[实用新型]一种带方向故障指示器

说明书

（一）技术领域：

本实用新型涉及配电网输电线路故障检测领域，尤其是一种带方向故障指示器。

（二）背景技术：

在配电网系统中，线路分支多、运行情况复杂，发生短路、接地故障时，故障区段（位置）难以确定，给检修工作带来不小的困难，尤其是偏远地区，查找起来更是费时费力。

目前的架空线故障指示器国内的产品是无法探测到小电流接地系统的故障的，因为在小电流接地系统中出现对地故障时候需要运行2个小时，而国内采用电流型判断的方式是无法探测到故障的。因此对于此类接地故障的探测目前国内没有类似技术，国内对于此类故障的探测时空白，出现故障的时候无法实现快速准确的定位。

（三）实用新型内容：

本实用新型的目的在于设计一种带方向故障指示器，它可以克服现有技术的不足，是一种电路结构简单、故障类型及区域判断准确的带方向故障指示器。

本实用新型的技术方案：一种带方向故障指示器，其特征在于它包括信号采集处理单元、电源检测与控制单元、主控单元、报警输出控制单元及人机操作单元；其中，所述主控单元的输入端分别连接采集处理单元、电源检测与控制单元以及报警输出控制单元的输出端，主控单元还与人机操作单元呈双向连接。

所述信号采集处理单元是由水平磁场检测单元、竖直磁场检测单元和中性电场检测单元构成。

所述电源检测与控制单元是由电池供电管理模块和太阳板供电管理模块组成；所述电池供电管理模块是锂电池或外接直流电源。

所述太阳板为10W太阳板供电，输入主控单元5V；所述外接直流电源是DC12V电源；所述锂电池是相互串联的3节3.6V锂电池。

所述主控单元是单片机。

所述报警输出控制单元是磁保持继电器。

所述人机操作单元是由液晶显示屏、LED显示器、故障计数器和键盘构成；所述液晶显示屏、LED显示器和故障计数器的输入端连接主控单元的输出端；所述键盘的输出端连接主控单元的输入端。

本实用新型的工作原理：（1）信号采集处理单元中，三相合成的磁场中，水平磁场信号比较强，水平磁场采用特殊的材料和结构进行绕制加工，当三相合成的电流磁场中的采集的信号转换成了电流信号，经过信号单元的调节之后转换成为电压信号，完成水平磁场检测单元的信号检测；三相合成的磁场中，在远离导线地方磁场信号比较强，竖直磁场采用特殊的材料和结构进行绕制加工，其中和水平磁场采用的材料相当，当三相合成的电流磁场中的采集的信号转换成了电流信号，经过信号单元的调节之后转换成为电压信号，完成竖直磁场检测单元的信号检测；对于采集单元部分采用了判断三相的零序电压的方法进行故障信号的判断。电场的采集采用极板电容的方式进行采集工作。具体原理是，三相合成的零序电场对大地有一个基本恒定的电场。在两个极板之间便感应出相应的电压，通过探测电压的大小便可以对应外部的零序电场的探测；线路上面采用两个极板之间采用采样电容作为电压的采集信号，将电压进行信号的调制处理之后，进行采集和处理便得到了外部三相线路的零序电压的数据，最后完成中性电场检测单元的信号检测；（2）控制单元主要完成报警输出的控制，系统具备对外的输出功能，可以和SCADA软件配合输出，同时具备连接外部的信号，控制单元采用了磁保持继电器进行控制，由于磁保持继电器的启动电流较大，但是一旦启动之后，继电器便保持原来的状态，这样可以不再供电，做到低功耗；（3）电源检测与控制单元是为了使系统的供电管理分成采用太阳板供电、采用锂电池供电或者采用外接的DC12V供电，都有相应的电路进行管理控制。其中系统内部采用的如下的分电源装置：1）单片部分采用3.0VDC的供电，该供电用作给单片供电、AD供电、启动和关闭磁保持继电器；2）水平磁场、垂直磁场和电场的信号的处理、放大、滤波部分的供电采用+3V/-2V的供电方式，其中+3V的供电，而-2V来自通过采用单片机进行脉冲调节出的电压；（4）人机操作单元主要完成人机交互的工作，包括参数设置，可通过外部按键的操作设置参数，通过液晶进行数据的显示，参数设置包括相间故障检测阀值、两相接地故障检测阀值、闪烁的最大持续时间等；自适应功能强，采用自适应器件，由显示屏显示状态；对故障类别识别并显示，单相接地故障可通过绿色或红色的闪烁识别，闪烁的颜色取决于设备的方位和故障位置；多相故障可通过绿色/红色交替闪烁来识别这类故障；并且，只有故障上游的设备检测到故障，并闪烁；故障计数用于记录下所有类型的故障次数。