本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于高壓線路的短路傳感器。

背景技術(shù)：

在環(huán)網(wǎng)配電系統(tǒng)中，特別是在大量使用環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)的系統(tǒng)中，如果下一級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中發(fā)生了線路短路故障或接地故障時(shí)，上一級(jí)的供電系統(tǒng)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分?jǐn)啵苑乐拱l(fā)生重大事故。

而現(xiàn)有技術(shù)中，雖然短路傳感器比較成熟，但是由于高壓線路周圍干擾信號(hào)較多，導(dǎo)致短路傳感器雖然能夠感知短路信號(hào)，但是由于受外界干擾，導(dǎo)致采集到的信號(hào)無法準(zhǔn)確傳輸至外部平臺(tái)，例如，監(jiān)控主機(jī)等。

由此可見，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓線路的溫度監(jiān)測(cè)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于高壓線路的短路傳感器，通過光纖實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信號(hào)的傳輸具有抗干擾強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于高壓線路的短路傳感器，包括與電纜連接的電流互感器，與所述電流互感器連接的，用于根據(jù)所述電流互感器輸出的信號(hào)控制發(fā)光器件發(fā)光的信號(hào)處理電路、設(shè)置于所述發(fā)光器件處的光纖，用于將所述發(fā)光器件的光信號(hào)傳輸至主機(jī)。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理電路具體包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、可調(diào)電位器、第八電阻、雙向抑制管、整流器、電壓檢測(cè)器、pnp型三極管；

其中，所述電流互感器的線圈依次與所述雙向抑制管、所述第一電阻以及所述整流器并聯(lián)，所述整流器的輸出端的負(fù)極接地，所述整流器的輸出端的正極分別與所述第二電阻的第一端、所述第三電阻的第一端、所述pnp型三極管的發(fā)射極以及所述第六電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端與所述可調(diào)電位器的第一固定端和所述第四電阻的第一端連接，所述可調(diào)電位器的第二固定端與所述第八電阻的第一端連接，所述第八電阻的第二端接地，所述第二電阻的第二端與所述發(fā)光器件的正極連接，所述發(fā)光器件的負(fù)極與所述電壓檢測(cè)器的輸出端連接，所述電壓檢測(cè)器的輸入端與所述可調(diào)電位器的滑動(dòng)端連接，所述發(fā)光器件的負(fù)極還與所述第五電阻的第一端連接，所述第五電阻的第二端與所述第六電阻的第二端和所述pnp型三極管的基極連接，所述pnp型三極管的集電極與所述第四電阻的第二端連接。

優(yōu)選地，所述整流器為全橋整流器。

優(yōu)選地，所述全橋整流器為hd06整流器。

優(yōu)選地，所述電壓檢測(cè)器為ht2027電壓檢測(cè)器。

優(yōu)選地，所述發(fā)光器件為發(fā)光二極管。

本發(fā)明所提供的用于高壓線路的用于高壓線路的短路傳感器，包括與電纜連接的電流互感器，與所述電流互感器連接的，用于根據(jù)所述電流互感器輸出的信號(hào)控制發(fā)光器件發(fā)光的信號(hào)處理電路、設(shè)置于所述發(fā)光器件處的光纖，用于將所述發(fā)光器件的光信號(hào)傳輸至主機(jī)。由此可見，本傳感器能夠及時(shí)確定出電纜是否出現(xiàn)故障，工作人員可借助本地報(bào)警器狀況，迅速確定線路故障區(qū)段，并找出故障點(diǎn)。另外，通過光纖實(shí)現(xiàn)采集信號(hào)的傳輸，不僅實(shí)現(xiàn)了光電隔離，有效地解決了絕緣問題，而且使得信號(hào)在傳輸過程中能量損耗小，不易受外界干擾，適用于高壓線路。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于高壓線路的短路傳感器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種短路傳感器的具體電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種用于高壓線路的短路傳感器，通過光纖實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信號(hào)的傳輸具有抗干擾強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于高壓線路的短路傳感器的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該短路傳感器包括與電纜連接的電流互感器10，與電流互感器10連接的，用于根據(jù)電流互感器10輸出的信號(hào)控制發(fā)光器件11發(fā)光的信號(hào)處理電路12、設(shè)置于發(fā)光器件11處的光纖13，用于將發(fā)光器件12的光信號(hào)傳輸至主機(jī)。

在具體實(shí)施中，電流互感器10通過線圈感應(yīng)電纜上的線路的電流，為了保證可靠性，可以在電纜上設(shè)置三個(gè)短路傳感器，分別與電纜中的三相線路一一對(duì)應(yīng)連接。當(dāng)電流互感器10感知到線路上的電流時(shí)，將感應(yīng)信號(hào)輸入至信號(hào)處理電路12，信號(hào)處理電路12在判斷出感應(yīng)信號(hào)為短路電流時(shí)，控制與其連接的發(fā)光器件11發(fā)光。光纖12設(shè)置在發(fā)光器件11周圍，用于在發(fā)光器件11發(fā)光時(shí)，將信號(hào)傳輸至主機(jī)。這樣主機(jī)在接收到光信號(hào)后，就能夠確定電纜出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

本實(shí)施例中，發(fā)光器件11的信號(hào)是通過光纖13傳輸至主機(jī)，采用光纖通訊具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)電氣性能、機(jī)械強(qiáng)度高，密封性、耐腐蝕性能好，在惡劣的環(huán)境下確保光纖的指標(biāo)不下降，使用壽命長(zhǎng)；

2)光纖抗電磁干擾性能優(yōu)。光纖是絕緣體材料，所以不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動(dòng)的干擾，也不受電氣化鐵路饋電線和高壓設(shè)備等工業(yè)電器的干擾；

3)光纖損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)。光纖損耗可低于0.2db/km,這比目前任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低，在無中繼傳輸距離可達(dá)幾十、甚至上百公里；

4)信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好，尺寸小、重量輕，便于敷設(shè)；

5)材料來源豐富，環(huán)境保護(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅；

6)無輻射，難于竊聽，因?yàn)楣饫w傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。

本實(shí)施例提供的用于高壓線路的短路傳感器，通過電流互感器對(duì)電纜的短路電流進(jìn)行采集，并通過光纖傳輸至主機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析。由此可見，本傳感器能夠及時(shí)確定出電纜是否出現(xiàn)故障，工作人員可借助本地報(bào)警器狀況，迅速確定線路故障區(qū)段，并找出故障點(diǎn)。另外，通過光纖實(shí)現(xiàn)采集信號(hào)的傳輸，不僅實(shí)現(xiàn)了光電隔離，有效地解決了絕緣問題，而且使得信號(hào)在傳輸過程中能量損耗小，不易受外界干擾，適用于高壓線路。

為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚本發(fā)明所提供的短路傳感器的具體實(shí)現(xiàn)方式，下文中將詳細(xì)說明。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種短路傳感器的具體電路圖。如圖2所示，信號(hào)處理電路12具體包括第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、第五電阻r5、第六電阻r6、可調(diào)電位器r7、第八電阻r8、雙向抑制管d1、整流器d3、電壓檢測(cè)器u1、pnp型三極管q1。

其中，電流互感器的線圈k1依次與雙向抑制管d1、第一電阻r1以及整流器d3并聯(lián)，整流器d3的輸出端的負(fù)極接地，整流器d3的輸出端的正極分別與第二電阻r2的第一端、第三電阻r3的第一端、pnp型三極管q1的發(fā)射極以及第六電阻r6的第一端連接，第三電阻r3的第二端與可調(diào)電位器r7的第一固定端和第四電阻r4的第一端連接，可調(diào)電位器r7的第二固定端與第八電阻r8的第一端連接，第八電阻r8的第二端接地，第二電阻r2的第二端與發(fā)光器件(圖中為發(fā)光二極管d2)的正極連接，發(fā)光二極管d2的負(fù)極與電壓檢測(cè)器u1的輸出端連接，電壓檢測(cè)器u1的輸入端與可調(diào)電位器r7的滑動(dòng)端連接，發(fā)光二極管d2的負(fù)極還與第五電阻r5的第一端連接，第五電阻r5的第二端與第六電阻r6的第二端和pnp型三極管q1的基極連接，pnp型三極管q1的集電極與第四電阻r4的第二端連接。

如圖2所示，當(dāng)線圈k1采用高靈敏的電流互感感應(yīng)出電流信號(hào)，并通過第一電阻r1轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過整流器d3整流后輸出，分別輸出至pnp型三極管q1的發(fā)射極，以及輸出信號(hào)經(jīng)過第三電阻r3和可調(diào)電位器r7后進(jìn)入電壓檢測(cè)器u1的輸入端，當(dāng)電流超過設(shè)定點(diǎn)時(shí)，電壓檢測(cè)器u1檢測(cè)電壓超限后，輸出低電平，并點(diǎn)亮發(fā)光器件d2。作為優(yōu)選地實(shí)施方式，整流器d3為全橋整流器，更為具體的，全橋整流器為hd06整流器。另外，電壓檢測(cè)器u1為ht2027電壓檢測(cè)器。

在具體實(shí)施中，可以設(shè)置短路故障時(shí)的短路電流，可以理解地是，報(bào)警電流、延時(shí)時(shí)間，出廠時(shí)可以根據(jù)客戶需要調(diào)整。

a)動(dòng)作電流范圍是400a至1600a，生產(chǎn)廠內(nèi)連續(xù)可調(diào)，出廠默認(rèn)為630a；

b)延時(shí)：生產(chǎn)廠內(nèi)40～300ms可調(diào)，出廠默認(rèn)為40ms；

c)精度：＜±10％(在工作溫度范圍內(nèi))。

本產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在短路故障檢測(cè)方面，將微機(jī)保護(hù)原理引入本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)中，即采用檢測(cè)電流變比率if/i0(故障電流與負(fù)荷電流的比值)突變值的方法，并結(jié)合線路跳閘停電來檢測(cè)短路故障。這個(gè)變比率突變值，按照用于高壓線路的短路傳感器內(nèi)置的曲線算法并根據(jù)負(fù)荷電流的大小自動(dòng)動(dòng)態(tài)整定，克服了“電流突變法”采用的電流突變值靜態(tài)固定不變的缺陷。

因此本產(chǎn)品不受線路結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理方式、地理環(huán)境、甚至運(yùn)行時(shí)刻的影響，從根本上克服了目前市場(chǎng)上基于“過流法或”和“電流突變法”設(shè)計(jì)原理存在的誤報(bào)警或漏報(bào)警的缺陷，因此短路故障檢測(cè)準(zhǔn)確可靠。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的用于高壓線路的短路傳感器進(jìn)行了詳細(xì)介紹。說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。