[發明專利]一種無線數字供電線路故障報警裝置及方法

有效

• 申請號: 201010139154.0
• 申請日: 2010-04-06
• 公開（公告）號: CN101813738A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 張景山
• 申請（專利權）人: 鞍山銀宇電子科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

1.一種無線數字供電線路故障報警器，包括信號拾取單元、處理單元、指示單元，其特征在于，所述信號拾取單元包括導電橡膠塊，導磁材料和線圈，導電橡膠塊和導磁材料組成扣式夾持結構，線圈繞在導磁材料上構成拾取電流、電壓信號的電流互感器；所述處理單元分別包括停電檢測單元、送電檢測單元、短路檢測單元、接地檢測單元；所述指示單元分別包括翻牌單元、指示燈單元、射頻信號單元；

所述信號拾取單元、處理單元、指示單元的具體電路結構敘述如下：

所述信號拾取單元中，線圈1-L1一端分別與電容1-C1的一端、電阻1-R1的一端連接，電阻1-R1的另一端與電阻1-R2的一端連接，線圈1-L1另一端分別與電容1-C1的另一端、電阻1-R2的另一端連接，線圈1-L1另一端與電容1-C9的一端相連，電容1-C9的另一端與電阻1-R14的一端相連，電阻1-R14的另一端與三極管1-T2的基極相連，三極管1-T2集電極上設有拾取點A，拾取點A連接到U6的1腳，二極管1-D1陰極和1-D4陽極串聯、二極管1-D2陰極和1-D5陽極串聯，二極管1-D1陽極與二極管1-D2陽極連接，二極管1-D4陰極與二極管1-D5陰極連接構成橋式濾波，二極管1-D1陰極和二極管1-D4陽極的公共引出端分別與線圈1-L1一端和二極管1-D3陽極相連，二極管1-D2陰極和二極管1-D5陽極的公共引出端分別與線圈1-L1另一端和二極管1-D6陽極相連，二極管1-D3陰極分別與電阻1-R6一端、電容1-C3一端相連，二極管1-D6陰極分別與電阻1-R9一端、電容1-C4一端相連，電阻1-R6的另一端分別與電阻1-R7一端、電容1-C5一端、電阻1-R12一端相連，電阻1-R9的另一端分別與電阻1-R8一端、電容1-C6一端相連，電阻1-R7的另一端分別與電容1-C3的另一端、電容1-C4的另一端、電阻1-R3另一端、電阻1-R8的另一端相連，電容1-C6的另一端與電容1-C5的另一端之間設有公共端與光耦U9的2腳相連并接地，電阻1-R12另一端串聯1-C7后連接三極管的1-T1基極；

二極管1-D4陰極連接至電容1-C2一端，電容1-C2另一端串聯電阻1-R4后連至光耦U9的1腳，U9的2腳接地，U9的3腳為拾取點C，U9的4腳接二極管1-D1陽極，拾取點C串聯電阻2-R9后接至U6的13腳，拾取點C還與電阻1-R3一端相連，電阻1-R3另一端分別與二極管1-D7陰極、極性電容1-C7負極、穩壓二極管1-D6陰極相連，二極管1-D7陽極與電池負極相連，電池正極為VCC引出點，電池正極分別與極性電容1-C7正極、穩壓二極管1-D6陽極相連，電池正極與電阻1-R5的另一端相連，電阻1-R5的一端分別與電?阻1-R10的一端、三極管1-T3集電極、三極管1-T2集電極、電阻1-R13一端相連接，電阻1-R13另一端串聯電容1-C11后接地組成振蕩電路，電阻1-R10的另一端與三極管1-T1集電極相連，三極管1-T1集電極串聯電阻2-R8后接U6的9腳，三極管1-T1集電極上設有拾取點B，三極管1-T1基極與發射極之間串聯電阻1-R11；

三極管1-T3集電極上設有拾取點D，三極管1-T3集電極與電容2-C8一端相連，電容2-C8另一端接地，拾取點D還與電阻2-R10一端相連，電阻2-R10另一端與U6的5腳相連，同時，拾取點D與電阻1-R5一端相連；

三極管1-T2的基極還分別與二極管1-D9陽極、二極管1-D10陰極、穩壓二極管1-D8陰極、電阻1-R15一端相連，穩壓二極管1-D8陽極、電阻1-R15的另一端、二極管1-D10陽極、二極管1-D11陽極共同接地，二極管1-D10陽極分別與三極管1-T1發射極、三極管1-T2的發射極相連并接地，二極管1-D9陰極與電阻1-R17一端相連，電阻1-R17的另一端分別與電容1-C11一端、電容1-C8一端、電阻1-R16的一端相連，電容1-C8的另一端與電容1-C10一端相連，電容1-C10的另一端分別與電容1-C11另一端、電阻1-R16的另一端相連并接至三極管1-T3的發射極，三極管1-T3的發射極與二極管1-D11陽極相連，三極管1-T3的基極與電容1-C8另一端和電容1-C10一端的中間接點相連接，二極管1-D11陰極串聯電阻1-R18后與三極管1-T3的基極相連；

所述處理單元中，U1的1腳與電阻2-R1一端相連，電阻2-R1的另一端與U1的2腳之間串聯電容2-C1，電阻2-R1的另一端與U1的3腳之間串聯電阻2-R2，U1的5腳與U1的12腳、U1的13腳、14腳相連至VCC，U1的7腳接地GND，U1的14腳與地之間串聯有電容2-C2，U1的9腳、10腳與GND相連，U1的6腳與U3的2腳之間串聯電阻2-R3，U1的6腳與地GND之間串聯電容2-C4，U1的8腳與U3的4腳之間串聯電阻2-R5，U1的8腳還與二極管2-D1陽極相連；

U2的2腳與U5的8腳相連，U2的2腳與信號點G之間串聯電阻3-R7，U2的3腳與U6的4腳、U4的11腳相連，U2的4腳與U3的1腳、U2的10腳、U5的5腳、電阻3-R3的一端相連，U2的5腳與U6的12腳相連，U2的6腳、7腳、8腳相連接地，U2的9腳與U5的11腳相連，U2的11腳與U6的6腳相連，U2的12腳與U5的12腳、9腳相連，U2的12腳與信號點H之間串聯電阻3-R8，U2的14腳與芯片U3的14腳、9腳、5腳短接后與電源VCC相連；

U3的1腳與U3的11腳相連，U3的3腳與U5的10腳相連，U3的4腳與U3的10腳相連并與地之間串聯電容2-C3，U3的5腳、9腳、14腳與VCC相連，U3的6腳、7腳、8?腳相連并接地，U3的13腳與三極管3-T2的集電極之間串聯電阻3-R2；

U4的1腳與U4的4腳之間串聯電阻2-R4，U4的3腳連接至U5的2腳、U6的2腳、3腳，U4的4腳與地之間串聯電容2-C7，U4的2腳與信號點E之間串聯電阻3-R5，U4的6腳、7腳與8腳短接共地，U4的14腳分別與5腳、9腳短接并與電源VCC相連，U4的13腳與10腳之間串聯電阻2-R6，U4的10腳串聯電容2-C5后接地，U4的12腳串聯電阻3-R6后與信號點F相連；

U5的1腳與U6的8腳相連，U5的3腳與U5的13腳相連，U5的4腳與U5的6腳之間串聯電阻2-R7，U5的7腳接地，U5的14腳接VCC；

U6的7腳接地，U6的12腳與U2的5腳相連，U6的14腳接VCC；

所述指示單元回路中，翻牌單元電路結構為：二極管2-D1陰極串聯電阻3-R1后與三極管3-T1的基極相連，三極管3-T1的集電極接翻轉線圈3-L5的X端，三極管3-T1的發射極與三極管3-T2的發射極共地，三極管3-T2的基極與翻轉線圈3-L5的Y端相連，翻轉線圈3-L5的中間抽頭與VCC相連，三極管3-T2的集電極與U3的13腳之間串聯電阻3-R2；

指示燈單元電路結構為：電阻3-R3的另一端與三極管3-T3基極相連，三極管3-T3發射極接地，三極管3-T3集電極串聯電阻3-R4后與發光二極管3-D1陰極相連，發光二極管3-D1陽極與VCC相連；

射頻信號單元電路結構為：信號點E、信號點F、信號點G、信號點H分別接至U8的16腳、17腳、27腳、26腳，U8的腳7和腳8分別并聯連接在晶振3-J1的兩端，U8的腳7串聯電容3-C2后接地，U8的腳8串聯電容3-C1后接地，U8的3腳、5腳、21腳接地，U8的4腳與6腳、18腳合并接VDD，U8的11腳、12腳、13腳、23腳、24腳、25腳分別對應與U7的7腳、6腳、3腳、2腳、1腳、20腳相連，U7的8腳、10腳分別并聯連接晶振3-J2的兩端，U7的8腳串聯電容3-C4后接地，U7的10腳串聯電容3-C5后接地，U7的5腳與地之間串聯電容3-C3，U7的13腳分別與電容3-C7一端、電感3-L1的一端相連，電容3-C7另一端接地，U7的12腳分別電容3-C8一端、電感3-L2一端相連接，電容3-C8另一端分別與3-L1的另一端、電容3-C11一端、電感3-L4一端相連，電容3-C11另一端接地，電感3-L4另一端分別連接電感3-L3一端和電容3-C10一端，電感3-L3另一端串聯電容3-C9后連至天線端子，電容3-C10另一端與電容3-C11另一端共同接地，電感3-L2另一端串聯電容3-C6后接地，U7的4腳、11腳、9腳、14腳、15腳、18腳合并接VCC，U7的19腳、16腳合并接地，U7的19腳和17腳之間串接電阻3-R9；

所述U1為芯片CD4541，U2為芯片HEF4013，U3為芯片HEF4013，U4為芯片HEF4013，?U5為芯片HEF4093，U6為芯片HEF40106，U7為芯片CC1100，U8為單片機芯片ATMEGA88PA，U9為光耦P521。

2.權利要求1所述的一種無線數字供電線路故障報警器的報警方法，其特征在于，在供電線路干線ABC三相上分別依次多點設置若干報警裝置，在發生故障的瞬間，信號拾取單元拾取到異常電流、電壓值，處理單元分析后判斷故障類型，觸發指示單元同時發出燈光、翻牌旋轉、無線射頻信號報警，所述無線射頻信號攜帶有故障類型和故障區編碼信息，并通過SMARTRF技術傳送至控制中心；

該裝置接地故障動作條件是：

1)接地瞬間電容電流≥3A；

2)接地相對地電壓變化率＞40％；

3)導線未斷電；

該裝置短路故障動作條件是：

1)檢測電流的正突變值≥200A；

2)線路電壓為零，U＝0。?