一种架空暂态特征远传型故障指示器的制作方法

本实用新型涉及线路故障检测技术领域，具体涉及一种架空暂态特征远传型故障指示器。

背景技术：

电力系统安全、稳定、可靠的运行，对生产和用户用电有重要的经济意义，所以有必要对电网进行实时监测和控制，来提高线路运行的安全性和可靠性。电力线路一般建设在偏僻的山区，再加上其隐性特性，一旦出现故障停电，会很难查找。而故障指示器就是一种配电线路故障检测装置，当电网线路出现短路等故障时，可以及时检测到故障，并将故障信息发送至控制中心，通知检修人员，及时排除故障，恢复电力运行。它也是一种电力设施，在电网配套设施中有大量应用，它通过传感器件检测线路故障，配合信号处理模块，实现故障类型判断。

现有电力线路在线检测装置地处偏远，难以按照常规办法解决电源供给问题，目前应用于输电线路故障指示器的电源，通常采用太阳能电池板配合蓄电池供电，或采用电流或电压互感器直接取电并配合锂电池供电，但这两种供电方式的装置体积大，安装复杂，太阳能电池板易受到天气、地理和气候的影响，供电性能不稳定，另外锂电池寿命较短，并且性能易受到温度和气候等的影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种架空暂态特征远传型故障指示器以解决现有技术中故障指示器的电源供给问题。

本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种架空暂态特征远传型故障指示器，包括：互感器、保护滤波电路、整流电路、电流检测电路、电容充电电路及微处理器，其中，所述互感器与待测电路连接，将感应到的电流信号输出至所述保护滤波电路，所述保护滤波电路接收所述电流信号进行滤波处理，并将滤波处理后的电流信号输出至所述整流电路进行整流；所述整流电路将整流后的电流信号输出至所述电流检测电路；所述电流检测电路接收所述整流后的电流信号，将所述整流后的电流信号输出至所述电容充电电路，为所述电容充电电路充电；所述微处理器获取所述电容充电电路中的电能，根据所述电能判断是否为所述架空暂态特征远传型故障指示器提供电能。

优选地，所述架空暂态特征远传型故障指示器还包括：故障检测电路，所述整流电路还将整流后的电流信号输出至所述故障检测电路，所述故障检测电路接收所述整流后的电流信号，根据所述整流后的电流信号产生冲击信号，并将所述冲击信号输出至所述微处理器；所述电流检测电路根据所述整流后的电流信号产生采样信号，并将所述采样信号传输至所述微处理器；所述微处理器根据所述冲击信号和所述采样信号判断待测电路是否发生故障。

优选地，所述保护滤波电路包括第一电阻和第一电容，其中，所述第一电阻的一端连接所述互感器的一个引脚、所述第一电容的一端及所述整流电路的第三引脚，所述第一电阻的另一端连接所述互感器的另一个引脚、所述第一电容的另一端及所述整流电路的第四引脚。

优选地，所述故障检测电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第四电容及第一三极管，其中，所述第二电阻的一端连接所述第一二极管的阴极及所述整流电路的第一引脚，所述第二电阻的另一端连接所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极及所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第一三极管的基极、所述第六电阻的一端及所述第四电容的一端并接地，所述第一三极管的集电极连接所述第六电阻的另一端及所述第四电容的另一端，所述第一三极管的发射极连接所述第二二极管的阴极、所述第二电容的一端及所述第四电阻的一端，所述第二电容的另一端连接所述第三电容的一端及所述第五电阻的一端并接地，所述第四电阻的另一端连接所述第三电容的另一端、所述第五电阻的另一端及所述微处理器。

优选地，所述电流检测电路包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第五电容，其中，所述第七电阻的一端连接所述整流电路的第一引脚，所述第七电阻的另一端连接所述第九电阻的一端及所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接所述电容充电电路的输入端，所述第九电阻的另一端连接所述第十电阻的一端、所述第五电容的一端及所述微处理器，所述第十电阻的另一端连接所述整流电路的第二引脚、所述第五电容的另一端并接地。

优选地，所述电容充电电路包括：第六电容、第七电容、第四二极管、第五二极管、第二三极管、超级电容、第七二极管及电源，其中，所述电容充电电路的输入端连接所述第四二极管的阴极及所述第五二极管的阳极，所述第四二极管的阳极连接所述第六电容的一端、所述第二三极管的集电极及所述第七电容的一端并接地，所述第五二极管的阴极连接所述第六电容的另一端及所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极连接所述第七电容的另一端及所述超级电容，所述超级电容的一端连接第七二极管的阳极，所述第七二极管的阴极连接所述电源。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型实施例中，该架空暂态特征远传型故障指示器设置故障检测电路和电流检测电路，微处理器根据冲击信号和采样信号两个信号的变化判断待测电路发生故障，排除了待测电路接入大功率器件时发生正常负荷波动的影响，电路设计合理，检测结果的精度高，工作可靠性强，此外，该架空暂态特征远传型故障指示器通过互感器从待测电路上取电，并辅以超级电容储能实现为该故障指示器的不间断供电，在外部供电故障时，故障指示器仍可以安全可靠工作，本实用新型还通过设置汇集单元，将故障信号通过通用分组无线服务技术 (GeneralPacketRadioService，GPRS)无线传输到维护人员手机上，使得故障人员能够及时发现故障并进行检修，可以在一定程度上减少因电力故障带来的经济损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型架空暂态特征远传型故障指示器的电路原理框图；

图2为本实用新型架空暂态特征远传型故障指示器的电路原理框图；

图3为本实用新型架空暂态特征远传型故障指示器的电路原理图。

附图标记说明：

1－互感器；2－保护滤波电路；3－整流电路；4－故障检测电路；5－电流检测电路；6－电容充电电路；7－微处理器；8－超级电容。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供一种架空暂态特征远传型故障指示器，包括：互感器1、保护滤波电路2、整流电路3、电流检测电路5、电容充电电路6及微处理器7，其中，互感器1与待测电路连接，将感应到的电流信号输出至保护滤波电路2，保护滤波电路2接收电流信号进行滤波处理，并将滤波处理后的电流信号输出至整流电路3进行整流；整流电路3将整流后的电流信号输出至电流检测电路5；电流检测电路5接收整流后的电流信号，将整流后的电流信号输出至电容充电电路6，为电容充电电路6充电；微处理器7获取电容充电电路6中的电能，根据电能判断是否为架空暂态特征远传型故障指示器提供电能。

在一较佳实施例中，如图2所示，该架空暂态特征远传型故障指示器还包括：故障检测电路4，整流电路3还将整流后的电流信号输出至故障检测电路4，故障检测电路4接收整流后的电流信号，根据整流后的电流信号产生冲击信号，并将冲击信号输出至微处理器7；电流检测电路6根据整流后的电流信号产生采样信号，并将采样信号传输至微处理器7；微处理器7根据冲击信号和采样信号判断待测电路是否发生故障。

本实用新型实施例中，当微处理器7接收的故障检测电路4输入的冲击信号大于预设值，且电流检测电路5输入的采样信号在规定的时间内降为零，则判断待测电路发生短路故障，当仅检测到冲击信号大于预设值，采样信号没有降为零，则判断待测电路属于正常的负荷波动，没有发生故障。

本实用新型实施例中，微处理器7还可以连接汇集单元，当微处理器7判断待测电路发生故障时，微处理器7通过无线传输将故障信号传输到汇集单元，汇集单元可以通过通用分组无线服务技术(GeneralPacketRadioService， GPRS)将故障信号传输到后台主站，后台主站接收故障信号并通过分析处理后将故障信息发送到维护人员手机上，这仅仅是微处理器传输故障信号的一种传输方式，微处理器也在检测到故障信号时发出报警信息，也可以通过其他方式通知维护人员，本实用新型并不以此为限。

本实用新型实施例中，该架空暂态特征远传型故障指示器设置故障检测电路4和电流检测电路5，微处理器7根据冲击信号和采样信号两个信号的变化判断待测线路是否发生故障，排除了待测电路接入大功率器件时发生正常负荷波动的影响，电路设计合理，检测结果的精度高，工作可靠性强，此外，该架空暂态特征远传型故障指示器通过互感器1从待测电路上取电，并辅以电容充电电路实现为该故障指示器的提供电能，在外部供电故障时，故障指示器仍可以安全可靠工作，本实用新型还通过设置汇集单元，将故障信号通过GPRS无线传输到维护人员手机上，使得故障人员能够及时发现故障并进行检修，可以在一定程度上减少因电力故障带来的经济损失。

在一较佳实施例中，如图3所示，保护滤波电路2包括第一电阻R1和第一电容C1，其中，第一电阻R1的一端连接互感器1的一个引脚、第一电容C1的一端及整流电路3的第三引脚，第一电阻R1的另一端连接互感器1的另一个引脚、第一电容C1的另一端及整流电路3的第四引脚。

在一较佳实施例中，如图3所示，故障检测电路4包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4及第一三极管Q1，其中，第二电阻R2的一端连接第一二极管Q1的阴极及整流电路3的第一引脚，第二电阻R2的另一端连接第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极及第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接第一三极管Q1的基极、第六电阻R6的一端及第四电容 C4的一端并接地，第一三极管Q1的集电极连接第六电阻R6的另一端及第四电容C4的另一端，第一三极管Q1的发射极连接第二二极管D2的阴极、第二电容 C2的一端及第四电阻R4的一端，第二电容C2的另一端连接第三电容C3的一端及第五电阻R5的一端并接地，第四电阻R4的另一端连接第三电容C3的另一端、第五电阻R5的另一端及微处理器7。

在一较佳实施例中，如图3所示，电流检测电路5包括：第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10及第五电容C5，其中，第七电阻R7的一端连接整流电路3的第一引脚，第七电阻R7的另一端连接第九电阻R9的一端及第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接电容充电电路6的输入端，第九电阻R9的另一端连接第十电阻R10的一端、第五电容C5的一端及微处理器7，第十电阻R10的另一端连接整流电路3的第二引脚、第五电容C5的另一端并接地。

在一较佳实施例中，如图3所示，电容充电电路6包括：第六电容C6、第七电容C7、第四二极管D4、第五二极管D5、第二三极管Q2、超级电容8、第七二极管D7及电源VCC，其中，电容充电电路6的输入端连接第四二极管D4 的阴极及第五二极管D5的阳极，第四二极管D4的阳极连接第六电容C6的一端、第二三极管Q2的集电极及第七电容C7的一端并接地，第五二极管D5的阴极连接第六电容C6的另一端及第二三极管Q2的发射极，第二三极管Q2的基极连接第七电容C7的另一端及超级电容8，超级电容8的一端连接第七二极管D7的阳极，第七二极管D7的阴极连接电源VCC。

本发明实施例中，互感器1通过感应待测电路中的电流产生感应电流，感应电流经过滤波和整流等过程为电容充电电路6中的超级电容8供电，微处理器7获取电容充电电路6中超级电容8的电能，并判断电能是否达到了充电标准，当电能达到充电标准时，微处理器7控制超级电容8为该架空暂态特征远传型故障指示器供电，当电能低于充电标准时，微处理器7控制超级电容8切断供电。

采用本实用新型进行待测电路故障检测时的具体过程为：

互感器1感应到电流信号后，通过第一电阻R1和第一电容C1滤波后进入整流电路3进行整流，整流后的电流信号分为两个支路，其中一个支路的电流信号经过第一电阻R7，第八电阻R8和第四二极管D4限压后，通过第五二极管 D5单项整流，之后经过第二三极管Q2，给超级电容充电，同时该电流信号经过第七电阻R7后进入第九电阻R9、第十电阻R10和第五电容C5产生采样信号传输至微处理器7，另外一个支路的电流信号经过第一二极管D1限压，通过二极管第二二极管D2单项整流，再经过第四电阻R4和第五电阻R5分压后，经过第二电容C2和第三电容C3滤波产生冲击信号传输至微处理器7，其中第一三极管Q1、第六电阻R6和第五电容C5用于保护电路，当线路出现瞬间超过150A 的电流冲击时，可以通过控制第一三极管Q1迅速放电，保护微处理器7，防止大电流损坏芯片。当微处理器7检测到大于预设值的冲击信号后，在规定的时间内持续采集采样信号，如果在规定时间内采样信号负荷下降到0，则判断线路短路故障，如果没有，则认为是线路正常发负荷波动，判断没有发生故障。有故障后，通过无线将信息传送主站后台。

本发明实施例中第一电阻R1可以是压敏电阻，第一电容可以是涤纶电容，第二三极管Q2可以是U5HT7136型号的芯片，但本实用新型并不以此为限。

实际应用中，本实用新型实施例提供的架空暂态特征远传型故障指示器可以安装在6－35Kv架空线路上，可以通过互感器取电给超级电容供电，实现自供电，保证整个故障指示器的工作的可靠性，还可以通过将故障信号无线传输至维护人员手机上，以便维护人员及时检修，此外，该故障指示器电路设置故障检测电路和电流检测电路，通过采集两个信号进行故障检测，检测结果的精度更高，实用性更强。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。