CN110412425B - 一种电缆型翻牌故障指示装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆故障检测技术领域，公开了一种电缆型翻牌故障指示装置及其方法，其中装置包括依次连接的电流互感器、控制器和指示器，控制器连有比较器、计数器与存储器，存储器中存储短路值与过载值，过载值小于短路值；控制器中包括：读取模块，用于读取电流数值，读取短路值与过载值；比较模块，将电流数值与短路值放入比较器比较，若电流数值小于短路值，将电流数值与过载值放入比较器比较；若电流数值不小于过载值，向计数器发送脉冲进行计数，指示器指示过载；更新模块，用于读取计数器数值据此修改短路值，其中，计数器内的数值与短路值呈反相关设置；过载后短路电流会减小，次数越多，短路值越小，提高装置检测短路情况的精准度。

Description

一种电缆型翻牌故障指示装置及其方法

技术领域

本发明涉及电缆故障检测技术领域，更具体地说，它涉及一种电缆型翻牌故障指示装置及其方法。

背景技术

翻牌故障指示器是用来检测电力线路故障的设备。在电力线路中，翻牌故障指示器可以表示线路故障发生短路等问题的位置。根据翻牌故障指示器的报警状态提示情况找到发生故障的区段，分断开故障区段，采取保护措施并进行维修。

专利公开号为CN202886534U的中国专利公开的一种翻牌故障指示器，它包括电压互感器、电流互感器、单片机、步进电机和翻牌指示器，电压互感器和电流互感器分别与单片机的输入端连接，单片机的输出端与步进电机连接，步进电机与翻盘指示器的翻牌机构连接。它不仅能够对电力线路及时指示，而且控制器通过步进电机带动翻牌机构翻牌后，步进电机在无信号的情况下保持不动的状态，不受光和热的影响，掉电后仍然保持报警状态。

上述专利的翻牌故障指示器虽然能够掉电保持报警状态，但是其在报警前，当实用在过载情况较多的线路上时无法对短路故障判断的标准进行微调，从而降低了其对故障的反应精度。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明目的一在于提供一种电缆型翻牌故障指示装置，其具有当线路出现过载状态后会微调其对线路短路故障的判断标准的优点。本发明目的二在于提供一种电缆型翻牌故障指示方法，其具有当线路出现过载状态后会微调其对线路短路故障的判断标准的优点。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种电缆型翻牌故障指示装置，包括依次电连接的电流互感器、控制器和指示器，所述控制器电连接有比较器、计数器与存储器，所述存储器中存储短路值与过载值，过载值小于短路值；

所述控制器中包括：

读取模块，分别与所述电流互感器以及所述存储器数据连接，用于读取所述电流互感器产生的电流数值，以及读取短路值与过载值；

比较模块，分别与所述读取模块以及所述比较器数据连接，用于先将电流数值与短路值放入比较器比较，若电流数值小于短路值，再将电流数值与过载值放入比较器比较，若电流数值不小于过载值，向所述计数器发送脉冲进行计数，所述指示器指示过载；

更新模块，分别与所述计数器以及所述存储器数据连接，用于读取所述计数器内的数值并根据数值修改短路值，其中，所述计数器内的数值与短路值呈反相关设置。

通过上述技术方案，电流互感器通过电磁感应来测量出电缆内的电流数值，控制器读取电流数值，并对数值进行比较，当判断出电缆过载而不是短路后，指示器指示过载，由于多次过载后电力线路因老化等原因，其阻值变大，因此过载后短路电流会相应减小，次数越多，短路值越小，对线路短路故障的判断标准减小微调，提高装置检测短路情况的精准度。

进一步的，所述比较模块向所述计数器发送脉冲进行计数，每次发送脉冲数为双数，所述计数器内的数值为单数，根据所述计数器内的数值最高位计算反相关系数。

通过上述技术方案，现有的电子元器件的数据均为0-1表示，只是使用的位数不同，八进制为八位二进制，十六进制为十六位二进制，计时器内为单数且每次脉冲为双数，过载次数越多，计数器内的数值最高位越难上升一位，即过载次数的越多，反相关系数变化的速度越慢，当电力线路多次过载后其阻抗变化会越来越不明显，符合电力线路的实际情况。

进一步的，所述控制器电连接有计时器，所述计时器与所述比较模块以及所述更新模块数据连接，所述比较模块发送脉冲后，所述计时器计算本次脉冲与上次脉冲的时间间隔，所述更新模块读取所述时间间隔，所述时间间隔数值与反相关系数呈正相关设置。

通过上述技术方案，当两次过载之间的时间间隔越长，说明电力线路约稳定，从而降低反相关系数越大，其过载次数越少，短路值会越大。

进一步的，所述控制器电连接有复位按钮，所述复位按钮按下后，指示器复位呈出厂状态；

或，所述复位按钮按下后，电流互感器、控制器、比较器、计数器、存储器和指示器均复位呈出厂状态。

通过上述技术方案，指示器指示故障后，按下复位按钮，指示器恢复初始状态，或者复位整个装置。

进一步的，所述计时器与所述比较模块电连接，若电流数值不小于短路值，所述比较模块触发所述计时器计时，若所述计时器内部计时达到预先设定的复位时间间隔，所述计时器触发指示器复位呈出厂状态；

或，所述计时器触发电流互感器、控制器、比较器、计数器、存储器和指示器均复位呈出厂状态。

通过上述技术方案，指示器指示故障并经过复位时间间隔后，指示器恢复初始状态，或者复位整个装置。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：

一种电缆型翻牌故障指示方法，包括如下步骤：

定周期地测量出电缆的电流数值，预设短路值与过载值；

先比较电流数值与短路值，若电流数值小于短路值，再比较电流数值与过载值，若电流数值不小于过载值，进行计数，并指示过载；

根据计数数值修改短路值，其中，计数数值与短路值呈反相关设置。

通过上述技术方案，通过电磁感应来测量出电缆内的电流数值，读取电流数值，对数值进行比较，当判断出电缆过载而不是短路后，指示过载，由于多次过载后电力线路因老化等原因，其阻值变大，因此过载后短路电流会相应减小，次数越多，短路值越小，对线路短路故障的判断标准减小微调，提高检测电力线路短路情况的精准度。

进一步的，方法还包括：使用二进制数进行计数，每次计数为双数，二进制数的数值为单数。

通过上述技术方案，现有的电子元器件的数据均为0-1表示，只是使用的位数不同，八进制为八位二进制，十六进制为十六位二进制，计时为单数且每次脉冲为双数，过载次数越多，计数的数值最高位越难上升一位，即过载次数的越多，反相关系数变化的速度越慢，当电力线路多次过载后其阻抗变化会越来越不明显，符合电力线路的实际情况。

进一步的，所述方法还包括：

计算本次计数与上次计数的时间间隔，时间间隔数值与反相关系数呈正相关设置。

通过上述技术方案，当两次过载之间的时间间隔越长，说明电力线路约稳定，从而降低反相关系数越大，其过载次数越少，短路值会越大。

进一步的，所述方法还包括：

复位步骤，指示状态复位；

或，电流数值、短路值、过载值、计数数值与指示状态均复位呈出厂状态。

通过上述技术方案，指示故障后，进行复位，指示状态恢复初始状态。

进一步的，所述方法还包括：

复位步骤，比较电流数值与短路值，若电流数值不小于短路值，触发计时，计时达到预先设定的复位时间间隔后，指示状态复位；

或，电流数值、短路值、过载值、计数数值与指示状态均复位呈出厂状态。

通过上述技术方案，指示故障并经过复位时间间隔后，指示状态恢复初始状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：电流互感器通过电磁感应来测量出电缆内的电流数值，控制器读取电流数值，并对数值进行比较，当判断出电缆过载而不是短路后，指示器指示过载，由于多次过载后电力线路因老化等原因，其阻值变大，因此过载后短路电流会相应减小，计时器内为单数且每次脉冲为双数，过载次数越多，计数器内的数值最高位越难上升一位，即过载次数的越多，反相关系数变化的速度越慢；次数越多，短路值越小，对线路短路故障的判断标准减小微调，当电力线路多次过载后其阻抗变化会越来越不明显，符合电力线路的实际情况，从而提高了装置检测短路情况的精准度。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一的内部结构示意图；

图3为本发明实施例一的装置框图；

图4为本发明实施例二的方法流程图（一）；

图5为本发明实施例二的方法流程图（二）。

附图标记：1、电流互感器；2、控制器；21、读取模块；22、比较模块；23、更新模块；3、指示器；31、壳体；32、翻牌板；33、步进电机；4、比较器；5、计数器；6、存储器；7、计时器；8、复位按钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例一

一种电缆型翻牌故障指示装置，如图1与图2所示，包括依次电连接的电流互感器1、控制器2和指示器3，电流互感器1输出量可为控制器2电连接有比较器4、计数器5与存储器6，存储器6中存储短路值与过载值，过载值小于短路值。控制器2可采用至少一个的MCU单片机，单片机内置有AD采集模块、串口通信模块、IIC、SPI等通信接口，电流互感器1通过电磁感应产生交流电，然后通过整流桥变成直流后，使用电阻将电流信号变为电压信号，再降压后被AD采集模块检测，采集后的数值为电流数值。可采用现有技术中的数字式电流互感器1，单片机通过通信总线，如IIC，直接读取数字式电流互感器1输出的电流数值。

指示器3包括与电流互感器1固定连接的壳体31，壳体31设置有至少两个用于指示状态的翻牌板32，翻牌板32转动后会呈现不同的状态，翻牌板32由设置在壳体31内的步进电机33驱动，步进电机33由单片机通过驱动电路控制。

参考图3，控制器2中包括：

读取模块21，分别与电流互感器1以及存储器6数据连接，用于读取电流互感器1产生的电流数值，以及读取短路值与过载值。读取模块21可为单片机中的IIC通信模块，存储器6可为24C01外部存储。

比较模块22，分别与读取模块21以及比较器4数据连接，用于先将电流数值与短路值放入比较器4比较，若电流数值小于短路值，再将电流数值与过载值放入比较器4比较，若电流数值不小于过载值，向计数器5发送脉冲进行计数，指示器3指示过载。比较模块22可为单片机的数据缓存flash，数据缓存flash可读写其内部数据，读写的数据通过单片机CPU计算而得。

计数器5采用现有技术中的脉冲计数器5。比较模块22向计数器5发送脉冲进行计数，每次发送脉冲数为双数，计数器5内的数值为单数，根据计数器5内的数值最高位计算反相关系数。脉冲计数器5内有数据存储器6，其现有电子元器件内数据均为0-1表示，只是使用的位数不同，八进制为八位二进制，十六进制为十六位二进制，计时器7内为单数且每次脉冲为双数，过载次数越多，计数器5内的数值最高位越难上升一位，即过载次数的越多，反相关系数变化的速度越慢，当电力线路多次过载后其阻抗变化会越来越不明显，符合电力线路的实际情况。

更新模块23，分别与计数器5以及存储器6数据连接，用于读取计数器5内的数值并根据数值修改短路值，其中，计数器5内的数值与短路值呈反相关设置。更新模块23也为单片机的数据缓存flash，数据缓存flash可读写其内部数据，读写的数据通过单片机CPU计算而得。

控制器2电连接有计时器7，计时器7可为单片机内置的定时器模块。计时器7与比较模块22以及更新模块23数据连接，比较模块22发送脉冲后，计时器7计算本次脉冲与上次脉冲的时间间隔，更新模块23读取时间间隔，时间间隔数值与反相关系数呈正相关设置。当两次过载之间的时间间隔越长，说明电力线路约稳定，从而降低反相关系数越大，其过载次数越少，短路值会越大。

控制器2电连接有复位按钮8，复位按钮8按下后，指示器3复位呈出厂状态。在其它一些需要的场合下，复位按钮8按下后，电流互感器1、控制器2、比较器4、计数器5、存储器6和指示器3均复位呈出厂状态。指示器3指示故障后，按下复位按钮8，指示器3恢复初始状态，或者复位整个装置。通过计时器7也可以实现软复位，计时器7与比较模块22电连接，若电流数值不小于短路值，比较模块22触发计时器7计时，若计时器7内部计时达到预先设定的复位时间间隔，计时器7触发指示器3复位呈出厂状态。在其它一些需要的场合下，计时器7触发电流互感器1、控制器2、比较器4、计数器5、存储器6和指示器3均复位呈出厂状态。指示器3指示故障并经过复位时间间隔后，指示器3恢复初始状态，或者复位整个装置。

电流互感器1通过电磁感应来测量出电缆内的电流数值，控制器2读取电流数值，并对数值进行比较，当判断出电缆过载而不是短路后，指示器3指示过载，由于多次过载后电力线路因老化等原因，其阻值变大，因此过载后短路电流会相应减小，次数越多，短路值越小。且相邻过载情况发生的间隔时间越长，短路值变化的幅度也越小。当发生过载或者短路后，指示器3需要复位，可通过按压复位按钮8，或者等待超过复位时间间隔时间后进行软复位。装置内部对线路短路故障的判断标准减小微调，提高装置检测短路情况的精准度。

实施例二

一种电缆型翻牌故障指示方法，实现方法的具体装置参考实施例一，如图4所示，包括如下步骤：

S1：定周期地测量出电缆的电流数值，预设短路值与过载值。

S2：先比较电流数值与短路值，若电流数值小于短路值，再比较电流数值与过载值，若电流数值不小于过载值，进行计数，并指示过载。S2中，使用二进制数进行计数，每次计数为双数，二进制数的数值为单数。现有的电子元器件的数据均为0-1表示，只是使用的位数不同，八进制为八位二进制，十六进制为十六位二进制，计时为单数且每次脉冲为双数，过载次数越多，计数的数值最高位越难上升一位，即过载次数的越多，反相关系数变化的速度越慢，当电力线路多次过载后其阻抗变化会越来越不明显，符合电力线路的实际情况。

S3：根据计数数值修改短路值，其中，计数数值与短路值呈反相关设置。

S4：计算本次计数与上次计数的时间间隔，时间间隔数值与反相关系数呈正相关设置。当两次过载之间的时间间隔越长，说明电力线路约稳定，从而降低反相关系数越大，其过载次数越少，短路值会越大。

S5：复位步骤，指示状态复位；或，电流数值、短路值、过载值、计数数值与指示状态均复位呈出厂状态。指示故障后，进行复位，指示状态恢复初始状态。

或，如图5所示，S5：比较电流数值与短路值，若电流数值不小于短路值，触发计时，计时达到预先设定的复位时间间隔后，指示状态复位；或，电流数值、短路值、过载值、计数数值与指示状态均复位呈出厂状态。指示故障并经过复位时间间隔后，指示状态恢复初始状态。

通过电磁感应来测量出电缆内的电流数值，读取电流数值，对数值进行比较，当判断出电缆过载而不是短路后，指示过载，由于多次过载后电力线路因老化等原因，其阻值变大，因此过载后短路电流会相应减小，次数越多，短路值越小，且相邻过载情况发生的间隔时间越长，短路值变化的幅度也越小。当发生过载或者短路后，需要复位指示时，可直接复位，或者等待超过复位时间间隔时间后进行软复位。对线路短路故障的判断标准减小微调，提高检测电力线路短路情况的精准度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电缆型翻牌故障指示装置，包括依次电连接的电流互感器（1）、控制器（2）和指示器（3），其特征在于，所述控制器（2）电连接有比较器（4）、计数器（5）与存储器（6），所述存储器（6）中存储短路值与过载值，过载值小于短路值；

所述控制器（2）中包括：

读取模块（21），分别与所述电流互感器（1）以及所述存储器（6）数据连接，用于读取所述电流互感器（1）产生的电流数值，以及读取短路值与过载值；

比较模块（22），分别与所述读取模块（21）以及所述比较器（4）数据连接，用于先将电流数值与短路值放入比较器（4）比较，若电流数值小于短路值，再将电流数值与过载值放入比较器（4）比较，若电流数值不小于过载值，向所述计数器（5）发送脉冲进行计数，所述指示器（3）指示过载；

更新模块（23），分别与所述计数器（5）以及所述存储器（6）数据连接，用于读取所述计数器（5）内的数值并根据数值修改短路值，其中，所述计数器（5）内的数值与短路值呈反相关设置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比较模块（22）向所述计数器（5）发送脉冲进行计数，每次发送脉冲数为双数，所述计数器（5）内的数值为单数，根据所述计数器（5）内的数值最高位计算反相关系数。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器（2）电连接有计时器（7），所述计时器（7）与所述比较模块（22）以及所述更新模块（23）数据连接，所述比较模块（22）发送脉冲后，所述计时器（7）计算本次脉冲与上次脉冲的时间间隔，所述更新模块（23）读取所述时间间隔，所述时间间隔数值与反相关系数呈正相关设置。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器（2）电连接有复位按钮（8），所述复位按钮（8）按下后，指示器（3）复位呈出厂状态；

或，所述复位按钮（8）按下后，电流互感器（1）、控制器（2）、比较器（4）、计数器（5）、存储器（6）和指示器（3）均复位呈出厂状态。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述计时器（7）与所述比较模块（22）电连接，若电流数值不小于短路值，所述比较模块（22）触发所述计时器（7）计时，若所述计时器（7）内部计时达到预先设定的复位时间间隔，所述计时器（7）触发指示器（3）复位呈出厂状态；

或，所述计时器（7）触发电流互感器（1）、控制器（2）、比较器（4）、计数器（5）、存储器（6）和指示器（3）均复位呈出厂状态。

6.一种电缆型翻牌故障指示方法，其特征在于，包括如下步骤：

定周期地测量出电缆的电流数值，预设短路值与过载值；

先比较电流数值与短路值，若电流数值小于短路值，再比较电流数值与过载值，若电流数值不小于过载值，进行计数，并指示过载；

根据计数数值修改短路值，其中，计数数值与短路值呈反相关设置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，方法还包括：使用二进制数进行计数，每次计数为双数，二进制数的数值为单数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算本次计数与上次计数的时间间隔，时间间隔数值与反相关系数呈正相关设置。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

复位步骤，指示状态复位；

或，电流数值、短路值、过载值、计数数值与指示状态均复位呈出厂状态。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

复位步骤，比较电流数值与短路值，若电流数值不小于短路值，触发计时，计时达到预先设定的复位时间间隔后，指示状态复位；

或，电流数值、短路值、过载值、计数数值与指示状态均复位呈出厂状态。

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