CN2898846Y

CN2898846Y - 短路及接地故障指示器

Info

Publication number: CN2898846Y
Application number: CN 200620117804
Authority: CN
Inventors: 赵红羽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2016-05-26

Abstract

本实用新型公开一种用于中高压配电设备上的短路及接地故障指示器，包括安装在各相线的短路故障传感器和套装在三相相线上的接地故障传感器，传感器报警信号经光纤传输到故障指示器主机，经过中央控制单元处理后驱动指示报警部分工作并具备远程通讯控制功能。本实用新型指示器，完全光纤通讯，高低压电气隔离，安全可靠性高；前置式操作仓及可开启面板结构，实现操作仓内电池更换。故障数据通过数据接口读取，通过组合开关设定参数；主机的卡装无需借助工具就能将指示器主机安装牢固。本实用新型提供一种短路及接地故障指示器，以解决现有技术中结构不安全，电池更换不方便，无法设定故障参数，安装复杂等问题。

Description

短路及接地故障指示器

技术领域

本实用新型涉及一种短路及接地故障指示器，特别涉及一种故障指示器主机。

背景技术

电力线路故障指示器是用于检测并辨识用户电力线路是否故障的一种信号指示器。其工作原理为当电力线路出现故障时，由于线路中电气参数突变，在电力线路周围产生磁场及电场的变化，电力线路故障传感器内部的线路板自动检测和判断故障状态，进而输出报警信号传输给故障指示器主机，故障指示器主机接收到报警信号后进行检测运算并作出相应判断，进而驱动指示部分工作，并报警显示红色，从而达到指示故障线路的目的。

中国专利号为：01278550.4，发明名称为：短路及接地故障指示器的实用新型专利公开了一种用于中压或高压配电网络的短路及接地故障指示器。包括安装在各相相线上的短路电源I/V变换器以及处理部和外围三相相线的零序电流I/V变换器以及处理部，短路信号经光缆、接地故障信号经电缆接入CPU处理后输出到显示单元或经远程报警装置向远处控制室报警。虽然该专利可以实现线路短路及接地故障指示，但指示不准确，非完全电气隔离，安全可靠性低，电池更换不方便，无法修改故障参数，安装复杂等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种短路及接地故障指示器，以解决现有技术中指示不准确，非完全电气隔离，安全可靠性低，电池更换不方便，无法修改故障参数，安装复杂等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种短路及接地故障指示器，包括故障指示器主机、短路故障传感器和接地故障传感器；所述故障指示器主机安装在电力设备的指示操作面板上，用于通过光纤接收短路故障传感器、接地故障传感器的报警信号；所述短路故障传感器为安装在各相线的短路故障传感器；所述接地故障传感器为套装在三相相线上的接地故障传感器；该主机包括外壳、卡装机构、操作仓、判断及指示单元；

所述外壳，包括壳体、前盖和后盖；

所述卡装机构，包括卡装扣和引导槽，用于在所述电力设备柜体的指示操作面板上固定安装该故障指示器；

所述操作仓置于壳体前方，包括复位按钮、数据接口、组合开关和电池仓；

所述判断及指示单元，包括电池与外接电源切换单元、远程控制输出单元、故障指示单元、光耦接收单元、复位及测试单元、电池欠压检测及指示单元、报警时间设定单元、数据输出单元、单片机中央控制单元。

所述外壳包括壳体，以及安装在壳体前侧的前盖和安装在壳体后侧的后盖。

所述前盖相对于壳体向外旋开，或者松开前盖紧固旋钮揭开，或者是相对于壳体滑开。

所述卡装机构包括在外壳两侧的引导槽，以及安装在所述引导槽内的卡装扣；

所述引导槽内侧有齿状结构，所述卡装扣上有与引导槽齿状结构配合的齿状结构；

所述卡装扣上的齿状结构与引导槽上的齿装结构互相配合起到制动作用，用于在所述柜体内安装该故障指示器。

所述操作仓，包括复位按钮、数据接口、组合开关和电池仓；

所述复位按钮用于故障指示器进行手动复位及功能测试操作；

所述数据接口用于故障指示器内存储的故障数据进行读取，并对故障指示器内部参数进行整定；

所述组合开关用于故障指示器的自动复位时间、故障判定依据参数进行调整；

所述电池仓用于更换电池。

所述数据接口是串口或USB或Mini USB或红外或无线模块数据接入方式。

所述电池仓包括一个存放电池的仓，一个用于连接电池与线路板的电源插座和防止凝露等不良介质进入的电池仓盖。

所述故障指示器主机与故障传感器之间采用光纤连接，实现高低压电气隔离、杜绝电磁干扰；并采用多路输入光纤集成在一个输入端子的接口方式，简便了光纤的安装。

所述故障指示器具有自动复位、手动复位、远程复位的功能。

所述故障指示器具有现场指示报警、远程报警的功能。

所述单片机中央控制单元是中央控制单元完成整个系统的控制、判断、检测等功能；

所述电池与外接电源切换单元，由整流桥、AS1117、D3、D4、滤波电容组成；外接电源与电池电源自动切换，均可作为故障指示器主机的工作电源；

所述远程控制输出单元，由三极管Q5、二极管D1、继电器RELAY和电阻R1组成；单片机通过Q5的基极控制三极管的导通完成远程报警的输出，输出方式为继电器或可控硅晶体管或电子开关触点的方式；

所述故障指示单元由四个发光二极管组成，通过单片机控制，用于指示发生短路故障的线路及接地故障的发生与否；

所述光耦接收单元由光敏管D5、D6、D7、D8和三极管Q4、Q5、Q6、Q7组成；该单元用于接收故障传感器发出的经光纤传输的光信号；

所述复位及测试单元由远程端口、复位开关和去耦电容C5组成；

所述电池欠压检测及指示单元由R6、R7、D2、LED5组成，该单元用于检测电池的状态；

所述报警时间设定单元由四个调节电阻组成，该单元用于设定报警的持续时间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、可靠性高。

采用全电子式结构设计，无机械动作结构。并实现完全电气隔离，杜绝电磁干扰，有效提高故障指示准确性和可靠性。

2、故障指示准确，安全性高。

本实用新型优选方案完全采用光纤通讯，即短路故障传感器和接地故障传感器都完全采用光纤与短路及接地故障指示器主机连接，使高压区和低压区由绝缘介质光纤隔离，确保操作人员及设备的安全，杜绝电力线路中强电流、高电压对故障指示器的电磁干扰或损害。

3、前置操作仓，操作简便。

本实用新型优选方案采用前置式操作仓设计，无须对电力设备停电，即可对故障指示器进行更换电池、数据通讯、参数设定等操作。

4、更换电池方便。

本实用新型优选方案内置可更换高性能大容量锂电池作为工作电源，并采取前置电池仓的电池更换方式，方便更换电池。

5、内置组合开关。

本实用新型优选方案可以根据需要对故障指示器的自动复位时间、故障判定参数进行设定。

6、内置数据接口。

本实用新型优选方案可通过计算机可对故障指示器内存储的故障数据进行读取，并对故障指示器内部参数进行整定调节等操作。

7、安装方便。

本实用新型优选方案卡装机构，无需借助任何工具即可将故障指示器牢固安装于电力设备柜体的指示操作面板上。

附图说明

图1为本实用新型整体结构图；

图2为本实用新型卡装机构结构图；

图3为本实用新型前盖打开状态结构图；

图4为本实用新型电池仓盖打开状态结构图；

图5为本实用新型电路图。

具体实施方式

本实用新型的目的是提供一种短路及接地故障指示器，以解决现有技术中指示不准确，非完全电气隔离，安全性能低，电池更换不方便，无法修改故障自动复位时间，安装复杂等问题。

参见图1，该图为本实用新型整体结构图。

该短路及接地故障指示器包括外壳3、前盖1、卡装扣4、电池仓5及判断及指示单元。

所述外壳表面可以为光滑平面，也可以为多个筋组成或其他形式，如图2所示3a为外壳表面的筋。

该短路及接地故障指示器前盖1处于闭合状态。

参见图2，该图为本实用新型卡装机构结构图。

卡装扣4可以从引导槽6内向后滑出，其中引导槽内侧有齿状结构，卡装扣上有与引导槽齿状结构配合的齿状结构；卡装扣上的齿状结构与引导槽上的齿装结构配合，无需借助任何工具即可将故障指示器牢固安装于所需安装的电力设备柜体的指示操作面板上。

参见图3，该图为本实用新型一种实施方式前盖打开状态结构图。

图3所述状态，可以看到操作仓，其中包括电池仓盖2、数据接口7、组合开关8、复位按钮9。所述电池仓盖2可以很方便的打开，以便安装电池。内置可更换高性能大容量锂电池作为工作电源，并采取前置电池仓的电池更换方式，方便更换电池。当然本实用新型前盖还可以采用其它的方式与壳体连接，比如插接方式等。

参见图4为电池仓盖打开状态结构图。

图4中5为电池仓，10为电源插座，2为电池仓盖。电池仓5用于放置电池；电源插座10用于电池与线路板之间的连接；电池仓盖2可以有效隔绝盐雾水气进入电池仓内，影响电池寿命。当然电池仓也可以采用其它方式的电池仓盖。

参见图5，该图为本实用新型电路图。

本实用新型短路及接地故障指示器的判断及指示单元。通过光纤接收到来自短路或接地传感器的光信号，进行判断分析，最终给出故障指示。

判断及指示单元主要由八个单元组成，分别为电池及外接电源切换单元F1、远程控制输出单元F2、故障指示单元F3、光耦接收单元F4、复位及测试单元F5、电池欠压检测及指示单元F6、报警时间设定单元F7、数据输出单元F8单片机中央控制单元F9。

电池及外接电源切换单元F1，由整流桥、AS1117、D3、D4、滤波电容组成。当采用外接电源供电方式时，外接交流电源信号，经整流、滤波后输入到AS1117，输出为3.3V，经二极管D4输出到电源总线。同时，电池经二极管D3输出到电源总线。外接电源跟电池电源互相配合完成线路的供电。

远程控制输出单元F2，由三极管Q5、二极管D1、继电器RELAY和电阻R1组成。单片机通过Q5的基极控制三极管的导通完成远程报警的输出。

故障指示单元F3由四个发光二极管组成，通过单片机控制，用以指示发生短路故障的线路及接地故障的发生与否。

光耦接收单元F4由光敏管D5、D6、D7、D8和三极管Q4、Q5、Q6、Q7组成。用以接收来自故障传感器发出，经光纤传输的光信号。

复位及测试单元F5由远程端口、复位开关和去耦电容C5组成。内置复位时间调节开关，方便根据需要调节故障指示器自动复位时间。

内置数据接口，可通过计算机进行故障数据的读取及对故障指示器内部参数进行整定调节等操作。

电池欠压检测及指示单元F6由R6、R7、D2、LED5组成，用以检测电池的状态。

报警时间设定单元F7由四个调节电阻组成，用以设定报警的持续时间。

数据传输单元F8用来跟计算机进行通信，可以将存储在故障指示器内的故障状态等数据通过数据接口传输出去；也可以通过计算机对故障指示器内部参数进行整定。

单片机中央控制单元F9是中央控制单元完成整个系统的控制、判断、检测等功能。

下面结合附图说明本实用新型短路及接地故障指示器具体工作过程：

本实用新型短路及接地故障指示器，用来指示线路中的短路、接地故障。分别有三个短路故障信号输入端和一个接地故障信号输入端。当短路故障发生时，安装在相应线路上的故障传感器感应到线路上的电场及磁场变化，经过判断后发出的报警光信号通过光纤的传输至相应的输入端。四个输入端即四个由光敏管组成的开关电路，能够分别接收各个故障传感器发出的报警光信号并将其转化后送入单片机。单片机响应各对应端口的电平变化中断后，判断出故障线路。单片机控制故障指示单元F3作显示，故障指示单元F3中每个故障指示灯对应着各自的故障线路，同时通过远程控制输出单元F2向远程控制端报警。报警指示的时间由单片机根据报警时间设定单元F7中的设定状态进行模数转换后确定。当达到所设定的故障指示时间后，故障指示器自动复位到检测工作状态，也可以通过复位按钮进行手动复位操作。

本实用新型短路及接地故障指示器具有电池欠压检测及指示功能，当电池电压不足以支持故障指示器正常工作时，电池欠压指示灯将进行指示，以提醒工作人员及时进行更换。同时前置的电池仓设计，无需拆卸已安装的故障指示器，只需打开前盖，开启电池仓盖即可进行更换，整个过程无需借助工具，无须电电设备停电，简单方便。

组合开关的设计，可以方便的根据不同情况的需要，随时调整故障指示器的自动复位时间及故障判定依据等参数。

本实用新型短路及接地故障指示器还具有数据接口，可以通过计算机对存储在故障指示器内的故障数据进行读取，还可以对故障指示器的内部参数进行设定。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种短路及接地故障指示器，其特征在于，包括故障指示器主机、短路故障传感器和接地故障传感器；所述故障指示器主机安装在电力设备的指示操作区，用于通过光纤接收短路故障传感器、接地故障传感器的报警信号；所述短路故障传感器为安装在各相线的短路故障传感器；所述接地故障传感器为套装在三相相线上的接地故障传感器；该故障指示器主机包括外壳、卡装机构、操作仓、判断及指示单元；

所述外壳，包括壳体、前盖和后盖；

所述操作仓，包括复位按钮、数据接口、组合开关和电池仓。

2、根据权利要求1所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述外壳包括壳体，以及安装在壳体前侧的前盖和安装在壳体后侧的后盖；

3、根据权利要求1所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述卡装机构包括在外壳两侧的引导槽，以及安装在所述引导槽内的卡装扣；

4、根据权利要求1所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述操作仓置于壳体前方，该操作仓包括复位按钮、数据接口、组合开关和电池仓；

所述电池仓用于更换电池。

5、根据权利要求1或4所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述数据接口是串口或USB或Mini USB或红外或无线模块数据接入方式。

6、根据权利要求1或2所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述电池仓包括存放电池的仓、用于连接电池与线路板的电源插座以及防止凝露等不良介质进入的电池仓盖。

7、根据权利要求1或2所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述故障指示器主机与故障传感器之间通过光纤连接，采用多路输入光纤集成在一个输入端子的接口方式。

8、根据权利要求1所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述故障指示器具有自动复位、手动复位、远程复位的功能。

9、根据权利要求1所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，所述故障指示器具有现场指示报警、远程报警的功能。

10、根据权利要求1所述的短路及接地故障指示器，其特征在于，

所述判断及指示单元，包括电池与外接电源切换单元(F1)、远程控制输出单元(F2)、故障指示单元(F3)、光耦接收单元(F4)、复位及测试单元(F5)、电池欠压检测及指示单元(F6)、报警时间设定单元(F7)、数据输出单元(F8)单片机中央控制单元(F9)；

所述单片机中央控制单元(F9)是中央控制单元完成整个系统的控制、判断、检测；

所述电池与外接电源切换单元(F1)，由整流桥、AS1117、D3、D4、滤波电容组成；外接电源与电池电源自动切换，作为故障指示器主机的工作电源；

所述远程控制输出单元(F2)，由三极管Q5、二极管D1、继电器RELAY和电阻R1组成；单片机通过三极管Q5的基极控制三极管的导通完成远程报警的输出，输出方式为继电器或可控硅晶体管或电子开关触点的方式；

所述故障指示单元(F3)由四个发光二极管组成，通过单片机控制，用于指示是否发生短路故障或接地故障；

所述光耦接收单元(F4)由光敏管D5、D6、D7、D8和三极管Q4、Q5、Q6、Q7组成；该单元用于接收故障传感器发出的经光纤传输的光信号；

所述复位及测试单元(F5)由远程端口、复位开关和去耦电容C5组成；

所述电池欠压检测及指示单元(F6)由R6、R7、D2、LED5组成，该单元用于检测电池的状态；

所述报警时间设定单元(F7)由四个调节电阻组成，该单元用于设定报警的持续时间。