CN1493885A

CN1493885A - 电力线路故障记录装置

Info

Publication number: CN1493885A
Application number: CNA021339996A
Authority: CN
Inventors: 严颖勤
Original assignee: CHENGDU JINGTONG AUTOMATION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: CHENGDU JINGTONG AUTOMATION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2004-05-05

Abstract

电力线路故障记录装置，涉及挂装式电力线故障指示器。其构成包括由绕有线圈L₁的闭合磁路T₁、两个整流器和电容式储能器构成的磁感应式电源，由“U”形铁芯T₂、分别绕在“U”形铁芯两端的谐波取样线圈L₂和基波取样线圈L₃构成的取样电路，依序串接于线圈L₃的低通滤波器(1)、基波幅值整定电阻W、低通滤波器(2)、基波放大器、倍压整流器和门限触发电路，依序串接于线圈L₂的双重谐振选频电路、倍压整流器和门限触发电路，与两门限触发电路相接的执行电路，接于执行电路的信号盘式显示部分和接在电源与执行电路之间的自动复位电路。可替代现有的挂装式电力线故障指示器使用。

Description

电力线路故障记录装置

技术领域

本发明涉及一种可挂装在电力线上的电力线故障记录装置。

背景技术

中国实用新型专利00259847.7公开了一种“单相导线挂装式小电流接地故障指示器”，由一可挂装在电力线上的磁感应式电源，五次谐波采样处理电路，执行电路和与执行电路相接的信号盘式显示部分构成，由采样处理电路捕捉到故障电流信号，传递给执行电路驱动信号盘转动到显示窗口完成故障指示。这种故障指示器的缺点一是由于其采样线圈和磁感应式电源的线圈同绕在一完全闭合的磁路内，取样所得的感应电压和电流均由于磁路的严重饱和而产生非线性畸变，影响了信号源的准确性；二是其电源部份为一个单一的倍压整流器供电，内阻较大，对大电流状态要求快速建立足够的电源电压、快速进入动作状态不利；三是不能对短路性故障产生的大幅度基波电流作出判定，功能不全。

实用新型内容

本发明的目的是克服现有挂装式故障指示器的上述缺点，提供一种能全面地对电力线路所有种类的故障电流进行记录、锁定的电力线路故障记录装置。

本发明的目的是通过将取样线圈另设、并对磁感应电源加以改进的这一技术方案来实现的。具体构成包括一挂装在电力线上的磁感应式电源、取样电路、执行电路和接于执行电路的信号盘式显示部分，所述的磁感应式电源由紧挂在电力线上的绕制有线圈L₁的闭合磁路T₁、两个与线圈L₁相接且呈并联连接的多倍压电容耦合整流器Z₁、桥式全波整流器Z₂以及接于两整流器输出端的电容式储能器所构成，该电容式储能器由电容C6串接电阻R1后接在电容C5正极上构成，所述的取样电路由一紧靠在电力线处的“U”形铁芯T₂、分别绕制在“U”形铁芯T₂两端的谐波取样线圈L₂和基波取样线圈L₃所构成，在所述的基波取样线圈L₃与执行电路之间还依序串接有低通滤波器(1)、基波幅值整定电阻W、低通滤波器(2)、基波放大器、倍压整流器和门限触发电路，在所述的谐波取样线圈L₂与执行电路之间还依序串接有双重谐振选频电路、倍压整流器和门限触发电路，在电源与执行电路之间设有一自动复位电路，基波放大器的一输入端与电源相接。

本发明的工作原理如下：

紧挂在导线上的绕制有线圈L₁闭合磁路T₁向呈并联连接的多倍压电容耦合整流器Z₁和桥式全波整流器Z₂提供交流50赫的感应电压，由于多倍压电容耦合整流器Z₁虽然内阻大，但输出电压高，因而可以保证在电力线路负荷极小的情况下的本装置的用电要求，而桥式全波整流器Z₂的内阻小，输出电压低，可满足于线路负荷较大直至发生巨大短路电流需要本装置快速动作时的用电要求。紧靠在载流电力线处的“U”形铁芯T₂是一种不闭合磁路，它具有磁阻极大的空气间隙，因此无论电力线路导线中流过的电流有多大，“U”型铁芯都不会饱和，都能按同一比例在L₂和L₃两个取样线圈上感应输出取样电压，这种线性输出性能保证了L₂和L₃两个取样线圈的取样电压无论在幅值或者波形方面均不会产生畸变，从而保证了信号源的可用性。当电力线路发生短路故障时，基波取样线圈L₃所感应的电压经低通滤波器(1)初步滤除100Hz以上的谐波之后由电位器W调节灵敏度，再经低通滤波器(2)排除50Hz以上的毛刺扰动后交由基波放大器放大，经倍压整流器产生一个正比于基波电流值的直流电压，该直流电压高于门限触发电路的导通门限电压，从而触发执行电路，驱动信号盘转动至故障显示位置而将故障状态记录下来。当发生小电流单相接地故障时，故障相的导线上将出现含有一定幅值的250Hz谐波电流，而谐波取样线圈L₂感应的电压接入双重谐振选频电路，经升压后送至倍压整流器，经倍压整流器后获得一个高于门限触发电路的导通门限电压的直流电压，从而触发执行电路，驱动信号盘转动至故障显示位置而将故障状态记录下来。故障排除后再送电时，自动复位电路向执行电路送电使其驱动信号盘反转复位到正常状态显示位置。

与前述现有同类产品相比，本发明的优点是可以记录并锁定电力线路的短路和小电流单相接地这两大类故障状态，功能齐全，改进后的磁感应电源能保证记录装置在任何状态下可靠工作，单独设置的取样电路的两取样线圈之间存在巨大“漏磁感抗”，相互影响极小，可以分别工作在不同的频率上，且呈线性输出的取样电压不会产生畸变，信号源的可用性极高。可替代现有的挂装式电力线故障指示器使用。

本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

附图说明

图1是本发明的结构原理框图

图2是本发明的结构示意图

图3是底部的显示窗口示意图

图4是本实施例的电路图

具体实施方式

如图1～3所示，本电力线路故障记录装置的磁感应式电源由紧挂在电力线1上的绕制有线圈L₁的闭合磁路T₁、两个与线圈L₁相接且呈并联连接的多倍压电容耦合整流器Z₁、桥式全波整流器Z₂以及接于两整流器输出端的电容式储能器所构成，该电容式储能器由电容C₆串接电阻R₁后接在电容C₅正极上构成，所述的取样电路由一紧靠在电力线处的“U”形铁芯T₂、分别绕制在“U”形铁芯两端的谐波取样线圈L₂和基波取样线圈L₃所构成，执行电路和接于执行电路的信号盘式显示部分沿用现有的结构形式。在所述的基波取样线圈L₃与执行电路之间还依序串接有低通滤波器(1)、基波幅值整定电阻W、低通滤波器(2)、基波放大器、倍压整流器和门限触发电路，在所述的谐波取样线圈L₂与执行电路之间还依序串接有双重谐振选频电路、倍压整流器和门限触发电路，在电源与执行电路之间设有一自动复位电路，基波放大器的一输入端与电源相接。各部件可用环氧树脂封装在一塑料外壳2中。同现有技术一样，外壳的底部开有显示窗口3。在显示窗口上可罩设一透明外罩。图4给出了具体的构成各部件的电路图。分述如下：低通滤波器(1)由C₃、R₆、R₇、C₁₁、C₁₂组成，低通滤波器(2)由R₄、R₅、C₉、C₁₀组成，接于低通滤波器(2)的基波放大器由CMOS运算放大器Y和R₂、R₃组成，接于该基波放大器的倍压整流器由C₇、C₈、BG₁、BG₂组成，门限触发电路由双向触发管JC₂构成，其输出端接于执行电路的可控硅SCR₂，执行电路和信号盘式显示部分沿用现有的结构形式，这里不再赘述。当电力线路发生短路故障时，基波取样线圈L₃所感应的电压经低通滤波器(1)初步滤除100Hz以上的谐波之后由电位器W调节灵敏度，再经低通滤波器(2)排除50Hz以上的毛刺扰动后交由基波放大器放大，经倍压整流器产生一个正比于基波电流值的直流电压，该直流电压高于门限触发电路JC₂的导通门限电压，从而触发SCR₂，执行电路工作，驱动信号盘P转动至故障显示窗口3(如图3所示)，而将故障状态显示出来。接于谐波取样线圈L₂的双重谐振选频电路由C₂、L₄、C₄、L₅、L₆组成，倍压整流器由C₁₃、C₁₅、BG₃、BG₄组成，门限触发电路由双向触发管JC₁构成，其输出端接于执行电路的可控硅SCR₁。同前一样，谐波取样线圈L₂所感应的电压经上述电路处理后触发执行电路工作，驱动信号盘P转动至故障显示窗口3而将故障状态显示出来。自动复位电路由可控硅SCR₃、双向触发管JC₃、JC₄构成，SCR₃接电磁铁M的线圈L₈，在故障排除后再送电使JC₃、JC₄导通时，触发SCR₃，线圈L₈得电，由于其极性与L₇相反，它的得电使电磁铁M反向充磁，驱动信号盘反转离开显示窗口复位到表示线路正常的位置。由于可控硅SCR₁、SCR₂、SCR₃的工作电源由同一个C₅供电，C₆串接电阻R₁后接在电容C₅正极上，使C₆充电的速度慢于C₅，也就是说，只要线路上发生了任何一种故障，SCR₁、SCR₂其中一个可控硅导通后消耗了C₅的电能使电压降低，使C₆上的电压不能充达到JC₃、JC₄的门限电压值，从而阻止了SCR₃导通的可能，所以，装置锁定在故障指示位置。

在多倍压电容耦合整流器Z₁与桥式全波整流器Z₂的输入端之间接一个电容C₁，在桥式全波整流器Z₂的输出端接一个二极管BG₅，可提高电源功率因数，防止Z₁产生的宝贵电流分流于Z₂的反向穿透电阻。

在所述的双重谐振选频电路的双重谐振线圈L₅、L₆上分别接一调节开关K₁、K₂，每个开关设三档，各自接入不同匝数，当拨动开关改变L₅、L₆的匝数时，就调节了向倍压整流器提供的谐振电压的幅值，从而改变了谐波触发电平，也就是说，通过调节开关K₁、K₂，可以方便地调整本装置的动作灵敏度。

Claims

1、电力线路故障记录装置，包括一挂装在电力线上的磁感应式电源、取样电路、执行电路和接于执行电路的信号盘式显示部分，其特征是所述的磁感应式电源由紧挂在电力线上的绕制有线圈L₁的闭合磁路T₁、两个与线圈L₁相接且呈并联连接的多倍压电容耦合整流器Z₁、桥式全波整流器Z₂以及接于两整流器输出端的电容式储能器所构成，电容式储能器由电容C6串接电阻R1后接在电容C5正极上构成，所述的取样电路由一紧靠在电力线处的“U”形铁芯T₂、分别绕制在“U”形铁芯T₂两端的谐波取样线圈L₂和基波取样线圈L₃所构成，在所述的基波取样线圈L₃与执行电路之间还依序串接有低通滤波器(1)、基波幅值整定电阻W、低通滤波器(2)、基波放大器、倍压整流器和门限触发电路，在所述的谐波取样线圈L₂与执行电路之间还依序串接有双重谐振选频电路、倍压整流器和门限触发电路，在电源与执行电路之间设有一自动复位电路，基波放大器的一输入端与电源相接。

2、如权利要求1所述的电力线路故障记录装置，其特征在于所述的多倍压电容耦合整流器Z₁与桥式全波整流器Z₂的输入端之间还接有电容C₁，在桥式全波整流器Z₂的输出端接有一个二极管BG₅。

3、如权利要求1所述的电力线路故障记录装置，其特征在于所述的双重谐振选频电路的双重谐振线圈L₅、L₆上分别接有调节开关K₁、K₂。