用於檢測配網架空線故障的報警器的製作方法

2023-06-05 04:50:21

專利名稱：：用於檢測配網架空線故障的報警器的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種報警器，特別是涉及一種用於檢測配網架空線故障的報警器。
背景技術：
：隨著國民經濟形勢迅速發展，與之密切相關的輸配電網絡也在快速擴展，電力傳輸線路在快速延伸，供電半徑不斷擴大、分支線路不斷增多，造成線路結構愈來愈複雜，架空線路發生故障的可能性也在逐步加大。架空線路一旦發生故障，故障所在分支和故障點的查找非常困難；査詢過程既費時又費力，少則幾小時，多則數十小時，需要投入很大的人力物力，給電力公司和用戶都造成很大經濟損失，影響了供電可靠性。現有的故障指示器已具有故障指示功能。但由於未改變故障巡查模式，功能上還存在許多不足與缺陷，又缺乏通訊能力，一直未能被很好的應用；如採用配網自動化系統，是能夠實現故障自動定位，但由於投入成本非常大，也很難得到有效地推廣；如何利用成熟的通信技術，實現故障區段的快速、自動定位，提高故障指示器性能，完善其不足，增加數據通訊功能，就顯的十分重要與迫切。
發明內容本發明的目的是提供一種用於檢測配網架空線上故障的報警器，以提高傳統故障指示器的故障檢測性能，並且具有數據通訊功能，能夠實現故障區段的快速、自動定位。為達到上述的目的所採取的技術方案是提供一種用於檢測配網架空線故障的報警器，它包括傳感器和供電電源，與傳感器相連接的信號採集單元和磁電轉換電路，與信號採集單元相連接的微處理器，與微處理器相連接的無線RF模塊，與磁電轉換電路相連接電源控制模塊，電源控制模塊與供電電源相連接，供電電源分別連接到信號採集單元、微處理器和無線RF模塊上。所述傳感器的內部分成採集電流部分和磁電轉換部分，採集電流部分與信號採集單元相連接，磁電轉換部分與磁電轉換電路相連接。當本發明的報警器用於檢測配網架空線的故障時，將本發明的報警器安裝在配網架空線上，在架空線路正常運行時，架空線的電流為正常負荷電流(一般在設計範圍內)；一旦發生故障，如；單相接地、短路、跳閘等，就會產生突變的故障電流，傳感器會檢測到突變後的暫態電流過程；信號採集單元從傳感器內的採集電流部分採集到故障電流，弁將故障電流的模擬信號轉換成數位訊號送到微處理器內，微處理器根據故障判據對暫態過程及特徵進行判別，然後對符合特徵條件的故障或異常進行存儲和報警處理，並將故障報文送至無線RF模塊，無線RF模塊將故障報文迅速地向外發送出去。本發明的報警器有益效果顯著。參如上述的結構，因為本發明報警器內包括微處理器和無線RF模塊。所以它具有對各類故障、異常電流的判斷能力(包括短路、接地、斷線、衝擊、湧流、重合閘等)。利用它組網就能實現對架空線故障的實時監測；本發明的報警器彌補原故障指示器功能的不足，為配網架空線故障快速定位、排除和恢復供電，贏得了大量寶貴時間，節約了大量人力和物力，是一項對企業、對社會都具有極高經濟價值的應用。參如上述的結構，本發明報警器對故障的檢測報警具有準確性。因為報警器的報警功能是根據電力公司相關專業部門提供經驗數據所設計；儘管報警器做過實測試驗和動模試驗，報警準確性基本穩定，但由於實測試驗、動態模擬試驗所採用的信號均為標準信號源，與現實工況(不同負載下)有較大的差距；為解決故障報警器在現場運行環境下，報警信息的準確性，必須考慮各類負載對測量電流的影響。所以本發明的報警器包括微處理器，微處理器中提供了故障異常類型(偏差調整係數)，力求報警信息準確無誤，並通過無線RF模塊能夠穩定、可靠、快速、準確地將各類故障或異常信息及時上報。參如上述的結構，本發明報警器的故障檢測報警功能是遵從故障判據原則。因為本發明的報警器內包括微處理器，微處理器內能夠記錄故障發生前後異常電流持續的時間，並能抓住架空線電流發生故障時瞬間暫態電流的主要特徵，以故障異常類型(標準數據)作判據，使故障判斷更科學'、更有效。參如上述的結構，因為本發明報警器內包括無線RF模塊，故障報警信息通過無線RF通訊技術在很短的時間內就可將故障杆塔、架空線路的情況位置及時、準確地發送給有關人員，大大減輕了巡線排查勞動強度，既可節省大量的人力、物力，又可快速組織人力進行搶修，儘快恢復供電，使故障損失減少到最低限度。而且，可利用無線掌機或遠程計算機通過無線RF模塊和微處理器對故障報警器進行參數配置或修改，方便了應用和維護。*如上述的結構，因為本發明報警器內包括微處理器，可以通過微處理器設有多種工作模式，如常態或節能工作模式。可以通過自動檢測負荷電流來確定其工作模式；還可以自動判別瞬時性故障或永久性故障，並將檢測結果上報，為故障判斷、準確定位、安全運行提供幫助。參如上述的結構，因為本發明報警器內包括微處理器和無線RF模塊，它實現了遠程遙測架空線負荷電流，且測量精度在3%5%，是一般故障指示器所無法比擬的。採用無線RF通訊技術，實現了故障信息快速傳遞。參如上述的結構，本發明報警器內包括傳感器，與傳感器相連接的磁電轉換電路，與磁電轉換電路相連接的電源控制模塊，與電源控制模塊相連接的供電電源，構成了一磁能轉換機構。當報警器安裝在架空線上，架空線有電流通過時，傳感器感應架空線上的電流形成磁場，產生電壓(利用磁電轉換原理)，電源控制模塊獲取電流，以此向供電電源充電。所以供電電源能夠自動地、不間斷地供給報警器的工作電壓。使得本發明報警器能夠安全、穩定、長時間地運行。能夠不間斷地自動地給供電電源(可充電電池)充電這一點很重要。因為本發明報警器是在戶外的環境下工作，戶外缺乏供電條件，而報警器叉不能停電，一停電就等於報警器停止工作。所以，本發明在報警器內配置了磁能轉換機構。如上述，由傳感器內的磁電轉換部分感應架空線上的電流形成磁場，產生電壓；磁電轉換電路上獲取電流，只要磁電轉換電路上有電流輸出到電源控制模塊上；電源控制模塊就可以不斷地向供電電源(可充電電池)充電。因此，本發明採用磁能轉換機構，只要架空線上有電流流過(一般情況下，架空線內的電流〉10安培)，供電電源就可實現不斷的有能源補充，保證了供電電源長期的有電，則報警器在野外就會長期維持正常的工作。防止了報警器因失電而影響正常工作。參另外，如上述本發明的辨警器可以增加抗幹擾、抗電流衝擊等各項措施，使其具有防誤報、拒報等功能。圖l是本發明用於檢測配網架空線故障的報警器一實施例的結構示意圖2是本發明用於檢測配網架空線故障的報警器的動態過程示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本發明的結構作進一步地說明圖1、2是本發明用於檢測配網架空線上故障的報警器一實施例的結構示意圖。如圖l、2所示。所述報警器包括傳感器l，與傳感器l相連接的信號採集單元2和磁電轉換電路7;與信號採集單元2輸出端相連接的微處理器3，與微處理器3相連接的無線RF模塊4;與磁電轉換電路7輸出端相連接的電源控制模塊6，與電源控制模塊6相連接的供電電源5;供電電源5分別連接到信號採集單元2、微處理器3和無線RF模塊4。如圖l、圖2所示，所述傳感器1的內部分成釆集電流部分102和磁電轉換部分101;採集電流部分102與信號採集單元2相連接，磁電轉換部分IOI與磁電轉換電路7相連接。在本實施例中，傳感器l內部的結構分成兩部分，所述磁電轉換部分101的導磁截面積大於(或大於大於)採集電流部分102的導磁截面積，兩部分之間有絕緣隔離層將其兩部分分開。當架空線01內有電流通過時，具有大導磁面積的磁電轉換部分101感應架空線的電流後，形成較強的磁場，通過磁電轉換電路7產生電壓，轉換成電流提供給電源控制模塊6。當供電電源(可充電的電池)105的電力不足時，電源控制模塊6及時地向供電電源5充電。所以，只要架空線01內有電流流過，電源控制模塊6就能為供電電源5充電，則供電電源5就有電供給信號採集單元2、微處理器3和無線RF模塊4。即報警器就一直在工作。保證了報警器能長時間、不間斷的工作。圖2是上述圖1中報警器的動態過程。如圖2所示，信號採集單元2通過,傳感器1上的採集電流部分102採集架空線01上的電流信息輸送給微處理器3;微處理器3對接收到的信息進行比對判斷，判斷出的異常信號通過無線RF模塊4向外發送出去。如圖l、2所示，當架空線路正常運行時，架空線01的電流為正常負荷電流(一般在設計範圍內)；一旦發生故障，如；單相接地、短路、斷線、跳閘等，會產生突變的故障電流，傳感器l會檢測到突變後的暫態電流過程；傳感器1內的採集電流部分102將故障電流送至信號採集單元2，信號採集單元2將採集到故障電流的模擬信號轉換成數位訊號送到微處理器3內，微處理器3根據故障判據對暫態過程及特徵進行判別，然後對符合特徵條件的故障或異常進行存儲和報警處理，並將故障報文送至無線RF模塊4，無線RF模塊4將故障報文向外發送出去。在本實施例中，微處理器3內部配置了時鐘模塊(如圖2所示)，所以它能夠及時記錄下架空線內的瞬態電流變化的時刻及常態下的電流變化時間；微處理器3內還配置了故障電流鎖存器，可連續存儲多條故障的信息；微處理器3還存儲有故障異常判斷類型。主要的故障異常類型如表l所示。當微處理器3接收到故障信息後，微處理器3根據該故障異常判斷其類型，做出故障或異常最後的鑑別，然後組合成報文輸出至無線RF模塊，由無線RF模塊向外發送出去。如圖l、2所示，由於報警器內包括無線RF模塊，採用了先進的RF無線通訊技術，它可以安全、穩定地傳輸故障數據。安裝在架空線路上不會對電力一次設備造成任何不良影響，免去了架空線路地段的專用通信線和通訊設備的投資，且不需要投入大量維護人員，提高了故障査詢能力和效表l:主要故障異常類型序號tableseeoriginaldocumentpage8從上述表l中可以說明本發明的報警器能判斷所有類型的架空線故障和異常，包括湧流、衝擊、短路、重合閘、斷線、跳閘、接地。表l中所述的湧流(或稱勵磁湧流)是架空線運行過程中經常會發生的一種現象。架空線運行過程中會接入各類設備，其中最常用的設備就是變壓器。當變壓器空載合閘或斷開外部故障後，一旦架空線路的電壓恢復正常，在恢復過程中會出現突變(勵磁)電流，其電流數值可達額定電流的6倍8倍(視變壓器的容量)，通常將該電流稱為勵磁電流。在變壓器沒有接入架空線路時，一次負荷電流為零值；當變壓器接入架空線路後，由於變壓器勵磁湧流作用，架空線電流會有比較大的突變，由於報警器的門限電流是根據負荷情況進行配置的，如果其門限電流配置的比較低(如配置最大門限電流為30A)，勵磁湧流就可能越過門限電流(越過30A);為了檢測出接入變壓器後的勵磁湧流最大值，報警器除必須具有勵磁湧流暫態過程的判斷功能，還必須有比較準確的測量精度，才能檢測出該異常變化電流；報警器檢測到滿足故障或異常判據電流時，會發出故障或異常告警信息，其信息中還包含最大電流值；在上報異常信息中含有勵磁湧流最大值，可幫助用戶了解負載情況，幫助用戶修正線路的保護參數。權利要求1.一種用於檢測配網架空線故障的報警器，包括傳感器和供電電源，其特徵在於包括與傳感器相連接的信號採集單元和磁電轉換電路，與信號採集單元相連接的微處理器，與微處理器相連接的無線RF模塊，與磁電轉換電路相連接電源控制模塊，電源控制模塊與供電電源相連接，供電電源分別連接到信號採集單元、微處理器和無線RF模塊上。2.根據權利要求1所述的用於檢測配網架空線故障的報警器，其特徵在於所述傳感器的內部分成採集電流部分和磁電轉換部分，釆集電流部分與信號採集單元相連接，磁電轉換部分與磁電轉換電路相連接。3.根據權利要求1所述的用於檢測配網架空線故障的報警器，其特徵在於所述微處理器內置有時鐘模塊，故障電流鎖存器和故障異常類型。全文摘要一種用於檢測配網架空線故障的報警器，包括傳感器，與傳感器相連接的信號採集單元和磁電轉換電路，與信號採集單元輸出端相連接的微處理器，與微處理器相連接的無線RF模塊，與磁電轉換電路輸出端相連接的電源控制模塊，與電源控制模塊相連接的供電電源，供電電源分別連接到信號採集單元、微處理器和無線RF模塊。通過微處理器和無線RF模塊能夠準確地檢測出架空線路上的故障信息及發生地址並能迅速地發送出去。磁電轉換電路、電源控制模塊和供電電源構成一磁能轉換機構。通過磁能轉換機構保證報警器能夠在野外安全、穩定、長時間地工作。文檔編號G01R31/08GK101446619SQ20081020412公開日2009年6月3日申請日期2008年12月5日優先權日2008年12月5日發明者黃品磊申請人:上海艾晉電力科技有限公司;上海市電力公司;上海久隆電力科技有限公司