專利名稱：一種用于檢測電力故障的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力線路領域，尤其涉及一種用于檢測電力故障的裝置。
背景技術：
近年來，故障指示器越來越多應用于智能電網的配電網系統改造中，電力用戶一般通過在分支點和用戶進線等處安裝故障指示器，巡線人員借助故障指示器上的告警指示可迅速確定故障區段、分支以及故障點，縮短了故障恢復的時間，節省了大量人力、物力，徹底的改變了配電網系統過去盲目的巡線、分段合閘試送電等傳統查找故障的落后技術，應用故障指示器后，延長了電力設備的壽命，提高了工作效率，縮短了配電網系統的停電時間，有效的提高了供電可靠性，且帶來了巨大的社會經濟效益。目前，由于配電網系統的需要，故障指示器需要兩遙功能，一個是實時監測電流， 一個是輸出故障信號，電流的精確監測就顯的尤為重要，因此，迫切需要一種監測電流線路電流的裝置。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術無法精確監測電流的缺陷，提供一種用于監測電力線路電流的裝置，該技術方案擴大了小電流的監測范圍，有效的降低了電力線路由于故障誤報、誤判以及開關誤動作所造成的損失，提高故障指示器或配電自動化設備的可靠性。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種用于檢測電力故障的裝置，該裝置密封在外殼里，外殼的表面設置有用于傳輸電流信號的第一光纖傳輸頭和用于傳輸故障信號的第二光纖傳輸頭，該裝置具體包括
傳感模塊，用于通過電流互感器將電力線路的一次側大電流轉換為二次側小電流； 信號處理模塊，與所述傳感模塊連接，用于根據所采集的電流信號判斷是否傳輸故障信號;
光纖傳輸模塊，與所述信號處理模塊連接，并與第一光纖傳輸頭和第二光纖傳輸頭連接以分別傳輸電流信號和故障信號，并根據電流信號和故障信號控制發射燈的亮與滅。在本發明所述的裝置中，所述傳感模塊包括磁芯、二次繞組以及絕緣部分，其中， 磁芯采用高磁導率的硅鋼片疊繞而成。
在本發明所述的裝置中，所述信號處理模塊包括保護單元、與所述保護單元連接的整流單元、與所述整流單元連接的限壓單元、與所述整流單元連接的越限單元以及分別與所述限壓單元和所述越限單元連接的主控器，其中，
保護單元，用于避免一次側大電流對電路的影響；
整流單元，用于實現電流二次側小電流與直流電壓之間的轉換；
限壓單元，用于輸入電壓超過預設電壓時將該輸入電壓限制在預設電壓范圍內；
越限單元，用于輸入電流超過預設電流時產生中斷信號，并將其發送至主控器；主控器，用于根據所采集的電流信號判斷是否傳輸故障信號，并輸出所述光纖傳輸模塊的驅動信號。在本發明所述的裝置中，所述保護單元包括壓敏電阻。在本發明所述的裝置中，所述整流單元包括整流橋電路。在本發明所述的裝置中，所述越限單元包括遲滯比較器電路。在本發明所述的裝置中，所述光纖傳輸模塊包括用于通過開關管控制發射燈亮與滅的發射燈電路。在本發明所述的裝置中，所述發射燈電路具體包括開關管Q1、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C3以及芯片U2，其中，
開關管Ql的基極與電阻R9的一端連接，發射極分別與電阻R8的一端連接和電源VCC 連接，集電極分別與電容C3的一端和芯片U2的VCC端連接，電容C3的另一端接地，芯片U2 的Vin端與電阻RlO的一端連接。在本發明所述的裝置中，該裝置應用于故障指示器或配電自動化設備。實施本發明的技術方案，具有以下有益效果通過電流互感器將電力線路的一次側大電流轉換為二次側小電流，并對該二次側小電流進行處理，擴大了小電流的監測范圍， 有效的降低了電力線路由于故障誤報、誤判以及開關誤動作所造成的損失，提高故障指示器或配電自動化設備的可靠性；且采用光纖傳輸電流信號和故障信號，從而提高了傳輸的距離和速度，且信號具有高抗干擾性。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中
圖I是本發明用于檢測電力故障的裝置的外觀示意圖2是本發明用于檢測電力故障的裝置的結構示意圖3是本發明整流橋電路的示意圖4是本發明遲滯比較電路的示意圖5是本發明發射燈電路的示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。請參閱圖1，圖I是本發明用于檢測電力故障的裝置的外觀示意圖，如圖I所示， 該裝置經由第一分殼和第二分殼通過連接部件相互耦合構成，所述第一分殼的表面設置有用于傳輸電流信號的第一光纖傳輸頭和用于傳輸故障信號的第二光纖傳輸頭，在本實施例中，第一分殼的上部和第二分殼的上部均呈圓形，可進行開啟式安裝，第一分殼的下部和第二分殼的下部均呈方形，在其他的實施例中，該裝置也可為其他的形狀，本領域的技術人員應當了解，在此不再贅述，另外，在現有技術中，對于外殼部分采用一般的不銹鋼材質，這種弱磁導率材質降低了監測的精度，在本實施例中，該裝置可將優質環氧樹脂通過真空澆注在可阻燃的外殼上，這樣的話，該裝置可防潮濕且性能穩定。
請參閱圖2，圖2是本發明用于監測電力線路電流的裝置的結構示意圖，如圖2所示，該裝置具體包括依次連接的傳感模塊I、信號處理模塊2以及光纖傳輸模塊3，所述信號處理模塊2包括保護單元21、與所述保護單元21連接的整流單元22、與所述整流單元22 連接的限壓單元23、與所述整流單元22連接的越限單元24以及分別與所述限壓單元23和所述越限單元24連接的主控器25，下面具體介紹各個部分的作用
傳感模塊1，用于通過電流互感器將電力線路的一次側大電流轉換為二次側小電流，優選地，所述傳感模塊I包括磁芯、二次繞組以及絕緣部分，其中，磁芯采用高磁導率的硅鋼片疊繞而成，該磁芯具有磁路損耗小的特點。信號處理模塊2，用于根據所采集的電流信號判斷是否傳輸故障信號，也就是說， 若電流越限時將其故障信號上傳至主控器25。保護單元21，用于避免一次側大電流對電路的影響，優選地，所述保護單元包括壓敏電阻，本領域的技術人員應當了解，這里不再贅述。整流單元22，用于實現電流二次側小電流與直流電壓之間的轉換，優選地，所述整流單元22包括整流橋電路，該整流橋電路如圖3所示，該電路包括電阻R1、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4以及電容Cl，在本實施例中，電流二次側小電流經電阻Rl串聯后轉換為交流電壓，再分別通過由二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4組成的整流橋轉換為直流電壓，最后通過電容Cl進行濾波。限壓單元23，用于輸入電壓超過預設電壓時將該輸入電壓限制在預設電壓范圍內，應當說明的是，在本實施例中，假定該預設電壓為2V，若通過限壓單元23將輸入電壓鉗制在2V，這樣的話，保證了主控器25模擬采樣輸入所需要的最大電壓，同時也保護了主控器25。越限單元24，用于輸入電流超過預設電流時產生中斷信號，并將其發送至主控器 25，所述越限單元包括遲滯比較器電路，該遲滯比較器電路如圖4所示，采用遲滯比較電路是為了避免紋波影響，在本實施例中，該遲滯比較器電路包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、遲滯比較器Ul以及電容C2，值得一提的是，該電路輸入的參考電壓采用高精密的穩壓芯片，輸入信號UA為整流橋濾波后的分壓電壓，本實施例中采用的是低功耗的遲滯比較器Ul。主控器25，用于根據所采集的電流信號判斷是否傳輸故障信號，并輸出所述光纖傳輸模塊3的驅動信號。在本實施例中，該主控器25采用的是低功耗的處理芯片。光纖傳輸模塊3，與第一光纖傳輸頭和第二光纖傳輸頭連接以分別傳輸電流信號和故障信號，并根據電流信號和故障信號控制發射燈的亮與滅。所述光纖傳輸模塊包括用于通過開關管控制發射燈亮與滅的發射燈電路，如圖5所示，所述發射燈電路具體包括開關管Q1、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C3以及芯片U2，其中，
開關管Ql的基極與電阻R9的一端連接，發射極分別與電阻R8的一端連接和電源VCC 連接，集電極分別與電容C3的一端和芯片U2的VCC端連接，電容C3的另一端接地，芯片U2 的Vin端與電阻RlO的一端連接。應當說明的是，在本實施例中，電源VCC為3. 6V。發射燈電路的工作過程簡述如下當C0NTRL_VCC2輸入低電平時，開關管Ql導通， 則芯片U2根據輸入的DATA_LIAHT信號將電信號轉換為光信號。該發射燈電路內部集合了用于完成調理驅動信號的IC芯片，且采用光纖進行傳輸，提高了傳輸速度，一般情況下，傳輸速率最高可達16Mbps。優選地，該裝置應用于故障指示器或配電自動化設備。相較于現有技術，通過電流互感器將電力線路的一次側大電流轉換為二次側小電流，并對該二次側小電流進行處理，擴大了小電流的監測范圍，有效的降低了電力線路由于故障誤報、誤判以及開關誤動作所造成的損失，提高故障指示器或配電自動化設備的可靠性；且采用光纖傳輸電流信號和故障信號，從而提高了傳輸的距離和速度，且信號具有高抗干擾性。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求范圍之內。
權利要求
1.一種用于檢測電力故障的裝置，其特征在于，該裝置密封在外殼里，外殼的表面設置有用于傳輸電流信號的第一光纖傳輸頭和用于傳輸故障信號的第二光纖傳輸頭，該裝置具體包括傳感模塊，用于通過電流互感器將電力線路的一次側大電流轉換為二次側小電流；信號處理模塊，與所述傳感模塊連接，用于根據所采集的電流信號判斷是否傳輸故障信號;光纖傳輸模塊，與所述信號處理模塊連接，并與第一光纖傳輸頭和第二光纖傳輸頭連接以分別傳輸電流信號和故障信號，并根據電流信號和故障信號控制發射燈的亮與滅。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳感模塊包括磁芯、二次繞組以及絕緣部分，其中，磁芯采用高磁導率的硅鋼片疊繞而成。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述信號處理模塊包括保護單元、與所述保護單元連接的整流單元、與所述整流單元連接的限壓單元、與所述整流單元連接的越限單元以及分別與所述限壓單元和所述越限單元連接的主控器，其中，保護單元，用于避免一次側大電流對電路的影響；整流單元，用于實現電流二次側小電流與直流電壓之間的轉換；限壓單元，用于輸入電壓超過預設電壓時將該輸入電壓限制在預設電壓范圍內；越限單元，用于輸入電流超過預設電流時產生中斷信號，并將其發送至主控器；主控器，用于根據所采集的電流信號判斷是否傳輸故障信號，并輸出所述光纖傳輸模塊的驅動信號。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述保護單元包括壓敏電阻。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述整流單元包括整流橋電路。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述越限單元包括遲滯比較器電路。
7.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述光纖傳輸模塊包括用于通過開關管控制發射燈亮與滅的發射燈電路。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述發射燈電路具體包括開關管Q1、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C3以及芯片U2，其中，開關管Ql的基極與電阻R9的一端連接，發射極分別與電阻R8的一端連接和電源VCC 連接，集電極分別與電容C3的一端和芯片U2的VCC端連接，電容C3的另一端接地，芯片U2 的Vin端與電阻RlO的一端連接。
9.根據權利要求1-8任一項所述的裝置，其特征在于，該裝置應用于故障指示器或配電自動化設備。
全文摘要
本發明公開一種用于檢測電力故障的裝置，該裝置包括依次連接且用于通過電流互感器將電力線路的一次側大電流轉換為二次側小電流的傳感模塊、用于根據電流信號判斷是否傳輸故障信號的信號處理模塊以及用于通過第一光纖傳輸頭和第二光纖傳輸頭分別傳輸電流信號和故障信號，并根據電流信號和故障信號控制發射燈的亮與滅的光纖傳輸模塊。通過電流互感器將電力線路的一次側大電流轉換為二次側小電流，并對二次側小電流進行處理，擴大了小電流的監測范圍，降低了電力線路由于故障誤報、誤判以及開關誤動作所造成的損失，提高故障指示器或配電自動化設備的可靠性；且采用光纖傳輸電流信號和故障信號，從而提高了傳輸的距離和速度，且信號具有高抗干擾性。
文檔編號G01R19/00GK102590581SQ20121000880
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者魏之明 申請人:航天科工深圳(集團)有限公司