CN104793108A - 一种分离式低压故障电缆识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电网维护领域的一种分离式低压故障电缆识别装置，包括一个手持终端和若干个采集终端，所述手持终端和所述采集终端无线连接；所述采集终端包括：采集单片机、三个钳形电流互感器、与三个所述钳形电流互感器连接的三相电流检测芯片、无线发射装置、采集电源和采集时钟电路；所述三相电流检测芯片，所述无线发射装置，所述采集电源和所述采集时钟电路均连接所述采集单片机；所述手持终端包括读取单片机、无线接收装置，读取时钟电路、LCD显示器、输入设备和读取电源；所述读取时钟电路、所述输入设备、所述LCD显示器、所述读取电源和所述无线接收装置均连接所述读取单片机。其技术效果是：实现对电缆的故障或过载信号的远距离获取和判断。

Description

一种分离式低压故障电缆识别装置

技术领域

本发明涉及电网维护领域的一种分离式低压故障电缆识别装置。

背景技术

在遇到无法确定哪条电缆为故障电缆的情况下，目前的做法是对上级电源低压开关到分支箱的进线电缆和分支箱内的出线电缆逐条做测试，耽误了大量抢修时间，同时有较长时间的扩大范围停电。

目前，在低压电缆的运维中，常发生低压分支箱出线电缆故障后熔丝不跳而上级电源低压侧开关跳开的现象，抢修人员需要逐条电缆做测试来判断是否故障，从而产生以下几个问题：逐条电缆做测试，耗费大量人力、物力等抢修资源，增加抢修时间，仅遥测一次绝缘就需约1.5min，遥测一根电缆耗时约9min；非故障电缆需同时停电，停电范围大，用户停电时间长；如果需做耐压试验，则需耗时5min，则对非故障电缆额外造成损伤，减少电缆使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种分离式低压故障电缆识别装置，其能够实现对低压电缆设备的实时监控；实现对电缆的故障或过载信号的远距离获取和判断、并实现实时对钟，避免逐条电缆做试验，节省抢修时间。

实现上述目的的一种技术方案是：一种分离式低压故障电缆识别装置，包括一个手持终端和若干个采集终端，所述手持终端和所述采集终端无线连接；

所述采集终端包括：采集单片机，以及用于对应获取三相电缆上每相电流数据的三个钳形电流互感器，与三个所述钳形电流互感器连接，用于读取三相电缆上每相电流数据的三相电流检测芯片，用于发送三相电缆上每相电流数据的无线发射装置，以及采集电源和采集时钟电路；

所述三相电流检测芯片，所述无线发射装置，所述采集电源和所述采集时钟电路均连接所述采集单片机；

所述手持终端包括读取单片机，以及用于使所述读取单片机获取三相电缆每相电流数据的无线接收装置，用于对所述读取单片机进行对钟的读取时钟电路，用于显示所述无线接收装置获取的三相电缆每相电流数据的LCD显示器，用于切换所述无线接收装置的通信频率，以获取对应三相电缆每相电流数据的输入设备，以及对所述读取单片机、所述读取时钟电路、所述输入设备、所述LCD显示器和所述无线接收装置供电的读取电源；

所述读取时钟电路、所述输入设备、所述LCD显示器、所述读取电源和所述无线接收装置均连接所述读取单片机。

进一步的，所述采集终端的无线发射装置和所述手持终端的无线接收装置均为蓝牙通信装置。

进一步的，所述采集终端的采集时钟电路和所述手持终端的读取时钟电路均为555型时钟电路。

进一步的，所述采集终端的采集电源和所述手持终端的读取电源均为锂电池。

进一步的，所述采集终端的采集单片机为德州仪器的MSP430单片机。

进一步的，所述手持终端的读取单片机为Intel的80C51单片机。

进一步的，所述采集终端的三相电流检测芯片德州仪器的INA293三相电流检测芯片。

采用了本发明的一种分离式低压故障电缆识别装置的技术方案，包括一个手持终端和若干个采集终端，所述手持终端和所述采集终端无线连接；所述采集终端包括：采集单片机、三个钳形电流互感器、与三个所述钳形电流互感器连接的三相电流检测芯片、无线发射装置、采集电源和采集时钟电路；所述三相电流检测芯片，所述无线发射装置，所述采集电源和所述采集时钟电路均连接所述采集单片机；所述手持终端包括读取单片机、无线接收装置，读取时钟电路、LCD显示器、输入设备和读取电源；所述读取时钟电路、所述输入设备、所述LCD显示器、所述读取电源和所述无线接收装置均连接所述读取单片机。其技术效果是：其能够实现对低压电缆设备的实时监控；实现对电缆的故障或过载信号的远距离获取和判断、并实现实时对钟，避免逐条电缆做试验，节省抢修时间。

附图说明

图1为本发明的一种分离式低压故障电缆识别装置的示意图。

图2为本发明的一种分离式低压故障电缆识别装置中采集终端的示意图。

图3为本发明的一种分离式低压故障电缆识别装置中采集终端的单片机的示意图。

图4为本发明的一种分离式低压故障电缆识别装置中手持终端的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图4，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的一种分离式低压故障电缆识别装置包括手持终端1和若干个采集终端2。若干个采集终端2与手持终端1无线连接。

请参阅图2，采集终端2用于采集分支箱内各三相电缆上每相电流数据，并将其发给手持终端1。采集终端2的结构示意图如图1所示：

采集终端2包括采集单片机21，以及用于对应获取三相电缆上每相电流的瞬时值的三个钳形电流互感器22，与三个钳形电流互感器22连接，用于读取三相电缆上每相电流的有效值和瞬时值的三相电流检测芯片23，用于向手持终端1发送数据的无线发射装置24。三相电流检测芯片23和无线发射装置24均与采集单片机21连接。采集单片机21用于读取每个周期内的三相电缆上每相电流的有效值。

请参阅图2，采集单片机21内置定时触发器211、存储器212、比较器213和均值运算器214，其中，存储器212连接三相电流检测芯片23和无线发射装置24，比较器213和均值运算器214连接存储器212，并与存储器212双向通信，定时触发器211连接比较器213和均值运算器214。存储器212用于存储采集单片机21每次读取的三相电缆上每相电流的有效值，定时触发器211用于在其计时满10min时计时清零，并使比较器213确定在该计时周期内，三相电缆上每相电流的有效值的最大值，并将三相电缆上每相电流的有效值的最大值写入所述存储器212；使均值运算器214确定在该计时周期内三相电缆上每相电流的有效值的平均值。三相电流检测芯片23获取三相电缆上每相电流的瞬时值的时间间隔为0.3125ms，计量三相电缆上每相电流的有效值的时间间隔为20ms。即在每个20ms的电压波动的周期内，三相电流检测芯片3获取64次三相电缆上每相电流的瞬时值。

本实施例中，采集单片机21为德州仪器的MSP430系列单片机。三相电流检测芯片23德州仪器的INA293三相电流检测芯片。

采集终端2还包括采集时钟电路25和采集电源26，采集时钟电路25和采集电源26均连接采集单片机21，其中在采集时钟电路25采用555型时钟电路.采集电源26采用容量为6500mAh的锂电池，理论使用时间为10天。

本实施例中，采集单片机21与三相电流检测芯片23、无线发射装置24、采集时钟电路25和采集电源26均通过RS433总线连接。

采集终端2完全可以监测到故障、过载、冲击等引起的三相电缆上每相电流的变化，即10分钟内对于三相电缆上每相电流有效值的最大值和上每相电流有效值的平均值的影响，并通过无线发射装置24，反馈手持终端1，供维修人员进行读取。

请参阅图4，手持终端1由抢修人员携带，用于读取低压分支箱内的各采集终端2所采集的分支箱内对应三相电缆每相电流数据，包括每个电压波动周期内电流的有效值，10分钟记录一次的三相电缆每相电流的有效值的最大值和三相电缆每相电流的有效值的的平均值。手持终端1具有对各采集终端2的信号进行识别的功能、信息读取的功能、信息显示的功能和对钟的功能。

手持终端1包括读取单片机11、读取时钟电路12、输入设备13、LCD显示器14、读取电源15和无线接收装置16。

读取时钟电路12、输入设备13、LCD显示器14、读取电源15和无线接收装置16分别通过RS433总线连接读取单片机11。

在采集终端2放入分支箱前，由抢修人员通过输入设备13上的对钟按键，以及读取时钟电路12与分支箱内各采集终端2上的采集时钟电路25进行对钟，使手持终端1和各采集终端2的时间保持同步。故障发生后，抢修人员携带手持终端1到达停电分支箱附近，操作输入设备13，利用无线接收装置16无线接受采集终端2所采集的各根三相电缆在故障前后一段时间内的每相电流的有效值的平均值和每相电流的有效值的最大值，并显示在LCD显示器14上。抢修人员通过翻阅各根三相电缆故障前后10min内的每相电流的有效值的平均值和每相电流的有效值的最大值，任意一相电流的电流的有效值的平均值或电流的有效值的最大值发生明显变化的即可判定为故障电缆。比如单相接地故障，故障相电流增大，非故障相电流不变，两相短路，故障相电流增大，非故障相电流不变，比如三相短路，三相电流均增大，比如断线故障，故障相电流为零，非故障相电流不变等。

手持终端1的读取电源15采用的是容量为500mAh的锂电池，且充电接口采集终端12的采集电源26一致，可合用一个充电器。由于读取时钟电路12、输入设备13、LCD显示器14、读取电源15和无线接收装置16。分别通过RS433总线连接读取单片机11，因此无线接收装置16工作的中心频率为433Hz，且采用的是蓝牙通信装置，首先根据各采集终端2的无线发送装置24的通信频率的差异，与各采集终端2的无线发送装置24的发出的信号进行逐条匹配，再读取与采集终端2对应的三相电缆在故障前后10min内的每相电流的有效值的平均值和电流的有效值的最大值，从而完成分支箱内各三相电缆运行信息收集。

手持终端1读取数据时间不到1min，加上抢修人员查阅数据时间，判断一根三相电缆是否故障的总体时间不超过2min。而传统通过遥测绝缘的测试方式，判断一根三相电缆是否故障需要约10min的时间。利用手持终端1，可以将故障判断时间缩短为原来的20％。

其中读取单片机11为Intel的80C51单片机。读取时钟电路2为555型时钟电路。

手持终端1的无线接收装置16和采集终端2的无线发射装置24，在现有的无线通信方式，如红外、蓝牙、CDMA、GSM网络、以及wifi等中，选择蓝牙无线通信是综合使用环境、易操作性、成本、功耗和体积等因素的结果。蓝牙通信装置发出的信号可穿透不同物质，并采用跳频展频技术，抗干扰性强。通过输入设备13可实现一个无线接收装置16与任意一个无线发射装置24的匹配通信，从而可以在地形情况复杂的环境中实现良好地传送信息，减少抢修人员携带的分离式低压故障电缆识别用手持终端1的数量，并提高抢修速度。

无线接收装置16和无线发射装置24，采用声表面波谐振器稳频，频率稳定度极高，当环境温度在-25～+85℃之间变化时，频飘仅为3ppm/℃。无线接收装置16和无线发射装置24采用ASK(幅调键控)方式进行频率调制，以降低功耗，当无线接收装置16和无线发射装置24停止接收数据时，其电流降为零。无线接收装置16和无线发射装置24的工作电压范围为3～12V，通过实验室环境监测，在空旷环境下，该无线接收装置16和无线发射装置24的信号通信距离约为100m左右。

手持终端1能够实现对低压电缆设备的实时监控；实现对三相电缆的故障或过载信号的远距离获取和判断，并实现实时对钟，避免逐条电缆做试验，节省抢修时间。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种分离式低压故障电缆识别装置，其特征在于：包括一个手持终端和若干个采集终端，所述手持终端和所述采集终端无线连接；

所述采集终端包括：采集单片机，以及用于对应获取三相电缆上每相电流数据的三个钳形电流互感器，与三个所述钳形电流互感器连接，用于读取三相电缆上每相电流数据的三相电流检测芯片，用于发送三相电缆上每相电流数据的无线发射装置，以及采集电源和采集时钟电路；

所述三相电流检测芯片，所述无线发射装置，所述采集电源和所述采集时钟电路均连接所述采集单片机；

所述手持终端包括读取单片机，以及用于使所述读取单片机获取三相电缆每相电流数据的无线接收装置，用于对所述读取单片机进行对钟的读取时钟电路，用于显示所述无线接收装置获取的三相电缆每相电流数据的LCD显示器，用于切换所述无线接收装置的通信频率，以获取对应三相电缆每相电流数据的输入设备，以及对所述读取单片机、所述读取时钟电路、所述输入设备、所述LCD显示器和所述无线接收装置供电的读取电源；

所述读取时钟电路、所述输入设备、所述LCD显示器、所述读取电源和所述无线接收装置均连接所述读取单片机。

2.根据权利要求1所述的一种分离式低压故障电缆识别装置，其特征在于：所述采集终端的无线发射装置和所述手持终端的无线接收装置均为蓝牙通信装置。

3.根据权利要求1所述的一种分离式低压故障电缆识别装置，其特征在于：所述采集终端的采集时钟电路和所述手持终端的读取时钟电路均为555型时钟电路。

4.根据权利要求1所述的一种分离式低压故障电缆识别装置，其特征在于：所述采集终端的采集电源和所述手持终端的读取电源均为锂电池。

5.根据权利要求1所述的一种分离式低压故障电缆识别装置，其特征在于：所述采集终端的采集单片机为德州仪器的MSP430单片机。

6.根据权利要求1所述的一种分离式低压故障电缆识别装置，其特征在于：所述手持终端的读取单片机为Intel的80C51单片机。

7.根据权利要求1所述的一种分离式低压故障电缆识别装置，其特征在于：所述采集终端的三相电流检测芯片德州仪器的INA293三相电流检测芯片。