，由控制器和传感器组成，所述传感器为短路故障传感器(2)和接地故障传感器(3)，所述传感器具有感应线圈和电光转换电路，所述控制器具有光电转换单元(4)、控制单元(5)、故障指示单元(6)、智能化单元(7)和供电单元(8)，所述光电转换单元与控制单元连接，控制单元与故障指示单元、智能化单元和供电单元连接，所述短路故障传感器和接地故障传感器分别通过光纤与光电转换单元连接。本实用新型适用于配电线网接地及短路故障指示。
【专利说明】光纤型接地及短路故障指示器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力设备，特别是配电网络系统中的故障监测装置，具体涉及接 地及短路故障指示器。
【背景技术】
[0002] 接地及短路故障指示器是配套安装在配电网络系统中的环网开关、电缆分支箱、 箱变上，用于指示相应电缆区段的短路和单相接地故障的一种实时监测装置。线路发生故 障时，工作人员可借助指示器的报警指示，迅速确定故障区段，并找出故障点。传统故障指 示器的控制器和传感器间多采用铜导线进行信号传输，抗干扰性能差，常出现错误报警。另 夕卜，传统的这种故障指示器不适配于远程实时监控，不利于故障的及时发觉与快速处理。
【发明内容】
[0003] 本实用新型要解决配电系统中传统的接地及短路故障指示装置抗干扰能力差，容 易出现误报警，以及不适合远程实时监控的问题，为此提供本实用新型的一种光纤型接地 及短路故障指示器，这种故障指示器抗干扰性能强，不易出现误报警，且适合于故障远程实 时监控。
[0004] 为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是由控制器和传感器组成，所述传 感器为短路故障传感器和接地故障传感器，其特殊之处是所述传感器具有感应线圈和电光 转换电路，所述控制器具有光电转换单元、控制单元、故障指示单元、智能化单元和供电单 元，所述光电转换单元与控制单元连接，控制单元与故障指示单元、智能化单元和供电单元 连接，所述短路故障传感器和接地故障传感器分别通过光纤与光电转换单元连接。
[0005] 下面结合附图的【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本实用新型的结构框图；
[0007] 图2是本实用新型中的接地传感器和短路故障传感器的光电转换电路结构原理 图；
[0008] 图3是本实用新型中的控制器的光电转换单元结构原理图；
[0009] 图4是本实用新型中的控制器的控制单元结构原理图。
【具体实施方式】
[0010] 本实用新型的光纤型接地及短路故障指示器，由控制器和传感器组成，所述传感 器为短路故障传感器2和接地故障传感器3,所述传感器具有感应线圈和电光转换电路，所 述控制器1具有光电转换单元4、控制单元5、故障指示单元6、智能化单元7和供电单元8， 所述光电转换单元与控制单元连接，控制单元与故障指示单元、智能化单元和供电单元连 接，所述短路故障传感器和接地故障传感器分别通过光纤与光电转换单元连接。图1表示 本实用新型的结构框图。
[0011] 当被测线路有短路或接地故障时，短路故障传感器2或接地故障传感器3内部生 成故障信息，并将故障信息通过光纤传输给控制器1光电转换单元4 ;光电转换单元将接收 到的光信号转换成电信号并传输给控制单元5 ;控制单元处理故障信息，并控制故障指示 单元6就地显示故障；控制单元并实时与智能化单元通讯，可将报警信息发送给远方监控 设备，并能接收复位命令；供电单元8为控制器供电，并具有电池电量检测功能。
[0012] 本实用新型中的短路故障传感器2和接地故障传感器1包括感应线圈和电光转换 电路两部分。感应线圈为自制的小CT，其变比根据不同的电流等级不同。电光转换电路原 理图如图2所示。感应线圈感应到的AC信号经可调电阻R1后，注入到整流桥DB1 ;经整流、 滤波后给红外发射二极管Dkl供电。当AC信号足够强时，Dkl发光，产生故障信息。其中 2W电阻R1为限流分压电阻；D1为瞬态抑制二极管，能够抑制AC信号的瞬间过电压；D2为 稳压二极管，保证直流电压不会超过限值；R2为限流电阻，控制发光二极管的发光强度；调 节R1与R2的阻值，可使传感器监测不同电流等级的接地或短路故障。
[0013] 光电转换单元4的原理图如图3所示。其中光电三极管Q0用于接收接地故障传 感器的光信号。当光信号足够强时，Q0导通，PL0处为高电平，此高电平经匹配电阻R19后， 直接连接到CPU的通用输入输出引脚（网络代号为PH0T0_L0) ;C5与R19同时组成低通滤 波器，能过滤除高频干扰信号；200k欧姆电阻R10,其工作电流不超过18uA，有利于提高电 池的使用寿命。Q1、Q2、Q3分别用于接收A、B、C三相短路故障传感器信号，其工作原理与所 述Q0的相同。本光电转换电路结构简单、元器件少、功能完善、抗干扰性好，可简化PCB布 局，降低成本，便于维护。
[0014] 控制单元5电路原理图如图4所示。控制单元采用"MC9S08QG8"芯片，其引脚13、 14、14、16用于接收光电转换单元处理后的信号；引脚9、10、11、12用于连接故障指示LED 和继电器驱动芯片；引脚7、8连接拨码开关，可设置自动复位时间；引脚6连接复位按键； 引脚5连接电池电量检测芯片。
[0015] 本实用新型的主要特点：
[0016] 1、米用光纤传输故障信息，提高抗干扰能力；
[0017] 2、采用低功耗的MC9S08QG8作为控制CPU，提高电池使用寿命；
[0018] 3、采用模块化设计，便于运行维护；
[0019] 4、具有短路故障、接地故障、电池电量低等指不功能；
[0020] 5、故障信息可上传给远方监控设备，指示故障所在的区域和具体位置，以引导巡 线人员迅速确定故障区段并找出故障点；
[0021] 6、具有故障就地"自动复位"、"手动复位"和"远方复位"功能，满足不同场所要求；
[0022] 7、具有自检功能。
[0023] 操作说明：
[0024] 本实用新型的故障指示器具有故障记忆功能，当检测到故障时，继电器闭合，相应 指示灯快速闪烁；当故障解除后，相应指示灯缓慢闪烁，继电器保持闭合状态。在故障解除 后，可通过如下方法复位故障指示灯和继电器。
[0025] 1、就地"自动复位"
[0026] 控制器内部有2位拨码开关，用于设置自动复位时间。拨码开关按下表示1，未按 下表示0。因此2位拨码开关可定义四种不同的复位时间。当复位时间达到时，控制器自动 熄灭故障指示灯及复位继电器。
[0027] 2、就地"手动复位"
[0028] 控制器面板上有"复位"按键，按下复位按键不超过ls，则控制器复位故障指示灯 及继电器。
[0029] 3、远方复位
[0030] 控制器有复位接线端子，可连接至远方监控设备。当接收到远方复位信号后，控制 器复位故障指示灯及继电器。
[0031] 本故障指示器还具有自检功能。在没有故障且所有故障已复位状态下，按下控制 器面板上的"复位"按键超过1. 5s，则进入自检功能。此时，所有故障指示灯闪烁，所有继电 器闭合。可通过上述三种复位方法中的任意一种进行复位。
【权利要求】
1. 光纤型接地及短路故障指示器，由控制器和传感器组成，所述传感器为短路故障传 感器（2)和接地故障传感器（3)，其特征是所述传感器具有感应线圈和电光转换电路，所述 控制器具有光电转换单元（4)、控制单元（5)、故障指示单元（6)、智能化单元（7)和供电单 元（8)，所述光电转换单元与控制单元连接，控制单元与故障指示单元、智能化单元和供电 单元连接，所述短路故障传感器和接地故障传感器分别通过光纤与光电转换单元连接。
2. 如权利要求1所述的故障指示器，其特征是所述传感器的光电转换电路设有整流桥 DB1，整流桥的交流输入端连有瞬态抑制二极管D1，该交流输入端并与所述感线圈连接，整 流桥的直流输出端连有红外发光二极管Dkl、稳压二极管D2和电容C1。
3. 如权利要求1或2所述的故障指示器，其特征是所述光电转换单元设有用于接收接 地故障传感器的光信号的光电三极管Q0,当光信号足够强时，Q0导通，PLO处为高电平，此 高电平经匹配电阻R19后，直接连接到CPU的通用输入输出引脚；所述光电转换单元还设有 光电三极管Q1、光电三极管Q2和光电三极管Q3,分别用于接收A、B、C三相短路故障传感器 信号，其工作原理与所述Q0的相同。
【文档编号】G01R31/02GK203870190SQ201420223157
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】古永富, 李肖军, 徐静, 邵冬明 申请人:杭州欣美成套电器制造有限公司