CN105954636A - 一种短路和接地故障指示器 - Google Patents

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Abstract

一种短路和接地故障指示器，包括控制器、可充电池、电源管理模块、超级电容模块、电压监测器、采样器模块、定时器、分频器和通讯模块。本发明从两个方面对自身的工作状态进行监控，一方面从工作电源上进行监控，在超级电容模块和可充电池任一出现欠压状态时，由电压监测器发出信号，利用剩余电力及时发送带位置编码的欠电和警报信息；另一方面，从控制器和通讯模块本身的工作状态进行监测，定时对控制器和通讯模块强行复位进行自我修复，并周期性发送信息到控制中心，使控制中心能够及时知道故障指示器的运行状态。本发明对故障指示器的工作进行实时监测，因而抗干扰能力强，工作程序简单可靠，使用寿命长。

Description

一种短路和接地故障指示器
技术领域
本发明涉及电力故障监测技术，具体说是一种短路和接地故障指示器。
背景技术
由于电力电缆的运行状态对于国民经济的发展有着不可估量的重大作用，因此其工作状态的可靠性和对其可靠性的监测都极其重要，通常的短路和接地故障指示器通过互感器从电缆取样，在发现故障时发送信息或推动故障显示牌指示故障，在系统正常运行时其监测作用尚可，但是一旦系统本身的可靠性出现问题，则其工作输出本身的可信赖度也会出现问题，并且系统出现问题时，控制中心无法及时知道何时出现了故障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种短路和接地故障指示器，能够在监测电缆运行状态的同时，对其自身的运行状态进行监控，出现故障及时报告到控制中心。
所述短路和接地故障指示器，其特征在于：包括控制器、可充电池、电源管理模块、超级电容模块、电压监测器、采样器模块、定时器、分频器和通讯模块；
所述可充电池和所述超级电容模块通过电源管理模块与系统用电器件连接，电源管理模块还外接电缆取电，用于通过外接电缆给可充电池和超级电容模块充电，并为系统提供电源，当外接电缆欠电时由可充电池或超级电容模块供电；
所述采样器模块的输出端与所述控制器的模拟信号输入端连接，采样器模块对所监测的电缆进行电压和电流的实时采样，并发送给控制器进行阈值区间比较；
所述电压监测器的监测端与所述可充电池和所述超级电容模块的输出端“线与”连接，电压监测器的输出端与所述控制器和通讯模块的输入端连接，用于在可充电池或超级电容模块任一个欠电时发送信号通知控制器和通讯模块发送带位置编码的欠电和警报信息；
所述通讯模块的控制端直接或间接与控制器的信号输出端连接，用于给预设号码的收信终端发送采样信息和/或预设信息；
所述定时器的输出端连接分频器的输入端，分频器的输出端与所述控制器和通讯模块的复位端连接，周期性地将控制器和通讯模块复位；定时器的输出端还与控制器的中断输入端连接，用于以设定时间间隔触发控制器发送采样数据。
优选地，所述电压监测器的输出端与控制器的信号输出端通过“或”逻辑器件连接到所述通讯模块的控制端，用于在控制器正常发送采样信息之外，欠电时触发通讯模块发送带位置编码的欠电和警报信息。
优选地，所述的故障指示器设有电磁铁和故障指示牌，所述电磁铁由控制器输出端控制动作并带动故障指示牌移动，用于在采样器模块检测到短路、接地故障和欠电故障时，控制电磁铁动作推动故障指示牌显示故障状态。
优选地，所述采样器模块还对所监测电缆的谐波信号进行独立采样，并将采样信息发送到控制器。
本发明公开了一种短路和接地故障指示器，从两个方面对其自身的工作状态进行监控，一方面从工作电源上进行监控，在超级电容模块和可充电池任一出现欠压状态时，由电压监测器发出信号，利用剩余电力及时发送带位置编码的欠电和警报信息到控制中心；另一方面，从控制器和通讯模块本身的工作状态进行监测，定时对控制器和通讯模块强行复位进行自我修复，并周期性发送信息到控制中心，使控制中心能够及时知道故障指示器的运行状态。本发明对软件的依赖程度低，主要依赖硬件对故障指示器的工作进行监测，因而抗干扰能力强，工作程序简单可靠，使用寿命长。
附图说明
图1 是本发明电路结构框图。
图中：1—可充电池，2—电压监测器，3—电源管理模块，4—控制器，5—超级电容模块，6—通讯模块，7—定时器，8—采样器模块，9—电压监测器，10—“或”逻辑器件，11—电磁铁，12—故障指示牌，13—分频器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：如图1所示短路和接地故障指示器，包括控制器4、可充电池1、电源管理模块3、超级电容模块5、电压监测器9、采样器模块8、定时器7、分频器13和通讯模块6。
所述可充电池1和所述超级电容模块5通过电源管理模块3与系统用电器件连接，电源管理模块还外接电缆取电，用于通过外接电缆给可充电池1和超级电容模块5充电，并进行充放电维护，电源管理模块包括交流转直流并稳压的开关电源模块，在电力供电正常时开关电源模块为系统提供电源，当外接电缆欠电时由可充电池1或超级电容模块5供电，可充电池1和超级电容模块5互为冗余，一方出现故障时另一方维持报警供电，报警动作包括通过通讯模块6向控制中心发送位置编码的欠电和警报信息，并由电磁铁11推动故障指示牌变换显示状态。
所述的故障指示器设有电磁铁11和故障指示牌12，所述电磁铁由控制器4输出端控制动作并带动故障指示牌移动，用于在采样器模块检测到短路、接地故障和欠电故障时，控制电磁铁动作推动故障指示牌显示故障状态。在电压低于欠电电压时，剩余电量还足以推动电磁铁和故障指示牌动作，并触发通讯模块发送报警信息。
所述电压监测器2的监测端与所述可充电池1和所述超级电容模块5的输出端“线与”连接，因此，任一方掉电时均可触发电压监测器2，电压监测器内设基准电压和电压比较器，在电压低于欠电电压时发出报警脉冲信号，这一类器件以MAX8xx或看门狗电路为例。
电压监测器2的输出端与所述控制器4和通讯模块6的输入端连接，用于在可充电池1或超级电容模块5任一个欠电时发送脉冲信号，通知控制器4和通讯模块6发送带位置编码的欠电和警报信息，表达故障指示器的欠电信息，请求维护，并给出地址位置和设备编码，以方便维护。
所述采样器模块8的输出端与所述控制器4的模拟信号输入端连接，采样器模块8对所监测的电缆进行电压和电流的实时采样，还对所监测电缆的谐波信号进行独立采样，并将采样信息发送到控制器4，控制器对采样信号进行阈值区间比较；一旦超出阈值则发送故障信息并推动故障指示牌显示。
所述通讯模块6的控制端直接或间接与控制器4的信号输出端连接，如图所示，所述电压监测器2的输出端与控制器的信号输出端通过“或”逻辑器件10连接到所述通讯模块6的控制端，用于在控制器正常发送采样信息之外，欠电时由电压监测器2输出脉冲信号经过“或”逻辑器件10触发通讯模块6，通讯模块6发送带位置编码的欠电和警报信息。在正常状态下，控制器通过数据端口与通讯模块通讯，给预设号码的收信终端发送采样信息和/或预设信息。
所述定时器7的输出端连接分频器13的输入端，分频器13的输出端与所述控制器4和通讯模块6的复位端连接，周期性地将控制器和通讯模块复位，可以杜绝因为控制器和通讯模块因为内部程序死循环造成的软故障；定时器的输出端在每一个复位周期内可以发出多次定时周期脉冲到控制器，定时器的输出端与控制器的中断输入端连接，用于触发控制器发送采样数据。
上述各模块本领域技术人员均熟知可以利用已成熟的现有技术，而模块间的组合为本方面首次提出，以保证故障指示器的可靠工作，并及时发出工作状态信号到控制中心。
以上可见，从两个方面对其自身的工作状态进行监控，一方面从工作电源上进行监控，在超级电容模块和可充电池任一出现欠压状态时，由电压监测器发出信号，利用剩余电力及时发送带位置编码的欠电和警报信息到控制中心；另一方面，从控制器和通讯模块本身的工作状态进行监测，定时对控制器和通讯模块强行复位进行自我修复，并周期性发送信息到控制中心，使控制中心能够及时知道故障指示器的运行状态。本发明对软件的依赖程度低，主要依赖硬件对故障指示器的工作进行监测，因而抗干扰能力强，工作程序简单可靠，使用寿命长。

Claims (4)

1.一种短路和接地故障指示器，其特征在于：包括控制器（4）、可充电池（1）、电源管理模块（3）、超级电容模块（5）、电压监测器（9）、采样器模块（8）、定时器（7）、分频器（13）和通讯模块（6）；
所述可充电池（1）和所述超级电容模块（5）通过电源管理模块（3）与系统用电器件连接，电源管理模块还外接电缆取电，用于通过外接电缆给可充电池（1）和超级电容模块（5）充电，并为系统提供电源，当外接电缆欠电时由可充电池（1）或超级电容模块（5）供电；
所述采样器模块（8）的输出端与所述控制器（4）的模拟信号输入端连接，采样器模块（8）对所监测的电缆进行电压和电流的实时采样，并发送给控制器进行阈值区间比较；
所述电压监测器（2）的监测端与所述可充电池（1）和所述超级电容模块（5）的输出端“线与”连接，电压监测器（2）的输出端与所述控制器（4）和通讯模块（6）的输入端连接，用于在可充电池（1）或超级电容模块（5）任一个欠电时发送信号通知控制器（4）和通讯模块（6）发送带位置编码的欠电和警报信息；
所述通讯模块（6）的控制端直接或间接与控制器（4）的信号输出端连接，用于给预设号码的收信终端发送采样信息和/或预设信息；
所述定时器（7）的输出端连接分频器（13）的输入端，分频器的输出端与所述控制器（4）和通讯模块（6）的复位端连接，周期性地将控制器和通讯模块复位；定时器的输出端还与控制器的中断输入端连接，用于以设定时间间隔触发控制器发送采样数据。
2.根据权利要求1所述的短路和接地故障指示器，其特征在于：所述电压监测器（2）的输出端与控制器的信号输出端通过“或”逻辑器件（10）连接到所述通讯模块（6）的控制端，用于在控制器正常发送采样信息之外，欠电时触发通讯模块（6）发送带位置编码的欠电和警报信息。
3.根据权利要求1或2所述的短路和接地故障指示器，其特征在于：所述的故障指示器设有电磁铁（11）和故障指示牌（12），所述电磁铁由控制器输出端控制动作并带动故障指示牌移动，用于在采样器模块检测到短路、接地故障和欠电故障时，控制电磁铁动作推动故障指示牌显示故障状态。
4.根据权利要求1或2所述的短路和接地故障指示器，其特征在于：所述采样器模块（8）还对所监测电缆的谐波信号进行独立采样，并将采样信息发送到控制器（4）。
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