专利名称：快速熔断器检测器的制作方法
技术领域：
本申请涉及快速熔断器技术领域，特别是涉及一种用于整流设备中快速熔断器检 测器。
背景技术：
电力半导体器件热容量小，在故障状态下必须要有快速保护，快速熔断器具有与 半导体器件类似的热特性，是一种很好的保护器件。目前，在电力变流器保护中都使用快速 熔断器作为快速保护。变流臂内部并联支路配置保护式是快速熔断器在电力变流器保护中的一种配置 方式，该配置方式在变流臂内部并联支路中均串联有快速熔断器，当某一支路电力半导体 器件由于某种原因损坏，导致与之相串联的快速保护分断，一般而言，仅一个电力半导体器 件出现故障并不影响整个电力变流器正常运行，因此，该种配置保护方式下，且在电力变流 设备运行状态下，无法判断快速熔断器的好坏，也无法判断出哪个快速熔断器出现了故障。此外，变流臂内部并联支路配置保护方式的电力变流器在运行状态时，更无法判 断快速熔断器损坏的支路数目。现在，急需一种能够判断出快速熔断器故障的检测控制器，从而使维护人员更好 的进行快速熔断器维护控制工作。
实用新型内容为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种快速熔断器检测器，以实现在变流 臂内部并联支路配置保护式的快速熔断器的故障检测，技术方案如下—种快速熔断器检测器，应用于电力变流器中，所述电力变流器的变流臂内部包 括有多个并联支路，包括比较单元、报警单元，其中所述变流臂内部的多个并联支路的公共输出端通过二极管与所述比较单元的第 一输入端相连，且所述二极管的阴极性端与所述比较单元的第一输入端相连，所述比较单 元的第二输入端输入预设参考电压，所述比较单元的输出端与所述报警单元相连。优选地，所述比较单元的个数为多个，且所述多个比较单元的预设参考电压值不 相同；所述报警单元的个数与所述比较单元的个数相同，所述报警单元与所述比较单元
一一对应连接。 优选地，所述比较单元为电压比较器。优选地，所述比较单元的第一输入端为反相输入端，所述第二输入端为同相输入端。优选地，所述报警单元为发光二极管，且所述发光二极管的阳极性端与所述电压 比较器的输出端相连，所述发光二极管的阴极性端接地。优选地，所述比较器的第一输入端为反相输入端，所述第二输入端为同相输入端。[0015]优选地，所述报警单元为发光二极管，且该发光二极管的阴极性端与所述电压比 较器的输出端相连，所述发光二极管的阳极性端接地。优选地，还包括开关量输出单元、可编程逻辑控制器PLC、远程监测单元及远程 报警单元，其中所述开关量输出单元的输入端与所述比较单元的输出端相连，所述开关量输出单 元的输出端与所述可编程逻辑控制器PLC的输入端相连；所述远程监测单元与所述可编程控制器PLC的第一输出端相连；所述远程报警单元与所述可编程控制器PLC的第二输出端相连。优选地，所述开关量输出单元包括三级管和继电器，其中所述三级管的基极作为该开关量输出单元的输入端与所述比较单元的输出端相 连接，所述三极管的集电极接地；所述三极管的发射极与所述继电器的线圈串联后与工作电源相连接；所述继电器的触点作为该开关量输出单元的输出端与所述可编程逻辑控制器的 输入端相连。优选地，所述开关量输出单元的数量与比较单元的数量相同，且多个开关量输出 单元的输出端分别与可编程逻辑控制器的不同输入端相连接。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，电力变流器中的变流臂中的多个并联 支路中均串接有快速熔断器，当某一支路中的快速熔断器因某种原因损坏时，并联支路所 输出的电压将发生变化，然后，通过比较并联支路输出的电压值和预设参考电压，判断快速 熔断器的运行状态。当所述并联电压大于所述预设参考电压时，表明所述变流臂中有快速 熔断器损坏，此时比较器将输出电压信号驱动报警单元发出报警信号，从而实现了对电力 变流器中变流臂中的快速熔断器运行状态的检测，维护人员更好的进行快速熔断器维护控 制工作。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一种快速熔断器检测器的电路结构示意图；图2为本申请实施例另一种快速熔断器检测器的电路的结构示意图；图3a为本申请实施例一种比较单元和报警单元的电路结构示意图；图北为本申请实施例另一种比较单元和报警单元的电路结构示意图；图4为本申请实施例另一种快速熔断器检测器的电路结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供的快速熔断器检测器，主要应用于电力变流器中，电力变流器 中的变流臂中包括有多个并联支路，所述并联支路的数目可以是任意的正整数个，即所有 的并联支路都并联在公共输入端和公共输出端之间，每个并联的支路中都串联有快速熔断器，所述快速熔断器检测器就是用于检测并联支路中的快速熔断器的运行状态。当并联支 路中的快速熔断器损坏时，所述快速熔断器能够检测到损坏的快速熔断器的状态，并驱动 报警单元进行报警。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。请参见图1，图1示出了本申请实施例的快速熔断器检测器的结构示意图，该快速 熔断器检测器主要包括比较单元200和报警单元300，其中所述电力变流器中变流臂中的并联支路100的公共输出端通过二极管110与所述 比较单元200的第一输入端相连接，且二极管110的阳极性端与所述并联支路100的公共 输出端相连，比较单元200的第二输入端输入有预设参考电压，比较单元200的输出端与所 述报警单元300相连。电力变流器中的快速熔断器正常运行时，变流臂的并联支路100输出电压为0V， 当电力变流器的并联支路100中的快速熔断器由于某种原因损坏时，并联支路中的电压会 升高。当所有的并联支路中有1路快速熔断器损坏时，其输出端电压上升为1. 89V左右，当 有2路快速熔断器损坏时，其输出端的电压上升为3. 43V左右。快速熔断器损坏数量越多，并联支路公共输出端所输出的电压越高。快速熔断器 正常运行时，所述变流臂中的并联支路100是断开不导通的，当快速熔断器损坏时，变流臂 中的并联支路100导通，且每个并联支路中都串接有电阻，当有多个并联支路损坏时，串接 在支路中的电阻并联，因此，快速熔断器损坏越多，其公共输出端输出电压越高。由于二极管110上有一部分压降，因此，可以将比较单元200的预设参考电压设定 为1. 2V，只要并联支路100中有快速熔断器损坏时，其输出端的电压将大于比较单元200的 预设参考电压，所述比较单元200的输出端输出电压驱动与其相连的报警单元300，报警单 元300输出报警信号。从而实现了对电力变流器的变流臂中并联支路中的快速熔断器的运 行状态进行检测，并通过报警方式输出检测结果。具体实施时，所述比较单元200可以采用比较器实现，所述报警单元可以采用发 光二极管实现或通过蜂鸣器实现声音报警。本领域技术人员可以理解的是，比较单元200的可以通过设置不同的预设参考电 压值，进一步判断快速熔断器的损坏数量，也可以设置多个比较单元，多个比较单元的预设 参考电压均不相同，判断出快速熔断器的损坏数量。 本实施例提供的快速熔断器检测器主要应用于电力变流气中，用于检测变流臂中 并联支路中串联的快速熔断器的运行状态，运用并联支路中的快速熔断器损坏时其输出端 电压产生变化的原理，利用比较单元实现快速熔断器的检测，当并联支路输出电压高于比 较单元的预设参考电压时，比较单元输出电压驱动报警单元，进行报警信号，从而实现对电 力变流器中变流臂中的快速熔断器运行状态的检测，使维护人员更好的进行快速熔断器维 护控制工作。 参见图2，示出了本申请实施例提供的另一种快速熔断器检测器的电路原理图，该快速熔断器检测器与上述实施例提供的快速熔断器检测器不同之处在于本实施例中的快 速熔断器检测器中有2个比较单元和2个报警单元。所述比较单元200的个数最多为电力变流器的变流臂中并联支路数，所述报警单 元300的个数与所述比较单元200的个数相同。而且，2个比较单元可以判断2个或2个以 上的快速熔断器的运行状态。本实施例以2个比较单元为例进行详细说明所述比较单元200包括第一比较单元210和第二比较单元220 ；报警单元300包 括第一报警单元310和第二报警单元320。所述变流臂中的并联支路100的公共输出端经过二极管110分别于第一比较单元 210和第二比较单元220的第一输入端相连，所述第一比较单元210的第二输入端输入有第 一预设参考电压Vl，第二比较单元220的第二输入端输入有第二预设参考电压V2。第一比较单元210的输出端与第一报警单元310相连，第二比较单元220的输出 端与第二报警单元320相连。本领域技术人员可以理解的是，为使该快速熔断器检测器电路的可靠性更高，二 极管110的数量可以是2个，当其中1个二极管110损坏时，另一个二极管110还可以工作， 从而提高了电路的可靠性。当然，当比较单元200为多个时，二极管110的数量也可以和电路中比较单元的数
量相同。所述第一预设参考电压Vl可以根据变流臂中有1个支路的快速熔断器损坏时，其 并联支路公共输出端所输出的电压值而设定，具体为不高于所述并联支路输出端输出的电 压值的高电平。所述第二预设参考电压V2可以根据设计要求可以设定为不高于2个支路中的快 速熔断器损坏时所输出的电压值，同时高于1个支路中的快速熔断器损坏时的熔断器损坏 时所输出的电压值。具体的，一种具体的应用实例如下1个支路的快速熔断器损坏时，并联支路公共输出端输出的电压值约为1. 9V，再 减去二极管Iio上的压降约为0. 7V得到1. 2V，故所述第一预设参考电压Vl可以设定为 1. 2V。本领域普通技术人员可以理解的是，第一预设参考电压Vl只要是小于1. 2V的高电 平即可。当有1个并联支路中的快速熔断器损坏时，第一比较单元210的第一输入端211 输入的电压约为1. 2V，大于其第二输入端212的第一预设参考电压1. 2V，输出驱动电压驱 动与其相连的第一报警单元310，所述第一报警单元发出报警信号，从而能够判断快速熔断 器是否存在故障。具体的，当有2个支路的快速熔断器损坏时，并联支路公共输出端输出的电压值 约为3. 43V，减去二极管110上的压降约为0. 7V得到2. 73V，故所述第二预设参考电压V2 可以设定为2. 5V左右。本领域普通技术人员可以理解的是，第二预设参考电压V2只要是 小于2. 73V大于1路损坏时变流臂中并联支路输出电压约为1. 2V的电压值即可。当有2个或2个以上的并联支路中的快速熔断器损坏时，所述电力变流器中的并 联支路的公共输出端输出的电压值大于所述第一预设参考电压和第二预设参考电压，此
6时，所述第一比较单元210和所述第二比较单元220均输出驱动电压使得第一报警单元310 和第二报警单元320都发出报警信号，进而可以判断出2个或2个以上的快速熔断器损坏 情况。由于电力变流器变流臂的并联支路中的快熔损坏个数越多，其输出电压值越大， 且大于所述第一预设参考电压值和第二预设参考电压值，因此，所述快速熔断器检测器可 以检测出2个或2个以上的快速熔断器损坏情况。本领域普通技术人员可以理解的是，当第一比较单元和第二比较单元所设置的预 设参考电压值不同时，该快速熔断器检测器能检测到的快速熔断器的故障数目不同，例如， 将第一比较单元的第一预设参考电压值根据变流臂1个支路的快速熔断器损坏时输出的 电压值进行设定；第二比较单元的第二预设参考电压根据变流臂中3个支路的快速熔断器 损坏时输出的电压值进行设定，则当变流臂中有1个或2个支路的快速熔断器损坏时，第一 比较单元将输出驱动电压驱动第一报警单元进行报警；当变流臂中有3个或3个以上支路 的快速熔断器损坏时，第二比较单元将输出驱动电压驱动第二报警单元进行报警。本实施例提供的快速熔断器设置有两个比较单元第一比较单元和第二比较单元， 当变流臂中有1路快速熔断器损坏时，第一比较单元输出驱动电压驱动第一报警单元发出 报警信号；当有2路或2路以上的快速熔断器损坏时，第二比较单元输出驱动电压驱动第二 报警单元，进行报警，因此使用本实施例公开的快速熔断器检测器可以检测到电力变流器 中快速熔断器的运行状态而且能够明确检测到电力变流器中有1个支路中的快速熔断器 损坏，2个或2个支路中的快速熔断器损坏的情况。当然，上述实施例中的比较单元的个数可以与电力变流器中并联支路中的快速熔 断器个数相同，每个比较单元的预设参考电压应依次增大，从而可以精确地检测到快速熔 断器损坏的个数。参见图3a和图北，上述两个实施例中的所述比较单元为电压比较器，所述报警单 元为发光二极管，所述电压比较器和所述发光二极管之间的连接关系有以下两种情况(1)参见图3a所述电压比较器的第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输 入端，且第一输入端与电力变流器中的并联支路的公共输出端相连，第二输入端输入预设 参考电压Vth，电压比较器的输出端与所述发光二极管的阳极性端相连，所述发光二极管的 负极性输出端接地。当第一输入端输入的电压值大于第二输入端输入的预设参考电压Vth的电压值 时，表明电力变流器中有快速熔断器损坏，此时，电压比较器的输出端输出高电平，驱动与 之相连的发光二极管发光，进行显示报警。(2)参见图北所述电压比较器的第一输入端为反相输入端，并与电力变流器中的 并联支路的公共输出端相连，第二输入端为同相输入端输入预设参考电压Vth，电压比较器 的输出端与发光二极管的阴极性端相连，所述发光二极管的阳极性端接地。当第一输入端输入的电压大于第二输入端输入的预设参考电压Vth的电压值时， 表明电力变流器中有快速熔断器损坏，此时，电压比较器的输出端输出低电平，驱动与之相 连的发光二极管发光，进行报警。需要说明的是，上述报警单元还可以是能够实现显示和/或声音报警的报警单元。[0067]参见图4，本申请实施例提供的另一种快速熔断器检测器的结构示意图，在上述 实施例的基础上增加了远程监测功能，具体的，本实施例公开的快速熔断器检测器除包 括变流臂并联支路100、比较单元200、报警单元300外，还包括开关量输出单元400、 PLC (Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)500、远程监测单元600、远程报 警单元700，其中开关量输出单元400的输入端、输出端分别与比较单元200的输出端、所述PLC500 的输入端相连，远程监测单元600和远程报警单元700均与所述PLC500的输出端相连，实现远程 监测、报警功能。所述远程监测单元600可以是显示检测结果的设备，所述报警单元可以是声光报
Sfc目。具体实施时，所述开关量输出单元400具体可以包括三级管410和继电器420，其 中，三极管420为PNP型三极管，基极作为开关量输出单元的输入端与所述比较单元200的 输出端相连，集电极接地，发射极与继电器420的线圈串联后再连接至工作电源Vcc，所述 继电器420的触点作为开关量输出单元的输出端与所述PLC500的输入端相连。此处的继电器420具有隔离作用，避免所述PLC接收干扰信号产生误动作，从而提 高该快速熔断器检测器检测准确性。而且，所述比较单元200为电压比较器，且其第一输入端为反相输入端与电力变 流器中的并联支路的公共输出端相连，第二输入端为同相输入端输入预设参考电压Vth。当 电力变流器中有快速熔断器损坏时，比较单元200输出驱动电压驱动所述三极管420导通， 使得串接在发射极上的继电器线圈得电，从而使继电器的�？サ惚蘸希鯬LC的输入 端得到高电平，进而使与所述PLC输出端相连的远程监测单元600及远程报警单元700实 现对快速熔断器的故障状态的检测和报警。本领域技术人员可以理解的是，上述的三极管还可以通过NPN型三极管实现，本 申请对此并不限制，凡是能够实现开关量输出高电平的电路均属于本申请公开和保护的范围。此外，所述报警单元300还可以并联于所述开关量输出单元400中继电器的线圈 两端，且报警单元300为发光二极管时，该发光二极管的阳极性端通过限流电阻连接至所 述线圈连接有工作电源的一端，阴极性端与继电器的线圈的另一端相连。上述实施例中的开关量输出单元400的数量应与比较单元200的数量相同，且不 同开关量输出单元的输出端分别与所述PLC的不同输入端相连接从而不仅能够本地检测 报警而且能够实现远程报警。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，本领域普通技术 人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施以上所述仅是本申请的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本申请的保护范围。
权利要求1.一种快速熔断器检测器，应用于电力变流器中，所述电力变流器的变流臂内部包括 有多个并联支路，其特征在于，包括比较单元、报警单元，其中所述变流臂内部的多个并联支路的公共输出端通过二极管与所述比较单元的第一输 入端相连，且所述二极管的阴极性端与所述比较单元的第一输入端相连，所述比较单元的 第二输入端输入预设参考电压，所述比较单元的输出端与所述报警单元相连。
2.根据权利要求1所述的快速熔断器检测器，其特征在于所述比较单元的个数为多个，且所述多个比较单元的预设参考电压值不相同；所述报警单元的个数与所述比较单元的个数相同，所述报警单元与所述比较单元一一 对应连接。
3.根据权利要求2所述的快速熔断器检测器，其特征在于，所述比较单元为电压比较ο
4.根据权利要求3所述的快速熔断器检测器，其特征在于，所述比较单元的第一输入 端为反相输入端，所述第二输入端为同相输入端。
5.根据权利要求4所述的快速熔断器检测器，其特征在于，所述报警单元为发光二极 管，且所述发光二极管的阳极性端与所述电压比较器的输出端相连，所述发光二极管的阴 极性端接地。
6.根据权利要求3所述的快速熔断器检测器，其特征在于，所述比较器的第一输入端 为反相输入端，所述第二输入端为同相输入端。
7.根据权利要求6所述的快速熔断器检测器，其特征在于，所述报警单元为发光二极 管，且该发光二极管的阴极性端与所述电压比较器的输出端相连，所述发光二极管的阳极 性端接地。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的快速熔断器检测器，其特征在于，还包括开关量 输出单元、可编程逻辑控制器PLC、远程监测单元及远程报警单元，其中所述开关量输出单元的输入端与所述比较单元的输出端相连，所述开关量输出单元的 输出端与所述可编程逻辑控制器PLC的输入端相连；所述远程监测单元与所述可编程控制器PLC的第一输出端相连；所述远程报警单元与所述可编程控制器PLC的第二输出端相连。
9.根据权利要求8所述的快速熔断器检测器，其特征在于，所述开关量输出单元包括 三级管和继电器，其中所述三级管的基极作为该开关量输出单元的输入端与所述比较单元的输出端相连接， 所述三极管的集电极接地；所述三极管的发射极与所述继电器的线圈串联后与工作电源相连接；所述继电器的触点作为该开关量输出单元的输出端与所述可编程逻辑控制器的输入 端相连。
10.根据权利要求9所述的快速熔断器检测器，其特征在于，所述开关量输出单元的数 量与比较单元的数量相同，且多个开关量输出单元的输出端分别与可编程逻辑控制器的不 同输入端相连接。
专利摘要本实用新型实施例公开一种快速熔断器检测器，包括比较单元、报警单元，其中变流臂内部的多个并联支路的公共输出端通过二极管与比较单元的第一输入端相连，且二极管的阴极性端与比较单元的第一输入端相连，比较单元的第二输入端输入预设参考电压，比较单元的输出端与报警单元相连。当某一支路中的快速熔断器损坏时，输出电压将发生变化，然后，通过比较并联支路中的电压值和预设参考电压，判断快速熔断器的运行状态，当并联输出电压大于预设参考电压时，表明变流臂中有快速熔断器损坏，此时比较器将输出电压信号驱动报警单元发出报警信号，从而实现了对电力变流器中快速熔断器故障情况的检测，维护人员更好的进行快速熔断器维护工作。
文档编号G01R31/07GK201897627SQ20102060999
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者唐禄平 申请人:株洲科瑞变流电气有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
