CN110324067B - 一种电力线通信故障检测电路及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力线通信故障检测电路及检测装置，包括MCU控制电路、路由模块接口电路、表模块接口电路、第一继电器、第二继电器、信号衰减电路、第一功耗检测电路、第一限流开关电路、第二功耗检测电路、第二限流开关电路；可以实现电力线通信单元的短路故障、断路故障、功耗超标及通信性能等多个故障检测，便于现场运维人员快速定位故障类型，及时解除故障。
Description
技术领域
本发明涉及电力线通信单元故障检测技术领域，特别是涉及一种电力线通信故障检测电路及检测装置。
背景技术
在电网用电信息采集的实际应用中，经常会存在抄表台区通信不稳定或电力线通信单元故障的情况，需要国家电网运维人员到现场排查问题，但由于电力线通信单元分布区域广、型号多，运维人员并不能了解每个产品的具体性能电路参数，因此，为了能尽快解决恢复正常工作，往往就直接替换成新的产品，造成了大量浪费。现有技术中逐渐出现了一些电力线通信单元故障检测方案，但只能实现单一的故障检测，例如只能完成通信性能测试或功耗检测。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电力线通信单元故障检测电路，可以实现电力线通信单元的多种故障检测，便于现场运维人员快速检测判断故障类型。
为了达到上述目的，本发明提供的一种电力线通信单元故障检测电路，所述故障检测电路对受检测通信单元执行故障检测，所述故障检测电路包括MCU控制电路、路由模块接口电路、表模块接口电路、第一继电器、第二继电器、信号衰减电路、第一功耗检测电路、第一限流开关电路、第二功耗检测电路、第二限流开关电路；
所述MCU控制电路与所述表模块接口电路之间具有两条连接支路，包括第一弱电支路和第一强电支路，其中所述第一弱电支路为：所述MCU控制电路与所述表模块接口电路的弱电接口相连；所述第一强电支路为：所述MCU控制电路通过所述第一限流开关电路、所述第一功耗检测电路与所述表模块接口电路的强电接口相连；
所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路之间具有两条连接支路，分别是第二弱电支路和第二强电支路，其中所述第二弱电支路为：所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路的弱电接口相连；所述第二强电支路为：所述MCU控制电路通过所述第二限流开关电路、所述第二功耗检测电路与所述路由模块接口电路的强电接口相连；
所述表模块接口电路的强电接口、所述路由模块接口电路的强电接口之间依次连接有所述第一继电器、所述信号衰减电路、所述第二继电器；
所述第一继电器、所述第二继电器用来在执行检测时接通检测回路；
所述第一限流开关电路和所述第二限流开关电路用来保护所述故障检测电路因所述受检测通信单元的短路故障造成过电流进而造成的损坏，还用来控制所述受检测通信单元的供电；
所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路用来检测所述受检测通信单元的供电电压和供电电流是否正常，进而判断所述受检测通信单元是否存在短路或断路故障以及功耗超标；
所述信号衰减电路用来检测所述受检测通信单元的通信性能。
优选的，所述故障检测电路还包括第一接口防护电路、第二接口防护电路，所述第一接口防护电路和所述第二接口防护电路用来保护所述MCU控制电路不会因所述受检测通信单元的热插拔或故障造成电流冲击损坏；
所述第一接口防护电路连接在所述MCU控制电路与所述表模块接口电路的弱电接口之间；
所述第二接口防护电路连接在所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路的弱电接口之间。
优选的，所述第一接口防护电路包括第一防护芯片、第一限流电阻、第二限流电阻，所述第一防护芯片起到缓冲作用，所述第一限流电阻连接在所述第一防护芯片和所述MCU控制电路之间起到限流作用，所述第二限流电阻连接在所述第一防护芯片和所述表模块接口电路的弱电接口之间起到限流作用；
所述第二接口防护电路包括第二防护芯片、第三限流电阻、第四限流电阻，所述第二防护芯片起到缓冲作用，所述第三限流电阻连接在所述第二防护芯片和所述MCU控制电路之间起到限流作用，所述第四限流电阻连接在所述第二防护芯片和所述路由模块接口电路的弱电接口之间起到限流作用。
优选的，所述受检测通信单元中存在第二路由模块接口电路、第二表模块接口电路，所述第二路由模块接口电路、第二表模块接口电路均包括强电接口以及弱电接口；
在执行检测时，所述第二路由模块接口电路的弱电接口、强电接口分别与所述故障检测电路的路由模块接口电路的弱电接口、强电接口相连接，所述第二表模块接口电路分别与所述故障检测电路的表模块接口电路的弱电接口、强电接口相连接；
所述MCU控制电路发送继电器闭合指令给所述第一继电器、所述第二继电器，控制所述第一继电器和所述第二继电器闭合，所述受检测通信单元和所述故障检测电路之间形成回路；
在检测结束时，所述MCU控制电路发送继电器断开指令给所述第一继电器、所述第二继电器，控制所述第一继电器和所述第二继电器断开，所述受检测通信单元和所述故障检测电路之间断开。
优选的，执行检测时，所述MCU控制电路发指令控制所述路由模块接口电路发载波信号，若所述表模块接口电路收到所述载波信号后做出回应，则所述路由模块接口电路发送所述受检测通信单元的通讯功能正常的信号给所述MCU控制电路；
若所述路由模块接口电路发载波信号后未收到所述表模块接口电路的回应，则所述路由模块接口电路发送抄读不成功的信号给所述MCU控制电路，进而判断所述受检测通信单元有通信故障。
优选的，若执行检测时，所述MCU控制电路无法与所述路由模块接口电路和或所述表模块接口电路建立通信，则判断所述受检测通信单元的弱电接口发生故障。
优选的，执行检测时，所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路检测所述受检测通信单元的静态电流，若所述静态电流小于5毫安，判断所述受检测通信单元发生断路故障；若所述静态电流大于100毫安，判断所述受检测通信单元发生短路故障。
优选的，若所述表模块接口电路回应所述路由模块接口电路的指令时，且所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路检测所述受检测通信单元的动态电流很大，判断所述受检测通信单元的发送电路出现故障。
优选的，所述信号衰减电路包括隔离电路和衰减网络，所述隔离电路用来隔离所述载波信号仅让强电信号通过；所述衰减网络用来衰减电力线载波信号，衰减大小为60dB。
优选的，还包括一种电力线通信故障检测装置，所述故障检测装置包括机壳本体，所述故障检测电路集成在所述机壳本体内部。
本发明提供的电力线通信单元故障检测装置及检测电路可以实现电力线通信单元的多种故障检测，便于现场运维人员快速检测判断故障类型。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的电力线通信单元故障检测电路示意图；
图2为本发明实施例提供的带第一接口防护电路、第二接口防护电路的电力线通信单元故障检测电路示意图；
图3为本发明实施例提供的电力线通信单元故障检测电路执行检测时的示意图；
图4为本发明实施例提供的第一接口防护接口的电气应用示意图；
图5为本发明实施例提供的第二接口防护接口的电气应用示意图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种电力线通信故障检测电路及检测装置，可以实现电力线通信单元的多种故障检测，便于现场运维人员快速检测判断故障类型。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电力线通信单元故障检测装置及检测电路，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
参见附图1、图3，本发明实施例提供的电力线通信单元故障检测电路，所述故障检测电路对受检测通信单元执行故障检测，所述故障检测电路包括MCU控制电路、路由模块接口电路、表模块接口电路、第一继电器、第二继电器、信号衰减电路、第一功耗检测电路、第一限流开关电路、第二功耗检测电路、第二限流开关电路；
所述MCU控制电路与所述表模块接口电路之间具有两条连接支路，包括第一弱电支路和第一强电支路，其中所述第一弱电支路为：所述MCU控制电路与所述表模块接口电路的弱电接口相连；所述第一强电支路为：所述MCU控制电路通过所述第一限流开关电路、所述第一功耗检测电路与所述表模块接口电路的强电接口相连；
所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路之间具有两条连接支路，分别是第二弱电支路和第二强电支路，其中所述第二弱电支路为：所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路的弱电接口相连；所述第二强电支路为：所述MCU控制电路通过所述第二限流开关电路、所述第二功耗检测电路与所述路由模块接口电路的强电接口相连；
所述表模块接口电路的强电接口、所述路由模块接口电路的强电接口之间依次连接有所述第一继电器、所述信号衰减电路、所述第二继电器；
所述受检测通信单元中存在第二路由模块接口电路、第二表模块接口电路，所述第二路由模块接口电路、第二表模块接口电路均包括强电接口以及弱电接口；
当所述故障检测电路对所述受检测通信单元执行故障检测，所述受检测通信单元的第二路由模块接口电路的弱电接口、强电接口分别与所述故障检测电路的路由模块接口电路的弱电接口、强电接口相连接，所述受检测通信单元的第二表模块接口电路分别与所述故障检测电路的表模块接口电路的弱电接口、强电接口相连接；
所述第一限流开关电路和所述第二限流开关电路用来保护所述故障检测电路因所述受检测通信单元的短路故障造成过电流进而造成的损坏，还用来控制所述受检测通信单元的供电；所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路用来检测所述受检测通信单元的供电电压和供电电流是否正常，进而判断所述受检测通信单元是否存在短路或断路故障以及功耗超标等；所述信号衰减电路用来检测所述受检测通信单元的通信性能。由此可见，本发明实施例提供的电力线通信单元故障检测电路可以实现电力线通信单元的多种故障检测。
图3中，需要说明的是，受检测通信单元不是本发明实施例描述的重点，因此，图3中只示出了与电力线通信单元故障检测电路相连接的接口，其余的组成部分未示出。
请进一步参见图2，本发明实施例提供的故障检测电路还包括第一接口防护电路、第二接口防护电路，所述第一接口防护电路和所述第二接口防护电路用来保护所述MCU控制电路不会因受检测通信单元的热插拔或故障造成电流冲击损坏；所述第一接口防护电路连接在所述MCU控制电路与所述表模块接口电路的弱电接口之间；所述第二接口防护电路连接在所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路的弱电接口之间。
请参见图4、图5，实际应用中，所述第一接口防护电路包括第一防护芯片、第一限流电阻、第二限流电阻，所述第二接口防护电路包括第二防护芯片、第三限流电阻、第四限流电阻，所述第一防护芯片和所述第二防护芯片起到缓冲作用，所述第一限流电阻连接在所述第一防护芯片和所述MCU控制电路之间起到限流作用，所述第二限流电阻连接在所述第一防护芯片和所述表模块接口电路的弱电接口之间起到限流作用；所述第三限流电阻连接在所述第二防护芯片和所述MCU控制电路之间起到限流作用，所述第四限流电阻连接在所述第二防护芯片和所述路由模块接口电路的弱电接口之间起到限流作用。
进一步地，在电力线通信故障检测电路执行检测时，所述MCU控制电路先发送继电器闭合指令给所述第一继电器、所述第二继电器，控制所述第一继电器和所述第二继电器闭合，由此，在所述受检测通信单元和所述故障检测电路之间形成回路；在检测结束时，所述MCU控制电路发送继电器断开指令给所述第一继电器、所述第二继电器，控制所述第一继电器和所述第二继电器断开，因此在所述受检测通信单元和所述故障检测电路之间不形成回路。
接下来，详细论述本发明实施例提供的电力线通信故障检测电路检测故障的工作原理：
一、通信故障检测
执行检测时，所述MCU控制电路通过所述第二接口防护电路连接到所述路由模块接口电路，所述MCU控制电路发指令控制所述路由模块接口电路发载波信号给表模块接口电路，若所述表模块接口电路收到所述载波信号后做出回应，则所述路由模块接口电路发送所述受检测通信单元的通信功能正常的信号给所述MCU控制电路；反之，若所述路由模块接口电路发载波信号后未收到所述表模块接口电路的回应，则所述路由模块接口电路发送抄读不成功的信号给所述MCU控制电路，进而判断所述受检测通信单元有通信故障。
二、弱电接口检测
若执行检测时，所述MCU控制电路无法与所述路由模块接口电路和或所述表模块接口电路建立通信，则判断所述受检测通信单元的弱电接口发生故障。
三、短路故障检测
执行检测时，所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路检测所述受检测通信单元的静态电流，若所述静态电流小于5毫安，判断所述受检测通信单元发生断路故障；若所述静态电流大于100毫安，判断所述受检测通信单元发生短路故障。
四、发送电路故障检测
若所述表模块接口电路回应所述路由模块接口电路的指令时，所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路检测所述受检测通信单元的动态电流很大，判断所述受检测通信单元的发送电路出现故障。
五、通信性能检测
本发明实施例提供的电力线通信故障检测电路中的信号衰减电路包括隔离电路和衰减网络，所述隔离电路用来隔离所述载波信号仅让强电信号通过；所述衰减网络用来衰减电力线载波信号，衰减大小为60dB。这样设计的原因是：由于现场使用环境的影响或者使用年限较长时，电力线通信单元的通信性能会减弱甚至会非常差，但是在第二表模块接口电路和路由模块接口2直连的情况下还是可以通信，通过本发明实施例提供的信号衰减电路，仅让强电信号通过可以有效检测出受检测通信单元通信性能的好坏，从而及时更换相应的零件或者提供相应的解决方案，避免了进一步的损失。
本发明实施例还提供了一种电力线通信故障检测装置，包括机壳和上文所述的故障检测电路，所述故障检测电路集成在所述机壳内部。
本发明实施例提供的电力线通信单元故障检测装置及检测电路，可以实现电力线通信单元的多种故障检测，便于现场运维人员快速检测判断故障类型。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种电力线通信单元故障检测电路，所述故障检测电路对受检测通信单元执行故障检测，其特征在于，所述故障检测电路包括MCU控制电路、路由模块接口电路、表模块接口电路、第一继电器、第二继电器、信号衰减电路、第一功耗检测电路、第一限流开关电路、第二功耗检测电路、第二限流开关电路；
所述MCU控制电路与所述表模块接口电路之间具有两条连接支路，包括第一弱电支路和第一强电支路，其中所述第一弱电支路为：所述MCU控制电路与所述表模块接口电路的弱电接口相连；所述第一强电支路为：所述MCU控制电路通过所述第一限流开关电路、所述第一功耗检测电路与所述表模块接口电路的强电接口相连；
所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路之间具有两条连接支路，分别是第二弱电支路和第二强电支路，其中所述第二弱电支路为：所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路的弱电接口相连；所述第二强电支路为：所述MCU控制电路通过所述第二限流开关电路、所述第二功耗检测电路与所述路由模块接口电路的强电接口相连；
所述表模块接口电路的强电接口、所述路由模块接口电路的强电接口之间依次连接有所述第一继电器、所述信号衰减电路、所述第二继电器；
所述第一继电器、所述第二继电器用来在执行检测时接通检测回路；
所述第一限流开关电路和所述第二限流开关电路用来保护所述故障检测电路因所述受检测通信单元的短路故障造成过电流进而造成的损坏，还用来控制所述受检测通信单元的供电；
所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路用来检测所述受检测通信单元的供电电压和供电电流是否正常，进而判断所述受检测通信单元是否存在短路或断路故障以及功耗超标；
所述信号衰减电路用来检测所述受检测通信单元的通信性能。
2.根据权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述故障检测电路还包括第一接口防护电路、第二接口防护电路，所述第一接口防护电路和所述第二接口防护电路用来保护所述MCU控制电路不会因所述受检测通信单元的热插拔或故障造成电流冲击损坏；
所述第一接口防护电路连接在所述MCU控制电路与所述表模块接口电路的弱电接口之间；
所述第二接口防护电路连接在所述MCU控制电路与所述路由模块接口电路的弱电接口之间。
3.根据权利要求2所述的故障检测电路，其特征在于，所述第一接口防护电路包括第一防护芯片、第一限流电阻、第二限流电阻，所述第一防护芯片起到缓冲作用，所述第一限流电阻连接在所述第一防护芯片和所述MCU控制电路之间起到限流作用，所述第二限流电阻连接在所述第一防护芯片和所述表模块接口电路的弱电接口之间起到限流作用；
所述第二接口防护电路包括第二防护芯片、第三限流电阻、第四限流电阻，所述第二防护芯片起到缓冲作用，所述第三限流电阻连接在所述第二防护芯片和所述MCU控制电路之间起到限流作用，所述第四限流电阻连接在所述第二防护芯片和所述路由模块接口电路的弱电接口之间起到限流作用。
4.根据权利要求3所述的故障检测电路，其特征在于，所述受检测通信单元中存在第二路由模块接口电路、第二表模块接口电路，所述第二路由模块接口电路、第二表模块接口电路均包括强电接口以及弱电接口；
在执行检测时，所述第二路由模块接口电路的弱电接口、强电接口分别与所述故障检测电路的路由模块接口电路的弱电接口、强电接口相连接，所述第二表模块接口电路分别与所述故障检测电路的表模块接口电路的弱电接口、强电接口相连接；
所述MCU控制电路发送继电器闭合指令给所述第一继电器、所述第二继电器，控制所述第一继电器和所述第二继电器闭合，所述受检测通信单元和所述故障检测电路之间形成回路；
在检测结束时，所述MCU控制电路发送继电器断开指令给所述第一继电器、所述第二继电器，控制所述第一继电器和所述第二继电器断开，所述受检测通信单元和所述故障检测电路之间断开。
5.根据权利要求4所述的故障检测电路，其特征在于，执行检测时，所述MCU控制电路发指令控制所述路由模块接口电路发载波信号，若所述表模块接口电路收到所述载波信号后做出回应，则所述路由模块接口电路发送所述受检测通信单元的通讯功能正常的信号给所述MCU控制电路；
若所述路由模块接口电路发载波信号后未收到所述表模块接口电路的回应，则所述路由模块接口电路发送抄读不成功的信号给所述MCU控制电路，进而判断所述受检测通信单元有通信故障。
6.根据权利要求4所述的故障检测电路，其特征在于，若执行检测时，所述MCU控制电路无法与所述路由模块接口电路和或所述表模块接口电路建立通信，则判断所述受检测通信单元的弱电接口发生故障。
7.根据权利要求4所述的故障检测电路，其特征在于，执行检测时，所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路检测所述受检测通信单元的静态电流，若所述静态电流小于5毫安，判断所述受检测通信单元发生断路故障；若所述静态电流大于100毫安，判断所述受检测通信单元发生短路故障。
8.根据权利要求5所述的故障检测电路，其特征在于，若所述表模块接口电路回应所述路由模块接口电路的指令时，且所述第一功耗检测电路和所述第二功耗检测电路检测所述受检测通信单元的动态电流很大，判断所述受检测通信单元的发送电路出现故障。
9.根据权利要求5所述的故障检测电路，其特征在于，所述信号衰减电路包括隔离电路和衰减网络，所述隔离电路用来隔离所述载波信号仅让强电信号通过；所述衰减网络用来衰减电力线载波信号，衰减大小为60dB。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的故障检测电路，其特征在于，还包括一种电力线通信故障检测装置，所述故障检测装置包括机壳本体，所述故障检测电路集成在所述机壳本体内部。
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