一种智能线路故障指示器的制作方法

本实用新型涉及指示器部件领域，特别涉及一种智能线路故障指示器。

背景技术：

在配电网运行系统中，线路分支较多，运行方式复杂。大风、大雪、暴雨时，短路、接地故障常有发生，从而采用线路故障指示器放置在相邻的配网架之间，用于监测配网架之间线路的故障情况，而现用的线路故障信号指示器，通过现场发光或翻牌进行显示故障动作信号，管理人员只有亲自查看线路故障信号指示器，才能找到故障点并进行抢修排除，电路线路的管理维护工作量很大，发生故障时查巡费时费力。

公告号为CN2893815Y的中国专利公开了一种无线型电力线路故障指示系统，它是由无线型电路线路故障指示器、中继转发器、接收主机和监控电脑四部分组成，其中无线型电力线路故障指示器是在电力线路故障指示器的内部线路故障检测模块上再连接一个无线发射模块构成，外接天线，接收主机和监控电脑相连接。其中，无线型线路故障指示器包括设置在外壳上的两根立柱、滑动连接在立柱上的V形压片，在压片与外壳之间设置有弹簧，并且在两立柱之间穿设有一个能与压片卡合的销栓。

这种无线型电路线路故障指示系统虽然能实时监控线路的运行状态，管理人员从室内的接收主机或监控电脑中就可以准确、迅速得知线路故障发生的范围和地点，但无线型电路线路故障指示器依靠的是销栓、压片和弹簧将无线型电力线路故障指示器挂在电线上，若遇到大风天气时，无线型电力线路故障指示器容易在电线上掉落，从而使得无线型电力线路故障指示器发出的监测信号产生偏移与移位，使得管理人员无法准确的从室内得知线路故障发生的范围和地点。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能线路故障指示器,具有在线路故障指示器滑动或掉落时及时通知管理人员的特性。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能线路故障指示器，包括：

红外线检测装置，设置在压片上，用于检测红外光是否被电线隔断以输出红外线检测信号；

控制装置，连接于红外线检测装置以接收红外线检测信号，并输出控制信号；

通信装置，连接于控制装置以接收控制信号；

电源装置，为红外线检测装置、控制装置、通信装置提供电能；

当红外线检测装置检测到红外光未被电线隔断时，所述通信装置响应于控制信号以通过通信网络发送警示信息。

通过上述技术方案，安装时，红外线检测装置设置在V字形压片的两侧，电线设置在压片与销栓之间，红外线检测装置用于检测其发出的红外光是否被电线隔断，当处于大风天气，线路故障指示器从电线上掉落，即销栓松脱，电线从压片上脱离，从而使得电线不再隔断红外线检测装置发出的红外光，此时连接在红外线检测装置上的控制装置将接收到线路故障指示器脱落的警示信息，从而控制通信装置通过通信网络发出警示信息至主站，便于主站得到警示信息后安排维护人员对线路故障指示器脱落的线路进行维护，对线路故障指示器重新安装，保证其正常使用。

优选的，所述红外线检测装置包括红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器包括555芯片、第一电阻、第二电阻、第一电容与红外发射管，第二电阻的一端连接于电源VCC，另一端连接于第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接于第一电容的一端，第一电容的另一端接地，555芯片的八脚和四脚连接于电源VCC，555芯片的七脚连接于第一电阻与第二电阻之间的连接点上，555芯片的六脚和二脚均连接于第一电阻与第一电容之间，555芯片的三脚连接于红外发射管后接地。

通过上述技术方案，采用上述红外线发射器，电路结构简单，便于后期进行维护，成本低，红外线发射器发射红外光的稳定性好。

优选的，所述红外线接收器包括红外接收管、第三电容、第一二极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻与比较器,红外接收管的阳极接地，阴极连接于第三电容的一端，第三电容的另一端连接于第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接于第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接于比较器的同相端，第六电阻的一端连接于电压VDD,另一端连接于比较器的反相端，第七电阻的一端连接于第六电阻与比较器之间的连接点上，另一端接地，比较器的输出端连接于控制装置。

通过上述技术方案，采用上述红外线接收器，电路结构简单，便于后期进行维护，成本低，红外线接收器接收红外光的稳定性好。

优选的，还包括：

压力检测装置，设置在压片上，用于检测压片与电线之间的松紧度，以输出压力检测信号；

比较装置，预设有一基准电压信号，且连接于压力检测装置以接收压力检测信号，并将压力检测信号与基准电压信号比较后输出比较信号；

逻辑门装置，其两个输入端分别连接于红外线检测装置和比较装置，以分别接收红外线检测信号和比较信号，并输出逻辑信号；

所述控制装置连接于逻辑门装置的输出端以接收逻辑信号，当红外线检测装置检测到红外光未被电线隔断和/或压力检测信号小于基准电压信号时，所述控制装置响应于逻辑信号以控制通信装置通过通信网络发出警示信息。

通过上述技术方案，安装时，压力检测装置设置在V字形压片靠近销栓的端面上，电线设置在压片与销栓之间，压力检测装置用于检测电线与压片之间的松紧度，当处于大风天气，线路故障指示器从电线上晃动，即销栓的紧固力度下降，使得电线在压片与销栓之间的紧固度降低，在风吹之下，线路故障指示器将在电线上滑动，从而使得线路故障指示器不再位于原先的检测位置，与原先的检测位置产生偏移，此时连接在比较装置上的控制装置将接收到线路故障指示器紧固力度小的警示信息，从而控制通信装置通过通信网络发出警示信息至主站，便于主站得到警示信息后安排维护人员对松脱的线路故障指示器进行维护，对线路故障指示器重新安装，保证其正常使用。

优选的，所述比较装置上连接有用于调节基准电压信号大小的设定部。

通过上述技术方案，设定部可以对基准电压信号进行调节，从而方便后期的调试与维护；并且根据线路故障指示器所处环境气候的不同，如有些地区大风天气较多，而选择不同的基准电压信号，将线路故障指示器在电线上安装的更加稳固来满足多大风气候地区的需要。

优选的，所述压力检测装置包括力敏电阻与第十电阻，所述比较装置包括第十二电阻和比较器，所述设定部包括可变电阻器，所述力敏电阻的一端连接第十电阻后连接电源VCC，另一端接地，比较器的同相端连接在第十电阻与力敏电阻之间的结点上，比较器的反相端连接第十二电阻后连接电源VCC，可变电阻器的一端连接在比较器的反相端与第十二电阻之间的结点上，另一端接地，比较器的输出端连接于逻辑门装置。

通过上述技术方案，这种压力检测装置与比较装置的电路结构简单且易于实现，并且电源VCC可以采用线路故障指示器的电源对压力检测装置和比较装置进行供电，而线路故障指示器的电源采用对电线互感进行取电，从而使得电源更加长久的使用与降低电路电能的损耗。

优选的，所述逻辑门装置为与门。

通过上述技术方案，与门能有效的实现只有两者同时满足时才执行的功能，且结构简单，便于实现。

优选的，还包括指示装置，所述指示装置连接于通信装置，以接收通信装置所输出的通信信号，并响应于通信信号以实现指示。

通过上述技术方案，在通信装置发出警示信息的同时，指示装置将相应实现指示，若此时维护人员处于周围，能从指示装置上得到指示，完成对线路故障指示器的维护、排查。

优选的，所述指示装置通过发光元件进行指示。

通过上述技术方案，发光元件发光指示的方式，给予安装人员安装完毕指示的同时，且不会对安装人员安装过程造成干扰，并且发光元件对电能的损坏小，以满足长期使用。

优选的，所述控制装置采用MSP430F149型号的单片机。

通过上述技术方案，MSP430F149型号的单片机能满足上述技术方案的效果，且成本较低，利于后期的维护与检修。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

1、通过红外线检测装置检测线路故障指示器是否从电线上掉落，若掉落，将通过通信装置发送警示信息至主站，安排维护人员进行重新安装，便于线路故障指示器正常；

2、通过压力检测装置检测线路故障指示器是否在电线上滑动，若滑动而脱离原定的检测区域，将通过通信装置发送警示信息至主站，安排维护人员进行重新安装，便于线路故障指示器正常。

附图说明

图1为智能线路故障指示器传输的系统框图；

图2为控制装置、通信装置、电源装置、红外线检测装置、压力检测装置的连接关系图；

图3为红外线检测装置的电路原理图；

图4为压力检测装置、比较装置的电路原理图；

图5为控制装置的引脚连接关系示意图；

图6为通信装置的引脚连接关系示意图；

图7为线路故障指示器的结构示意图。

附图标记：1、线路故障指示器；101、外壳；102、立柱；103、压片；104、弹簧；105、销栓；

2、红外线检测装置；21、红外线发射器；22、红外线接收器；

3、控制装置；4、通信装置；5、电源装置；6、压力检测装置；7、比较装置；8、逻辑门装置；9、设定部；10、指示装置；11、主站；12、配网架；

R1、第一电阻；R2、第二电阻；C1、第一电容；L1、红外发射管；L2、红外接收管；C3、第三电容；D1、第一二极管；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；N2、比较器；RL1、力敏电阻；R10、第十电阻；R12、第十二电阻；N2、比较器；RP1、可变电阻器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

一种智能线路故障指示器，参照图1所示，包括线路故障指示器1，线路故障指示器1设置在配网架12之间，用来检测相邻配网架12之间的架空线路是否发生故障。参照图7所示，无线型线路故障指示器1包括设置在外壳101上的两根立柱102、滑动连接在立柱102上的V字形的压片103，在压片103与外壳101之间设置有弹簧104，并且在两根立柱102之间穿设有一个能与压片103卡合的销栓105。安装时，通过将电线放置在压片103中间位置，再通过弹簧104驱动压片103在立柱102上滑动，盖合上销栓105，将电线夹持在压片103与销栓105之间。

其中，结合图1和图2所示，线路故障指示器1还包括：

红外线检测装置2，设置在压片103上，用于检测红外光是否被电线隔断以输出红外线检测信号；

控制装置3，连接于红外线检测装置2以接收红外线检测信号，并输出控制信号；

通信装置4，连接于控制装置3以接收控制信号；

电源装置5，为红外线检测装置2、控制装置3、通信装置4提供电能；

当红外线检测装置2检测到红外光未被电线隔断时，通信装置4响应于控制信号以通过通信网络发送警示信息。

结合图1和图3所示，红外线检测装置2包括红外线发射器21和红外线接收器22，红外线发射器21设置在压片103的一侧内侧壁上以发出红外光，红外线接收器22设置在压片103的另一侧内侧壁上与红外线发射器21相对设置以接收红外光。

红外线发射器21包括555芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1与红外发射管L1，第二电阻R2的一端连接于电源VCC，另一端连接于第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接于第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地，555芯片的八脚和四脚连接于电源VCC，555芯片的七脚连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间的连接点上，555芯片的六脚和二脚均连接于第一电阻R1与第一电容C1之间，555芯片的三脚连接于红外发射管L1后接地。在接通红外线发射器21的电源后，在555芯片的三脚输出占空比约为1:5、频率为1kHz的方波，用以激励红外发射管L1发射出红外光脉冲。

红外线接收器22包括红外接收管L2、第三电容C3、第一二极管D1、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8与比较器N2,红外接收管L2的阳极接地，阴极连接于第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端连接于第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接于第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接于比较器N2的同相端，第六电阻R6的一端连接于电压VDD,另一端连接于比较器N2的反相端，第七电阻R7的一端连接于第六电阻R6与比较器N2之间的连接点上，另一端接地，比较器N2的输出端连接于控制装置3。

第六电阻R6和第七电阻R7构成分压电路，为比较器N2的反相端提供基准电压值，基准电压值由第六电阻R6在电压VDD中所占的比值来决定；当红外接收管L2接收到红外发射管L1发出的红外光时会产生电流，并且随着红外光从弱变强，电流也会跟着从小变大，从而使得第八电阻R8的电压变大，从而使比较器N2的同相端电压逐渐升高；当同相端的电压大于反相端的基准电压值时，比较器N2的输出端输出高电平信号；反之，当红外接收管L2没有接受到红外光或者红外光很弱时，比较器N2的同相端电压接近于零，此时比较器N2的输出端输出低电平信号；其中第一二极管D1起到整流的作用，第四电容C4起到滤波的作用，第九电阻R9起到限流的作用，用于防止比较器N1的输出电流过大。

实施例二：

基于实施例一的基础上，结合图1、图4和图5所示，还包括：

压力检测装置6，设置在压片103上，用于检测压片103与电线之间的松紧度，以输出压力检测信号；

比较装置7，预设有一基准电压信号，且连接于压力检测装置6以接收压力检测信号，并将压力检测信号与基准电压信号比较后输出比较信号；

逻辑门装置8，其两个输入端分别连接于红外线检测装置2和比较装置7，以分别接收红外线检测信号和比较信号，并输出逻辑信号；

控制装置3连接于逻辑门装置8的输出端以接收逻辑信号，当红外线检测装置2检测到红外光未被电线隔断和/或压力检测信号小于基准电压信号时，控制装置3响应于逻辑信号以控制通信装置4通过通信网络发出警示信息。

压力检测装置6包括力敏电阻RL1与第十电阻R10，力敏电阻RL1的一端连接第十电阻R10后连接电源VCC，另一端接地；本实施例优选，力敏电阻RL1为正系数力敏电阻RL1，即当力敏电阻RL1受到的压力越大，力敏电阻RL1的阻值越大；反之，力敏电阻的阻值越小。

力敏电阻RL1将与第十电阻R10之间构成的分压电路，当力敏电阻RL1受到压力变大，力敏电阻RL1分到的电压将变大，此时第十电阻R10的阻值不变，其分到的电压相应变小；反之，力敏电阻RL1受到压力变小，力敏电阻RL1分到的电压将变小，此时第十电阻R10分到的电压相应变大。

比较装置7包括第十二电阻R12和比较器N1，比较器N1的反相端连接在第十电阻R10与力敏电阻RL1之间的结点上，用来采集力敏电阻RL1的电压，比较器N1的反相端连接第十二电阻R12后连接电源VCC，基准电压信号通过第十二电阻R12进行提供。比较器N1的输出端连接于逻辑门装置8的其中一个输入端。

当力敏电阻RL1受到压力变大，即线路故障指示器11的压片103与电线之间的压力较大，力敏电阻RL1的电压相应变大，使得比较器N1的反相端收到的压力检测信号将相应变大，且当压力检测信号大于基准电压信号时，比较器N1的输出端将输出低电平的比较信号至逻辑门装置8的其中一个输入端；反之，比较器N1的反相端收到的压力检测信号不够满足大于基准电压信号时，比较器N1的输出端将输出高电平的比较信号至逻辑门装置8，使得控制装置3控制通信装置4发出警示信息。

其中，比较器N1的反相端上串联连接有第十一电阻R11。比较器N1的输出端上串联连接有第十三电阻R13。第十一电阻R11和第十三电阻R13均起到限流的作用，分别用来防止压力检测信号的电流和比较信号的电流过大。

比较装置7上耦接有用于调节基准电压信号大小的设定部9。设定部9包括可变电阻器RP1，可变电阻器RP1的一端连接在比较器N1的同相端与第十二电阻R12之间的结点上，另一端接地；从而可变电阻器RP1与第十二电阻R12之间构成分压电路，在改变可变电阻器RP1阻值的同时，第十二电阻R12上分到的电压将相应产生变大，从而达到调节第十二电阻R12提供的基准电压信号大小的目的。

逻辑门装置8为与门。

实施例三：

基于实施二的基础上，结合图2和图6所示，还包括指示装置10，指示装置10连接于通信装置4，以接收通信装置4所输出的通信信号，并响应于通信信号以实现指示。指示装置10通过发光元件进行指示。发光元件为发光二极管LED1，发光二极管LED1的阳极连接3.5V电源，另一端连接在三极管Q1的集电极上，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接在通信装置4上用来接收通信装置4的通信信号，并受控于通信信号来实现启闭，即当通信装置4每发射警示信息时，将控制三极管Q1导通，使得发光二极管LED1发光完成指示。

控制装置3采用MSP430F149型号的单片机，其引脚连接图参照图5所示，逻辑门装置8的输出端连接在控制装置3P1.1串口上。

通信装置4采用无线通信，即通信装置4采用GSM模块，GSM模块为TC-35芯片，TC-35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块，TC-35芯片的引脚连接参照图6所示，TC-35芯片的RXDO串口连接在控制装置3的P3.7串口上用于接收控制装置3发出的URXD1信号，TC-35芯片的TXD0串口连接在控制装置3的P3.6串口上用于接收控制装置3发出的UTXD1信号；指示装置10连接在TC-35芯片的SYNC串口上，用于接收TC-35芯片发出的通信信号。

通信装置4可安装有SIM卡，该SIM卡内存贮有预设的多个号码，并且通信装置4将其中一个或者多个号码设为默认号码，当红外线检测装置2检测到红外光未被电线隔断和/或压力检测信号小于基准电压信号时，逻辑门装置8都将输出一个高电平的逻辑信号至控制装置3，此时控制装置3的P1.1串口引入一个高电平时，控制装置3将开始工作，从P3.6串口以及P3.7，分别输出UTXD1信号和URXD1信号至通信装置4，使得通信装置4开始工作，通过TC-35芯片向预设的号码发送短消息，将线路故障指示器1的工作状态告知主站11。

主站11采用控制终端，控制终端又为移动式终端和固定式终端，移动式终端为笔记本电脑、智能手机等，固定式终端为台式电脑等，本实施例不做具体限定，主站11用来接收通信装置4发出的警示消息，从而根据预存的SIM号码，用来得知哪个线路故障指示器1发出警示消息，并且根据当时此线路故障指示器1部署的位置，安排检修人员前去故障排查，定位更加精准、快速。

为了能够节电，通信装置4可以被设计成低功耗通信装置4，也可在通信装置4中设置休眠模块，休眠模块只有在通信装置4接收到控制装置3发出的控制信号后才开始工作，在通信装置4发送给主站11后，通信装置4继续处于休眠状态。

本实用新型中的电源装置5包括太阳能供电装置或高压抽能供电装置，高压抽能供电装置从电线上在线去电。具体来说，太阳能供电装置可为太阳能薄膜电池板，通过太阳能薄膜电池板吸收太阳能，将太阳能转换为电能，使用太阳能薄膜电池板提供线路故障指示器1所需的电能，不仅节约了能源，并且避免没有及时更换电池而导致不能及时指示故障线路的现象发生。

其中，高压抽能供电装置提供的电能是通过电线在线去电的方式获取电能的，即利用互感将电线上的高压电转换为线路故障指示器1需要的低压电，从而达到为线路故障指示器1供电的目的，来保证线路故障指示器1电能长久的使用。

工作过程：

在线路故障指示器1从电线上松脱时，导致电线不能隔断红外线发射器21发出的红外光，使得红外线接收器22接收到红外光，使得红外线接收器22输出高电平的红外线检测信号至与门的其中一个输入端，此时与门将输出高电平的逻辑信号至控制装置3的P1.1串口，控制装置3的P3.7和P3.6串口输出URXD1信号和UTXD1信号至通信装置4的RXDO串口和TXDO串口，通信装置4将发送线路故障指示器1的警示信息至主站11；

或者，线路故障指示器1在电线上滑动，导致压力检测信号小于基准电压信号，导致比较器N1的输出端输出高电平的比较信号至与门的另一个输入端，此时与门将输出高电平的逻辑信号至控制装置3，从而控制通信装置4发送警示信息至主站11；

在通信装置4发出警示信息的同时，将输出高电平的通信信号至三极管Q1的基极，三极管Q1导通，发光二极管LED1发光完成指示过程。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。