CN219758488U - 一种故障检测电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种故障检测电路及装置，包括检测前端、电流检测单元、过流保护自锁单元和检测后端；所述检测前端与电路的带电侧电连接；所述检测前端与所述电流检测单元的输入端电连接，所述电流检测单元用于检测电路的带电侧的电流值；所述电流检测单元与所述过流保护自锁单元的输入端电连接，所述过流保护自锁单元用于进行断电保护；所述电流检测单元的输出端与所述检测后端电连接，所述检测后端与电路的故障侧电连接；本实用新型旨在提供一种故障检测电路及装置，安装快捷，操作简单，能够提供断电保护功能，电路的安全性能高，能够缩短故障处理判断的时间，提高客户的体验，可推广性强，便携性、经济性好。

Description

一种故障检测电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电力检测技术领域，尤其涉及一种故障检测电路及装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，城市化发展进程的加快，人们的生活水平也实现了提升，用电量在不断加大，而且针对电力资源整体质量和数量的要求也逐步提高。供电计量部门在面临着装表业务量大增的同时，也面临着客户侧电能表故障工作量增加的问题，目前，对于电能表发生故障后，故障排查工作显得繁琐和困难，传统的故障测试和排查，排查困难，排查过程中瞬间短路没有专门的测试主机，存在较大的安全隐患，处理效率低，不能现场第一时间读取电能表数据进行故障鉴定和判断，客户反馈处理故障时间过长影响用户用电，容易造成客户和供电部门的矛盾激化。

现有的电能表表后故障处理工作中，如果现场不具备读取相故障电流故障点的设备，而故障排查时需要逐相查找故障点，三相故障会导致无法送电的问题，因此没法观察测试相短路电流的大小，无法获得需要的数据，现场判断故障较为困难，给工作人员带来不便。

目前的故障检测存在多个缺点：三相某相故障引起短路电流过大，无法测试数值，人员操作存在较大的安全隐患；故障判断效率较低，故障处理时间过长，人机工效低；客户诉求的处理时过长，无法现场一次判断问题，易造成用户投诉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种故障检测电路及装置，安装快捷，操作简单，能够提供断电保护功能，电路的安全性能高，能够缩短故障处理判断的时间，提高客户的体验，可推广性强，便携性、经济性好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种故障检测电路，包括检测前端、电流检测单元、过流保护自锁单元和检测后端；

所述检测前端与电路的带电侧电连接；所述检测前端与所述电流检测单元的输入端电连接，所述电流检测单元用于检测电路的带电侧的电流值；

所述电流检测单元与所述过流保护自锁单元的输入端电连接，所述过流保护自锁单元用于进行断电保护；

所述电流检测单元的输出端与所述检测后端电连接，所述检测后端与电路的故障侧电连接。

优选的，所述电流检测单元包括三相电流互感器和电流表，所述三相电流互感器的三相输入端与所述检测前端电连接，所述三相电流互感器的三相输出端的其中两相与所述电流表电连接。

优选的，所述过流保护自锁单元包括交流接触器、电机保护器、过流保护电路、合闸开关和分闸开关；所述交流接触器的三相输入主触点与所述三相电流互感器的三相输出端电连接，所述交流接触器的三相输出主触点与所述电机保护器的三相输入端电连接，所述电机保护器的三相输出端与所述检测后端电连接；所述电机保护器的95接点与所述分闸开关电连接，所述分闸开关与所述交流接触器的三相输出主触点的其中一个输出主触点电连接，所述交流接触器的一个辅助常开触点与所述合闸开关电连接，所述合闸开关与所述电机保护器的96接点电连接，所述电机保护器的96接点与所述交流接触器的另一个辅助常开触点电连接；所述过流保护电路的正极输入端与所述电机保护器的95接点电连接，所述过流保护电路的负极输入端与所述电机保护器的96接点电连接。

优选的，所述过流保护电路包括编程控制芯片、逻辑运算芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R10、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C9、可调电阻R、可变电阻器CW2、电位器W和开关二极管WD；

所述编程控制芯片与所述逻辑运算芯片电连接，所述逻辑运算芯片的第1引脚与所述电容C1的一端以及所述电阻R2的一端电连接，所述电容C1的另一端和所述逻辑运算芯片的第2引脚电连接，所述电阻R2的另一端与所述逻辑运算芯片的第21引脚电连接；所述逻辑运算芯片的第22引脚与所述可调电阻R的一端电连接，所述可调电阻R的另一端与所述逻辑运算芯片的第24引脚电连接，所述可调电阻R的调节端与电阻R10的一端电连接，所述电阻R10的另一端与所述逻辑运算芯片的第19引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第26引脚与所述电阻R6的一端以及开关二极管WD的一端电连接，所述开关二极管WD的另一端与所述电阻R1的一端电连接，所述电阻R1的另一端与所述电位器W的一端电连接，所述电位器W的另一端与所述电阻R6的一端以及所述逻辑运算芯片的第27引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第28引脚与所述电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端与所述逻辑运算芯片的第29引脚以及所述电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端与所述电机保护器的96接点以及所述电容C9的一端电连接；所述电容C9的另一端与所述电机保护器的95接点以及所述电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与所述可变电阻器CW2的一端电连接，所述可变电阻器CW2的另一端与所述逻辑运算芯片的第38引脚以及所述电阻R10的一端电连接；

所述逻辑运算芯片的第30引脚与所述电阻R6的一端电连接，所述电阻R6的另一端与所述逻辑运算芯片的第36引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第31引脚与所述电容C4的一端电连接，所述电容C4的另一端与所述逻辑运算芯片的第32引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第33引脚与所述电容C2的一端以及所述电阻R10的一端电连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R10的一端电连接；所述逻辑运算芯片的第37引脚与所述电阻R10的一端电连接；

所述逻辑运算芯片的第25引脚以及所述逻辑运算芯片的第40引脚与所述电阻R9的一端电连接，所述电阻R9的另一端与所述电阻R10的一端电连接。

优选的，所述检测前端和所述电流检测单元之间的电路设置有三相空气开关。

优选的，所述检测后端并联有三个指示灯。

一种采用上述故障检测电路的故障检测装置，包括盒体、输入端、三相指示灯、三相总开关、分闸按钮、合闸按钮和输出端；

所述输入端与所述检测前端电连接，所述输出端与所述检测后端电连接，所述输入端和所述输出端设置在所述盒体的侧壁，所述三相指示灯、所述三相总开关、所述分闸按钮和所述合闸按钮设置在所述盒体的上表面，所述分闸按钮与所述过流保护自锁单元的分闸开关电连接，所述合闸按钮与所述过流保护自锁单元的合闸开关电连接，所述电流检测单元的电流表的显示端面位于所述盒体的上表面；所述三相总开关与所述过流保护自锁单元的三相空气开关电连接。

本实用新型的一个技术方案的有益效果：电路的连接方式简单，操作简单；提供断电保护功能，电路的安全性能高，同时能够减小电路设计结构，具有体积小，重量轻，便于携带等优点；通过故障检测电路进行故障处理，能够将单次电能表故障判断所需时间缩短至1分钟，缩短了客户诉求的处理时长，降低了客户投诉的可能性从而提升了客户满意度；电路的工效提升，与传统操作相比，大大提高现场作业效率，安全系数高；可推广性强，便携性、经济性好。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例电路的连接示意图；

图2是本实用新型一个实施例过流保护电路的连接示意图；

图3是本实用新型一个实施例装置的结构示意图。

其中：检测前端1、电流检测单元2、三相电流互感器21、电流表22；

过流保护自锁单元3、交流接触器31、电机保护器32、过流保护电路33、编程控制芯片331、逻辑运算芯片332、合闸开关34、分闸开关35；检测后端4；三相空气开关5；

盒体6、三相指示灯7、三相总开关8、分闸按钮9、合闸按钮10。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参阅图1至图3所示，一种故障检测电路，包括检测前端1、电流检测单元2、过流保护自锁单元3和检测后端4；

所述检测前端1与电路的带电侧电连接；所述检测前端1与所述电流检测单元2的输入端电连接，所述电流检测单元2用于检测电路的带电侧的电流值；

所述电流检测单元2与所述过流保护自锁单元3的输入端电连接，所述过流保护自锁单元3用于进行断电保护；

所述电流检测单元2的输出端与所述检测后端4电连接，所述检测后端4与电路的故障侧电连接。

本实用新型在工作时，只需要将检测前端1与电路的带电侧连接，检测后端4与电路的故障侧连接，即可完成检测电路的连接，连接方式简单，操作简单；通过电流检测单元2检测电路的带电侧的电流值，同时过流保护自锁单元3提供断电保护，安全性能高，同时能够减小电路设计结构，具有体积小，重量轻，便于携带等优点；通过故障检测电路进行故障处理，能够将单次电能表故障判断所需时间缩短至1分钟，缩短了客户诉求的处理时长，降低了客户投诉的可能性从而提升了客户满意度；电路的工效提升，与传统操作相比，大大提高现场作业效率，安全系数高；可推广性强、便携、经济性好。

优选的，所述电流检测单元2包括三相电流互感器21和电流表22，所述三相电流互感器21的三相输入端与所述检测前端1电连接，所述三相电流互感器21的三相输出端的其中两相与所述电流表22电连接。

检测前端连接表后三相或者三相四线，电压匹配AC0.4kV电压，电流表22启动电压为100V-400V供电，使控制电路满足AC400V供电，满足电路的工作和控制需求。

具体地，所述过流保护自锁单元3包括交流接触器31、电机保护器32、过流保护电路33、合闸开关34和分闸开关35；所述交流接触器31的三相输入主触点与所述三相电流互感器21的三相输出端电连接，所述交流接触器31的三相输出主触点与所述电机保护器32的三相输入端电连接，所述电机保护器32的三相输出端与所述检测后端4电连接；所述电机保护器32的95接点与所述分闸开关35电连接，所述分闸开关35与所述交流接触器31的三相输出主触点的其中一个输出主触点电连接，所述交流接触器31的一个辅助常开触点与所述合闸开关34电连接，所述合闸开关34与所述电机保护器32的96接点电连接，所述电机保护器32的96接点与所述交流接触器31的另一个辅助常开触点电连接；所述过流保护电路33的正极输入端与所述电机保护器32的95接点电连接，所述过流保护电路33的负极输入端与所述电机保护器32的96接点电连接。

采用过流保护自锁单元3实现过流保护自锁控制，交流接触器31的动作线圈通过电流表22表后的三相线路中，取其中两相作为供电，其中线圈连接一相，线圈另一端并联交流接触器的常开触点，与合闸开关串联后，连接电机保护器的96接点，并经过电机保护器的95接点串联至分闸开关，最后接通至另一相构成回路。其中电机保护器的96触点引出另一线路至交流接触器的常开触点另一端。交流接触器使用AC400V供电，闭合回路后接触器动作，接通故障线路和表后供电，实现线路故障诊断；合闸开关34使用常开触点，分闸开关35使用常闭触点。所述电机保护器的95/96接点为常闭触点，电机保护器内部固态触点动作，分开线路，切断交流接触器；电机保护器经过流整定，引起95/96接点动作，改变接触模式。

优选的，所述过流保护电路33包括编程控制芯片331、逻辑运算芯片332、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R10、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C9、可调电阻R、可变电阻器CW2、电位器W和开关二极管WD；

所述编程控制芯片331与所述逻辑运算芯片332电连接，所述逻辑运算芯片332的第1引脚与所述电容C1的一端以及所述电阻R2的一端电连接，所述电容C1的另一端和所述逻辑运算芯片332的第2引脚电连接，所述电阻R2的另一端与所述逻辑运算芯片332的第21引脚电连接；所述逻辑运算芯片332的第22引脚与所述可调电阻R的一端电连接，所述可调电阻R的另一端与所述逻辑运算芯片332的第24引脚电连接，所述可调电阻R的调节端与电阻R10的一端电连接，所述电阻R10的另一端与所述逻辑运算芯片332的第19引脚电连接；

所述逻辑运算芯片332的第26引脚与所述电阻R5的一端以及开关二极管WD的一端电连接，所述开关二极管WD的另一端与所述电阻R1的一端电连接，所述电阻R1的另一端与所述电位器W的一端电连接，所述电位器W的另一端与所述电阻R5的另一端以及所述逻辑运算芯片332的第27引脚电连接；

所述逻辑运算芯片332的第28引脚与所述电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端与所述逻辑运算芯片332的第29引脚以及所述电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端与所述电机保护器32的96接点以及所述电容C9的一端电连接；所述电容C9的另一端与所述电机保护器32的95接点以及所述电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与所述可变电阻器CW2的一端电连接，所述可变电阻器CW2的另一端与所述逻辑运算芯片332的第38引脚以及所述电阻R10的一端电连接；

所述逻辑运算芯片332的第30引脚与所述电阻R6的一端电连接，所述电阻R6的另一端与所述逻辑运算芯片332的第36引脚电连接；

所述逻辑运算芯片332的第31引脚与所述电容C4的一端电连接，所述电容C4的另一端与所述逻辑运算芯片332的第32引脚电连接；

所述逻辑运算芯片332的第33引脚与所述电容C2的一端以及所述电阻R10的一端电连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R10的一端电连接；所述逻辑运算芯片332的第37引脚与所述电阻R10的一端电连接；

所述逻辑运算芯片332的第25引脚以及所述逻辑运算芯片332的第40引脚与所述电阻R9的一端电连接，所述电阻R9的另一端与所述电阻R10的一端电连接。

过流保护电路33采用可编程芯片配合电机保护器实现整定，起到保护主电路，并将信号反馈给指示灯的作用。

过流保护电路33集成两款芯片及其他电子元件，两款芯片为SST编程控制芯片和逻辑运算芯片，逻辑运算芯片为40针脚的四位半芯片，能够实现数据采集，模数转换功能，将采集数据进行运算处理，电路图中IN为交流信号经整流后进入数据采集端，经过滤波储能，把电信号输入，经过电容电阻二极管组成的组合电路输送到逻辑运算芯片，逻辑运算芯片经过针脚5、针脚10和针脚15将运算信号输送给编程控制芯片，设计人员通过调试将最终确定参数输送到可编程控制芯片，封存程序后，实现逻辑运算芯片的正常运行，与以往传统闭环控制系统不同，通过此款逻辑运算芯片，可以将可控保护电路与传统闭环控制系统相结合，摒弃传统过流保护带来的不安全性。芯片内通过模数转换，将模拟信号转换为数字信号，运算单元会对数字信号分析运算，实现精准的采样和保护。

选择高精度的保护诊断配件，集成保护诊断电路，实现故障定相和电流检测，在现场就可以接电能表后方，并读取供电后各相电流数据，作业人员在一分钟之内就可以完成电能表故障检测，通过保护和测试电流数据，能够大大的缩短工作时长，提高工作效率。

具体地，所述检测前端1和所述电流检测单元2之间的电路设置有三相空气开关5。

选用三相空气开关允许最大电流为100A，具有隔断能力强，耐压AC1000V无放电击穿，内部使用圆面接触触点，接触面大，过流能力强。

优选的，所述检测后端4并联有三个指示灯。

指示灯用于显示故障相的故障指示；所述故障指示是由三色黄绿红指示灯构成，指示灯供电由三相表后电源供电，与过流保护电路33相连，经过逻辑分析指示线路故障，满足线路故障指示，起到过流故障筛选的作用。

一种故障检测装置，包括盒体6、输入端、三相指示灯7、三相总开关8、分闸按钮9、合闸按钮10和输出端；

所述输入端与所述检测前端1电连接，所述输出端与所述检测后端4电连接，所述输入端和所述输出端设置在所述盒体6的侧壁，所述三相指示灯7、所述三相总开关8、所述分闸按钮9和所述合闸按钮10设置在所述盒体6的上表面，所述分闸按钮9与所述过流保护自锁单元3的分闸开关电连接，所述合闸按钮10与所述过流保护自锁单元3的合闸开关电连接，所述电流检测单元2的电流表的显示端面位于所述盒体6的上表面；所述三相总开关8与所述过流保护自锁单元3的三相空气开关电连接。

本实用新型具有接线简单，输入端和输出端的配线两端采用香蕉插头并配有鳄鱼线夹，能够适配各种接线口；本装置整体结构具有体积小，重量轻，仅350*220*150mm，重量仅2kg，便于携带；直接接线表后，适配取电方便可靠，不用外接电源；自带三相空气开关和电机保护器，能够提高装置的安全性能；数显读数三相电流，三相指示灯可用于直观地显示故障，从而判断检测后端的故障相，定相时间短，动作时间在1分钟内完成。

本装置具有接线简单，操作简单，能够实现一键启动；体积小，重量轻，便于携带；表后取电的方式方便可靠；三相空气开关和电机保护器能够提高电路的安全性能；制作成本低；可复制，推广性强；人机工效高。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种故障检测电路，其特征在于，包括检测前端、电流检测单元、过流保护自锁单元和检测后端；

所述检测前端与电路的带电侧电连接；所述检测前端与所述电流检测单元的输入端电连接，所述电流检测单元用于检测电路的带电侧的电流值；

所述电流检测单元与所述过流保护自锁单元的输入端电连接，所述过流保护自锁单元用于进行断电保护；

所述电流检测单元的输出端与所述检测后端电连接，所述检测后端与电路的故障侧电连接。

2.根据权利要求1所述的一种故障检测电路，其特征在于，所述电流检测单元包括三相电流互感器和电流表，所述三相电流互感器的三相输入端与所述检测前端电连接，所述三相电流互感器的三相输出端的其中两相与所述电流表电连接。

3.根据权利要求2所述的一种故障检测电路，其特征在于，所述过流保护自锁单元包括交流接触器、电机保护器、过流保护电路、合闸开关和分闸开关；所述交流接触器的三相输入主触点与所述三相电流互感器的三相输出端电连接，所述交流接触器的三相输出主触点与所述电机保护器的三相输入端电连接，所述电机保护器的三相输出端与所述检测后端电连接；所述电机保护器的95接点与所述分闸开关电连接，所述分闸开关与所述交流接触器的三相输出主触点的其中一个输出主触点电连接，所述交流接触器的一个辅助常开触点与所述合闸开关电连接，所述合闸开关与所述电机保护器的96接点电连接，所述电机保护器的96接点与所述交流接触器的另一个辅助常开触点电连接；所述过流保护电路的正极输入端与所述电机保护器的95接点电连接，所述过流保护电路的负极输入端与所述电机保护器的96接点电连接。

4.根据权利要求3所述的一种故障检测电路，其特征在于，所述过流保护电路包括编程控制芯片、逻辑运算芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R10、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C9、可调电阻R、可变电阻器CW2、电位器W和开关二极管WD；

所述编程控制芯片与所述逻辑运算芯片电连接，所述逻辑运算芯片的第1引脚与所述电容C1的一端以及所述电阻R2的一端电连接，所述电容C1的另一端和所述逻辑运算芯片的第2引脚电连接，所述电阻R2的另一端与所述逻辑运算芯片的第21引脚电连接；所述逻辑运算芯片的第22引脚与所述可调电阻R的一端电连接，所述可调电阻R的另一端与所述逻辑运算芯片的第24引脚电连接，所述可调电阻R的调节端与电阻R10的一端电连接，所述电阻R10的另一端与所述逻辑运算芯片的第19引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第26引脚与所述电阻R6的一端以及开关二极管WD的一端电连接，所述开关二极管WD的另一端与所述电阻R1的一端电连接，所述电阻R1的另一端与所述电位器W的一端电连接，所述电位器W的另一端与所述电阻R6的一端以及所述逻辑运算芯片的第27引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第28引脚与所述电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端与所述逻辑运算芯片的第29引脚以及所述电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端与所述电机保护器的96接点以及所述电容C9的一端电连接；所述电容C9的另一端与所述电机保护器的95接点以及所述电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与所述可变电阻器CW2的一端电连接，所述可变电阻器CW2的另一端与所述逻辑运算芯片的第38引脚以及所述电阻R10的一端电连接；

所述逻辑运算芯片的第30引脚与所述电阻R6的一端电连接，所述电阻R6的另一端与所述逻辑运算芯片的第36引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第31引脚与所述电容C4的一端电连接，所述电容C4的另一端与所述逻辑运算芯片的第32引脚电连接；

所述逻辑运算芯片的第33引脚与所述电容C2的一端以及所述电阻R10的一端电连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R10的一端电连接；所述逻辑运算芯片的第37引脚与所述电阻R10的一端电连接；

所述逻辑运算芯片的第25引脚以及所述逻辑运算芯片的第40引脚与所述电阻R9的一端电连接，所述电阻R9的另一端与所述电阻R10的一端电连接。

5.根据权利要求1所述的一种故障检测电路，其特征在于，所述检测前端和所述电流检测单元之间的电路设置有三相空气开关。

6.根据权利要求1所述的一种故障检测电路，其特征在于，所述检测后端并联有三个指示灯。

7.一种采用上述权利要求1至5任意一项的故障检测电路的故障检测装置，其特征在于，包括盒体、输入端、三相指示灯、三相总开关、分闸按钮、合闸按钮和输出端；

所述输入端与所述检测前端电连接，所述输出端与所述检测后端电连接，所述输入端和所述输出端设置在所述盒体的侧壁，所述三相指示灯、所述三相总开关、所述分闸按钮和所述合闸按钮设置在所述盒体的上表面，所述分闸按钮与所述过流保护自锁单元的分闸开关电连接，所述合闸按钮与所述过流保护自锁单元的合闸开关电连接，所述电流检测单元的电流表的显示端面位于所述盒体的上表面；所述三相总开关与所述过流保护自锁单元的三相空气开关电连接。