无源绝缘子闪络故障无线定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力系统线路中的绝缘子闪络故障无线报警定位装置设备技术领域，特别是涉及一种适用于配电网中性点不接地系统中因绝缘子闪络导致的单相或多相接地故障，或适用于输电网绝缘子闪络故障，以及同时能够在发生故障时通过自取能装置从电网中获取能量无需外接电源的无源绝缘子闪络故障无线定位装置。
【背景技术】
[0002]目前，导致电力用户停电的原因绝大部分是配电网故障，而配电网在实际运行中最常见的故障原因有:树木碰线、导线断线、绝缘子闪络等。相对而言，树木碰线和导线断线等较容易通过直接目视观察判断，而绝缘子闪络由于距离地面较高，绝缘子本体较小，闪络痕迹不明显，难以直接判断，并且雷击和污闪引起的绝缘子闪络大多发生于偏远山区，为人工巡线查找故障添加了很多困难。目前国内市场上的配电网故障指示器只能判断出故障线路和区段，不能直接定位故障绝缘子，并且当配电网发生单相接地故障时由于故障电流较小，无法准确工作，而配电网中单相接地故障最容易发生，据统计约占总数的80%。同时现有的故障指示器大多需要外接电源并配置电池，单个成本较高，且当自身电源或电池发生故障便无法工作，维护麻烦。输电网虽然有可以定位绝缘子闪络的故障定位装置，如行波定位装置，但是误差一般在500米以上，且无法在支线繁多的配电网使用，并且价格非常高昂。至于其他例如阻抗法、S信号注入法等定位方法在配电网中的应用仍不成熟，无法满足方便快捷地准确定位故障的要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种电力系统线路中的无源绝缘子闪络故障无线定位装置，解决配电网绝缘子闪络故障报警定位的难题。
[0004]本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题:
[0005]—种无源绝缘子闪络故障无线定位装置，包括自取能装置、整流装置、控制开关装置、直流转换装置、超低功耗单片机和无线传输装置，其特征在于:
[0006]所述自取能装置，由空心管状的纳米晶材质铁芯和缠绕其上的铜线圈组成，正常状态下不工作，当绝缘子闪络后感应故障电流，获取能量；
[0007]所述整流装置，为4个二极管组成的整流桥，两个输入端分别与铜线圈的输出端连接，其正极输出端与电容的一端、稳压二极管的正极、光电親合器的集电极、光親可控娃的一个输出端连接，其负极输出端与电容的另一端、限流电阻、第一电容、第二电阻、降压型DC-DC转换器的SGND和GND端口、第三电容、微功耗单片机的DVss端口、低功率无线模块的GND端口连接，将感应到的交流故障电流转换为直流电流；
[0008]所述控制开关装置，由光电耦合器、光耦可控硅和限流电阻组成；光电耦合器的阳极和稳压二极管的负极相连，光电親合器的阴极和光親可控娃的阳极连接，光电親合器的集电极和整流桥的正极输出端连接，光电耦合器的发射极和稳压二极管的负极连接；光耦可控硅的阳极和光电耦合器的阴极连接，光耦可控硅的阴极和限流电阻连接，光耦可控硅的输出端一端与整流桥正极输出端连接，另一端与第一电容、第一电阻、降压型DC-DC转换器的Vin端口连接；限流电阻两端分别与光耦可控硅的阴极和整流桥的负极输出端连接；光电耦合器先动作，光耦可控硅后动作，通过控制光电耦合器和光耦可控硅的导通、关断，使直流转换装置工作，进而为超低功耗单片机和无线传输装置提供电源；
[0009]所述直流转换装置，由电感、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容和DC-DC转换器组成，第一电容两端分别与光親可控娃的输出端和整流桥的负极输出端连接；第一电阻的一端与光親可控娃的输出端连接，另一端与第二电阻、降压型DC-DC转换器的On端口连接；第二电阻一端与第一电阻连接，另一端与整流桥的负极输出端连接；降压型DC-DC转换器的Vin端口与光耦可控硅的输出端连接，其On端口与第一电阻、第二电阻连接，其SGND端口和GND端口与整流桥的负极输出端连接，其BST端口与第二电容连接，其LX端口与第二电容、电感连接，其FB端口与电感、超低功耗单片机的DCcc端口、低功率无线模块的Vcc端口连接，其Vd端口与第三电容连接；第二电容的两端分别与降压型DC-DC转换器的BST端口和LX端口连接；第三电容的两端分别与降压型DC-DC转换器的Vd端口和整流桥的负极输出端连接；电感的两端分别与降压型DC-DC转换器的LX端口和FB端口连接；所述直流转换装置将直流转换为平稳的3.3V电压输出，为超低功耗单片机和无线传输装置供电；
[0010]所述超低功耗单片机，存储绝缘子地址信息，并在故障发生后发送给无线传输装置；
[0011]所述无线传输装置，接收到超低功耗单片机发送的绝缘子地址信息后，将地址信息以无线方式发送给远方主站。
[0012]作为优化，还有储能装置，为大容量电容，利用电容将获取的能量储存起来，并且电容两端电压随之增大，所述储能装置的两端分别连接所述整流装置的直流电源输出端；
[0013]作为优化，还有限压装置，为稳压二极管，其正极与整流桥直流电源正极输出端连接，其负极与光电耦合器的阳极及发射极连接；当储能装置所储存的能量足够供超低功耗单片机和无线传输装置使用时，即储能装置两端电压上升到设定限值时，限压装置开始工作；
[0014]作为优化，还有过压保护装置，由压敏电阻和两个瞬态抑制二极管组成，其中第一瞬态抑制二极管的正极与第二瞬态抑制二极管的负极连接，第一瞬态抑制二极管的负极与第二瞬态抑制二极管的正极连接，压敏电阻、第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管并连且与铜线圈的输出端连接；
[0015]作为优化，所述光电親合器为PC817型号，所述光親可控娃为M0C3023型号；
[0016]作为优化，所述DC-DC转换器为MAXIM公司生产的MAX5035降压型DC-DC转换器；
[0017]作为优化，所述超低功耗单片机为TI公司生产的MSP430F149微功耗单片机；
[0018]作为优化，所述无线传输装置为上海上志公司生产的SM53低功率工业无线模块。
[0019]本实用新型的优点在于利用配电网单相接地故障允许较长时间持续运行且故障零序电流很小的特点，通过采用高导磁率的自取能装置，从故障电流中获取能量并提供给超低功耗单片机和无线传输装置，对故障绝缘子进行快速报警定位，无需人工现场查找，最低只需200mA电流持续充电70秒即可完成报警定位，不仅不需要额外提供电源或者配置电池，节约能源降低成本，而且工作简单、实用可靠，同时能够承受5000A以上大电流至少0.5秒的较长时间冲击并能在最低50A电流下在0.1秒内报警定位，因此可以有效解决配电网中因绝缘子闪络导致的单相、多相接地故障查找问题，并适用于输电网，为快速定位、排查故障并恢复送电提供帮助，节约大量人力成本和时间。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型故障无线定位装置的结构示意图；
[0021]图2是本实用新型故障无线定位装置的实施电路图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例，进一步说明本实用新型的组成与工作原理。
[0023]如图1、图2所示，无源绝缘子闪络无线定位装置，包括有自取能装置、过压保护装置、整流装置、储能装置、限压装置、控制开关装置、直流转换装置、超低功耗单片机和无线传输装置；
[0024]所述自取能装置，包括高导磁率的纳米晶材质铁芯1和铜线圈2，纳米晶材质铁芯1为空心管状结构，实际应用时套在绝缘子末端或者杆塔接地点处；铜线圈2缠绕于纳米晶材质铁芯1的侧壁上；
[0025]所述过压保护装置，由压敏电阻3、瞬态抑制二极管4和5组成，第一瞬态抑制二极管4的正极与第二瞬态抑制二极管5的负极连接，第一瞬态抑制二极管4的负极与第二瞬态抑制二极管5的正极连接，压敏电阻3、第一瞬态抑制二极管4、第二瞬态抑制二极管5并连后与铜线圈2的输出端连接；
[0026]所述整流装置，由4个二极管组成的整流桥6，两个输入端分别与线圈2的输出端连接，其正极输出端与电容7的一端、稳压二极管8的正极、光电親合器9的集电极、光親可控硅10的一个输出端连接，其负极输出端与电容7的另一端、限流电阻11、第一电容12、第二电阻14、降压型DC-DC转换器15的SGND和GND端口、第三电容17、微功耗单片机19的DVss端口、低功率无线模块20的GND端口连接；
[0027]所述储能装置，为大容量电容7，其两端分别连接整流桥6的正极输出端和负极输出立而;
[0028]所述限压装置，为稳压二极管8，正极与整流桥6正极输出端连接，负极与光电耦合器9的阳极、发射极连接；
[0029]所述控制开关装置，由光电耦合器9、光耦可控硅10和限流电阻11组成；光电耦合器9的阳极和稳压二极管8的负极相连，光电耦合器9的阴极和光耦可控硅10的阳极连接，光电親合器9的集电极和整流桥6的正极输出端连接，光电親合器9的发射极和稳压二极管8的负极连接；光耦可控硅10的阳极和光电耦合器9的阴极连接，光耦可控硅10的阴极和限流电阻11连接，光耦可控硅10的输出端一端与整流桥正极输出端连接，另一端与第一电容12、第一电阻13、降压型DC-DC转换器15的Vin端口连接；限流电阻11两端分别与光耦可控硅10的阴极和整流桥6的负极输出端连接；