專利名稱：電力線路故障檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力線路故障檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力線路故障指示器是應(yīng)用在輸配電線路、電力電纜及開關(guān)柜進出線上，用于指示故障電流流通的裝置。一旦線路發(fā)生故障，巡線人員可借助指示器的報警顯示，迅速確定故障點，排除故障，改變過去盲目巡線，分段合閘送電查找故障的落后做法。但是傳統(tǒng)的故障指示器采用了模擬電路技術(shù)和小殼體封裝設(shè)計，實現(xiàn)功能過于簡單，檢測故障的類型也過于單一，并且需要巡線人員現(xiàn)場巡視，無法實現(xiàn)遠程故障報警，具有很大的技術(shù)局限性。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是對電力線路故障進行檢測并遠程報警。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種電力線路故障檢測系統(tǒng)，包括數(shù)字故障指示器，用于檢測電力線路的實時數(shù)據(jù)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)輸出電力線路的狀態(tài)信息；數(shù)據(jù)采集器，與所述數(shù)字故障指示器通過短距離無線調(diào)頻組成通訊網(wǎng)絡(luò)，用于采集所述數(shù)字故障指示器發(fā)送的狀態(tài)信息，并將所述狀態(tài)信息制成數(shù)據(jù)包；主控制器，用于接收所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的信息判斷電力線路的故障點和故障類型。可選地，所述數(shù)字故障指示器和數(shù)據(jù)采集器分別具有四字節(jié)全球唯一通信地址，用于所述數(shù)據(jù)采集器對數(shù)字故障指示器的識別?？蛇x地，所述數(shù)據(jù)采集器還具有一字節(jié)IEC60870-5-101協(xié)議通信地址，用于所述主控制器和數(shù)字采集器之間的地址識別?？蛇x地，所述數(shù)據(jù)采集器和主控制器之間通過GPRS公網(wǎng)進行通訊?？蛇x地，所述數(shù)據(jù)采集器和主控制器之間通過GPRS公網(wǎng)的APN通道進行通訊?？蛇x地，所述數(shù)字故障指示器包括電流檢測電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線，用于檢測電力線路的電流狀態(tài)；導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線，用于檢測所述導(dǎo)線的泄露電流；溫度檢測電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線，用于檢測所述導(dǎo)線的溫度；自取電電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線，用于從電力線路感應(yīng)取電電流；微控制器，耦接到電流檢測電路、導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路和溫度檢測電路的輸出端，用于將接收到的電力線路的實時數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的電力線路的狀態(tài)閾值相比較，得出電力線路的狀態(tài)信息?？蛇x地，所述電流檢測電路包括第一電流互感器，用于采樣電力線路導(dǎo)線中的一次電流；信號整流濾波電路，用于接收第一電流互感器輸出的二次電流，輸出平波信號、半波信號和陷波信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬形式的平波信號、半波信號和陷波信號轉(zhuǎn)換為微控制器可接收的數(shù)字信號?？蛇x地，所述導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路包括電場感應(yīng)片，耦接到電力線路導(dǎo)線，用于檢測導(dǎo)線的泄露電流；信號整流濾波電路，用于接收電場感應(yīng)片的感應(yīng)信號，輸出導(dǎo)線絕緣電壓檢測信號；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬形式的導(dǎo)線絕緣電壓檢測信號轉(zhuǎn)換為微控制器可接收的數(shù)字信號?？蛇x地，所述溫度檢測電路包括導(dǎo)熱金屬板，與電力線路導(dǎo)線直接接觸；溫度探頭，一端與導(dǎo)熱金屬板相接觸，另一端輸出溫度檢測信號；信號放大電路，其輸入端耦接到溫度探頭的另一端，信號放大電路的輸出端輸出經(jīng)過放大的溫度檢測信號；第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬形式的溫度檢測信號轉(zhuǎn)換為微控制器可接收的數(shù)字信號?？蛇x地，所述自取電電路包括第二電流互感器，耦接到電力線路導(dǎo)線，用于通過電磁感應(yīng)獲得取電電流；取電電流變換電路，對取電電流進行變換，輸出數(shù)字故障指示器可用形式的電能。本實用新型的有益效果是(I)實現(xiàn)對電力線路故障的可靠檢測和遠程報警；(2)能夠有效地檢測出多種電力線路故障。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型的電力線路故障檢測系統(tǒng)的電路框圖；圖2為圖I中數(shù)字故障指示器的電路框圖；圖3為圖2中電流檢測電路的電路圖；圖4為圖2中導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路的電路圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。圖I為本實用新型的電力線路故障檢測系統(tǒng)的電路框圖。如圖I所示，數(shù)字故障指示器20主要安裝在變電站10出線、開關(guān)負荷側(cè)、架空分支線、電纜進出線和主干線路分段處，用于檢測電力線路的實時數(shù)據(jù)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)輸出電力線路的狀態(tài)信息，以實現(xiàn)對電力線路的在線監(jiān)測、故障檢測與定位。例如，數(shù)字故障指示器20檢測電力線路的負荷電流、短路動作電流、接地電流、接地動作電流、線路對地電壓、導(dǎo)線溫度等數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)判斷電力線路的故障信息，輸出電力線路的狀態(tài)信息，狀態(tài)信息包括故障時的故障信息和正常運行時的工作數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器30安裝在數(shù)字故障指示器20的附近，采集周邊3 30只數(shù)字故障指示器20輸出的電力線路的狀態(tài)信息。數(shù)據(jù)采集器30與數(shù)字故障指示器20通過短距離無線調(diào)頻組成通訊網(wǎng)絡(luò)，采集數(shù)字故障指示器20發(fā)送的狀態(tài)信息，并將電力線路的狀態(tài)信息制成數(shù)據(jù)包。數(shù)字故障指示器20和數(shù)據(jù)采集器30分別具有四字節(jié)的全球唯一通信地址，用于數(shù)據(jù)采集器30對數(shù)字故障指示器20的識別。數(shù)據(jù)采集器30定期輪流訊問每只數(shù)字故障指示器20，數(shù)字故障指示器20按預(yù)設(shè)的通訊策略進行應(yīng)答或上報，將電力線路狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器30 ;或者，數(shù)字故障指示器20采用主動上報的通訊策略，定期向數(shù)據(jù)采集器30發(fā)送電力線路狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)采集器30還具有一字節(jié)IEC60870-5-101協(xié)議通信地址，用于主控制器40和數(shù)字采集器30之間的地址識別。主控制器40和數(shù)據(jù)采集器30之間通過GPRS(GeneralPacket Radio Service，通用分組無線服務(wù))公網(wǎng)進行通訊，用于接收數(shù)據(jù)采集器30發(fā)送的數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的狀態(tài)信息判斷電力線路的故障點和故障類型，進行故障保護操作。數(shù)據(jù)采集器30與主控制器40之間采用GPRS公網(wǎng)通信，可選靜態(tài)IP地址、動態(tài)域名或者APN(ACCesS Point Name，接入點)通道，推薦使用APN通道，確保數(shù)據(jù)和控制安全。主控制器40和數(shù)據(jù)采集器30之間還可以通過SMS (短信通群發(fā)系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)等公網(wǎng)進行通訊。圖2所示為圖I中數(shù)字故障指示器的電路框圖。如圖2所示，數(shù)字故障指示器包括電流檢測電路201、導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路202、溫度檢測電路203、自取電電路204和微控制器205。電流檢測電路201耦接到電力線路導(dǎo)線50，用于檢測電力線路導(dǎo)線50中的電流狀態(tài)；導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路202耦接到電力線路的導(dǎo)線50，用于檢測導(dǎo)線50的泄露電流，通過檢測導(dǎo)線50的泄露電流，進而檢測導(dǎo)線50的絕緣電壓；溫度檢測電路203耦接到電力線路導(dǎo)線50，用于檢測導(dǎo)線50的溫度；自取電電路204，耦接到電力線路導(dǎo)線50，用于從電力線路導(dǎo)線50感應(yīng)取電電流；微控制器205耦接到電流檢測電路201、導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路202和溫度檢測電路203的輸出端，用于將接收到的電力線路的實時數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的電力線路的狀態(tài)閾值相比較，得出電力線路的狀態(tài)信息；微控制器205還與自取電電路204相耦接，對取電電路204的取電電壓進行監(jiān)測，輸出取電控制信號控制取電電路204的取電操作。 圖3為圖2中電流檢測電路的電路圖。如圖3所示，電流檢測電路包括第一電流互感器2011，用于采樣電力線路導(dǎo)線50中的一次電流；信號整流濾波電路2012，用于接收第一電流互感器2011輸出的二次電流，輸出平波信號、半波信號和陷波信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路2013，用于將模擬形式的平波信號、半波信號和陷波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳送到微控制器205的輸入端。圖3中的第一電流互感器2011僅為示意性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選用任何合適的電流互感器對電力線路導(dǎo)線進行電流采樣。圖4為圖2中導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路的電路圖。如圖4所示，導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路包括電場感應(yīng)片2021，耦接到電力線路導(dǎo)線50，用于檢測導(dǎo)線50的泄露電流，通過泄露電流計算導(dǎo)線50的絕緣電壓；信號整流濾波電路2022，用于接收電場感應(yīng)片2021的感應(yīng)信號，輸出導(dǎo)線絕緣電壓檢測信號；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路2023，用于將模擬形式的導(dǎo)線絕緣電壓檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳送到微控制器205的輸入端。圖4中的電場感應(yīng)片2021僅為示意性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選用任何合適的電場感應(yīng)片對電力線路導(dǎo)線進行采樣。圖2中的溫度檢測電路203具體包括與電力線路導(dǎo)線50直接接觸的導(dǎo)熱金屬板，用于傳導(dǎo)導(dǎo)線50的溫度；與導(dǎo)熱金屬板相接觸的溫度探頭，溫度探頭的另一端輸出溫度檢測信號；信號放大電路，其輸入端耦接到溫度探頭的另一端，信號放大電路的輸出端輸出經(jīng)過放大的溫度檢測信號；第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬形式的溫度檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳送到微控制器205的輸入端。例如，溫度探頭由溫度傳感器芯片LM94022、圓筒形金屬殼體和內(nèi)部填充物組成，殼體內(nèi)部填充物為絕緣性高、導(dǎo)熱性好的石英粉，殼體表面使用環(huán)氧樹脂固封。溫度探頭安裝在數(shù)字故障指示器的頂部灌膠面上，并由灌膠固定，溫度探頭的裸露部分套在導(dǎo)熱金屬板上，數(shù)字故障指示器20安裝導(dǎo)線50上時，導(dǎo)線50會直接壓在導(dǎo)熱金屬板上，導(dǎo)線50的溫度經(jīng)過導(dǎo)熱金屬板直接傳導(dǎo)給溫度探頭。圖2中的自取電電路具體包括第二電流互感器，耦接到電力線路導(dǎo)線50，用于通過電磁感應(yīng)獲得取電電流；取電電流變換電路，對取電電流進行變換，輸出數(shù)字故障指示器50可用形式的電能。例如，電流檢測電路201中的第一電流互感器2011除了用于電流測量，還可用于在線取電，在電流線圈基礎(chǔ)上再加取電線圈，就可以獲得一定的取電電流，取電電流經(jīng)過取電電流變換電路的電力變換就可以為數(shù)字故障指示器提供整機工作電源和無線通訊電源。本實用新型的電力線路故障檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力線路故障的遠程報警，實現(xiàn)對多種電力線路故障檢測。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于檢測電力線路的實時數(shù)據(jù)、并根據(jù)實時數(shù)據(jù)輸出電力線路的狀態(tài)信息的數(shù)字故障指示器； 用于采集所述數(shù)字故障指示器發(fā)送的狀態(tài)信息、并將所述狀態(tài)信息制成數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)采集器，與所述數(shù)字故障指示器通過短距離無線調(diào)頻組成通訊網(wǎng)絡(luò)； 用于接收所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)包、并根據(jù)數(shù)據(jù)包中的信息判斷電力線路的故障點和故障類型的主控制器，與所述數(shù)據(jù)采集器通過無線網(wǎng)絡(luò)進行通訊。
2.如權(quán)利要求I所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字故障指示器和數(shù)據(jù)采集器分別具有四字節(jié)全球唯一通信地址，所述數(shù)據(jù)采集器通過唯一通信地址對數(shù)字故障指示器進行識別。
3.如權(quán)利要求2所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器還具有用于所述主控制器對其進行地址識別的一字節(jié)IEC60870-5-101協(xié)議通信地址。
4.如權(quán)利要求3所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器和主控制器之間通過GPRS公網(wǎng)進行通訊。
5.如權(quán)利要求4所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器和主控制器之間通過GPRS公網(wǎng)的APN通道進行通訊。
6.如權(quán)利要求I至5任一項所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字故障指示器包括 用于檢測電力線路的電流狀態(tài)的電流檢測電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線； 用于檢測所述導(dǎo)線的泄露電流的導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線； 用于檢測所述導(dǎo)線溫度的溫度檢測電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線； 用于從電力線路感應(yīng)取電電流的自取電電路，耦接到電力線路的導(dǎo)線； 用于將接收到的電力線路的實時數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的電力線路的狀態(tài)閾值相比較并得出電力線路的狀態(tài)信息的微控制器，耦接到電流檢測電路、導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路和溫度檢測電路的輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測電路包括 用于采樣電力線路導(dǎo)線中的一次電流的第一電流互感器； 用于接收第一電流互感器輸出的二次電流的信號整流濾波電路，輸出平波信號、半波信號和陷波信號； 用于將模擬形式的平波信號、半波信號和陷波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其輸出端耦接到微控制器的輸入端。
8.如權(quán)利要求6所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)線絕緣電壓檢測電路包括 用于檢測導(dǎo)線的泄露電流的電場感應(yīng)片，耦接到電力線路導(dǎo)線； 用于接收電場感應(yīng)片的感應(yīng)信號的信號整流濾波電路，輸出導(dǎo)線絕緣電壓檢測信號；用于將模擬形式的導(dǎo)線絕緣電壓檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其輸出端耦接到微控制器的輸入端。
9.如權(quán)利要求6所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度檢測電路包括 導(dǎo)熱金屬板，與電力線路導(dǎo)線直接接觸；溫度探頭，一端與導(dǎo)熱金屬板相接觸，另一端輸出溫度檢測信號； 信號放大電路，其輸入端耦接到溫度探頭的另一端，信號放大電路的輸出端輸出經(jīng)過放大的溫度檢測信號； 用于將模擬形式的溫度檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其輸入端耦接到信號放大電路，其輸出端耦接到微控制器。
10.如權(quán)利要求6所述的電力線路故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述自取電電路包括 用于通過電磁感應(yīng)獲得取電電流的第二電流互感器，耦接到電力線路導(dǎo)線； 取電電流變換電路，對取電電流進行變換，輸出數(shù)字故障指示器可用形式的電能。
專利摘要本實用新型公開了一種電力線路故障檢測系統(tǒng)，對電力線路故障進行檢測并遠程報警。一種電力線路故障檢測系統(tǒng)，包括數(shù)字故障指示器，用于檢測電力線路的實時數(shù)據(jù)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)輸出電力線路的狀態(tài)信息；數(shù)據(jù)采集器，與所述數(shù)字故障指示器通過短距離無線調(diào)頻組成通訊網(wǎng)絡(luò)，用于采集所述數(shù)字故障指示器發(fā)送的狀態(tài)信息，并將所述狀態(tài)信息制成數(shù)據(jù)包；主控制器，用于接收所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的信息判斷電力線路的故障點和故障類型。本實用新型的電力線路故障檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力線路故障的遠程報警，實現(xiàn)對多種電力線路故障檢測。
文檔編號G08C17/00GK202693728SQ20122028847
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者張忠華 申請人:張忠華