小電流接地系統接地故障檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輸電領域，特別是涉及一種能夠提高檢測小電流接地故障效率的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]我國3?60kV配電網廣泛采用中性點非有效接地方式，又稱為小電流接地系統，小電流接地系統的故障絕大多數是單相接地故障。發生單相接地故障時，接地電流很小，因此設備還可以在故障情況下繼續運行1?2個小時，但是必須盡快找到故障線路以消除隱患，這就涉及到故障選線問題。
[0003]目前傳統的微機型選線裝置分為兩大類，單片機裝置和工控機裝置。單片機裝置的基本特征是采用8位或16位單片機芯片，單色液晶。由于單片機裝置的CPU運算速度低，因此無法運行復雜程序，導致選線正確性不高。而且由于功能限制，單片機裝置還不支持彩色液晶和鍵盤鼠標，在人機交互能力上較差。工控機裝置采用32位CPU，內存可達64M以上，且具備硬盤，因此可以運行復雜的算法程序，選線正確率較高。但是由于工控機采用多個板卡共用PCI總線的架構，導致功耗較大，且風扇等易損元件較多，長時間運行后可靠性較差。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是要提供一種小電流接地系統接地故障檢測裝置，能夠適用3?60kV中性點非有效接地電網中的故障線路檢測。
[0005]特別地，本實用新型提供了一種小電流接地系統接地故障檢測裝置，包括4U機箱和安裝在所述4U機箱內的母板，以及與所述4U機箱連接的人機交互設備；所述母板上安裝有將模擬量信號轉換為數字量信號的數模轉換單元；在所述母板上插有模擬量板卡、開關Μ板卡和控制主板；
[0006]所述模擬量板卡包括與外部電纜連接的電纜接口，和將接收的模擬量信號轉換為低壓模擬量信號輸出的模擬量轉換芯片；所述控制主板包括對輸入信號進行分析并給出結果的CPU和FPGA芯片以及提供存儲功能的存儲芯片；所述開關量板卡包括將接收的所述控制主板的信號轉換為開關量信號輸出的開關量轉換芯片。
[0007]進一步地，所述控制主板的存儲芯片包括512K容量的SRAM和4M容量的FLASH存儲器。
[0008]進一步地，所述人機交互設備包括顯示屏、鍵盤和鼠標。
[0009]進一步地，所述外部電纜與所述模擬量板卡的所述電纜接口之間還連接有電流互感器和電壓互感器。
[0010]進一步地，所述低壓模擬量信號為-5V至+5V之間的模擬量信號。
[0011]進一步地，所述控制主板包括四個輸出接口，分別是顯示器輸出接口、開關量輸出接口、串口輸出接口和遠程網絡連接接口。
[0012]進一步地，所述4U機箱上設置有與所述母板連接的USB接口。
[0013]進一步地，所述控制主板的所述CPU采用LPC178-FBD208芯片，通過DATA總線口輸出數據總線，通過ADDR總線口輸出地址總線；所述SRAM采用IS61LV25616-12T芯片，所述FLASH采用SST39VF3201芯片，所述FPGA采用EP2C5T144芯片；所述SRAM、所述FLASH和所述FPGA通過引腳分別與所述CPU的數據總線和地址總線連接。
[0014]進一步地，所述開關量板卡包括依次連接的LPC178-FBD208微控制器、74LVC4245雙向電平轉換芯片和TL521-4光藕合器芯片。
[0015]本實用新型的檢測裝置集成度高，所有板卡集成在一個4U機箱內，核心的CPU、內存、硬盤芯片集成在控制板卡上，同時控制板卡集成高速總線且與其他板卡之間不通過高速總線連接，提高了裝置可靠性。檢測裝置還能夠記錄故障數據，即錄波功能，支持即插即用的USB鼠標、USB鍵盤或U盤，人機交互性能很好。4U機箱上具備串口，能夠虛擬以太網上傳選線信息，能夠連接到局域網和Internet。
[0016]本實用新型綜合了單片機和工控機的優點，既保留單片機的高可靠性，又可實現工控機的尚性能，完全滿足現場要求。
[0017]根據下文結合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優點和特征。
【附圖說明】
[0018]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0019]圖1是根據本實用新型一個實施例的檢測裝置的結構示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型一個實施例的控制板卡的數據總線連接示意圖；
[0021]圖3是根據本實用新型一個實施例的開關量板卡電路示意圖；
[0022]圖4是根據本實用新型一個實施例的模擬量轉換為數字量的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本實用新型的檢測裝置一般性地包括標準的4U機箱10和安裝在4U機箱10內的母板20，以及與4U機箱10連接的人機交互設備。在母板20上安裝有將模擬量信號轉換為數字量信號的模數轉換單元；在母板20上插有模擬量板卡30、開關量板卡50和控制主板40 ;該模擬量板卡30包括與外部電纜連接的電纜接口，和將接收的模擬量信號轉換為低壓模擬量信號輸出的模擬量轉換芯片；該開關量板卡50包括將接收的控制主板40的信號轉換為開關量信號輸出的開關量轉換芯片；控制主板40包括對輸入信號進行分析并給出結果的CPU和FPGA芯片以及提供存儲功能的存儲芯片。
[0024]本實施例在工作時，位于過程層的外部電纜將模擬信號接入位于間隔層的模擬量板卡30內，模擬量板卡30將輸入電壓和電流轉變為-5V與+5V之間的低壓模擬量信號后輸出至母板20 ;母板20對輸入的低壓模擬量信號進行低通濾波后，通過模數轉換單元轉換為數字信號輸送至控制主板40 ;控制主板40上的CPU根據FPGA芯片的程序對該數字信號進行計算并選出故障線路，控制主板40同時利用存儲芯片保存分析后的故障數據，然后將故障選線結果發送至開關量板卡50 ;開關量板卡50將故障線路信息轉化為開關量信號后輸出硬節點報警信號，提示維持人員當前存在故障的線路信息。本實施例可以應用多種選線方法融合后進行綜合選線，能夠針對金屬性接地、經電弧接地、經過渡電阻接地等各種情況并準確選出故障線路。本實施例中安裝各板卡的4U機箱10采用自然冷卻，電源和各板卡及機箱內部都無需安裝風扇，沒有易損元件，可提高檢測裝置的使用壽命。控制板卡40采用高速總線形式且高速總線集成在控制板卡內，不與其他板卡之間通過高速總線連接，提高了裝置可靠性。
[0025]在本實施例中的人機交互設備可以包括顯示屏60、鍵盤和鼠標61，其中的顯示器60可以是工業液晶顯示器；鍵盤和鼠標61可以通過設置在4U機箱10上與母板20連接的USB接口連接。通過上述部件，可以提高檢測裝置的人機交互性能，便于得到更精確的檢測結果。
[0026]本實施例中控制主板40的CPU采用主頻為100MHz的32位ARM芯片，存儲芯片包括512K容量的SRAM和4M