输配电网短路故障指示器的制作方法
专利名称：输配电网短路故障指示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输配电网短路故障指示器，确切地说，这是一种能快速准确指示单电源输配电网短路故障位置的装置。
输配电网发生短路时，产生瞬时大电流冲击，随后出现保护动作，跳闸停电。消除故障的方法，一般要投入大量的人力和物力，此时凭借经验来查找故障位置。由于输配电网日益复杂，传统方法已难以满足需要。近年来在国内虽已开发出一种短路故障寻址装置为快速查找短路故障位置提供了新途径，但其设计原理都是先设定某个动作电流值，一但线路中电流值超过其设定的动作电流值，就判定电网发生了短路。显然，这类装置仅考虑了短路时出现大电流冲击达到某一数值这一因素，而没考虑保护动作、跳闸停电另一因素，例如由于输配电网运行方式的复杂性，线路即使没有短路，正常工作电流也会瞬时超过其设定的动作电流值，或者短路时大电流没有达到其设定的动作电流值，就会发生误动作或无动作。此外，这类装置由于采用金属旋转卡线安装结构，必须电网停电才能安装或拆除，使推广应用受到限制。
本实用新型的任务是提供一种输配电网通用的短路故障指示器，该指示器以线路发生短路时产生的大电流冲击和保护动作，跳闸停电作为动作依据，使用时没有动作电流值的限制，能适应各类复杂的电网，不会产生误动作或无动作，准确指示短路故障，可带电安装，而且拆除方便。
实施本实用新型任务而采取的技术措施如下所述使指示器由弹簧卡线机构、逻辑判断电路和显示窗口组成，此时在一个外壳上部装有一个弹簧卡线机构，并由注入环氧树脂固定，该机构通过缠绕感应线圈的一个螺杆和四个螺母直立平行地固定一个支承左片和一个支承右片，一个接触联片和一个加强联片点焊成一体，并经由一个开闭弹簧和一个下压簧紧贴在上述支承左片和支承右片上端，而且可绕支承右片上端转动到直立位置；外壳内部装有逻辑判断电路的一个第一主控板和一个第二主控板，也由注入环氧树脂固定，其中第一主控板包含一个动作和返回电路以及一个精确长延时复位电路，第二主控板包含一个电源转化和导线电流跟踪电路，一个大电流冲击判断电路以及一个保护动作，跳闸停电逻辑判断电路；外壳下部设有一个显示窗口，其造型可以设成半球形或是圆柱形，该窗口的罩壳由一个无色透明罩和一个与其紧贴的白色挡片组成，罩壳内侧沿外壳中心轴线转动支承一个设有中心轴、外形与罩壳等距隔开的红色显示片，中心轴上部装有一个永磁环，上述白色挡片和红色显示片均设成六等分间隔开孔的片件，透明罩内侧设有一个限制红色显示片转动范围的止挡。
上述弹簧卡线机构通过缠绕在其螺杆上的感应线圈闭合状态时构成一个封闭磁路，将导线的电流信号经该封闭磁路传输给指示器的逻辑判断电路，为指示器提供电源和导线电流变化信号。逻辑判断电路设成只有在电网发生短路、产生大电流冲击、随后出现保护动作、跳闸停电时才发出动作信号，使红色显示片旋转，显示窗口由白色变成红色，指示短路发生。此外，弹簧卡线机构可带电安装、拆除，从而避免了现有技术电网停电才能安装或拆除而带来的损失和不便。该机构还具有装拆快速方便的优点。
现在结合附图对本实用新型输配电网短路故障指示器的一个实施例工作原理作进一步的阐述。
图1表示本实用新型输配电网短路故障指示器结构示意图。
图2表示按图1沿线Ⅰ－Ⅰ的截面示意图。
图3表示本实用新型输配电网短路故障指示器逻辑判断电路的第二主控板电气原理图。
图4表示逻辑判断电路的第一主控板电气原理图。
由图1可知，外壳10上部装有的弹簧卡线机构是通过缠绕感应线圈L1的螺杆9和螺母8固定支承左片1和支承右片2的，接触联片3和加强联片4点焊成一体，该组件由开闭弹簧5和下压簧6经卡接紧贴在上述支承左片1和支承右片2上端，而且可绕支承右片2上端转动到直立位置，此时卡线槽口(图中用水平阴影线表示输配电网导线的支承部位)向上露出，这就是说，沿箭头方向往上推动接触联片3，由于开闭弹簧5的拉力作用，使卡线机构变成如图中双点划线所示的打开状态，向上露出的槽口，将导线放入该槽口，然后向上推动指示器，由于导线对槽口向下的压力作用，使接触联片3弹回到闭合状态，下压簧6就将导线压在接触联片3的槽口内，这样也就构成封闭磁路，将导线的电流信号传输给逻辑判断电路，为指示器提供电源和电流信号。当要从导线上取下指示器时，只要将其沿导线垂直方向下拉，导线向上产生一个推动作用力，首先顶开下压簧6，然后顶开接触联片3，由于开闭弹簧5的拉力作用，使弹簧卡线机构变成打开状态，露出槽口，取下指示器。因此，工作人员可以在不接触导线的情况下，输配电网也不需要停电，就能快速方便地将指示器装到导线上或从其上拆下。
参阅图3所示逻辑判断电路的第二主控板200，该主控板包含电源转化和导线电流跟踪电路202，大电流冲击判断电路201以及保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203。由弹簧卡线机构从导线耦合过来的电流信号传输给电源转化和导线电流跟踪电路202的线圈L1，经由C5、L1组成的50赫兹谐振电路，再经过倍压整流电路D1、D2、C1、C2变成直流信号V＋，并分成三路，第一路作为动作和返回电路(101)的工作电源，第二路经大电流冲击判断电路201中的D4、R1，由Z1、C4滤波稳压形成集成芯片U1、U2、U3的工作电源，第三路经该电路中D3、C3形成大电流冲击信号。电网正常时，F点电压为R2、R4的分压(R4／R2＋R4)×VCC，该电压低于保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203中门电路U1B6脚的门电压。当发生短路时，F点出现一个直流脉冲，从而打开保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203的门电路U1B的6脚。由R5、Z2、R6组成保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203的电流采样、限幅电路。电网正常时，由弹簧卡线机构传输过来的电流信号经电流采样、限幅电路传输给保护动作，跳闸停电逻辑判断电路203的波形整形电路U1D，经过D7、R7、C6整流滤波变成直流高电平，经反相器U1C变为低电平，经过U1B。U1A仍为低电平信号DZ，打不开图4中第一主控板100内动作的返回电路101的动作开关SCR2，指示器不动作，图1中的指示器显示窗口呈白色；当发生短路时，门电路U1B的6脚出现高电平，保护动作、停电后，C2的直流电平传输给由R5、Z2、R6组成的电流采样、限幅电路，再经U1D变为低电平，R7、C6上的高电平放电成为低电平，经U1C变成高电平，由于U1B的5、6脚均为高电平，从而使其4脚出现低电平，经U1A变成高电平信号DZ，打开图4中动作和返回电路101的动作开关SCR2，C10正极经SCR2、L2、C10的负极放电，由L2产生的瞬时磁力矩令指示器动作，此时图1中的指示器显示窗口由于红色显示片13的色面转动到罩壳内紧贴无色透明罩11的白色挡片12开孔位置上而变成红色，表示短路。显示窗口的造型可以设成如图1所示的半球形，也可以设成圆柱形，该窗口的罩壳由无色透明罩11和白色挡片12组成并固定在外壳10下部。结合图2所示可知，罩壳内侧沿中心轴线转动支承的红色显示片13设有中心轴，其外形与罩壳等距隔开，中心轴上部装有永磁环14与第一主控板100内动作和返回电路101的感应线圈L2相对应。白色挡片12和红色显示片13均为六等分间隔开孔的片件，L2产生反向磁力矩时两者的色面和开孔相互重合，L2产生正向磁力矩时，即输配电网导线短路时红色显示片13就转动至碰及透明罩11内侧的止挡为止，此时红色显示片的色面正好重合白色挡片12的开孔，从而使显示窗口出现红色。
当短路故障排除而且电网恢复正常供电后，图4中第一主控板100的精确长延时复位电路102接受由图3中第二主控板200的保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203产生计时脉冲CK，开始计时，时间从2分钟到500小时之间精确可调并设定，此时计数器U3、U2采用市售诸如MC14020、MC14040和MC14060等集成芯片。当延时时间达到设定值时，精确长延时复位电路102输出高电平返回驱动信号，打开动作和返回电路101中返回开关SCR1，C11的正极经SCR1、L2、C11的负极回路放电，L2产生与动作时方向相反的磁力矩，令指示器返回，此时显示窗口恢复成白色，表示电网工作正常。
权利要求1.一种输配电网短路故障指示器，由弹簧卡线机构、逻辑判断电路和显示窗口组成，其特征在于在一个外壳(10)上部装有一个弹簧卡线机构，并由注入环氧树脂(7)固定，该机构通过缠绕感应线圈(L1)的一个螺杆(9)和四个螺母(8)直立平行地固定一个支承左片(1)和一个支承右片(2)，一个接触联片(3)和一个加强联片(4)点焊成一体，并经由一个开闭弹簧(5)和一个下压簧(6)紧贴在上述支承左片(1)和支承右片(2)上端，而且可绕支承右片(2)上端转动到直立位置；外壳(10)内部装有逻辑判断电路的一个第一主控板(100)和一个第二主控板(200)，也由注入环氧树脂(7)固定，其中第一主控板(100)包含一个动作和返回电路(101)和一个精确长延时复位电路(102)，第二主控板(200)包含一个电源转化和导线电流跟踪电路(202)、一个大电流冲击判断电路(201)以及一个保护动作，跳闸停电逻辑判断电路(203)；外壳(10)下部设有一个显示窗口，该窗口的罩壳由一个无色透明罩(11)和一个与其紧贴的白色挡片(12)组成，罩壳内侧沿外壳(10)中心轴线转动支承一个设有中心轴、外形与罩壳等距隔开的红色显示片(13)，中心轴上部装有一个永磁环(14)，上述白色挡片(12)和红色显示片(13)均设成六等分间隔开孔的片件，透明罩(11)内侧设有一个限制红色显示片(13)转动范围的止挡。
2.按权利要求1所述的输配电网短路故障指示器，其特征在于，显示窗口的造型可以设成半球形或是圆柱形。
专利摘要一种输配电网短路故障指示器，由弹簧卡线机构、逻辑判断电路和显示窗口组成，在一个外壳上部装有弹簧卡线机构，注入环氧树脂固定，其接触联片可转动到直立位置；外壳内部装有逻辑判断电路的第一主控板和第二主控板，也注入环氧树脂固定；外壳下部设有显示窗口，其罩壳内侧沿轴线转动支承一个红色显示片，该指示器使用时不受电网运行方式的限制，不会产生误动作或无动作，准确指示短路故障，可带电安装，而且拆除方便。
文档编号G01R31/02GK2209337SQ94246360
公开日1995年10月4日 申请日期1994年12月28日 优先权日1994年12月28日
发明者赵世红, 何晋章, 杨嘉兴 申请人:北京智能化应用技术研究所
技术领域：
本实用新型涉及一种输配电网短路故障指示器，确切地说，这是一种能快速准确指示单电源输配电网短路故障位置的装置。
输配电网发生短路时，产生瞬时大电流冲击，随后出现保护动作，跳闸停电。消除故障的方法，一般要投入大量的人力和物力，此时凭借经验来查找故障位置。由于输配电网日益复杂，传统方法已难以满足需要。近年来在国内虽已开发出一种短路故障寻址装置为快速查找短路故障位置提供了新途径，但其设计原理都是先设定某个动作电流值，一但线路中电流值超过其设定的动作电流值，就判定电网发生了短路。显然，这类装置仅考虑了短路时出现大电流冲击达到某一数值这一因素，而没考虑保护动作、跳闸停电另一因素，例如由于输配电网运行方式的复杂性，线路即使没有短路，正常工作电流也会瞬时超过其设定的动作电流值，或者短路时大电流没有达到其设定的动作电流值，就会发生误动作或无动作。此外，这类装置由于采用金属旋转卡线安装结构，必须电网停电才能安装或拆除，使推广应用受到限制。
本实用新型的任务是提供一种输配电网通用的短路故障指示器，该指示器以线路发生短路时产生的大电流冲击和保护动作，跳闸停电作为动作依据，使用时没有动作电流值的限制，能适应各类复杂的电网，不会产生误动作或无动作，准确指示短路故障，可带电安装，而且拆除方便。
实施本实用新型任务而采取的技术措施如下所述使指示器由弹簧卡线机构、逻辑判断电路和显示窗口组成，此时在一个外壳上部装有一个弹簧卡线机构，并由注入环氧树脂固定，该机构通过缠绕感应线圈的一个螺杆和四个螺母直立平行地固定一个支承左片和一个支承右片，一个接触联片和一个加强联片点焊成一体，并经由一个开闭弹簧和一个下压簧紧贴在上述支承左片和支承右片上端，而且可绕支承右片上端转动到直立位置；外壳内部装有逻辑判断电路的一个第一主控板和一个第二主控板，也由注入环氧树脂固定，其中第一主控板包含一个动作和返回电路以及一个精确长延时复位电路，第二主控板包含一个电源转化和导线电流跟踪电路，一个大电流冲击判断电路以及一个保护动作，跳闸停电逻辑判断电路；外壳下部设有一个显示窗口，其造型可以设成半球形或是圆柱形，该窗口的罩壳由一个无色透明罩和一个与其紧贴的白色挡片组成，罩壳内侧沿外壳中心轴线转动支承一个设有中心轴、外形与罩壳等距隔开的红色显示片，中心轴上部装有一个永磁环，上述白色挡片和红色显示片均设成六等分间隔开孔的片件，透明罩内侧设有一个限制红色显示片转动范围的止挡。
上述弹簧卡线机构通过缠绕在其螺杆上的感应线圈闭合状态时构成一个封闭磁路，将导线的电流信号经该封闭磁路传输给指示器的逻辑判断电路，为指示器提供电源和导线电流变化信号。逻辑判断电路设成只有在电网发生短路、产生大电流冲击、随后出现保护动作、跳闸停电时才发出动作信号，使红色显示片旋转，显示窗口由白色变成红色，指示短路发生。此外，弹簧卡线机构可带电安装、拆除，从而避免了现有技术电网停电才能安装或拆除而带来的损失和不便。该机构还具有装拆快速方便的优点。
现在结合附图对本实用新型输配电网短路故障指示器的一个实施例工作原理作进一步的阐述。
图1表示本实用新型输配电网短路故障指示器结构示意图。
图2表示按图1沿线Ⅰ－Ⅰ的截面示意图。
图3表示本实用新型输配电网短路故障指示器逻辑判断电路的第二主控板电气原理图。
图4表示逻辑判断电路的第一主控板电气原理图。
由图1可知，外壳10上部装有的弹簧卡线机构是通过缠绕感应线圈L1的螺杆9和螺母8固定支承左片1和支承右片2的，接触联片3和加强联片4点焊成一体，该组件由开闭弹簧5和下压簧6经卡接紧贴在上述支承左片1和支承右片2上端，而且可绕支承右片2上端转动到直立位置，此时卡线槽口(图中用水平阴影线表示输配电网导线的支承部位)向上露出，这就是说，沿箭头方向往上推动接触联片3，由于开闭弹簧5的拉力作用，使卡线机构变成如图中双点划线所示的打开状态，向上露出的槽口，将导线放入该槽口，然后向上推动指示器，由于导线对槽口向下的压力作用，使接触联片3弹回到闭合状态，下压簧6就将导线压在接触联片3的槽口内，这样也就构成封闭磁路，将导线的电流信号传输给逻辑判断电路，为指示器提供电源和电流信号。当要从导线上取下指示器时，只要将其沿导线垂直方向下拉，导线向上产生一个推动作用力，首先顶开下压簧6，然后顶开接触联片3，由于开闭弹簧5的拉力作用，使弹簧卡线机构变成打开状态，露出槽口，取下指示器。因此，工作人员可以在不接触导线的情况下，输配电网也不需要停电，就能快速方便地将指示器装到导线上或从其上拆下。
参阅图3所示逻辑判断电路的第二主控板200，该主控板包含电源转化和导线电流跟踪电路202，大电流冲击判断电路201以及保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203。由弹簧卡线机构从导线耦合过来的电流信号传输给电源转化和导线电流跟踪电路202的线圈L1，经由C5、L1组成的50赫兹谐振电路，再经过倍压整流电路D1、D2、C1、C2变成直流信号V＋，并分成三路，第一路作为动作和返回电路(101)的工作电源，第二路经大电流冲击判断电路201中的D4、R1，由Z1、C4滤波稳压形成集成芯片U1、U2、U3的工作电源，第三路经该电路中D3、C3形成大电流冲击信号。电网正常时，F点电压为R2、R4的分压(R4／R2＋R4)×VCC，该电压低于保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203中门电路U1B6脚的门电压。当发生短路时，F点出现一个直流脉冲，从而打开保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203的门电路U1B的6脚。由R5、Z2、R6组成保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203的电流采样、限幅电路。电网正常时，由弹簧卡线机构传输过来的电流信号经电流采样、限幅电路传输给保护动作，跳闸停电逻辑判断电路203的波形整形电路U1D，经过D7、R7、C6整流滤波变成直流高电平，经反相器U1C变为低电平，经过U1B。U1A仍为低电平信号DZ，打不开图4中第一主控板100内动作的返回电路101的动作开关SCR2，指示器不动作，图1中的指示器显示窗口呈白色；当发生短路时，门电路U1B的6脚出现高电平，保护动作、停电后，C2的直流电平传输给由R5、Z2、R6组成的电流采样、限幅电路，再经U1D变为低电平，R7、C6上的高电平放电成为低电平，经U1C变成高电平，由于U1B的5、6脚均为高电平，从而使其4脚出现低电平，经U1A变成高电平信号DZ，打开图4中动作和返回电路101的动作开关SCR2，C10正极经SCR2、L2、C10的负极放电，由L2产生的瞬时磁力矩令指示器动作，此时图1中的指示器显示窗口由于红色显示片13的色面转动到罩壳内紧贴无色透明罩11的白色挡片12开孔位置上而变成红色，表示短路。显示窗口的造型可以设成如图1所示的半球形，也可以设成圆柱形，该窗口的罩壳由无色透明罩11和白色挡片12组成并固定在外壳10下部。结合图2所示可知，罩壳内侧沿中心轴线转动支承的红色显示片13设有中心轴，其外形与罩壳等距隔开，中心轴上部装有永磁环14与第一主控板100内动作和返回电路101的感应线圈L2相对应。白色挡片12和红色显示片13均为六等分间隔开孔的片件，L2产生反向磁力矩时两者的色面和开孔相互重合，L2产生正向磁力矩时，即输配电网导线短路时红色显示片13就转动至碰及透明罩11内侧的止挡为止，此时红色显示片的色面正好重合白色挡片12的开孔，从而使显示窗口出现红色。
当短路故障排除而且电网恢复正常供电后，图4中第一主控板100的精确长延时复位电路102接受由图3中第二主控板200的保护动作、跳闸停电逻辑判断电路203产生计时脉冲CK，开始计时，时间从2分钟到500小时之间精确可调并设定，此时计数器U3、U2采用市售诸如MC14020、MC14040和MC14060等集成芯片。当延时时间达到设定值时，精确长延时复位电路102输出高电平返回驱动信号，打开动作和返回电路101中返回开关SCR1，C11的正极经SCR1、L2、C11的负极回路放电，L2产生与动作时方向相反的磁力矩，令指示器返回，此时显示窗口恢复成白色，表示电网工作正常。
权利要求1.一种输配电网短路故障指示器，由弹簧卡线机构、逻辑判断电路和显示窗口组成，其特征在于在一个外壳(10)上部装有一个弹簧卡线机构，并由注入环氧树脂(7)固定，该机构通过缠绕感应线圈(L1)的一个螺杆(9)和四个螺母(8)直立平行地固定一个支承左片(1)和一个支承右片(2)，一个接触联片(3)和一个加强联片(4)点焊成一体，并经由一个开闭弹簧(5)和一个下压簧(6)紧贴在上述支承左片(1)和支承右片(2)上端，而且可绕支承右片(2)上端转动到直立位置；外壳(10)内部装有逻辑判断电路的一个第一主控板(100)和一个第二主控板(200)，也由注入环氧树脂(7)固定，其中第一主控板(100)包含一个动作和返回电路(101)和一个精确长延时复位电路(102)，第二主控板(200)包含一个电源转化和导线电流跟踪电路(202)、一个大电流冲击判断电路(201)以及一个保护动作，跳闸停电逻辑判断电路(203)；外壳(10)下部设有一个显示窗口，该窗口的罩壳由一个无色透明罩(11)和一个与其紧贴的白色挡片(12)组成，罩壳内侧沿外壳(10)中心轴线转动支承一个设有中心轴、外形与罩壳等距隔开的红色显示片(13)，中心轴上部装有一个永磁环(14)，上述白色挡片(12)和红色显示片(13)均设成六等分间隔开孔的片件，透明罩(11)内侧设有一个限制红色显示片(13)转动范围的止挡。
2.按权利要求1所述的输配电网短路故障指示器，其特征在于，显示窗口的造型可以设成半球形或是圆柱形。
专利摘要一种输配电网短路故障指示器，由弹簧卡线机构、逻辑判断电路和显示窗口组成，在一个外壳上部装有弹簧卡线机构，注入环氧树脂固定，其接触联片可转动到直立位置；外壳内部装有逻辑判断电路的第一主控板和第二主控板，也注入环氧树脂固定；外壳下部设有显示窗口，其罩壳内侧沿轴线转动支承一个红色显示片，该指示器使用时不受电网运行方式的限制，不会产生误动作或无动作，准确指示短路故障，可带电安装，而且拆除方便。
文档编号G01R31/02GK2209337SQ94246360
公开日1995年10月4日 申请日期1994年12月28日 优先权日1994年12月28日
发明者赵世红, 何晋章, 杨嘉兴 申请人:北京智能化应用技术研究所
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