CN103969547A - 10kV跌落式熔断器在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
10kV跌落式熔断器在线监测系统是配电网自动化子系统,实现了对跌落式熔断器的在线监测功能。跌落式熔断器是配电线路和配电变压器过载和短路的保护装置。10kV跌落式熔断器在线监测系统主要利用重力感应技术对跌落式熔断器位置进行检测；同时利用温度技术对跌落式断熔断器在特殊情况下出现的熔丝熔断时而不跌落进行的辅助检测。该监测系统包含状态检测模块和通信模块两部分组成。状态检测模块主要功能是检测跌落式熔断器ABC三相熔管的工况；通信模块主要功能是接收状态检测模块发来的信息并以GSM短信（GPRS/光纤等方式）发送到指定的运维人员手机上和监控中心。
Description
技术领域
自动化技术领域。
背景技术
跌落式熔断器是户外高压保护电器，由于其较为经济、操作方便，被广泛使用在配电高压变压器高压侧和10kV配电线路分支线上，作为配电线路和电力变压器过载和短路的保护装置。但由于该设备没有有效的监控手段，一旦发生熔断跌落事故，电力抢修工作人员无法及时赶到现场处理事故。
发明内容
产品概述
跌落式熔断器在线监测系统综合运用了重力感应、太阳能取电、无线通信、信息网络及电子等现代科学新技术。该系统能快速准确的在线检测跌落式熔断器状态，并将所采集到故障信息发送到监控中心或运维人员。运维人员可以在接到该信息的第一时间带上相应型号的熔丝赶往事故现场抢修，缩短了停电时间；
基于10kV架空线路上安装的跌落式熔断器因过流、短路而发生的熔断、跌落等故障状态就地检测判断；
基于跌落式熔断器发生的熔断、跌落等故障信息远传至监控中心和运维人员；
根据熔断器的熔断次数和使用年限，该系统利用数据统计原理建立跌落式熔断器的科学管理程式，有效的降低了设备带缺陷运行的几率。
系统构成及原理
跌落式熔断器在线监测系统主要包括熔断器状态采集终端、通讯终端、接受终端及后台系统；
跌落式熔断器状态采集终端分为黄绿红三种颜色依次安装在跌落式熔断器的ABC三相熔管上，主要由重力、水平感应检测电路、温度采集运算电路、触发电路、无线传输电路模块、和电源模块（锂亚电池）等构成；
跌落式熔断器状态采集终端正常情况下处于休眠状态，当熔断器的熔管发生跌落情况时，通过重力、水平感应检测电路检测到熔管跌落，熔管跌落信息触发电路将单片机唤醒，单片机被唤醒后采集状态数据信息进行处理，确定为熔断器发生熔断跌落变化后，启动无线射频发射模块，通信终端的433M无线射频收发模块将收到的数据进行解调后返回一个“收到”信号，指示器接收到这个信号后，恢复到休眠状态。因为装置只在熔断器发生故障时才启动单片机，平时功耗极低，所以内置电源仅为1只4.7V的1200mAh的锂亚电池就可以满足10年的使用期限；
实际情况中由于各种原因使跌落式熔断器虽然发生熔断但不跌落，这类情况让线路运维人员在查找故障时花费了大量的精力，而且停电时间无限期的延长。为解决这一难题，我们在装置内增加了温度采集算法电路，来判断熔丝是否熔断；
通信终端主要由GSM模块、无线射频通信模块和太阳能供电装置构成。该装置安装于距跌落式熔断器小于100米的电杆上,直接利用抱箍固定。作用是接收状态采集终端发送过来的433M无线射频信号，并通过GSM将信息发送到监控中心和运维人员手机上。通信终端采用太阳能和蓄电池双重供电模式。正常工作时装置采用太阳能供电，并且对蓄电池进行充电。只有在阴雨天或太阳光照不足的情况下才启动充电锂电池供电。按每天发生一次熔断器熔断故障核算，蓄电池可以确保连续15天阴雨天气对装置的供电需求。
技术参数
跌落式熔断器状态采集终端技术参数：
1、 线路电压：10kV
2、绝缘耐压：125kV
3、短耐受电流能力：31.5kA/2s
4、适应环境温度：-30℃~70℃
5、无线通信距离：≤100m
6、重量：≤100g
7、电池使用寿命：＞10年
8、电池容量满足使用年限：＞10年
9、抗风能力：风力150km/h不可松脱
10、防护等级：IP68
通信终端技术参数：
1、每台通信终端可以接入6个采集终端，单杆双组支线
2、配置太阳能电池板为蓄电池充电
3、太阳能电池标称功率：5W
4、太阳能电池工作电压：17V
5、蓄电池使用寿命：＞5年
6、阴雨天气下连续工作时间：>15天
7、静态功耗：不大于0.02W
8、通信方式：短信、以太网、串口、无线公网等
9、通信规约：IEC60870-5-101、 IEC60870-5-104或CDT等
10、环境温度：-30℃~70℃；最大日温差25℃
11、海拔高度：小于2000m
12、环境湿度：5%~100%
13、抗震能力：地面水平加速度0.3g，地面垂直加速度0.15g
14、防护等级：IP54 。
产品功能
状态采集终端功能
1、识别熔断器位置状态：具有快速识别熔断器正常合位和脱落分位状态的功能；
2、在线运行：直接安装在带电运行在熔断器的熔管上；
3、防锈耐蚀：安装结构零件采用耐候性较强的改良PA66材料；
4、带电装卸：可带电安装和摘卸，装卸过程不发生误报警；
5、信号远传：内置无线通信模块，可将动作信号远传至通信终端；
通信终端功能
1、433M无线射频信号接收：接收采集终端无线射频发回的信息；
2、信息发送：向中心站发送信息，可采用GSM、GPRS、RS232、RS485或以太网等通信方式；
3、模式定义：在安装和检修时间内可定义非工作模式，该终端不会再此期间向监控中心发送任何误报信息；
4、后备电源：配置太阳能电池板，用以给蓄电池充电。蓄电池可以维持通信终端连续15天工作，不需补充能量；
监控中心主站信号接收终端功能
信号接收终端（前置机）完成主站与通信终端的协议转换功能，并与主站一起完成配网管理功能；
信号接收终端接收通信终端的遥信变位信息，在线路上的跌落式熔断器发生跌落状态变化时，对遥信变位信息进行纠错和补漏处理，确定故障设备位置，短信通知有关人员，并将有关信息和处理结果上传到主站；
在具备完善的配网自动化系统平台正常运行的情况下，根据配网主站的要求采集信息并上传主站；
后台软件功能
1、GIS图形（包括标准的GIS图形、配网单线图、自动化环网图、馈线图等）编辑及管理；GIS支撑环境，使可以进行直观的显示；
2、完善的主站容错软件，使系统出现某些时，依然能够正确判断位置，并防止误报；
3、配电网定位系统的设备管理；
4、信息的图形显示；
5、定位信息的历史数据查询；
6、具有监视通道、通信终端运行状态的功能；
7、报表打印、报警等功能。
Claims (6)
1.跌落式熔断器状态采集终端分为黄绿红三种颜色依次安装在跌落式熔断器的ABC三相熔管上，主要由重力、水平感应检测电路、温度采集运算电路、触发电路、无线传输电路模块、和电源模块（锂亚电池）等构成。
2.根据权利要求1所述的原理，其特征在于，重力、水平感应检测和温度采集电路检测跌落式熔断器状态。
3.采集终端正常情况下处于休眠状态，当熔断器的熔管发生跌落情况时，通过重力感应检测电路检测到熔管跌落，熔管跌落信息时触发电路将单片机唤醒，单片机被唤醒后采集状态数据信息进行处理，确定为熔断器发生熔断跌落变化后，启动无线射频发射模块，频率调制器将信息以数据包的形式安全准确的发送出去，通信终端的433M无线射频收发模块的带解调的接收器将收到数据进行解调后返回一个“收到”信号，指示器接收到这个信号后，恢复到休眠状态。
4.根据权利要求3所述的原理,其特征在于,
为熔断器发生熔断跌落变化后，启动无线射频发射模块，频率调制器将信息以数据包的形式安全准确的发送出去，通信终端的433M无线射频收发模块的带解调的接收器将收到数据进行解调后返回一个“收到”信号，指示器接收到这个信号后，恢复到休眠状态。
5.通信终端主要由GSM模块、无线射频通信模块和太阳能供电装置构成，该装置安装于距跌落式熔断器小于100米的电杆上,直接利用抱箍固定，作用是接收状态采集终端发送过来的433M无线射频信号，并通过GSM将信息发送到监控中心和运维人员手机上，通信终端采用太阳能和蓄电池双重供电模式。
6.根据权利要求5所述的原理,其特征在于, 状态采集终端发送过来的433M无线射频信号，并通过GSM将信息发送到监控中心和运维人员手机上。
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