CN103605045B - 一种输电线路故障检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种输电线路故障检测装置，包括感应线圈，主控制器，报警模块，取电线圈，电源管理模块；所述感应线圈、取电线圈分别与电源管理模块相连接，电源管理模块及报警模块分别与主控制器相连接；故障检测装置还包括柔性印刷电路板及铜箔印刷走线，感应线圈、主控制器、报警模块、取电线圈及电源管理模块分别设置在柔性印刷电路板上；铜箔印刷走线沿柔性电路板的长度方向上迂回设置形成所述感应线圈；铜箔印刷走线沿柔性电路板的宽度方向上迂回设置形成所述取电线圈。本方案有效减小了故障检测装置的体积，减轻了其重量，同时因使用柔性印刷电路板承载各种电子元器件，方便了输电线路故障检测装置的现场安装工作，且不需要停电安装。

Description

一种输电线路故障检测装置
技术领域
本发明涉及电力监测领域，尤其涉及一种输电线路故障检测装置。
背景技术
在高压输电线路领域，通常采用故障检测装置，即故障指示器，来检测输电线路的故障。现有的故障检测原理，是通过导磁硅钢片和一定匝数比的绕制线圈，感应输电线路上流过的电流，从而产生磁场，并将其转化为电信号，通过控制芯片根据预先设定的条件来判断输电线路是否发生故障。
当前的主流技术使故障检测装置体积过大，不但受到安装空间的限制，而且现场施工需要将故障检测装置穿过输电线路，因此必须要实行停电安装，停电施工给输电方和用电方带来诸多不便，并且安装现场不能显示电流负荷情况，需要电池供电，且故障检测装置与终端需通过光纤连接，因此现有故障检测装置安装繁琐存在不可靠失效的风险。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中故障检测装置体积过大、现场安装不便、需要停电安装的技术问题，提供了一种体积小、重量轻，且不需要现场停电安装的故障检测装置。
本发明提供的一种输电线路故障检测装置，包括，
感应线圈，用于感应输电线路中的电流并形成采样信号；
主控制器，用于收集采样信号并根据采样信号判断输电线路是否发生故障；
报警模块，用于当输电线路发生故障时发出报警信号；
取电线圈，用于在输电线路上取电；
电源管理模块，用于通过取电线圈取电为故障检测装置供电；
所述感应线圈、取电线圈分别与电源管理模块相连接，所述电源管理模块及报警模块分别与主控制器相连接；
所述故障检测装置还包括柔性印刷电路板及铜箔印刷走线，所述感应线圈、主控制器、报警模块、取电线圈及电源管理模块分别设置在所述柔性印刷电路板上；
铜箔印刷走线沿柔性电路板的长度方向上迂回设置形成所述感应线圈；铜箔印刷走线沿柔性电路板的宽度方向上迂回设置形成所述取电线圈。
进一步地，所述报警模块为发光二极管，当检测到输电线路发生故障时，所述主控制器控制发光二极管交替发出两种光线进行报警。
进一步地，所述故障检测装置还包括用于存储检测数据的存储模块，所述存储模块与主控制器相连接，所述存储模块设置在所述柔性印刷电路板上。
进一步地，所述故障检测装置还包括用于将数据信息传输给地面接收装置的通信模块，所述通信模块设置在所述柔性印刷电路板上并与主控制器相连接。
进一步地，所述通信模块为无线射频芯片。
进一步地，所述故障检测装置还包括用于显示输电线路负荷电路、检测信息及故障类型的显示模块，所述显示模块设置在所述柔性印刷电路板上并与主控制器相连接。
进一步地，所述显示模块为液晶显示屏。
进一步地，所述柔性印刷电路板与输电线路相配合的安装面上设有黏性物质，其上覆盖有3m保护膜。
以上技术方案中，将感应线圈、主控制器、报警模块、取电线圈及电源管理模块分别设置在柔性印刷电路板上，同时铜箔印刷走线沿柔性电路板的长度方向上迂回设置形成所述感应线圈，铜箔印刷走线沿柔性电路板的宽度方向上迂回设置形成所述取电线圈，有效减小了故障检测装置的体积，减轻了其重量，同时因使用柔性印刷电路板承载各种电子元器件，方便了输电线路故障检测装置的现场安装工作，且不需要停电安装。
附图说明
图1是本发明一种实施例的输电线路故障检测装置结构组成示意图；
图2是本发明一种实施例的输电线路故障检测装置中取电线圈及感应线圈在柔性电路板上的分布示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的输电线路故障检测装置，是利用柔性印刷电路板及高密度铜箔印刷走线来感应电磁场，将其转化为电信号，并根据预先设定的条件来判断输电线路故障发生。整个故障检测装置体积面积小，厚度只有2毫米，功耗mW级，安装过程便利，无线射频通信，自动感应取电，自身闪灯健康状态指示，发生故障光带报警指示，同时自身可以显示负荷电流值。
如图1所示，具体地，本发明提供的一种实施例的输电线路故障检测装置包括：感应线圈10，用于感应输电线路中的电流并形成采样信号；主控制器40，用于收集采样信号并根据采样信号判断输电线路是否发生故障；报警模块60，用于当输电线路发生故障时发出报警信号；取电线圈30，用于在输电线路上取电；电源管理模块20，用于通过取电线圈30取电为故障检测装置供电；所述感应线圈10、取电线圈30分别与电源管理模块20相连接，所述电源管理模块20及报警模块60分别与主控制器40相连接。
所述故障检测装置还包括柔性印刷电路板90及铜箔印刷走线，以上所述的感应线圈10、主控制器40、报警模块60、取电线圈30及电源管理模块20分别设置在所述柔性印刷电路板90上；柔性印刷电路板90，用来承载焊接电子元器件和功能芯片，以及各电子元器件和芯片之间的电气走线的连接。其中，结合图2所示，铜箔印刷走线沿柔性电路板90的长度方向上迂回设置形成所述感应线圈10；铜箔印刷走线沿柔性电路板90的宽度方向上迂回设置形成所述取电线圈30。
本发明的输电线路故障检测装置采用柔性印刷电路板FPC形式，体积小，重量轻，可以根据线路柔性变化自身形状，而且可以通过专用工具实现带电安装或拆卸所述输电线路故障检测装置。
优选地，所述柔性印刷电路板90与输电线路相配合的安装面上设有黏性物质，其上覆盖有3m保护膜。当安装所述输电线路故障检测装置时，揭开3m保护膜，利用柔性印刷电路板背部的黏性物质粘胶固定在输电线上。因此，通过感应线圈10可以对输电线路中的电流进行采样，通过取电线圈30可以在输电线路上进行取电为故障检测装置进行供电。
当感应线圈10感应到输电线路电流时，会同时启动取电模块30开始工作提供故障检测装置所用的电能，同时感应线圈10将采样信号传送到主控制器40的采样端口，主控制器40根据预先设定的程序进行处理判断，当发生输电线路故障时，控制报警模块报警。
上述实施例中，所述报警模块60优选为发光二极管，当检测到输电线路发生故障时，所述主控制器40控制发光二极管交替发出两种光线进行报警。如，通过电能的驱使，发出红、绿两种颜色的光亮进行报警和提示；当没有检测到输电线路发生故障时，控制发光二极管只发出一种颜色的光亮，如，只发出绿光。
作为对本发明实施例的进一步改进，所述故障检测装置还包括用于存储检测数据的存储模块50，所述存储模块50与主控制器40相连接，所述存储模块50也设置在所述柔性印刷电路板90上。当然，所述存储模块50也可以用来存储故障检测装置运行启动程序和运行中的其他重要数据信息。
更进一步地，所述故障检测装置还包括用于将数据信息传输给地面接收装置的通信模块70，所述通信模块70设置在所述柔性印刷电路板90上并与主控制器40相连接。通常故障检测装置在检测到输电线路发生故障时，一方面通过报警模块进行报警提示，另一方面将故障信息发送给地面接收装置，即控制面板。优选地，本实施例中采用的通信模块70为无线射频芯片。
更进一步地，所述故障检测装置还包括用于显示输电线路负荷电路、检测信息及故障类型的显示模块80，所述显示模块80设置在所述柔性印刷电路板90上并与主控制器40相连接。优选地，所述显示模块80为液晶显示屏。
本实施例提供的输电线路故障检测装置的工作过程如下：
首先需要将输电线路故障检测装置安装到所述输电线路上，具体为：将柔性印刷电路板90背面的3m保护膜去掉，利用工具将其安装在电缆导线上。
步骤一，当导线上电3秒钟后，取电线圈30会感应到电流，启动电源管理模块20给系统供电。
步骤二，主控制器40启动感应线圈10对导线电流做数据采集，进行实时诊断处理。
步骤三，当线路正常无故障时，系统定时，如每20分钟，上传一次负荷电流数据并通过显示模块80进行显示。
步骤四，当线路有故障发生时，系统立即通过程序判断确认后，驱动报警模块60提示报警，同时控制显示模块显示故障类型，且同时由通信模块将故障信息发送至面板指示器。
步骤五，当线路故障排除时，系统恢复正常无故障时的工作状态。
本发明提供的输电线路故障检测装置，其所有的电子器件都设置在柔性印刷电路板上，超薄柔软的外形能简单很好的贴合于线缆上，利用输电线缆取电，实时监测线路状态，当故障发生时利用发光二极管进行发光提示，为现场定位排除故障，提供非常方便的诊断手段，且通过显示模块能够实时显示负荷电流，便于工作人员掌握电力设备运行信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种输电线路故障检测装置，其特征在于：所述故障检测装置包括感应线圈，用于感应输电线路中的电流并形成采样信号；
主控制器，用于收集采样信号并根据采样信号判断输电线路是否发生故障；
报警模块，用于当输电线路发生故障时发出报警信号；
取电线圈，用于在输电线路上取电；
电源管理模块，用于通过取电线圈取电为故障检测装置供电；
所述感应线圈、取电线圈分别与电源管理模块相连接，所述电源管理模块及报警模块分别与主控制器相连接；
所述故障检测装置还包括柔性印刷电路板及铜箔印刷走线，所述感应线圈、主控制器、报警模块、取电线圈及电源管理模块分别设置在所述柔性印刷电路板上；
所述铜箔印刷走线沿所述柔性印刷电路板的长度方向上迂回设置形成所述感应线圈；所述铜箔印刷走线沿所述柔性印刷电路板的宽度方向上迂回设置形成所述取电线圈；
所述柔性印刷电路板与输电线路相配合的安装面上设有黏性物质，用于将所述输电线路故障检测装置固定在输电线上。
2.根据权利要求1所述的输电线路故障检测装置，其特征在于：所述报警模块为发光二极管，当检测到输电线路发生故障时，所述主控制器控制发光二极管交替发出两种光线进行报警。
3.根据权利要求1所述的输电线路故障检测装置，其特征在于：所述故障检测装置还包括用于存储检测数据的存储模块，所述存储模块与主控制器相连接，所述存储模块设置在所述柔性印刷电路板上。
4.根据权利要求1所述的输电线路故障检测装置，其特征在于：所述故障检测装置还包括用于将数据信息传输给地面接收装置的通信模块，所述通信模块设置在所述柔性印刷电路板上并与主控制器相连接。
5.根据权利要求4所述的输电线路故障检测装置，其特征在于：所述通信模块为无线射频芯片。
6.根据权利要求1所述的输电线路故障检测装置，其特征在于：所述故障检测装置还包括用于显示输电线路负荷电路、检测信息及故障类型的显示模块，所述显示模块设置在所述柔性印刷电路板上并与主控制器相连接。
7.根据权利要求6所述的输电线路故障检测装置，其特征在于：所述显示模块为液晶显示屏。
8.根据权利要求1所述的输电线路故障检测装置，其特征在于：所述柔性印刷电路板与输电线路相配合的安装面上设有黏性物质，其上覆盖有3m保护膜。
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