專利名稱：短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種高壓輸電線路用短路和接地故障指示器的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀，尤其是一種在安裝故障指示器后可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)的測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
目前，在電力系統(tǒng)中，故障指示器已廣泛應(yīng)用于10kV-35kV電壓等級(jí)的短路和接地故障指示。故障指示器在電力線路無故障時(shí)處于睡眠狀態(tài)，只有當(dāng)出現(xiàn)了滿足觸發(fā)條件的故障時(shí)才會(huì)啟動(dòng)裝置給出報(bào)警。正常情況下電力線路出現(xiàn)故障的概率非常低，而一旦出現(xiàn)故障，則要求故障指示器必須能準(zhǔn)確捕獲。但是，目前現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的不同廠家各種型號(hào)的故障指示器普遍沒有現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段，不能在線檢測(cè)故障指示器，容易出現(xiàn)由于故障指示器的失靈而造成誤報(bào)、漏報(bào)故障。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)故障指示器的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，本實(shí)用新型提供一種短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀，該測(cè)試儀能方便地在故障指示器安裝完成后或運(yùn)行中，線路停電的情況下，隨時(shí)檢測(cè)故障指示器，以確定故障指示器工作是否正常。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀由控制模塊、充電電池組、逆變模塊、輸入/輸出模塊連接組成，其中控制模塊驅(qū)動(dòng)充電電池組切入或切出逆變模塊并調(diào)制出頻率為48-120Hz，占空比為1∶1的電壓信號(hào)，輸入/輸出模塊與控制模塊和逆變模塊分別相連接并實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入、電池電量低信號(hào)輸入、電壓信號(hào)輸出、LED指示輸出。
根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)中三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算(GB/T 15544-1995)，圖1，圖2中分別為遠(yuǎn)、近端短路時(shí)的電流波形圖，由圖上可以看出短路電流的頻率仍保持系統(tǒng)頻率，在我國該頻率為50Hz?，F(xiàn)場(chǎng)模擬的最佳信號(hào)應(yīng)為同樣波形的短路電流信號(hào)，但該電流信號(hào)的能量要求高，發(fā)生器尺寸龐大，安全性差，可能對(duì)其他運(yùn)行設(shè)備帶來影響。在故障指示器中，故障電流信號(hào)通過帶空氣間隙的電流互感器(短路傳感器)，在二次側(cè)通過負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，只要能模擬出該電壓信號(hào)即可認(rèn)為故障發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生同樣的輸出。通過分析可知，只要調(diào)制出同比例的圖1，圖2所示電流波形的電壓波形，即只要調(diào)制出100Hz的電壓方波(將短路電流負(fù)半周信號(hào)反相后)，就可以模擬短路電流。
作為一種優(yōu)化方案，它還設(shè)有電池檢測(cè)模塊和控制所述充電電池組的電池管理模塊，其中電池檢測(cè)模塊與控制模塊相連。為節(jié)電，上電后測(cè)試儀進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待輸入/輸出模塊中的鍵盤或電池電量低信號(hào)的喚醒。如果電池檢測(cè)模塊檢測(cè)到電池電量低，則由控制模塊驅(qū)動(dòng)輸入/輸出模塊，將對(duì)應(yīng)LED指示點(diǎn)亮。如果是鍵盤電壓信號(hào)輸出，則控制模塊驅(qū)動(dòng)輸入/輸出模塊將充電電池組切入逆變回路，進(jìn)行電壓信號(hào)調(diào)制，再驅(qū)動(dòng)輸入/輸出模塊將模擬信號(hào)分路輸出，并同時(shí)將對(duì)應(yīng)的LED指示點(diǎn)亮。在提示電量低時(shí)將充電電源接入，通過電池管理模塊對(duì)充電電池組進(jìn)行充電，按照充電電池組的類型選擇充電模式并對(duì)電池組進(jìn)行管理，防止電池過充，在電池組有故障時(shí)給出故障指示要求更換。
為了進(jìn)一步簡化方案，將波形半波整流，轉(zhuǎn)化為頻率為100Hz的波形，并只考慮短路基本穩(wěn)定后的情況，所述的控制模塊驅(qū)動(dòng)充電電池組切入或切出逆變模塊并調(diào)制出幅值為18V，頻率100Hz，占空比為1∶1的電壓信號(hào)。
所述的控制模塊為16F877A單片機(jī)，所述逆變模塊由6個(gè)反向器構(gòu)成的方波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)C-MOS管組成。
所述的充電電池組由3節(jié)6V可充電的免維護(hù)鉛蓄電池串聯(lián)組成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以方便的在故障指示器安裝完成后或運(yùn)行中，線路停電的情況下，判斷故障指示器是否工作正常，以減少由于故障指示器本身故障帶來的誤報(bào)、漏報(bào)線路故障。


圖1遠(yuǎn)端短路時(shí)的電流波形圖；圖2近端短路的電流波形圖；圖3本發(fā)明實(shí)施例的功能框圖；圖4本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)制輸出和電池管理流程圖；在附圖1和附圖2中的I″k為對(duì)稱短路電流初始值；ip為短路電流峰值；Ik為穩(wěn)態(tài)短路電流；iDC為短路電流非周期分量；A為非周期分量iDC的初始值；1、控制模塊，2、逆變模塊，3、充電電池組，4、輸入/輸出模塊，5、電池檢測(cè)模塊，6、電池管理模塊。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖3和4所示，短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀由控制模塊1、充電電池組3、逆變模塊2、輸入/輸出模塊4、電池檢測(cè)模塊5和電池管理模塊6連接組成，其中控制模塊1驅(qū)動(dòng)充電電池組3切入或切出逆變模塊2并調(diào)制出幅值為18V，頻率100Hz，占空比為1∶1的電壓信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入、電池電量低信號(hào)輸入、電壓信號(hào)輸出、LED指示輸出的輸入/輸出模塊4與控制模塊1和逆變模塊2分別相連接。所述的控制模塊1為16F877A單片機(jī)，所述逆變模塊2由6個(gè)反向器構(gòu)成的方波發(fā)生器組成，所述的充電電池組3由3節(jié)6V可充電的免維護(hù)鉛蓄電池組成。
電池管理模塊6中有一50K可調(diào)電阻，設(shè)定電量低報(bào)警的電壓值?？梢赃x擇充電的最高允許電壓值，最大電流值和最大充電時(shí)間；也可以選擇充電模式，實(shí)現(xiàn)快速充電、慢速充電和維護(hù)充電。電池檢測(cè)模塊5可自動(dòng)檢測(cè)電池是否有故障，當(dāng)電池電壓下降到設(shè)定的電量低報(bào)警電壓值時(shí)，比較器動(dòng)作，輸出中斷信號(hào)啟動(dòng)控制模塊，鉛電報(bào)警指示LED亮，要求充電，此時(shí)應(yīng)插入外接電源。電池管理模塊6首先檢測(cè)是否有電池，電池是否正常，如果不正常則故障指示LED亮要求更換電池；電池正常則判斷電池電壓是否降到需要快速充電，如果是則首先快速充電將電池電壓提高再進(jìn)入慢速充電模式，如果否則直接進(jìn)入慢速充電模式。當(dāng)慢速充電將電池電壓充到設(shè)定值則進(jìn)入維護(hù)充電，此時(shí)充電過程結(jié)束隨時(shí)可以正常使用。
檢測(cè)到電壓調(diào)制輸出請(qǐng)求后，首先控制模塊1驅(qū)動(dòng)繼電器先后閉合，將充電電池組3切入，然后按照硬件設(shè)定選擇由組成逆變模塊2的6反向器輸出方波或者由控制模塊1輸出PWM波來驅(qū)動(dòng)C-MOS場(chǎng)效應(yīng)管輸出電壓調(diào)制信號(hào)；其中方波信號(hào)的頻率可以通過可調(diào)電阻來調(diào)整，PWM波的頻率通過控制模塊中的程序來調(diào)整，等待200mS后，分別閉合繼電器，同時(shí)分別點(diǎn)亮相應(yīng)的LED指示，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的短路傳感器，其中合的時(shí)間為200mS，分的時(shí)間也為200mS。輸出完成后驅(qū)動(dòng)繼電器先后分?jǐn)?，將充電電池組切出，進(jìn)入睡眠等待狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀，其特征在于它由控制模塊(1)、充電電池組(3)、逆變模塊(2)、輸入/輸出模塊(4)連接組成，其中控制模塊(1)驅(qū)動(dòng)充電電池組(3)切入或切出逆變模塊(2)并調(diào)制出頻率為48-120Hz，占空比為1∶1的電壓信號(hào)，輸入/輸出模塊(4)與控制模塊(1)和逆變模塊(2)分別相連接并實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入、電池電量低信號(hào)輸入、電壓信號(hào)輸出、LED指示輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀，其特征在于它還設(shè)有電池檢測(cè)模塊(5)和控制所述充電電池組的電池管理模塊(6)，其中電池檢測(cè)模塊(5)與控制模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀，其特征在于所述的控制模塊(1)驅(qū)動(dòng)充電電池組(3)切入或切出逆變模塊(2)并調(diào)制出幅值為18V，頻率100Hz，占空比為1∶1的電壓信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀，其特征在于所述的控制模塊(1)為16F877A單片機(jī)，所述逆變模塊(2)由6個(gè)反向器構(gòu)成的方波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)C-MOS管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀，其特征在于所述的充電電池組(3)由3節(jié)6V可充電的免維護(hù)鉛蓄電池串聯(lián)組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種短路和接地故障指示器電壓型測(cè)試儀，它由控制模塊、充電電池組、逆變模塊、輸入/輸出模塊連接組成，其中控制模塊驅(qū)動(dòng)充電電池組切入或切出逆變模塊并調(diào)制出頻率為48－120Hz，占空比為1∶1的電壓信號(hào)，輸入/輸出模塊與控制模塊和逆變模塊分別相連接并實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入、電池電量低信號(hào)輸入、電壓信號(hào)輸出、LED指示輸出。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以方便的在故障指示器安裝完成后或運(yùn)行中，線路停電的情況下，判斷故障指示器是否工作正常，以減少由于故障指示器本身故障帶來的誤報(bào)、漏報(bào)線路故障。
文檔編號(hào)G01R31/08GK2816827SQ20052006236
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者余凱, 羅建生, 張家明, 鄧灼輝 申請(qǐng)人:余凱, 張家明, 鄧灼輝