一种可投退的控制回路断线检测电路

摘要

本实用新型公开了一种可投退的控制回路断线检测电路，包括合闸回路断线检测电路和分闸回路断线检测电路，所述合闸回路断线检测电路和分闸回路断线检测电路均与断线检测上送信号端YX_SOE相连，合闸回路断线检测电路和分闸回路断线检测电路均由限流电阻、滤波电容、防反向二极管、两个起隔离作用的光耦组成。通过加入本控制回路断线检测功能，可以通过简易的逻辑设计，判断一二次设备连接或者分合闸压板处是否出现断线；同时，引入断线检测功能，通过主站是否收到控制回路断线SOE，实时检测控制回路是否出现断线，增强了故障检测的实时性和准确性，节约工程技术人员排除故障的时间。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一二次设备断线检测领域，尤其涉及一种可投退的控制回路断线检测电路。

背景技术

在配网控制系统中，主站通过远程操作三遥终端，三遥终端接到命令后下发控制命令，从而对一次设备进行控制分合闸命令，三遥终端跟一次设备的连接主要靠线路连接，这就存在了线路断线的可能，在未引入断线检测之前，在控制回路出现断线之后，主要靠人观察或者现场技术人员判断，这需花费不少的时间，对送电的及时性会有很大的影响，因此，就需要引入相关的、低成本的、较简易的断线检测电路，本电路因此产生。目前在配电自动化控制系统中尚未有相关检测电路的存在。

在现今的配电控制终端中，一二次设备通过继电器相连，通过主站下发遥控分合闸命令，终端在接到命令后，分合闸继电器动作，相应的继电器触点吸合，一次设备做出分合闸动作，这是正常的工作流程。当一二次设备连接处线圈断开时，正常的命令从终端发出，终端的继电器正常动作，但命令不能下发到一次设备，在没有接入断线检测电路的情况下，不能及时准确的知道存在故障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提出一种可投退的控制回路断线检测电路，通过加入本控制回路断线检测功能，可以通过简易的逻辑设计，判断一二次设备连接或者分合闸压板处是否出现断线；同时，引入断线检测功能，通过主站是否收到控制回路断线SOE，实时检测控制回路是否出现断线，增强了故障检测的实时性和准确性，节约工程技术人员排除故障的时间。

为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种可投退的控制回路断线检测电路，包括合闸回路断线检测电路和分闸回路断线检测电路，所述合闸回路断线检测电路和分闸回路断线检测电路均与断线检测上送信号端YX_SOE电连接；所述合闸回路断线检测电路包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端电连接合闸压板信号端HZ_YB和一次设备的线圈，线圈一端接地；所述第一电阻R1的另一端分为两路，第一路电连接有第三电阻R3的一端，第二路电连接有第一电容C1的一端，第三电阻R3的另一端电连接有第一光耦U1的1脚，第一光耦U1的2脚与第二光耦U2的4脚电连接，第二光耦U2的3脚分为三路，第一路与第一电容C1的另一端电连接，第二路通过第二电阻R2与遥控合闸信号YK_HZ+电连接，第三路与合闸遥感执行信号端HZ_JC电连接，第一光耦U1的4脚分为三路，第一路电连接有断线检测上送信号端YX_SOE，第二路通过上拉电阻R4电压V3P3，第三路经过第二电容C2接地；第一光耦U1的3脚接地；第二光耦U2的1脚经过第五电阻R5与电压V3P3电连接，第二光耦U2的2脚分为两路，第一路经过第六电阻R6与电压V3P3电连接，第二路电连接有断线检测投退信号端YK_DXJC；所述分闸回路断线检测电路包括第七电阻R7，第七电阻R7的一端电连接分闸压板信号端FZ_YB，另一端分为两路，第一路电连接有第九电阻R9的一端，第二路电连接有第三电容C3的一端，第九电阻R9的另一端电连接有第三光耦U3的1脚，第三光耦U3的2脚与第四光耦U4的4脚电连接，第四光耦U4的3脚分为三路，第一路与第三电容C3的另一端电连接，第二路通过第八电阻R8与遥控分闸信号YK_FZ+电连接，第三路与分闸遥感执行信号端FZ_JC电连接；第三光耦U3的4脚分为三路，第一路电连接有断线检测上送信号端YX_SOE，第二路通过上拉电阻R4电压V3P3，第三路经过第二电容C2接地；第四光耦U4的1脚经过第十电阻R10与电压V3P3电连接，第四光耦U4的2脚分为两路，第一路经过第六电阻R6与电压V3P3电连接，第二路电连接有断线检测投退信号端YK_DXJC。

所述断线检测上送信号端YX_SOE连通MCU的一个IO。

优选地，所述控制回路断线检测电路中电阻使得各个光耦正常导通，同时使得控制回路断线检测电路中的电流不会引发一次设备的线圈驱动触点吸合。

优选地，所述第三电阻R3的另一端还电连接有第一二极管D1的负极，第二光耦U2的3脚与第一二极管D1的正极电连接；所述第九电阻R9的另一端还电连接有第二二极管D2的负极，第四光耦U4的3脚与第二二极管D2的正极电连接。

优选地，所述第二光耦U2的3脚通过第一TVS二极管Z1接地；所述第四光耦U4的3脚通过第二TVS二极管Z2接地。

优选地，所述电压V3P3的电压值为3.3V。

优选地，所述第一电容C1、第三电容C3均为0.1uF，所述第二电容C2为1000pF。

本实用新型的有益效果为：

1、通过加入本控制回路断线检测功能，可以通过简易的逻辑设计，判断一二次设备连接或者分合闸压板处是否出现断线；同时，引入断线检测功能，通过主站是否收到控制回路断线SOE，实时检测控制回路是否出现断线，增强了故障检测的实时性和准确性，节约工程技术人员排除故障的时间。

2、通过加入防止输入反向的具有单向导通特性的二极管，保护光耦因为输入反向的原因造成损坏；接入了瞬态电压抑制二极管(TVS)，吸收输入回路两端突然出现的瞬间高能量冲击或者浪涌冲击，抑制冲击对内部器件的影响；光耦输入和输出两端并联具有过滤交流成分信号的滤波电容，本实用新型提供的控制回路断线检测电路安全性高。

3、一个控制回路中使用了两个光电耦合器件，两个光耦组合使用，使得控制检测电路受控可投退的同时，解决回路中浮空电压的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中可投退的控制回路断线检测电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步描述。需要说明的是，实施例并不对本实用新型要求保护的范围构成限制。

实施例1

如附图1所示，一种可投退的控制回路断线检测电路，包括合闸回路断线检测电路和分闸回路断线检测电路。

合闸回路断线检测电路包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端连接合闸压板信号端HZ_YB和一次设备的线圈，线圈一端接地；另一端分为两路，第一路连接有第三电阻R3的一端，第二路连接有第一电容C1的一端，第三电阻R3的另一端分为两路，第一路连接有第一光耦U1的1脚，第二路连接有第一二极管D1的负极，第一光耦U1的2脚与第二光耦U2的4脚电连接，第二光耦U2的3脚分为五路，第一路与第一二极管D1的正极电连接，第二路与第一电容C1的另一端电连接，第三路通过第二电阻R2与遥控合闸信号YK_HZ+电连接，第四路与合闸遥感执行信号端HZ_JC电连接，第五路通过第一TVS二极管Z1接地；第一光耦U1的4脚分为三路，第一路连接有断线检测上送信号端YX_SOE，第二路通过上拉电阻R4电压V3P3，第三路经过第二电容C2接地；第一光耦U1的3脚接地；第二光耦U2的1脚经过第五电阻R5与电压V3P3电连接，第二光耦U2的2脚分为两路，第一路经过第六电阻R6与电压V3P3电连接，第二路连接有断线检测投退信号端YK_DXJC。

分闸回路断线检测电路包括第七电阻R7，第七电阻R7的一端连接分闸压板信号端FZ_YB，另一端分为两路，第一路连接有第九电阻R9的一端，第二路连接有第三电容C3的一端，第九电阻R9的另一端分为两路，第一路连接有第三光耦U3的1脚，第二路连接有第二二极管D2的负极，第三光耦U3的2脚与第四光耦U4的4脚电连接，第四光耦U4的3脚分为五路，第一路与第二二极管D2的正极电连接，第二路与第三电容C3的另一端电连接，第三路通过第八电阻R8与遥控分闸信号YK_FZ+电连接，第四路与分闸遥感执行信号端FZ_JC电连接，第五路通过第二TVS二极管Z2接地；第三光耦U3的4脚分为三路，第一路连接有断线检测上送信号端YX_SOE，第二路通过上拉电阻R4连接电压V3P3，第三路经过第二电容C2接地；第四光耦U4的1脚经过第十电阻R10与电压V3P3电连接，第四光耦U4的2脚分为两路，第一路经过第六电阻R6与电压V3P3电连接，第二路连接有断线检测投退信号端YK_DXJC。断线检测上送信号端YX_SOE连通MCU的一个IO上。分闸检测回路和合闸检测回路的输出端共用一个IO口，因此，通过检测这个IO是否出现由低电平到高电平跳变，从而判断分闸控制或合闸控制电路中是否存在断线。

控制回路断线检测电路中电阻的阻值范围为可以使光耦正常导通但该电流又不能使一次设备的线圈驱动触点吸合。以避免使得一次设备合闸误动。

电路的具体工作原理如下：

当需要将控制回路断线检测电路投入使用时，断线检测投退信号端YK_DXJC通过软件设置使得该引脚为低电平，即设置为“0”状态，使得第二光耦U2和第四光耦U4处于导通的状态，同时第一光耦U1和第三光耦U3也处于工作状态，控制回路断线检测电路就处于时刻检测之中，通过MCU的IO监测YX_SOE，此时检测到的是低电平，即正常位，即遥控回路中没有存在断线的位置。如果电路出现有断线的情况，假设合闸压板信号端HZ_YB或者一次设备的合闸线圈处出现断开，此时，第一光耦U1因为左边没有了电压输入，光耦不导通，此时断线检测上送信号端YX_SOE的IO就会检测到高电平，主站会上报存在遥控回路断线。同理，当分闸压板信号端FZ_YB或者一次设备的分闸线圈有断开，第三光耦U3因为没有电压通过，光耦不导通，此时断线检测上送信号端YX_SOE也是处于高电平，因此，在任何时刻，分闸回路或合闸回路中出现任意位置断开，YX_SOE都为高电平，都会将存在控制回路断线上报主站。

造成回路断线的原因：1、当MCU发出遥控命令，终端的分合闸控制继电器会动作，此时，继电器的触点吸合，将断线检测电路短路，主站会上报存在控制回路断线，因为这个是进行正常的遥控分合闸命令，短路的时间很短，可以通过软件判断是否应该上报；2、当断线检测回路有器件失效或者存在虚焊、一次设备的分合闸线圈未接上或者没接好，主站会上报出现控制回路断线。

当不需要投入控制回路断线检测功能时，可以通过软件设置控制IO为高电平，即YK_DXJC处于“1”状态，此时，第二光耦U2和第四光耦U4中发光二极管不导通，相应的第一光耦U1和第三光耦U3也不导通，此时，控制回路断线检测电路处于不投入的转态。

电路中还加入了保护器件：加入了防止输入反向的具有单向导通特性的二极管，保护光耦因为输入反向的原因造成损坏；接入了瞬态电压抑制二极管(即TVS二极管)，吸收输入回路两端突然出现的瞬间高能量冲击或者浪涌冲击，抑制冲击对内部器件的影响；光耦输入和输出两端并联具有过滤交流成分信号的滤波电容。

本控制回路断线检测电路选用了具有良好信号隔离作用的光电耦合器件，原因是其体积小，功耗小，广泛运用在线路板的隔离电路中。一个控制回路中使用了两个光电耦合器件，两个光耦组合使用，使得控制检测电路受控可投退的同时，解决回路中浮空电压的问题。产生浮空电压的原因是：当正常的三遥终端上电后，断线检测电路已经正常导通，如果一次设备的线圈未接入或者电科院使用台体设备测试终端但未接负载到GND，此时在接口位置(YK_HZ+、YK_FZ+)会有浮空电压产生。通过两个光耦配合使用，可以在做终端检测时，通过软件控制断线检测电路退出，使得第二光耦U2和第四光耦U4不导通，不导通状态下的光耦，电阻很大，相当于在光耦位置处断开，就可将浮空电压抑制在光耦的输入端，解决了引入检测电路时存在浮空电压的问题。

本控制回路断线检测电路选用了具有良好信号隔离作用的光电耦合器件，原因是其体积小，功耗小，广泛运用在线路板电路中，此电路中也可以使用其他隔离器件，如继电器来代替，但使用继电器相对于光耦来说，体积和功率要大的多，继电器多运用于开关控制电路中；也可以通过引入三极管控制电路投退，但使用三极管来控制电路投退无法抑制浮空电压的产生。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。