CN210742470U - 电力设备接地检测保护系统 - Google Patents

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CN210742470U CN201920951951.5U CN201920951951U CN210742470U CN 210742470 U CN210742470 U CN 210742470U CN 201920951951 U CN201920951951 U CN 201920951951U CN 210742470 U CN210742470 U CN 210742470U
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邓雨
毛凯
谭应桃
汤未
黄亮
付斌
李虹果
李�根
李戈
杨奇
韦冬洪
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Yongchuan Power Supply Co of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
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Yongchuan Power Supply Co of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种电力设备接地检测保护系统,其特征在于:包括:接地检测保护模块、集中器和上位机,接地检测保护模块与接地装置并联,接地检测保护模块与集中器通信连接,所述集中器与上位机通信连接;本专利一是能够显示接电线接地是否正常,当接地线正常时,绿色指示灯常亮,当接地异常时,红色指示灯常亮,二是当接地线异常时能通过通信单元将接地异常信息传输给上位机,三是在接地异常时本系统自动启动接地备用保护电路,实现接地保护,提升电力设备接地线的可靠性。

Description

电力设备接地检测保护系统
技术领域
本实用新型涉及电力领域,尤其涉及一种电力设备接地检测保护系统。
背景技术
电力设备的接地线一般包括运检作业时临时装设的工作接地线和与电力设备连接的常设接地线,临时接地线在运检作业前现装,作业完毕即拆除,如接地线有损坏,运检工作人员可及时发现;但常设接地线,需长期可靠接地,如设备漏电时必须要求接地线可靠接地的状态下,才能发挥接地保护作用,不致伤人,但随着时间的推移,接地线会出现故障,如接地不良或者接地断开,这是非常危险的,但目前还没有一种有效的手段对是常设接地线进行准确检测并进行接地保护,如无接地线正常时无显示、接地线异常时无显示、接地异常时无备用保护电路。
因此,亟需一种电力设备接地线检测系统来现有技术中存在的问题。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供一种电力设备接地线检测保护系统,一是能够显示接电线接地是否正常,当接地线正常时,绿色指示灯常亮,当接地异常时,红色指示灯常亮,二是当接地线异常时能通过通信单元将接地异常信息传输给上位机,三是在接地异常时本系统自动启动接地备用保护电路,实现接地保护,提升电力设备接地线的可靠性。
本实用新型提供一种电力设备接地检测保护系统,其特征在于:包括:接地检测保护模块、集中器和上位机,接地检测保护模块与电力设备的接地装置并联,接地检测保护模块与集中器通信连接,所述集中器与上位机通信连接;
其中,接地检测保护模块包括电源模块、检测模块、备用保护模块和通信模块;
所述电源模块,其与电力设备的接地装置形成电流回路,用于提供直流电源;
所述检测模块,其与电力设备的接地装置并联,用于检测电力设备的接地装置接地是否良好,并根据接地装置的接地状态进行显示,并输出检测信号;
所述备用保护模块,其输入端与所述检测模块的输出端连接,用于接收所述检测模块输出的检测信号,并在接地线异常时用备用接地线替代原接地装置;
所述通信模块,其与所述备用保护模块的输出端连接,用于向集中器发送本电力设备的接地装置接地不良的信息;
所述备用保护模块包括驱动电路和备用保护电路,所述驱动电路的输入端与所述检测模块的输出端连接,所述驱动电路的输出端与所述备用保护电路的控制输入端连接,所述备用保护电路并联与电力设备的接地装置的两端;
所述驱动电路包括可控硅SCR1和电阻R6,可控硅SCR1的阳极与电源连接,可控硅SCR1的阴极将电阻R6接地,可控硅SCR1的控制极与所述检测模块的输出端连接,其中电阻R6与可控硅SCR1的公共连接点作为驱动电路的控制输出端。
进一步,所述备用保护电路包括继电器J1、电阻R7、电阻R12、电阻R13、三极管Q4、电容C1,所述继电器J1的开关的两端与电力设备的接地装置的两端并联,所述继电器J1的线圈的一端将电阻R7与三极管Q4的集电极连接,继电器J1的线圈的另一端接地,所述三极管Q4的发射极经电阻R12与电源端连接,三极管Q4的基极经电阻R13接地,电容C1并联与电阻R13的两端,电阻 R13和三极管Q4的公共连接点与驱动电路的控制输出端连接,其中,继电器J1 为常开型继电器,三极管Q4为PNP型三极管。
进一步,所述检测模块包括检测电路,所述检测电路包括第一检测电路和第二检测电路,所述第一检测电路与第二检测电路分别并联与电力设备的接地装置两端;
所述第一检测电路包括电阻R2、电阻R3、三极管Q1;
电阻R2的一端接与电源端连接,电阻R2的另一端与三极管Q1的集电极连接,电阻R3的一端接与电源端连接,电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接,三极管Q1的发射极为第一检测电路的输出端;
所述第二检测电路包括电阻R4、电阻R5和三极管Q3;
电阻R4的两端与电力设备的接地装置的两端并联,电阻R4的非接地端与三极管Q3的基极连接,三极管Q3的集电极与电源端连接,三极管Q3的发射极经电阻R5接地,其中,三极管Q3的发射极和电阻R5的公共连接为第二检测电路的输出端,所述第二检测电路的输出端与可控硅SCR1的控制极连接;
其中三极管Q1和三极管Q3为NPN型三极管。
进一步,所述检测模块包括显示电路,所述显示电路包括接地良好显示电路和接地不良显示电路;
所述接地良好显示电路包括绿色LED指示灯LED1,LED1的阳极与三极管 Q1的发射极连接,LED1的阴极接地;
所述接地不良显示电路包括故障指示灯LED2、电阻R8、三极管Q2,红色LED指示灯LED2的阳极和电阻R6与接地端的公共连接点连接,红色LED指示灯LED2的阴极接地,三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极和电阻R3的公共连接点连接,三极管Q2的发射极接地,三极管Q2的基极经电阻R8与所述驱动电路的控制输出端连接;
其中,三极管Q2为NPN型三极管。
进一步,所述电源模块包括电源和电阻R1,电源的正极与电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端经接地装置接地,电源的负极经接地装置接地。
进一步,所述电源模块还包括电源电压检测模块,所述电源电压检测模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11和比较器U1;
电阻R9的一端与电源端连接,电阻R9的另一端经电阻R10接地,比较器 U1的反相端与电阻R9和电阻R10的公共连接点连接,比较器U1的同相端与电源的正极连接,比较器U1的输出端经电阻R11与通信单元连接。
进一步,所述接地检测保护模块好包括复位电路,所述复位电路为手动开关S1,手动开关S1设置与可控硅SCR1和电源端之间。
进一步,所述接地检测保护模块还包括双向瞬态抑制二极管TVS1、双向瞬态抑制二极管TVS2、双向瞬态抑制二极管TVS3;
双向瞬态抑制二极管TVS1与电力设备的接地装置和电阻R4的公共连接点并联;
双向瞬态抑制二极管TVS2与电力设备的接地装置和继电器J1的开关的公共连接点并联;
双向瞬态抑制二极管TVS3的一端与电力设备的接地装置和电阻R1的公共连接点连接,双向瞬态抑制二极管TVS3的另一端接地。
本实用新型的有益技术效果:本实用新型提供一种电力设备接地线检测保护系统,一是能够显示接电线接地是否正常,当接地线正常时,绿色指示灯常亮,当接地异常时,红色指示灯常亮,二是当接地线异常时能通过通信单元将接地异常信息传输给上位机,三是在接地异常时本系统自动启动接地备用保护电路,实现接地保护,提升电力设备接地线的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型接地检测保护模块的电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步的说明:
本实用新型提供的一种电力设备接地检测保护系统,其特征在于:包括:接地检测保护模块、集中器和上位机,接地检测保护模块与接地装置并联,接地检测保护模块与集中器通信连接,所述集中器与上位机通信连接;其中所述集中器通过有线和/或无线的方式与上位主机连接,其中集中器采用现有集中器,在此不再赘述;所述接地装置包括接地线、接地刀闸;
其中接地检测保护模块包括电源模块、检测模块、备用保护模块和通信模块;
所述电源模块,其与电力设备的接地装置形成电流回路,用于输出电流;
所述检测模块,其与电力设备的接地装置并联,用于检测电力设备的接地装置接地是否良好,并根据接地装置的接地状态进行显示,并输出检测信号;
所述备用保护模块,其输入端与所述检测模块的输出端连接,用于接收所述检测模块输出的检测信号,并在接地线异常时用备用接地线替代原接地装置;
所述通信模块,其与所述备用保护模块的输出端连接,用于向集中器发送本电力设备的接地装置接地不良的信息;所述通信模块的控制端与驱动电路的控制输出端连接,所述通信模块采用现有的有线和/或无线通信模块,在此不再赘述;
所述备用保护模块包括驱动电路和备用保护电路,所述驱动电路的输入端与所述检测模块的输出端连接,所述驱动电路的输出端与所述备用保护电路的控制输入端连接,所述备用保护电路并联与电力设备的接地装置的两端;
所述驱动电路包括可控硅SCR1和电阻R6,可控硅SCR1的阳极与电源连接,可控硅SCR1的阴极将电阻R6接地,可控硅SCR1的控制极与所述检测电路的输出端连接,其中电阻R6与可控硅SCR1的公共连接点作为驱动电路的控制输出端,
其工作原理如下:当电力设备的接地装置接地良好时,电阻R4中无电路流过,电源模块电源模块的电流经接地装置直接接地;当电力设备的接地装置接地不良时,接地装置所在的支路为开路,电源模块的电流流经电阻R4,当R4 两端的电压大于三极管Q3的发射极电压时,三极管Q3导通,触发可控硅SCR1 导通,从而时故障指示灯亮,并通过电阻R8使起三极管Q2导通,从而拉低Q1 的基极电压,三极管Q1截止,绿色指示灯关闭,同时经电阻R13将三极管Q4 的基极电压拉高,三极管Q4截止,继电器失电,继电器开关闭合,从而启动备用保护电路,使电力设备重新接地,同时,控制通信单元向集中器发送电力设备接地故障信息,并有集中器向上位机发送电力设备接地故障的信息,等待运检人员修复接地装置;当接地后,电阻R4中无电路流过,电源模块的电流经接地装置直接接地,此时三极管Q3截止,但可控硅SCR1一直处于导通状态,从而控制备用保护电路持续工作,使电力设备接地良好。
通过上述技术方案,一是能够显示接电线接地是否正常,当接地线正常时,绿色指示灯常亮,当接地异常时,红色指示灯常亮,二是当接地线异常时能通过通信单元将接地异常信息传输给上位机,三是在接地异常时本系统自动启动接地备用保护电路,实现接地保护,提升电力设备接地线的可靠性。
在本实施例中,所述备用保护电路包括继电器J1、电阻R7、电阻R12、电阻R13、三极管Q4、电容C1,所述继电器J1的开关的两端与电力设备的接地装置的两端并联,所述继电器J1的线圈的一端将电阻R7与三极管Q4的集电极连接,继电器J1的线圈的另一端接地,所述三极管Q4的发射极经电阻R12与电源端连接,三极管Q4的基极经电阻R13接地,电容C1并联与电阻R13的两端,电阻R13和三极管Q4的公共连接点与驱动电路的控制输出端连接,所述继电器J1为常开型继电器,三极管Q4为PNP型三极管,在本实施例中当继电器通电时,继电器的开关为打开状态,当继电器失电时,继电器的开关为闭合状态。
其工作原理如下:
当电力设备的接地装置接地状态良好时,可控硅SCR1不导通,三极管Q4 的发射极的电压高于基极电压,三极管导通,继电器J1因得电处于常开状态;当电力设备的接地装置接地不良或接地故障时,可控硅SCR1导通,三极管Q4 的基极电压等于电阻R13两端的电压,通过电阻R13的阻值设置,当可控硅SCR1 导通时,三极管Q4的基极电压大于发射极电压,三极管Q4截止,继电器J1 失电闭合状态,从而连通备用接地线。通过上述技术方案,可在电力设备的接地装置出现故障时,闭合开关,形成备用接地电路,从而确保电力设备接地的可靠性。
在本实施例中,所述检测模块包括检测电路,所述检测电路包括第一检测电路和第二检测电路,所述第一检测电路与第二检测电路分别与电力设备的接地装置并联;
所述第一检测电路包括电阻R2、电阻R3、三极管Q1;
电阻R2的一端接与电源端连接,电阻R2的另一端与三极管Q1的集电极连接,电阻R3的一端接与电源端连接,电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接,三极管Q1的发射极为第一检测电路的输出端;所述第二检测电路包括电阻R4、电阻R5和三极管Q3;
电阻R4的两端与电力设备的接地装置的两端并联,电阻R4的非接地端与三极管Q3的基极连接,三极管Q3的集电极与电源端连接,三极管Q3的发射极经电阻R5接地,其中,三极管Q3的发射极和电阻R5的公共连接为第二检测电路的输出端,所述第二检测电路的输出端与可控硅SCR1的控制极连接;
其中三极管Q1和三极管Q3为NPN型三极管。
其工作原理如下:
当电力设备的接地装置的接地状态良好时,电流单元与接地装置形成电流回路,从而驱动三极管Q1导通,从而使绿色指示灯LED1常亮,用于指示接地状态良好;
当电力设备的接地装置接地不良时,接地装置所在的支路为开路,电源模块的电流流经电阻R4,当R4两端的电压大于三极管Q3的发射极电压时,三极管Q3导通,从而触发可控硅SCR1导通。
通过上述技术方案,可准确地检测电力设备的接地装置的工作状态。
在本实施例中,所述检测模块包括显示电路,所述显示电路包括接地良好显示电路和接地不良显示电路;
所述接地良好显示电路包括绿色LED指示灯LED1,LED1的阳极与三极管 Q1的发射极连接,LED1的阴极接地;
所述接地不良显示电路包括红色LED指示灯LED2、电阻R8、三极管Q2,红色LED指示灯LED2的阳极和电阻R6与接地端的公共连接点连接,红色LED 指示灯LED2的阴极接地,三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极和电阻R3的公共连接点连接,三极管Q2的发射极接地,三极管Q2的基极经电阻R8与所述驱动电路的控制输出端连接。
其工作原理如下:
当电力设备的接地装置的接地状态良好时,电流单元与接地装置形成电流回路,从而驱动三极管Q1导通,从而使绿色指示灯LED1常亮,用于指示接地状态良好;
当电力设备的接地装置接地不良时,接地装置所在的支路为开路,电源模块的电流流经电阻R4,当R4两端的电压大于三极管Q3的发射极电压时,三极管Q3导通,从而触发可控硅SCR1导通,故障指示灯LED2亮起,同时,并通过电阻R8使起三极管Q2导通,从而拉低Q1的基极电压,三极管Q1截止,绿色指示灯关闭,其中,三极管Q2为NPN型三极管;
通过上述技术方案,使电力设备接地检测保护系统能够准确的显示接地装置的接地状态。
在本实施例中,所述电源模块包括电源和电阻R1,电源的正极与电阻R1 的一端连接,电阻R1的另一端经接地装置接地,电源的负极经接地装置接地。所述电源可移动直流电源,本领域技术人员可根据实际需要选用合适的直流电源。通过上述技术方案,为检测模块提供电流。
在本实施例中,所述电源模块还包括电源电压检测模块,所述电源电压检测模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11和比较器U1;
电阻R9的一端与电源端连接,电阻R9的另一端经电阻R10接地,比较器 U1的反相端与电阻R9和电阻R10的公共连接点连接,比较器U1的同相端与电源的正极连接,比较器U1的输出端经电阻R11与通信单元连接。
其工作原理如下,电阻R9和电阻R10组成一个基准电压值,当电源的电压低于所述基准电压值时,比较器U1输出一个高电平,从而通过通信单元向上位机传输接地检测保护系统的电源电量不足的信息。
同时,在工作人员更换移动电源的过程中,继电器J1处于失电闭合状态,从而在更换电池的过程中实现电力设备一定处于接地状态,从而提高本系统的可靠性和稳定性。
通过上述技术方案,使电力设备接地检测保护系统的可靠性和稳定性更高。
在本实施例中,所述接地检测保护模块好包括复位电路,所述复位电路为手动开关S1,手动开关S1甚至与可控硅SCR1与电源之间。当电力人员将电力设备的接地装置修复后,通过手动按压手动开关S1使可控硅SCR1复位,使本设备多次重复使用。
在本实施例中,所述接地检测保护模块还包括双向瞬态抑制二极管TVS1、双向瞬态抑制二极管TVS2、双向瞬态抑制二极管TVS3;
双向瞬态抑制二极管TVS1与电力设备的接地装置和电阻R4的公共连接点并联;
双向瞬态抑制二极管TVS2与电力设备的接地装置和继电器J1的开关的公共连接点并联;
双向瞬态抑制二极管TVS3的一端与电力设备的接地装置和电阻R1的公共连接点连接,双向瞬态抑制二极管TVS3的另一端接地。所述双向瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3均用于保护所述接地检测保护模块的电路,发挥保护功能。
在本实施例中,所述电源端均有所述电源模块的直流电源供电。
同时,电力设备接地检测保护模块还包括二极管D1,二极管D1的正极与电阻R1的一端连接,二极管D1的负极与电力设备和接地装置的公共连接点连接,用于避免从大地传来的电流流入电源端;本系统还包括稳压二极管DW1,所述稳压二极管DW1并联与电阻R4两端,通过钳制电压形保护三极管Q3。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种电力设备接地检测保护系统,其特征在于:包括:接地检测保护模块、集中器和上位机,接地检测保护模块与电力设备的接地装置并联,接地检测保护模块与集中器通信连接,所述集中器与上位机通信连接;
其中,接地检测保护模块包括电源模块、检测模块、备用保护模块和通信模块;
所述电源模块,其与电力设备的接地装置形成电流回路,用于提供直流电源;
所述检测模块,其与电力设备的接地装置并联,用于检测电力设备的接地装置接地是否良好,并根据接地装置的接地状态进行显示,并输出检测信号;
所述备用保护模块,其输入端与所述检测模块的输出端连接,用于接收所述检测模块输出的检测信号,并在接地线异常时用备用接地线替代原接地装置;
所述通信模块,其与所述备用保护模块的输出端连接,用于向集中器发送本电力设备的接地装置接地不良的信息;
所述备用保护模块包括驱动电路和备用保护电路,所述驱动电路的输入端与所述检测模块的输出端连接,所述驱动电路的输出端与所述备用保护电路的控制输入端连接,所述备用保护电路并联与电力设备的接地装置的两端;
所述驱动电路包括可控硅SCR1和电阻R6,可控硅SCR1的阳极与电源连接,可控硅SCR1的阴极将电阻R6接地,可控硅SCR1的控制极与所述检测模块的输出端连接,其中电阻R6与可控硅SCR1的公共连接点作为驱动电路的控制输出端。
2.根据权利要求1所述电力设备接地检测保护系统,其特征在于:所述备用保护电路包括继电器J1、电阻R7、电阻R12、电阻R13、三极管Q4、电容C1,所述继电器J1的开关的两端与电力设备的接地装置的两端并联,所述继电器J1的线圈的一端将电阻R7与三极管Q4的集电极连接,继电器J1的线圈的另一端接地,所述三极管Q4的发射极经电阻R12与电源端连接,三极管Q4的基极经电阻R13接地,电容C1并联与电阻R13的两端,电阻R13和三极管Q4的公共连接点与驱动电路的控制输出端连接,其中,继电器J1为常开型继电器,三极管Q4为PNP型三极管。
3.根据权利要求1所述电力设备接地检测保护系统,其特征在于:所述检测模块包括检测电路,所述检测电路包括第一检测电路和第二检测电路,所述第一检测电路与第二检测电路分别并联与电力设备的接地装置两端;
所述第一检测电路包括电阻R2、电阻R3、三极管Q1;
电阻R2的一端接与电源端连接,电阻R2的另一端与三极管Q1的集电极连接,电阻R3的一端接与电源端连接,电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接,三极管Q1的发射极为第一检测电路的输出端;
所述第二检测电路包括电阻R4、电阻R5和三极管Q3;
电阻R4的两端与电力设备的接地装置的两端并联,电阻R4的非接地端与三极管Q3的基极连接,三极管Q3的集电极与电源端连接,三极管Q3的发射极经电阻R5接地,其中,三极管Q3的发射极和电阻R5的公共连接为第二检测电路的输出端,所述第二检测电路的输出端与可控硅SCR1的控制极连接;
其中三极管Q1和三极管Q3为NPN型三极管。
4.根据权利要求3所述电力设备接地检测保护系统,其特征在于:所述检测模块包括显示电路,所述显示电路包括接地良好显示电路和接地不良显示电路;
所述接地良好显示电路包括绿色LED指示灯LED1,LED1的阳极与三极管Q1的发射极连接,LED1的阴极接地;
所述接地不良显示电路包括故障指示灯LED2、电阻R8、三极管Q2,红色LED指示灯LED2的阳极和电阻R6与接地端的公共连接点连接,红色LED指示灯LED2的阴极接地,三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极和电阻R3的公共连接点连接,三极管Q2的发射极接地,三极管Q2的基极经电阻R8与所述驱动电路的控制输出端连接;
其中,三极管Q2为NPN型三极管。
5.根据权利要求1所述电力设备接地检测保护系统,其特征在于:所述电源模块包括电源和电阻R1,电源的正极与电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端经接地装置接地,电源的负极经接地装置接地。
6.根据权利要求5所述电力设备接地检测保护系统,其特征在于:所述电源模块还包括电源电压检测模块,所述电源电压检测模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11和比较器U1;
电阻R9的一端与电源端连接,电阻R9的另一端经电阻R10接地,比较器U1的反相端与电阻R9和电阻R10的公共连接点连接,比较器U1的同相端与电源的正极连接,比较器U1的输出端经电阻R11与通信单元连接。
7.根据权利要求1所述电力设备接地检测保护系统,其特征在于:所述接地检测保护模块好包括复位电路,所述复位电路为手动开关S1,手动开关S1设置与可控硅SCR1和电源端之间。
8.根据权利要求1-5任一所述电力设备接地检测保护系统,其特征在于:所述接地检测保护模块还包括双向瞬态抑制二极管TVS1、双向瞬态抑制二极管TVS2、双向瞬态抑制二极管TVS3;
双向瞬态抑制二极管TVS1与电力设备的接地装置和电阻R4的公共连接点并联;
双向瞬态抑制二极管TVS2与电力设备的接地装置和继电器J1的开关的公共连接点并联;
双向瞬态抑制二极管TVS3的一端与电力设备的接地装置和电阻R1的公共连接点连接,双向瞬态抑制二极管TVS3的另一端接地。
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