CN105277850A - 一种配网线路故障定位终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种配网线路故障定位终端设备，包括设备箱、控制板、GPRS模块、电源接口板、太阳能电池板、电池组以及电流互感器；在设备箱的顶部装有弧形顶板；在弧形顶板下方装有GPRS天线；控制板、GPRS模块、电源接口板以及电池组均安装在设备箱内；太阳能电池板通过电池板支架倾斜安装在箱门的外侧面上；控制板上设有微处理器和分压电路；电源接口板上设有多路选择器和充电电路；电流互感器安装在待检测的配网线路上。该配网线路故障定位终端设备能够及时有效远程无线传送故障位置信息，且具备可靠多电源备用，方便巡线人员快速定位故障位置，提高配网线路的检修效率。

Description

一种配网线路故障定位终端设备

技术领域

本发明涉及一种电网监测设备，尤其是一种用于配网线路故障定位的终端设备。

背景技术

目前，在城郊或农村地区，配电网线路主要为城郊或农网线路，电网运行环境复杂、大多数线路远离公路、设备老化严重等，故障时有发生，特别是接地故障发生概率很高，每年的雷雨季节由导线落地和避雷器击穿造成的接地故障尤其多。如果采用人工巡线的方法查找故障，每次查找和排除故障至少需要几个小时，排查效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的采用人工巡线方法效率低，难以满足现代电网维护需求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种配网线路故障定位终端设备，包括设备箱、控制板、GPRS模块、电源接口板、太阳能电池板、电池组以及电流互感器；在设备箱的前侧铰接安装有箱门；在设备箱的顶部通过支撑柱安装有弧形顶板；在设备箱的顶部设有与GPRS模块相连的GPRS天线，且GPRS天线位于弧形顶板下方；控制板、GPRS模块、电源接口板以及电池组均安装在设备箱内；太阳能电池板通过电池板支架倾斜安装在箱门的外侧面上；控制板上设有微处理器和分压电路；电源接口板上设有多路选择器和充电电路；太阳能电池板和电池组的电源输出端分别与多路选择器的两个选择输入端相连，且太阳能电池板通过充电电路向电池组充电；多路选择器的两路选择输出端分别与GPRS模块的电源端以及分压电路的高电压端相连；GPRS模块的通信端与微处理器的通信端相连；分压电路的分压输出端与微处理器的信号采集端相连；多路选择器的控制信号端与微处理器的信号输出端相连；电流互感器安装在待检测的配网线路上，且电流互感器的信号输出端与微处理器的另一信号采集端相连；电池组为微处理器供电。

采用GPRS模块能够将电流互感器检测的电流信息远程无线发送至控制中心，从而实现对配网线路进行实时监控，快速定位故障点的位置，有效提高了故障排查效率；采用弧形顶板能够对GPRS天线和设备箱的顶部进行防护，防止长期使用GPRS天线老化影响无线发送效果；采用太阳能电池板和电池组的双电源备用结构，避免出现断电实效的问题，有效提高了设备使用的可靠性；采用充电电路能够在太阳能电池板有效供电时为电池组进行充电，进一步提高了设备使用的可靠性；采用设备箱能够对内部的电器设备进行保护，防止雨水侵蚀造成安全事故；采用电池组为微处理器供电能够有效确保微处理器稳定的周期运行检测；采用多路选择器和分压电路，能够在微处理器检测到分压后的输出电压较低时，通过多路选择器进行依次切换，使设备维持正常运行。

作为本发明的进一步改进方案，在电源接口板上还设有超级电容，超级电容的电源输出端与多路选择器的另一选择输入端相连；太阳能电池板通过充电电路向超级电容充电。采用超级电容作为另一后备电源，能够在太阳能电池板失电且电池组仅够维持微处理器运行时，为GPRS模块提供紧急电源，从而发送紧急欠压信息，方便巡线人员获知并及时更换电源。

作为本发明的进一步改进方案，在设备箱内还设有GSM模块，GSM模块的通信端与微处理器的另一通信端相连；多路选择器的另一路选择输出端与GSM模块的电源端相连；在设备箱的顶部设有与GSM模块相连的GSM天线，且GSM天线位于弧形顶板下方。采用GSM模块能够为巡线人员提供及时的手机提示信息，方便巡线人员现场查收。

作为本发明的进一步限定方案，电池板支架由垂直安装在箱门的两个上顶角处的上支架以及两个下顶角处的下支架构成；下支架的长度大于上支架的长度；在上支架和下支架的顶端设有倾斜角度相同的支撑板；在支撑板上至少设有一个安装孔。采用电池板支架能够使太阳能电池板安装在箱门上，即使在开箱查看时也无需拆除太阳能电池板，有效提高了内部电器设备的检修效率。

作为本发明的进一步限定方案，太阳能电池板与箱门之间的夹角为45°～60°。采用45°～60°的夹角既能够获得较好的太阳辐射效果，又能够防止在太阳能电池板面板上方积水或积灰。

作为本发明的进一步限定方案，在设备箱的左右两侧均设有通气窗口。采用通气窗口既能够使设备箱内通风保持干燥，又能够起到电器设备散热的效果。

作为本发明的进一步改进方案，在通气窗口处均设有雨帘。采用雨帘能够防止通气窗口处出现雨水侵入。

作为本发明的进一步改进方案，在箱门上设有导线孔；太阳能电池板与多路选择器之间的连接线穿过导线孔。采用导线孔能够方便连接线布设，而且在箱门开启时连接线可在导线孔内抽插，无需拆线，有效提高了设备的检修效率。

作为本发明的进一步限定方案，弧形顶板的四周边缘均延伸出设备箱的顶部以外，且前侧边缘的竖直投影与太阳能电池板的上边缘相重叠。采用边缘重叠设计，能够有效对箱门处进行防护，使箱门和设备箱之间的缝隙以及导线孔处进行有效防护，防止出现雨水入侵。

作为本发明的进一步改进方案，在箱门的开合边缘处设有门锁。采用门锁能够有效提高设备使用的安全性。

本发明的有益效果在于：（1）采用GPRS模块能够将电流互感器检测的电流信息远程无线发送至控制中心，从而实现对配网线路进行实时监控，快速定位故障点的位置，有效提高了故障排查效率；（2）采用弧形顶板能够对GPRS天线和设备箱的顶部进行防护，防止长期使用GPRS天线老化影响无线发送效果；（3）采用太阳能电池板和电池组的双电源备用结构，避免出现断电实效的问题，有效提高了设备使用的可靠性；（4）采用充电电路能够在太阳能电池板有效供电时为电池组进行充电，进一步提高了设备使用的可靠性；（5）采用设备箱能够对内部的电器设备进行保护，防止雨水侵蚀造成安全事故；（6）采用电池组为微处理器供电能够有效确保微处理器稳定的周期运行检测；（7）采用多路选择器和分压电路，能够在微处理器检测到分压后的输出电压较低时，通过多路选择器进行依次切换，使设备维持正常运行。

附图说明

图1为本发明的设备箱前视结构示意图；

图2为本发明的设备箱右视结构示意图；

图3为本发明的设备箱安装电器设备后的结构示意图；

图4为本发明的电器设备连接关系图。

图中：1、设备箱，2、箱门，3、弧形顶板，4、上支架，5、下支架，6、支撑板，7、门锁，8、通气窗口，9、铰链，10、支撑柱，11、安装孔，12、导线孔，13、太阳能电池板，14、GPRS天线，15、GPRS模块，16、GSM模块，17、控制板，18、电源接口板，19、超级电容，20、电池组，21、GSM天线，22、雨帘。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明的配网线路故障定位终端设备包括：设备箱1、控制板17、GPRS模块15、电源接口板18、太阳能电池板13、电池组20以及电流互感器。

其中，在设备箱1的前侧通过铰链9铰接安装有箱门2；在设备箱1的顶部通过支撑柱10安装有弧形顶板3；在设备箱1的顶部设有与GPRS模块15相连的GPRS天线14，且GPRS天线14位于弧形顶板3下方；控制板17、GPRS模块15、电源接口板18以及电池组20均安装在设备箱1内；太阳能电池板13通过电池板支架倾斜安装在箱门2的外侧面上；控制板17上设有微处理器和分压电路；电源接口板上设有多路选择器和充电电路；太阳能电池板13和电池组20的电源输出端分别与多路选择器的两个选择输入端相连，且太阳能电池板13通过充电电路向电池组20充电；多路选择器的两路选择输出端分别与GPRS模块15的电源端以及分压电路的高电压端相连；GPRS模块15的通信端与微处理器的通信端相连；分压电路的分压输出端与微处理器的信号采集端相连；多路选择器的控制信号端与微处理器的信号输出端相连；电流互感器安装在待检测的配网线路上，且电流互感器的信号输出端与微处理器的另一信号采集端相连；电池组20为微处理器供电。

为了进一步提高终端设备使用的可靠性，在电源接口板上还设有超级电容19，超级电容19的电源输出端与多路选择器的另一选择输入端相连；太阳能电池板13通过充电电路向超级电容19充电。

为了进一步提高终端设备现场使用的便捷性，在设备箱1内还设有GSM模块16，GSM模块16的通信端与微处理器的另一通信端相连；多路选择器的另一路选择输出端与GSM模块16的电源端相连；在设备箱1的顶部设有与GSM模块16相连的GSM天线21，且GSM天线21位于弧形顶板3下方。

为了进一步方便终端设备的太阳能电池板的安装，电池板支架由垂直安装在箱门2的两个上顶角处的上支架4以及两个下顶角处的下支架5构成；下支架5的长度大于上支架4的长度；在上支架4和下支架5的顶端设有倾斜角度相同的支撑板6；在支撑板6上设有两个安装孔11；太阳能电池板13安装后与箱门2之间的夹角保持在45°～60°之间；在箱门2上设有导线孔12；太阳能电池板13与多路选择器之间的连接线穿过导线孔12。

为了有效提高终端设备的通风散热性能，在设备箱1的左右两侧均设有通气窗口8；在通气窗口8处均设有雨帘22。

为了进一步提高终端设备的防护性能，弧形顶板3的四周边缘均延伸出设备箱1的顶部以外，且前侧边缘的竖直投影与太阳能电池板13的上边缘相重叠。

为了进一步提高终端设备的安全性能，在箱门2的开合边缘处设有门锁7。

本发明的配网线路故障定位终端设备在使用时，需要将各个终端设备安装在相应的监测区间内，并将电流互感器安装在配网线路中的检测线路上，由电流互感器实时检测线路上的电流信息，从而及时发现故障，再由微处理器定时通过GPRS模块15和GSM模块16发送带有本身位置信息的故障信息，采用定时周期性发送能够节省电源，确保控制中心服务器和巡线人员手机能够定时收到故障信息；在终端设备运行过程中，太阳能电池板在晴天时工作，并通过充电电路向电池组和超级电容充电，使电池组始终保持充足电源，确保微处理器正常稳定运行；在遇到连续阴雨导致太阳能电池板无法使用且电池组电量仅够微处理器运行时，由超级电容为GPRS模块15和GSM模块16临时供电，并由微处理器控制发送紧急欠压信息，确保控制中心服务器和巡线人员手机能够定时收到紧急欠压信息，进行更换电池组；微处理器在控制多路选择器进行供电切换时，按照太阳能电池板供电、电池组供电以及超级电容供电的顺序依次切换；若在电池组供电或超级电容供电时，微处理器会定时切换至太阳能电池板供电，从而检测太阳能电池板的电压，在太阳能电池板的电压充足时及时切换回太阳能电池板供电状态，并为电池组和超级电容充电。

Claims (10)

1.一种配网线路故障定位终端设备，其特征在于：包括设备箱（1）、控制板（17）、GPRS模块（15）、电源接口板（18）、太阳能电池板（13）、电池组（20）以及电流互感器；在设备箱（1）的前侧铰接安装有箱门（2）；在设备箱（1）的顶部通过支撑柱（10）安装有弧形顶板（3）；在设备箱（1）的顶部设有与GPRS模块（15）相连的GPRS天线（14），且GPRS天线（14）位于弧形顶板（3）下方；控制板（17）、GPRS模块（15）、电源接口板（18）以及电池组（20）均安装在设备箱（1）内；太阳能电池板（13）通过电池板支架倾斜安装在箱门（2）的外侧面上；控制板（17）上设有微处理器和分压电路；电源接口板上设有多路选择器和充电电路；太阳能电池板（13）和电池组（20）的电源输出端分别与多路选择器的两个选择输入端相连，且太阳能电池板（13）通过充电电路向电池组（20）充电；多路选择器的两路选择输出端分别与GPRS模块（15）的电源端以及分压电路的高电压端相连；GPRS模块（15）的通信端与微处理器的通信端相连；分压电路的分压输出端与微处理器的信号采集端相连；多路选择器的控制信号端与微处理器的信号输出端相连；电流互感器安装在待检测的配网线路上，且电流互感器的信号输出端与微处理器的另一信号采集端相连；电池组（20）为微处理器供电。

2.根据权利要求1所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：在电源接口板上还设有超级电容（19），超级电容（19）的电源输出端与多路选择器的另一选择输入端相连；太阳能电池板（13）通过充电电路向超级电容（19）充电。

3.根据权利要求1或2所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：在设备箱（1）内还设有GSM模块（16），GSM模块（16）的通信端与微处理器的另一通信端相连；多路选择器的另一路选择输出端与GSM模块（16）的电源端相连；在设备箱（1）的顶部设有与GSM模块（16）相连的GSM天线（21），且GSM天线（21）位于弧形顶板（3）下方。

4.根据权利要求1或2所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：电池板支架由垂直安装在箱门（2）的两个上顶角处的上支架（4）以及两个下顶角处的下支架（5）构成；下支架（5）的长度大于上支架（4）的长度；在上支架（4）和下支架（5）的顶端设有倾斜角度相同的支撑板（6）；在支撑板（6）上至少设有一个安装孔（11）。

5.根据权利要求4所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：太阳能电池板(13)与箱门(2)之间的夹角为45°～60°。

6.根据权利要求1或2所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：在设备箱（1）的左右两侧均设有通气窗口（8）。

7.根据权利要求6所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：在通气窗口（8）处均设有雨帘（22）。

8.根据权利要求1或2所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：在箱门（2）上设有导线孔（12）；太阳能电池板（13）与多路选择器之间的连接线穿过导线孔（12）。

9.根据权利要求1或2所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：弧形顶板（3）的四周边缘均延伸出设备箱（1）的顶部以外，且前侧边缘的竖直投影与太阳能电池板（13）的上边缘相重叠。

10.根据权利要求1或2所述的配网线路故障定位终端设备，其特征在于：在箱门（2）的开合边缘处设有门锁（7）。