專利名稱：一種輸配電線路短路接地故障檢測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種輸配電線路短路接地故障檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備，具體地說(shuō)涉及輸配電線路短路故障和單相接地故障的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
[0002]輸配電線路分支多，線路長(zhǎng)，負(fù)載復(fù)雜。但是，當(dāng)出現(xiàn)短路或接地故障時(shí)，必須盡快排除這些故障，否則會(huì)嚴(yán)重影響供電質(zhì)量和效率。而要排除故障首先必須找到故障發(fā)生的位置。首先在短路故障檢測(cè)方法或原理方面，現(xiàn)有的指示短路故障的檢測(cè)設(shè)備(也稱故障指示器，后面簡(jiǎn)稱檢測(cè)設(shè)備)所采用的方法主要有下列三類[0003]第一類是采用過(guò)流法檢測(cè)短路故障。這種方法是預(yù)設(shè)一個(gè)遠(yuǎn)大于線路正常工作電流的故障電流預(yù)設(shè)值，當(dāng)線路電流I出現(xiàn)一個(gè)大于該預(yù)設(shè)值時(shí)，即認(rèn)為線路發(fā)生短路故障，參見(jiàn)圖1的標(biāo)號(hào)10。由于不同線路、同一線路的不同位置、不同時(shí)刻的運(yùn)行方式使得線路的正常工作電流千變?nèi)f化，如果預(yù)設(shè)值小了，線路負(fù)荷電流的正常波動(dòng)超過(guò)預(yù)設(shè)值會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)設(shè)備誤報(bào)警，或者預(yù)設(shè)值大了，有些線路的故障電流達(dá)不到預(yù)設(shè)值，檢測(cè)設(shè)備無(wú)法檢測(cè)到短路故障。[0004]第二類方法是采用線路出線大電流沖擊并且大電流沖擊引起線路跳閘停電電流變?yōu)镺的原理來(lái)判斷短路故障，這個(gè)方法的特點(diǎn)是預(yù)設(shè)一個(gè)固定的大電流沖擊預(yù)設(shè)值Δ I 并結(jié)合電流為0做為判斷短路故障的依據(jù)。變電站20通過(guò)斷路器22以及不同的干線和分支線路為各負(fù)載，比如負(fù)載M供電。這個(gè)方法雖然反映了短路故障的特點(diǎn)，但是由于輸配電線路分支多，用戶各種各樣，不同分支線路尤其是線路末端。末端短路故障時(shí)大電流沖擊幅度小，干線上或部分支線上的大電流沖擊較大。如果預(yù)定義的故障大電流沖擊幅度較大， 容易出現(xiàn)末端短路故障時(shí)的大電流沖擊幅度不足(達(dá)不到預(yù)定義的值)而出現(xiàn)漏報(bào)警；而如果定義的故障大電流沖擊幅度較小，則容易出現(xiàn)干線或分支線上的正常電流波動(dòng)導(dǎo)致的誤報(bào)警，參見(jiàn)圖2。[0005]第三類方法是采用線路電流正跳變時(shí)電流變化率即電流突變量與突變時(shí)間的比值(即微分法)并且大的電流變化率引起線路跳閘停電電流變?yōu)?這一短路故障的特點(diǎn)來(lái)判斷短路故障，這個(gè)方法的特點(diǎn)是預(yù)設(shè)一個(gè)固定的電流變化率值并結(jié)合電流為0作為判斷短路故障的依據(jù)。這個(gè)方法和第二個(gè)方法在本質(zhì)上是一致的。因?yàn)樵诰€路的干線、分支線、線路末端的各個(gè)地方電流正跳變變化率相差很大，并且輸配電線路的不同地理位置、同一地理位置線路的不同運(yùn)行方式、甚至不同的氣候條件都會(huì)導(dǎo)致這個(gè)電流變化率的千變?nèi)f化，甚至在需要根據(jù)不同線路的干線、分支線來(lái)決定這個(gè)變化率的大小。而且它們均利用線路電流為0做為線路跳間停電的依據(jù)，而實(shí)際上姑且不論根據(jù)這些方法設(shè)計(jì)的檢測(cè)設(shè)備能否有足夠的靈敏度和精度實(shí)現(xiàn)對(duì)電流為0甚至很小電流值的檢測(cè)，而且最大的問(wèn)題是線路沒(méi)有跳閘停電，但負(fù)荷全部退出運(yùn)行時(shí)，線路電流就變?yōu)?或者很小，這時(shí)根據(jù)這些方法不可避免地會(huì)造成對(duì)短路故障的誤判因此這個(gè)方法在實(shí)際應(yīng)用中受到嚴(yán)重制約。所以第二類、第三類方法設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不適宜大規(guī)模生產(chǎn)和推廣。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種受輸配電線路運(yùn)行管理、地理環(huán)境、負(fù)荷波動(dòng)等影響較小的短路故障檢測(cè)方法和設(shè)備。[0007]本實(shí)用新型提供一種輸配電線路故障的檢測(cè)設(shè)備。該檢測(cè)設(shè)備包括線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路，將線路電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成直流電壓信號(hào)；線路電流檢測(cè)電路，對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行突變狀態(tài)的判斷以及對(duì)線路電流突變前后的線路電流值進(jìn)行采樣；微處理器電路，配置用于當(dāng)出現(xiàn)突變狀態(tài)時(shí)，計(jì)算突變前后的電流值，并在IfAci > Ri的情況下依據(jù)該突變的變比率判斷短路故障，其中If、I0分別是突變后和突變前的線路電流，Ri是變比率常數(shù)。[0008]優(yōu)選地，線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路包括比較器，在比較器的負(fù)端設(shè)置閥值電壓，以排除干擾信號(hào)。[0009]優(yōu)選地，包括線路電壓電場(chǎng)耦合電路，檢測(cè)輸配電線路電壓。[0010]優(yōu)選地，線路電壓電場(chǎng)耦合電路包括耦合電容和形成在電路板公共端GND與大地之間的一個(gè)分布電容，其中耦合電容通過(guò)在檢測(cè)設(shè)備的主體外殼表面與輸配電線路接觸的位置涂上導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，或者裝配一個(gè)導(dǎo)電器件，而形成于輸配電線路與檢測(cè)設(shè)備電路板的公共端之間；并且基于耦合電容的分壓值計(jì)算輸配電線路電壓。[0011]優(yōu)選地，包括告警電路，基于來(lái)自微處理器電路的短路故障判斷結(jié)果，進(jìn)行告警。[0012]優(yōu)選地，微處理器電路根據(jù)線路實(shí)際負(fù)荷電流的大小自動(dòng)整定短路故障的電流變比率氏。[0013]根據(jù)本實(shí)用新型制造的故障檢測(cè)裝置不會(huì)出現(xiàn)誤告警或漏告警現(xiàn)象，能滿足不同用戶的需求，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)。


[0014]下面將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，其中[0015]圖1為采用過(guò)流法檢測(cè)短路故障的示意圖；[0016]圖2為采用大電流突變量或大電流正跳變電流變化率大于預(yù)設(shè)值的方法檢測(cè)短路故障的示意圖；[0017]圖3為采用本實(shí)用新型電流變比率突變的方法檢測(cè)短路故障的示意圖；[0018]圖4為線路電壓電場(chǎng)耦合電路的原理示意圖；[0019]圖5為按照本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)短路故障的電路原理框圖；[0020]圖6是分別是線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路和線路電流檢測(cè)電路的示意圖；[0021]圖7是線路電壓V電場(chǎng)耦合電路的示意圖；[0022]圖8是微處理器電路的示意圖；[0023]圖9是告警電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0024]輸配電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，線路的一個(gè)基本特征就是瞬間出現(xiàn)大的故障電流沖擊，并且線路跳閘停電。這個(gè)過(guò)程受微機(jī)綜合保護(hù)裝置控制，微機(jī)綜合保護(hù)裝置根據(jù)預(yù)設(shè)的電流變比率突變IfAtl > Ri來(lái)判斷線路短路故障發(fā)生，并且在整定的時(shí)間內(nèi)控制出線斷路器跳閘停電從而起到保護(hù)線路的作用。本實(shí)用新型的一個(gè)創(chuàng)造性成果就是將這一原理第一次運(yùn)用到線路故障檢測(cè)設(shè)備上，即利用與線路微機(jī)綜合保護(hù)裝置一致的電流變比率If/I0 > Ri突變、并且可輔助利用線路出現(xiàn)跳閘停電這2個(gè)特征來(lái)判斷短路故障的發(fā)生，因此不受輸配電線路自身的特點(diǎn)影響。[0025]本實(shí)用新型提供一種短路故障的檢測(cè)方法，該方法檢測(cè)線路電流的變比率，變比率If/Io > Ri突變，依據(jù)該突變的變比率判斷是否短路故障。圖3為采用本實(shí)用新型電流變比率突變的方法檢測(cè)短路故障的示意圖。當(dāng)電流達(dá)到位置30時(shí)，進(jìn)一步判定為短路故障。[0026]優(yōu)選的I檢測(cè)線路電壓降低，例如V = O或小于Vh，Vh是預(yù)設(shè)的電壓降低的閥值。[0027]其中，If是線路電流突變后的故障電流，I0是電流突變之前的負(fù)荷電流，Ri是預(yù)設(shè)的變比率常數(shù)，V是線路電壓。[0028]本實(shí)用新型的短路故障檢測(cè)方法能克服過(guò)流法、大電流沖擊法、電流正跳變變化率法的缺陷。本實(shí)用新型的檢測(cè)方法能動(dòng)態(tài)跟蹤線路負(fù)荷電流的變化，這點(diǎn)由線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路、線路電流檢測(cè)電路完成，通過(guò)MCU微處理器電路采樣本線路的正常工作負(fù)荷電流及發(fā)生短路故障后的故障電流，計(jì)算它們的比率并將其做為短路故障判別的主要依據(jù)。[0029]因?yàn)楦髦鞲删€、分支線、線路末端的負(fù)荷電流是不同的，甚至同一條線路在不同時(shí)刻的負(fù)荷電流也不同，本實(shí)用新型可以根據(jù)線路正常負(fù)荷電流的實(shí)際大小來(lái)實(shí)時(shí)分別整定各主干線、分支線、線路末端的變比率預(yù)設(shè)常數(shù)氏，負(fù)荷電流越小，預(yù)設(shè)的氏越大。這一工作方式使得氏是一個(gè)動(dòng)態(tài)常數(shù)，即氏不是一個(gè)固定的預(yù)設(shè)值，而是根據(jù)線路負(fù)荷的實(shí)際情況自動(dòng)變化的，因此本實(shí)用新型的短路故障檢測(cè)方法不受不同線路、同一線路的不同位置、 不同運(yùn)行方式、地理環(huán)境、氣候等因素影響。[0030]優(yōu)選的是，加上短路故障會(huì)導(dǎo)致跳閘停電且線路電壓下降例如變?yōu)?這個(gè)依據(jù)。 而過(guò)流法、大電流沖擊法、電流正跳變變化率法的判斷依據(jù)是固定的預(yù)設(shè)值，而實(shí)際上它們采用的判斷依據(jù)會(huì)隨不同線路、同一線路的不同位置、不同運(yùn)行方式、地理環(huán)境、氣候等因素而千變?nèi)f化。而且本實(shí)用新型的方法是通過(guò)檢測(cè)線路電壓并將電壓下降并進(jìn)而變?yōu)?做為線路跳閘停電的依據(jù)，因?yàn)榫€路跳閘停電是線路電壓下降的充分必要條件，因此結(jié)合線路電流變比率突變If/Io > Ri、線路電壓下降并降為O這兩個(gè)依據(jù)能可靠、準(zhǔn)確地檢測(cè)短路故障，而且在實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，不需要考慮因參數(shù)千變?nèi)f化帶來(lái)的困擾，因此便于大規(guī)模生產(chǎn)，降低產(chǎn)品成本，帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)利益。[0031]因此根據(jù)本實(shí)用新型制造的故障檢測(cè)裝置不會(huì)出現(xiàn)誤告警或漏告警現(xiàn)象，能滿足不同用戶的需求，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)。[0032]圖4是檢測(cè)輸配電線路一次側(cè)電壓的原理示意圖。圖中，Cr為檢測(cè)設(shè)備外殼表面與線路46接觸的位置處42與檢測(cè)設(shè)備電路板公共端44之間形成的耦合電容。Cp為檢測(cè)設(shè)備公共端44與大地48之間的分布電容，檢測(cè)設(shè)備外殼與輸配電線路接觸的位置涂有導(dǎo)電層或裝配有導(dǎo)電部件如導(dǎo)電橡膠等。(；輸出耦合電壓v，輸配電線路一次電壓等于(i+cy Cp) *V，因此只要檢測(cè)出V，就能經(jīng)過(guò)計(jì)算得出輸配電線路的一次電壓。[0033]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例檢測(cè)短路故障的電路原理框圖。圖中，檢測(cè)電路包括線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路101、線路電流檢測(cè)電路102、線路電壓V電場(chǎng)耦合電路104、MCU微處理器電路105和告警驅(qū)動(dòng)電路106。[0034]線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路101完成對(duì)輸配電線路一次側(cè)實(shí)際電流的感應(yīng)及轉(zhuǎn)化。[0035]線路電流檢測(cè)電路102將線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路的輸出信號(hào)進(jìn)行整形、濾波并實(shí)現(xiàn)對(duì)電路突變狀態(tài)的檢測(cè)。[0036]線路電壓V電場(chǎng)耦合電路104完成對(duì)輸配電線路一次側(cè)電壓的檢測(cè)，并輸出耦合后的電壓信號(hào)，輸配電線路的一次電壓可以來(lái)自于圖4電路的輸出。[0037]MCU微處理器電路105實(shí)現(xiàn)對(duì)各信號(hào)的判斷，并輸出告警啟動(dòng)信號(hào)。[0038]告警驅(qū)動(dòng)電路106接收到MCU微處理器輸出的告警啟動(dòng)信號(hào)后，根據(jù)現(xiàn)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)告警裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)械翻牌告警或發(fā)光告警或發(fā)聲告警。[0039]圖6是分別是線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路和線路電流檢測(cè)電路的示意圖。線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路101由電感Li，二極管Dl、D2、D4和D6，電阻R7、R8、R9和RlO，以及電容 C3和比較放大器Ul組成。正常情況下，感應(yīng)線路電流信號(hào)經(jīng)由電感Li、二極管Dl、D2、D6 構(gòu)成的整流電路輸出整流直流信號(hào)。D6為限幅穩(wěn)壓管，避免感應(yīng)信號(hào)太大損壞后繼電路元器件。當(dāng)然，也可以采取其它形式的整流電路和/或限幅穩(wěn)壓電路。[0040]同時(shí)，感應(yīng)信號(hào)經(jīng)D4、電阻R7、R8、R9、R10、電容C3、比較放大器Ul整形、限幅、比較并且輸出矩形波信號(hào)DXH。電阻R7、電容C 3組成低通濾波器濾除高頻干擾信號(hào)并輸出工頻50Hz半波信號(hào)，因此DXH信號(hào)是周期為例如20ms的矩形波。此時(shí)，為了避免Ll感應(yīng)的干擾信號(hào)輸出，由R9、RlO分壓為Ul負(fù)極提供了一個(gè)閥值電壓。[0041 ] 線路電流檢測(cè)電路102由電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、電容Cl、C2、二極管D3、和晶體管Ql組成。電阻R1、電容Cl組成濾波平滑電路，對(duì)來(lái)自線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路101的整流直流信號(hào)進(jìn)行濾波平滑。電容C2、電阻R4、R5組成線路電流突變狀態(tài)的捕捉電路。電阻R2、R3分壓電路輸出線路電流對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化后的電壓信號(hào)。線路電流檢測(cè)電路102實(shí)現(xiàn)對(duì)輸配電線路電流突變狀態(tài)的判斷并輸出線路電流突變前后2個(gè)狀態(tài)的線路電流值，下文將詳細(xì)描述。[0042]雖然圖6結(jié)合線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路和線路電流檢測(cè)電路一并做了說(shuō)明，但是這只是出于清晰說(shuō)明的目的，并不意味著圖6中的兩個(gè)具體實(shí)施電路必須結(jié)合在一起。圖 6中的線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路可以和其它類型的線路電流檢測(cè)電路一起工作。[0043]圖7是線路電壓V電場(chǎng)耦合電路的示意圖。線路電壓V電場(chǎng)耦合電路104由二極管D7、D8、D9、電阻R18、電容C9組成。在檢測(cè)設(shè)備的主體外殼表面與輸配電線路接觸的位置涂上導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，或者裝配一個(gè)導(dǎo)電器件如導(dǎo)電橡膠并通過(guò)引線接至D7正極與D8負(fù)極的連接點(diǎn)，從而使得輸配電線路與檢測(cè)設(shè)備電路板的公共端GND之間形成一個(gè)耦合電容(；，電路板公共端GND與大地之間形成一個(gè)分布電容Cp，耦合電容與分布電容組成分壓電路(見(jiàn)圖4)，將藕合電容的分壓V輸入至D7正極與D8負(fù)極的連接點(diǎn)，經(jīng)D7的限幅、 R18、C9的濾波，以信號(hào)VXH輸出。[0044]圖8是微處理器電路的示意圖。微處理器電路105包括電容C7、C8、電阻R16、 R17、晶體管Q2和微處理器U3。正常情況下，線路上電正常工作，存在負(fù)荷電流，R3分壓信號(hào)VSAM(對(duì)應(yīng)輸配電線路的電流信號(hào))輸出至微處理器電路105，U3的管腳10是ADC輸入管腳，不斷對(duì)VSAM信號(hào)進(jìn)行采樣并存儲(chǔ)線路正常負(fù)荷電流值線路電流檢測(cè)電路102 的Ql可以為三極管或繼電器或場(chǎng)效應(yīng)管器件，正常情況下處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出高電平信號(hào) CJH給U3的管腳11。線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路101輸出的DXH矩形波信號(hào)輸出至U3的管腳9。微處理器電路可以由微處理器、單片機(jī)等實(shí)現(xiàn)。[0045]線路負(fù)荷電流很小情況下，R3分壓信號(hào)VSAM很小，甚至為0，U3無(wú)法準(zhǔn)確采樣線路電流信號(hào)。因此，線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路101輸出了一個(gè)周期為例如20ms的矩形波 DHX，矩形波PWM(高電平脈沖寬度與20ms周長(zhǎng)的比值)與線路電流感應(yīng)信號(hào)成正比(正比關(guān)系僅當(dāng)線路電流信號(hào)小于例如30A的情形下成立)。U3通過(guò)檢測(cè)線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路101輸出的矩形波的PWM值來(lái)判斷線路負(fù)荷電流值。[0046]當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，瞬間出現(xiàn)大電流沖擊。由于C2兩端電壓不能突變，大電流沖擊信號(hào)被捕捉出現(xiàn)在R4、R5兩端，沖擊信號(hào)經(jīng)R5分壓并經(jīng)二極管D3或直接輸入至Ql 的控制極，Ql導(dǎo)通，輸出低電平CJX，隨著C2充電完成，R5兩端分壓消失，Ql截止，CJX信號(hào)恢復(fù)成高電平，因此此時(shí)CJH輸出一個(gè)下降沿脈沖信號(hào)至U3的管腳11，引起U3進(jìn)入短路故障中斷處理程序，后者立即采樣此時(shí)R3的分壓VSAM信號(hào)并獲得故障電流信號(hào)If。計(jì)算If/ I0,如果If/I。> Ri,檢測(cè)C9兩端輸入至管腳8的線路電壓信號(hào)VXH，如果V為0或下降且V < Vh,，則判定為短路故障發(fā)生。[0047]此外，微處理器電路能正確判別永久故障和瞬時(shí)時(shí)間。當(dāng)短路故障導(dǎo)致的線路跳閘停電時(shí)間大于一定值時(shí)，判定為線路發(fā)生永久短路故障；短路故障導(dǎo)致的線路跳閘停電時(shí)間小于一定值時(shí)，判定為線路發(fā)生瞬間短路故障。判定永久短路故障的這個(gè)時(shí)間定值可以根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行改變。[0048]當(dāng)檢測(cè)設(shè)備判定線路短路故障發(fā)生時(shí)，在一個(gè)實(shí)施例中，U3管腳12輸出高電平。 如果是白天，Q2兩端導(dǎo)通而成低阻，這時(shí)U3的管腳5檢測(cè)到低電平信號(hào)；如果是晚上，則Q2 截止呈高阻狀態(tài)，此時(shí)U3管腳5檢測(cè)到高電平信號(hào)，U3根據(jù)這個(gè)方式判斷線路故障發(fā)生時(shí)的天色狀態(tài)。如果是白天，則執(zhí)行機(jī)械翻牌告警方式；如果是晚上，則執(zhí)行發(fā)光或發(fā)聲告警方式。[0049]圖9是告警電路的示意圖。告警電路106包括發(fā)光或發(fā)聲電路1061和翻牌驅(qū)動(dòng)電路1062。這2個(gè)電路可以由6V以上電池(可以由單個(gè)電池組成或多個(gè)電池串聯(lián)而成){共 ο[0050]發(fā)光或發(fā)聲電路1061包括電阻R19、R20、二極管D10、Dll和晶體管Q3，Dll是發(fā)光器件或發(fā)聲器件。[0051]翻牌驅(qū)動(dòng)電路1062包括電阻R21、R22、三極管Q4、Q5、Q6、Q7、驅(qū)動(dòng)線圈L2。其中， Q4、Q5、Q6、Q7也可以是繼電器、場(chǎng)效應(yīng)管、可控硅等器件；L2可以由雙股漆包線并饒并首尾相連而成，線圈內(nèi)置永磁材料，因此L2通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，能實(shí)現(xiàn)正反旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其中L2、Q4、 Q5提供正向磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電流通路，L2、Q6、Q7提供反向磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電流通路。當(dāng)U3判定線路發(fā)生短路故障或接地故障時(shí)，如果是白天，則U3通過(guò)管腳6輸出一個(gè)寬度大于例如IOOms 的驅(qū)動(dòng)脈沖，經(jīng)R21、Q4、Q5、L2形成正向磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電流，此時(shí)如果機(jī)械牌是徑向磁化的磁性永磁材料的話，則機(jī)械牌就正向旋轉(zhuǎn)以發(fā)出故障告警信息；當(dāng)U3預(yù)設(shè)的復(fù)歸時(shí)間計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，U3的管腳7輸出一個(gè)脈沖大于例如IOOms的驅(qū)動(dòng)脈沖，經(jīng)R22、Q6、Q7、L2形成反向磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電流，此時(shí)機(jī)械牌反向旋轉(zhuǎn)而復(fù)歸，本次故障告警結(jié)束。[0052]如果是晚上，則U3管腳12輸出脈沖串經(jīng)R19、DlO驅(qū)動(dòng)Q3進(jìn)入導(dǎo)通、截止的持續(xù)循環(huán)狀態(tài)，Dll由R20限定的電流脈沖驅(qū)動(dòng)發(fā)光或發(fā)聲。發(fā)光或發(fā)聲方式可以是不間斷或周期性告警兩種模式中的一種，直到U3預(yù)設(shè)的復(fù)歸時(shí)間計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)才停止發(fā)光。[0053]本實(shí)用新型的檢測(cè)設(shè)備可以由電池供電，邏輯電路可以由電池供電，告警驅(qū)動(dòng)電路可以由例如3V以上電池供電。為了延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命，U3可以采用休眠工作方式。當(dāng)線路正常時(shí)，U3以一個(gè)預(yù)設(shè)的時(shí)間處于休眠狀態(tài)，當(dāng)預(yù)設(shè)的時(shí)間結(jié)束時(shí)，U3被喚醒，然后采集線路負(fù)荷電流信號(hào)即R3輸出的電壓VSAM信號(hào)和Ul輸出的矩形波信號(hào)的PWM值，然后再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，如此周而復(fù)始。這樣使得U3的靜態(tài)功耗很低。由于檢測(cè)設(shè)備的比較器U1、 U2選用了極低功耗器件，U3是整個(gè)裝置的主要功耗器件，因此整個(gè)檢測(cè)設(shè)備邏輯電路的功耗很低。檢測(cè)設(shè)備的功耗靜態(tài)功耗低于10uA。由于線路故障或單相接地故障的發(fā)生次數(shù)很少，因此檢測(cè)設(shè)備的使用壽命主要由邏輯電路來(lái)決定。[0054]顯而易見(jiàn)，在此描述的本實(shí)用新型可以有許多變化，這種變化不能認(rèn)為偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，所有對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的改變，都包括在本權(quán)利要求書(shū)的涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種輸配電線路故障的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于包括線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路(101)，將線路電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成直流電壓信號(hào)；線路電流檢測(cè)電路(102)，對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行突變狀態(tài)的判斷以及對(duì)線路電流突變前后的線路電流值進(jìn)行采樣；微處理器電路(105)，配置用于當(dāng)出現(xiàn)突變狀態(tài)時(shí)，計(jì)算突變前后的電流值，并在If/ I0 > Ri的情況下依據(jù)該突變的變比率判斷短路故障，其中If、Itl分別是突變后和突變前的線路電流，Ri是變比率常數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路包括整流電路和/或限幅穩(wěn)壓電路。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路包括低通濾波器以得到矩形波，微處理器電路在線路電流低的情況下，基于矩形波的寬高比計(jì)算突變前的線路電流。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路包括比較器， 在比較器的負(fù)端設(shè)置閥值電壓，以排除干擾信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于線路電流檢測(cè)電路包括線路電流突變狀態(tài)的捕捉電路。
6.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于包括線路電壓電場(chǎng)耦合電路(104)，檢測(cè)輸配電線路電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于線路電壓電場(chǎng)耦合電路包括耦合電容和形成在電路板公共端GND與大地之間的一個(gè)分布電容，其中耦合電容通過(guò)在檢測(cè)設(shè)備的主體外殼表面與輸配電線路接觸的位置涂上導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，或者裝配一個(gè)導(dǎo)電器件， 而形成于輸配電線路與檢測(cè)設(shè)備電路板的公共端之間；并且基于耦合電容的分壓值計(jì)算輸配電線路電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于微處理器電路包括微處理器或單片機(jī)。
9.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于包括告警電路(106)，基于來(lái)自微處理器電路(105)的短路故障判斷結(jié)果，進(jìn)行告警。
10.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于微處理器電路根據(jù)線路實(shí)際負(fù)荷電流的大小自動(dòng)整定短路故障的電流變比率Ri。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種短路故障的檢測(cè)設(shè)備。該檢測(cè)設(shè)備包括線路電流跟蹤及轉(zhuǎn)化電路，將線路電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成直流電壓信號(hào)；線路電流檢測(cè)電路，對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行突變狀態(tài)的判斷以及對(duì)線路電流突變前后的線路電流值進(jìn)行采樣；微處理器電路，配置用于當(dāng)出現(xiàn)突變狀態(tài)時(shí)，計(jì)算突變前后的電流值，并在If/I0＞Ri的情況下依據(jù)該突變的變比率判斷短路故障，其中If、I0分別是突變后和突變前的線路電流，Ri是變比率常數(shù)。根據(jù)本實(shí)用新型的故障檢測(cè)設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)誤告警或漏告警現(xiàn)象，能滿足不同用戶的需求，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/02GK202256547SQ201120262359
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者何晉章 申請(qǐng)人:北京瑞科思創(chuàng)科技有限公司