架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，屬于電力系統(tǒng)故障檢測(cè)領(lǐng)域。其特征在于：包括模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、時(shí)間信號(hào)輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊、通訊接口模塊以及中央處理單元；模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次相連；數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊以及時(shí)間信號(hào)輸入模塊與中央處理單元相連。中央處理單元同時(shí)與啟動(dòng)回路模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊和通信接口模塊互連。通過(guò)本實(shí)用新型能夠快速準(zhǔn)確的確定故障點(diǎn)，確保直流融冰工作順利進(jìn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，屬于電力系統(tǒng)故障檢測(cè)領(lǐng)域。具體涉及一種精確快速對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在近幾年冰雪災(zāi)害中，南方大部輸電線(xiàn)路遭受了巨大的損失。為有力抗擊冰雪災(zāi)害對(duì)輸電線(xiàn)路的惡劣影響，電網(wǎng)公司在線(xiàn)路上加裝了直流融冰系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)冰雪天氣的影響，但在對(duì)地線(xiàn)的直流融冰過(guò)程中，由于地線(xiàn)的絕緣是后期制作的，因此在融冰過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，甚至?xí)嬖诮饘傩远探蝇F(xiàn)象，影響了直流融冰工作的進(jìn)行，限制了直流融冰系統(tǒng)功能的發(fā)揮。
[0003]在發(fā)生此類(lèi)故障時(shí)，如果能快速測(cè)定故障距離，對(duì)故障進(jìn)行定點(diǎn)，就能夠及時(shí)修復(fù)故障，保證融冰工作的順利進(jìn)行。因此尋找一種在故障發(fā)生時(shí)可以快速準(zhǔn)確的確定故障點(diǎn)，以保證直流融冰工作的正常進(jìn)行的故障探測(cè)儀變得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠快速準(zhǔn)確的確定故障點(diǎn)，確保直流融冰工作順利進(jìn)行的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，其特征在于:包括模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、時(shí)間信號(hào)輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊、通訊接口模塊以及中央處理單元；模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次相連；數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊以及時(shí)間信號(hào)輸入模塊與中央處理單元相連，中央處理單元同時(shí)與啟動(dòng)回路模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊和通信接口模塊互連。
[0006]所述的AD轉(zhuǎn)換模塊、中央處理單元、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊和通信接口模塊為集成芯片Ul。
[0007]所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括型號(hào)為27256的集成芯片U7和型號(hào)為62256的集成芯片U8，集成芯片Ul的32腳?25腳同時(shí)與集成芯片U7?U8的11腳?13腳、15腳?19腳相連，集成芯片Ul的24腳?18腳同時(shí)與集成芯片U7的25腳、24腳、21腳、23腳、2腳、26腳和27腳相連，集成芯片Ul的24腳?18腳同時(shí)與集成芯片U8的25腳、24腳、21腳、23腳、2腳、26腳相連，集成芯片U7?U8的22腳同時(shí)與集成芯片Ul的33腳相連；集成芯片U7的20腳與集成芯片Ul的17腳相連，集成芯片U7的I腳接電源+5V ;集成芯片U8的20腳與集成芯片U3的6腳相連，集成芯片U8的27腳與集成芯片Ul的14腳和集成芯片U4的9腳?10腳相連。
[0008]所述的啟動(dòng)回路模塊包括型號(hào)為74HCT139的集成芯片U3，集成芯片U3的I腳接地，7腳與集成芯片U4的I腳和2腳相連，集成芯片U4的3腳與13腳相連，集成芯片U4的12腳與8腳相連，集成芯片U4的11腳同時(shí)與4腳飛腳相連，6腳與集成芯片U2的11腳相連，集成芯片U4的9腳和10腳與集成芯片Ul的14腳相連。
[0009]所述的模擬信號(hào)輸入模塊包括型號(hào)為L(zhǎng)F398的集成芯片U12、型號(hào)為74LS04的集成芯片Ul1、電容C4~C6、電阻R5~R7和電位器RP2，電源+15V分別連接電位器RP2的一端和集成芯片U12的I腳，電位器RP2的調(diào)節(jié)端連接集成芯片U12的2腳，電位器RP2的另一端串聯(lián)電阻R7后接GND端，模擬信號(hào)輸入端依次串聯(lián)電阻R5~R6后與集成芯片U12的3腳相連，集成芯片U12的6腳串聯(lián)電容C6后接GND端，8腳連接反相器Ull的輸出端，7腳接GND端，5腳為輸出端與集成芯片U9的輸入端相連。
[0010]所述的集成芯片Ul為單片機(jī)，其型號(hào)為8098。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果是:多個(gè)模擬信號(hào)輸入模塊輸出地模擬信號(hào)被送至集成芯片U9，當(dāng)集成芯片U3檢測(cè)到模擬信號(hào)輸入模塊輸入信號(hào)滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定啟動(dòng)條件或收到中央處理單元指令時(shí)，集成芯片U3開(kāi)始工作，故障信號(hào)被送至集成芯片Ul內(nèi)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成之后由集成芯片Ul進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。中央處理單元通過(guò)通信接口模塊將處理后的數(shù)據(jù)送到后臺(tái)(計(jì)算機(jī))進(jìn)行人工輔助處理，以獲取故障位置。開(kāi)關(guān)量輸出模塊用于裝置啟動(dòng)與自檢異常報(bào)警；人機(jī)接口模塊產(chǎn)生裝置運(yùn)行狀態(tài)指示信號(hào)，包括啟動(dòng)(觸發(fā))指示、時(shí)間同步信號(hào)正常指示、裝置異常指示、通信指示。本實(shí)用新型的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀能夠快速準(zhǔn)確的確定故障點(diǎn)，確保直流融冰工作順利進(jìn)行，從而保障了輸電線(xiàn)路的正常工作。同時(shí)具有工作穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀原理方框圖。
[0013]圖2為架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀電路原理圖。
[0014]圖3為架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀模擬信號(hào)輸入模塊電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1~3是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1~3對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀包括:模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、時(shí)間信號(hào)輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊、通訊接口模塊以及中央處理單元。模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次相連；數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊以及時(shí)間信號(hào)輸入模塊與中央處理單元相連。中央處理單元同時(shí)與啟動(dòng)回路模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人 機(jī)接口模塊和通信接口模塊互連。
[0017]當(dāng)啟動(dòng)回路模塊檢測(cè)到模擬信號(hào)輸入模塊輸入信號(hào)滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定啟動(dòng)條件或收到中央處理單元指令時(shí)(中央處理單元接收到開(kāi)關(guān)量輸入回路信號(hào))，則啟動(dòng)回路模塊開(kāi)始工作，故障信號(hào)被送至AD轉(zhuǎn)換模塊，在A(yíng)D轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(此時(shí)采樣頻率大于1MHz)，轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字信號(hào)繼續(xù)送至數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。此過(guò)程中，中央處理單元接收時(shí)間信號(hào)輸入模塊產(chǎn)生輸入的精度達(dá)1μ s級(jí)的時(shí)間信號(hào)，以精確標(biāo)定觸發(fā)時(shí)刻，并給數(shù)據(jù)信息打上時(shí)標(biāo)。數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)中央處理單元送至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行儲(chǔ)存，存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)可由中央處理單元進(jìn)行讀取、處理，并將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。中央處理單元通過(guò)通信接口模塊將處理后的數(shù)據(jù)送到后臺(tái)(計(jì)算機(jī))進(jìn)行人工輔助處理，以獲取故障位置。開(kāi)關(guān)量輸出模塊用于裝置啟動(dòng)與自檢異常報(bào)警；人機(jī)接口模塊產(chǎn)生裝置運(yùn)行狀態(tài)指示信號(hào)，包括啟動(dòng)(觸發(fā))指示、時(shí)間同步信號(hào)正常指示、裝置異常指示、通信指示等。
[0018]如圖2所示，集成芯片Ul的32腳?25腳同時(shí)與集成芯片U7?U8的11腳?13腳、15腳?19腳相連。集成芯片Ul的24腳?18腳同時(shí)與集成芯片U7的25腳、24腳、21腳、23腳、2腳、26腳和27腳相連。集成芯片Ul的24腳?18腳同時(shí)與集成芯片U8的25腳、24腳、21腳、23腳、2腳、26腳相連。集成芯片U7?U8的22腳同時(shí)與集成芯片Ul的33腳相連。集成芯片U7的20腳與集成芯片Ul的17腳相連，集成芯片U7的I腳接電源+5V。集成芯片U8的20腳與集成芯片U3的6腳相連，集成芯片U8的27腳與集成芯片Ul的14腳和集成芯片U4的9腳?10腳相連。集成芯片U7?U8的10腳?3腳同時(shí)與集成芯片U6的2腳、5腳、6腳、9腳、12腳、15腳、16腳和19腳相連。集成芯片Ul的32腳?25腳同時(shí)與集成芯片U6和集成芯片U2的3腳腳、7腳腳、13腳?14腳、17腳?18腳相連。集成芯片U6的I腳接地，11腳與集成芯片Ul的34腳相連。集成芯片U6的型號(hào)為74HCT373。
[0019]集成芯片Ul的3腳腳接地，5腳與集成芯片U9的18腳相連，6腳與接線(xiàn)端子Jl的12腳相連，48腳與接線(xiàn)端子Jl的8腳相連。接線(xiàn)端子Ul的2腳與三極管Ql的基極相連，三極管Ql的發(fā)射極與接線(xiàn)端子Jl的4腳相連，三極管Ql的集電極接地。集成芯片Ul的I腳與接線(xiàn)端子Jl的3腳相連，集成芯片Ul的47腳、11腳、39腳和37腳接地，集成芯片Ul的38腳和46腳接電源+5V。集成芯片Ul的35腳和36腳之間并聯(lián)晶振Y1，同時(shí)分別并聯(lián)電容C2?C1的一端，電容C2?C1的另一端接地。
[0020]集成芯片U5的電源轉(zhuǎn)換芯片，其I腳為輸入端，與電源+15V相連，2腳接地，3腳為輸出端，輸出電壓為+5V。集成芯片U5的I腳和3腳分別串聯(lián)電容C7和電容C8接地。集成芯片U5的型號(hào)為MC78M05AC。
[0021]集成芯片U3的I腳接地，7腳與集成芯片U4的I腳和2腳相連，集成芯片U4的3腳與13腳相連，集成芯片U4的12腳與8腳相連，集成芯片U4的11腳同時(shí)與4腳?5腳相連，，6腳與集成芯片U2的11腳相連。集成芯片U4的型號(hào)為74HCT00，內(nèi)置有4路與非門(mén)電路，分別為包括I腳?3腳的與非門(mén)U4A，包括4腳?6腳的與非門(mén)U4B,包括8腳?10腳的與非門(mén)U4C和包括11腳?13腳的與非門(mén)U4D。
[0022]集成芯片U2的9腳、6腳、5腳和2腳分別于集成芯片U9的14腳?17腳相連。集成芯片U9的28腳串聯(lián)電阻R2后與集成運(yùn)放芯片UlO的2腳相連，集成運(yùn)放芯片UlO的3腳串聯(lián)電阻R4后與電位器RPl的調(diào)節(jié)端連，電位器RPl的另外兩個(gè)接線(xiàn)端分別于集成芯片U5的3腳和GND端相連。集成運(yùn)放芯片UlO的型號(hào)為HA-0P037。
[0023]如圖3所示，本實(shí)用新型的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀模擬信號(hào)輸入模塊包括集成芯片U12?U11、電容C4?C6、電阻R5?R7和電位器RP2。電源+15V分別連接電位器RP2的一端和集成芯片U12的I腳，電位器RP2的調(diào)節(jié)端連接集成芯片U12的2腳，電位器RP2的另一端串聯(lián)電阻R7后接GND端。模擬信號(hào)輸入端依次串聯(lián)電阻R5?R6后與集成芯片U12的3腳相連，集成芯片U12的6腳串聯(lián)電容C6后接GND端，8腳連接反相器Ull的輸出端，7腳接GND端，5腳為輸出端。在本實(shí)用新型中，設(shè)置有多個(gè)模擬信號(hào)輸入模塊，每一個(gè)模擬信號(hào)輸入模塊內(nèi)的集成芯片U12的信號(hào)輸出端5腳分別與集成芯片U9的輸入端相連。
[0024]如圖2?3所示，集成芯片Ul為中央處理單元，為型號(hào)為8098的單片機(jī)集成芯片Ul同時(shí)實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊和通信接口模塊的功能。集成芯片U7型號(hào)為27256，為程序存儲(chǔ)器，集成芯片U8為RAM存儲(chǔ)芯片，其型號(hào)為62256，集成芯片U7和集成芯片U8組成上述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。集成芯片U12以及電容C4?C6、電阻R5?R7和電位器RP2組成模擬信號(hào)輸入模塊，與集成芯片U9相連，集成芯片U9為多路采集鎖存器，其型號(hào)為AD7506，與集成芯片U2相連，由集成芯片U2選擇哪一路開(kāi)始進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，集成芯片U2的型號(hào)為74HCT373。集成芯片U3和集成芯片U4組成啟動(dòng)回路模塊，集成芯片U3的型號(hào)為74HCT139。
[0025]具體工作過(guò)程及原理如下:
[0026]多個(gè)模擬信號(hào)輸入模塊輸出地模擬信號(hào)被送至集成芯片U9，當(dāng)集成芯片U3檢測(cè)到模擬信號(hào)輸入模塊輸入信號(hào)滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定啟動(dòng)條件或收到中央處理單元指令時(shí)，集成芯片U3開(kāi)始工作，故障信號(hào)被送至集成芯片Ul內(nèi)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成之后由集成芯片Ul進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。中央處理單元通過(guò)通信接口模塊將處理后的數(shù)據(jù)送到后臺(tái)(計(jì)算機(jī))進(jìn)行人工輔助處理，以獲取故障位置。開(kāi)關(guān)量輸出模塊用于裝置啟動(dòng)與自檢異常報(bào)警；人機(jī)接口模塊產(chǎn)生裝置運(yùn)行狀態(tài)指示信號(hào)，包括啟動(dòng)(觸發(fā))指示、時(shí)間同步信號(hào)正常指示、裝置異常指示、通信指示。
[0027]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，其特征在于:包括模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、時(shí)間信號(hào)輸入模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊、通訊接口模塊以及中央處理單元；模擬信號(hào)輸入模塊、啟動(dòng)回路模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次相連；數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊以及時(shí)間信號(hào)輸入模塊與中央處理單元相連，中央處理單元同時(shí)與啟動(dòng)回路模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊和通信接口模塊互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，其特征在于:所述的AD轉(zhuǎn)換模塊、中央處理單元、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、人機(jī)接口模塊和通信接口模塊為集成芯片U1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括型號(hào)為27256的集成芯片U7和型號(hào)為62256的集成芯片U8，集成芯片Ul的32腳~25腳同時(shí)與集成芯片U7~U8的11腳~13腳、15腳~19腳相連，集成芯片Ul的24腳~18腳同時(shí)與集成芯片U7的25腳、24腳、21腳、23腳、2腳、26腳和27腳相連，集成芯片Ul的24腳~18腳同時(shí)與集成芯片U8的25腳、24腳、21腳、23腳、2腳、26腳相連，集成芯片U7~U8的22腳同時(shí)與集成芯片Ul的33腳相連；集成芯片U7的20腳與集成芯片Ul的17腳相連，集成芯片U7的I腳接電源+5V ;集成芯片U8的20腳與集成芯片U3的6腳相連，集成芯片U8的27腳與集成芯片Ul的14腳和集成芯片U4的9腳~10腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，其特征在于:所述的啟動(dòng)回路模塊包括型號(hào)為74HCT139的集成芯片U3，集成芯片U3的I腳接地，7腳與集成芯片U4的I腳和2腳相連，集成芯片U4的3腳與13腳相連，集成芯片U4的12腳與8腳相連，集成芯片U4的11腳同時(shí)與4腳~5腳相連，6腳與集成芯片U2的11腳相連，集成芯片U4的9腳和10腳與集成芯片Ul的14腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，其特征在于:所述的模擬信號(hào)輸入模塊包括型號(hào)為L(zhǎng)F398的集成芯片U12、型號(hào)為74LS04的集成芯片Ul1、電容C4~C6、電阻R5^R7和電位器RP2，電源+15V分別連接電位器RP2的一端和集成芯片U12的I腳，電位器RP2的調(diào)節(jié)端連接集成芯片U12的2腳，電位器RP2的另一端串聯(lián)電阻R7后接GND端，模擬信號(hào)輸入端依次串聯(lián)電阻R5~R6后與集成芯片U12的3腳相連，集成芯片U12的6腳串聯(lián)電容C6后接GND端，8腳連接反相器Ull的輸出端，7腳接GND端，5腳為輸出端與集成芯片U9的輸入端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2~4任一項(xiàng)所述的架空地線(xiàn)故障探測(cè)儀，其特征在于:所述的集成芯片Ul為單片機(jī)，其型號(hào)為8098。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK203732673SQ201420060406
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】楊宏偉, 王冰, 沈龍, 程穎, 徐云水, 何興平, 李銳, 張焱, 吳建濤, 唐良富 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司昭通供電局, 山東科匯電力自動(dòng)化股份有限公司