CN105717417A - 一种架空线路故障监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空线路故障监测装置，包括故障指示器、无线通信终端、无线设置工具和远程服务器，其通过故障指示器能够实时监测架空线路上电流，在架空线路发生故障时，能够迅速判断出故障点，以便于迅速隔离和排除故障，为配电网的实时调整、故障查找和故障恢复提供监测数据支持；通过无线通信终端实现了所述故障指示器与远程服务器之间的通信；通过远程服务器，能够在指挥控制中心实时监测配电网运行状态；通过设置无线设置工具，运行人员可以根据配电网运行状态灵活地修改故障指示器的各种运行参数，实现配电网的实时调整优化，能够应用在各种不同需求的场合，该装置有效提高了工作效率，减少了故障率，优化了人员配比，降低了运营成本。

Description

一种架空线路故障监测装置

技术领域：

本发明属于电力电网技术领域，具体是涉及一种架空线路故障监测装置。

背景技术：

随着我国经济的发展，人们对配电网运行的安全可靠要求越来越高，我国10kV配电网目前主要以架空线路为主，10kV架空线路由于线路长，运行环境复杂，所以往往也是电力系统故障最多的环节。提高10kV配电网安全运行水平有两个途径：一个是在运行过程中实时了解配电网的运行状态，及时发现故障隐患，使配电网一直运行在良好状态，减少故障发生的概率；第二个是在故障后尽快确定故障点，隔离故障区段，恢复正常区段的供电，另外，通过精确定位故障点，可以加快故障的修复速度，能够尽快恢复故障线路。目前，配电网的状态检测主要放在变电所内进行，对变电所出现有数据进行分析实现检测保护，所以不能够满足配电网发生故障时尽快发现故障点，快速隔离故障的要求，更不能做到实时监测配电网运行状态，尽早排除故障隐患的要求。

故障指示器是设置在架空线路上，用于监测故障电流流通的装置。通过远程服务器可以实时监测配电网的运行状态，一旦线路发生故障，巡线人员可借助故障指示器的报警显示，迅速确定故障点，排除故障，改变过去盲目巡线，分段合闸送电查找故障的落后做法，为配网快速故障定位、故障处理提供了有力的保障。但是现有的故障指示器预警手段单一，在使用过程中故障指示器的参数和配置比较固定，不能灵活的修改各种参数和配置，不能满足应用在各种不同需求的场合，具有很大的技术局限性。

发明内容：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于架空线路的故障指示器运行参数和配置比较固定，不能灵活的修改各种运行参数和配置，不能满足应用在各种不同需求的场合，从而提出一种架空线路故障监测装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种架空线路故障监测装置，包括：

故障指示器，所述故障指示器用于监测架空线路上的线路故障；

无线通信终端，所述无线通信终端用于实现所述故障指示器与远程服务器之间的通信；

无线设置工具，所述无线设置工具用于设置所述故障指示器的运行参数；

远程服务器，所述远程服务器用于监测配电网的运行状态。

作为上述技术方案的优选，所述故障指示器内设置有传感器，所述无线设置工具对一个或多个所述传感器进行运行参数的设置。

作为上述技术方案的优选，所述运行参数包括跳闸电流、响应延迟、复位时间、恢复供电复位、重合闸时间、重合闸功能、临时故障检测、瞬态故障监测。

作为上述技术方案的优选，所述无线设置工具可以读取所述故障指示器当前运行参数值。

作为上述技术方案的优选，所述无线设置工具用于对所述故障指示器与所述无线通信终端进行地址匹配。

作为上述技术方案的优选，所述故障指示器设置有第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯。

作为上述技术方案的优选，所述第一指示灯和所述第二指示灯用于指示线路故障，所述线路故障包括永久故障、临时故障及瞬态故障。

作为上述技术方案的优选，所述第三指示灯用于指示所述故障指示器的工作状态，所述工作状态包括无线设置模式、错误模式及紧急模式。

作为上述技术方案的优选，所述无线通信终端通过GPRS网络进行无线通信。

本发明的有益效果在于：其通过故障指示器能够实时监测架空线路上电流，在架空线路发生故障时，能够迅速判断出故障点，以便于迅速隔离和排除故障，为配电网的实时调整、故障查找和故障恢复提供监测数据支持；通过无线通信终端实现了所述故障指示器与远程服务器之间的通信；通过远程服务器，能够在指挥控制中心实时监测配电网运行状态；通过设置无线设置工具，运行人员可以根据配电网运行状态灵活地修改故障指示器的各种运行参数，实现配电网的实时调整优化，使得故障指示器能够应用在各种不同需求的场合，该装置有效提高了工作效率、减少了故障率，优化了人员配比，降低了运营成本。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的一种架空线路故障监测装置整体框图；

图2为本发明一个实施例的一种故障指示器外观结构示意图；

图3为本发明一个实施例的一种无线通信终端外观结构示意图；

图4为本发明一个实施例的一种无线设置工具结构示意图。

图中符号说明：

1-故障指示器，2-无线通信终端，3-无线设置工具，4-远程服务器，301-液晶显示屏，302-键盘。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的一种架空线路故障监测装置包括：故障指示器1、无线通信终端2、无线设置工具3和远程服务器4。

所述故障指示器1用于监测架空线路上的线路故障。所述故障指示器1的结构如图2所示，所述故障指示器1安装于架空线路上，通过监测架空线路上的电流来监测架空线路上的线路故障，所述线路故障包括永久故障、临时故障及瞬态故障，其中临时故障和瞬态故障的检测是可选的。永久故障是指负载电流值超过跳闸电流且时间超过响应延迟时间时；临时故障是指电力网路上产生一种电流故障，该故障可以在一定时间内自动恢复；瞬态故障是指超过跳闸电流值但持续时间很短的电流脉冲，瞬态故障的负载电流值持续时间通常小于所述故障指示器1的响应延迟时间，比如20毫秒，瞬态故障通常是由电缆缺陷所引起，虽然在大多数情况下线路仍能正常工作，然而却是导致未来出现故障的重要诱因之一。

所述故障指示器1内设置有传感器，所述无线设置工具3对一个或多个所述传感器进行运行参数的设置。所述运行参数包括：跳闸电流，所述跳闸电流在普通模式下为20A-1000A，可调步长为20A，在自动模式下为150％-500％，可调步长为50％；响应延迟，所述响应延迟为40毫秒到300毫秒，可调步长20毫秒；所述复位时间，复位时间为30分钟至720分钟，可调步长30分钟；恢复供电复位，所述恢复供电复位为使能或禁止；重合闸时间，所述重合闸时间为1秒至5秒，可调步长1秒；重合闸功能，所述重合闸功能为使能或禁止；临时故障检测，临时故障检测为使能或禁止；瞬态故障监测，所述瞬态故障检测为使能或禁止。

所述故障指示器1设置有第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯。本实施例中，所述第一指示灯为一个锥形挡板指示器，在白天可以清晰的发现故障；所述第二指示灯为环绕安装在所述第一指示灯顶部的6个发光LED灯，在夜晚很远的距离就能轻易发现线路故障；所述第三指示灯为安装在所述第一指示灯底部的一个发光LED灯。

所述第一指示灯和所述第二指示灯用于指示线路故障，所述线路故障包括永久故障、临时故障及瞬态故障。本实施例中，所述故障指示器1检测到永久故障时，所述第一指示灯的指示板旋转至红色状态，所述第二指示灯开始1秒闪烁1次。当自动合闸功能使能时，所述故障指示器1能够检测到临时故障，所述故障指示器1检测到临时故障时，所述第二指示灯开始1秒闪烁1次；当自动合闸功能禁止时，所述故障指示器1忽略临时故障，不对临时故障进行故障指示，但内部故障标志位仍然置位。所述故障指示器1检测到瞬态故障时，所述第二指示灯开始3秒闪烁2次，瞬态故障的检测只用于分析和测试，因为电力线路上的此类电流脉冲出现的通常比较频繁，但却会触发所述第二指示灯闪烁，特别是在跳闸电流值设置的比较低的时候，所述故障指示器1会对此非常敏感进而频繁触发所述第二指示灯闪烁，造成电池电量消耗过快。

所述第三指示灯用于指示所述故障指示器1的工作状态，所述工作状态包括无线设置模式、错误模式及紧急模式。在本实施例中，所述第三指示灯通过下述方法来指示所述故障指示器1的工作状态：1秒闪烁1次指示所述故障指示器1工作在无线设置模式，在该模式下所述故障指示器1可以接收和应答所述无线设置工具3发出的指令；3秒闪烁1次指示所述故障指示器1工作在错误模式，错误为所述挡板指示器没在正确位置或电池电压偏低，在错误模式下所述故障指示器1的所有其他功能仍在正常工作；1秒闪烁2次指示所述故障指示器1工作在紧急模式，即电池电压低于最低工作电压，在紧急模式下所述故障指示器1的故障检测和无线设置模式被禁用。

所述故障指示器1使用单节3.6V锂电池供电，本实施里中选取型号为17500，容量为3400mAH的锂电池。

所述故障指示器1具有一个单独的身份ID，在所述无线设置工具3通信范围内的所有所述故障指示器1必须具有不同的身份ID，所述故障指示器1最多可支持9个不同的ID，所述ID印制在所述故障指示器1的外壳上且不能被更改。

设置所述故障指示器1的跳闸电流时，也可以选择自动模式，选择自动模式后，可设置跳闸电流百分比。自动模式的工作原理是：所述故障指示器1根据当前的测量电流和设置的百分比不断自动调整跳闸电流值。所述故障指示器1连续测量电流并每隔10秒计算一个新的跳闸电流值。自动模式只能用在已供电的电力网路上，所述故障指示器1安装在网路上或更换电池后，至少需要10秒钟时间来调整跳闸电流。

如果配电网上安装有自动重合器，所述故障指示器1应根据其特性进行设置以优化故障判断。当电力网路上安装有自动重合器时，以下故障有可能发生：永久性故障，导致供电网路关闭的故障，自动重合器无法重新恢复电力网路供电；临时性故障，导致供电网路关闭的故障，但自动重合器通过自动执行开关操作后可重新恢复网路供电。通过配置，所述故障指示器1可针对不同的故障进行不同的故障指示通过所述无线设置工具3可以设置自动重合闸相关参数。所述故障指示器1在使能自动重合闸功能后，可设置自动重合闸时间，自动重合闸时间需和上次尝试重合闸需要的时间相同，例如：在发生故障后，自动重合器会尝试进行几次开关操作，其中最后一次开关操作花费的时间为10秒，则所述故障指示器1的重合闸时间设置为10秒即可。在检测到一次故障后，所述故障指示器1应根据重合闸时间分析网路状态并作出最终判断，当自动重合闸功能使能时，所述故障指示器1检测到一个故障，并在自动重合闸时间超时后应指示故障，因为此时自动重合器未能重新使网路恢复供电。

无线通信终端2，所述无线通信终端2用于实现所述故障指示器1与远程服务器4之间的通信。所述无线通信终端2外观结构如图3所示。作为所述故障指示器1与所述远程服务器4之间的通信桥梁，所述无线通信终端2将一直处于工作状态，一方面等待所述无线通信终端2上传数据，另一方面保持与所述远程服务器4的实时通信，将所述故障指示器1最新的数据变化上传到所述远程服务器4，并将所述远程服务器4下载的新的运行参数设置暂存在自身存储器中，等待下次所述故障指示器1通信时，将其下载到所述故障指示器1中。所述无线通信终端2通过GPRS网络进行无线通信。

本实施例中，所述无线通信终端2包括：433M无线通信单元；GPRS无线通信单元；一个SIM卡座；MCU中心处理单元，32位ARM作为中心处理单元，运行速度达72Mhz；实时时钟单元；数据存储单元，16MbSPI存储器；充电管理单元；一个GSM天线接口；一个433M无线天线接口；一个12V电池接口，所述无线通信终端2使用12V可充电蓄电池或锂电池作为电源；一个外部16～28V充电接口，可接外部电源或太阳能电池板；一个TTL电平的232接口，用于参数设置。

所述无线通信终端2的参数设置可以通过所述无线设置工具3来进行设置，也可以使用PC机的串口，使用PC机上的设置软件来进行设置。所述无线通信终端2的参数设置包括所述故障指示器1运行参数设置；GPRS参数设置；协议参数设置模式选择，支持平衡模式和非平衡模式；通信终端地址设置；传感器数量设置；终端设备的版本信息、序列号信息设置。

无线设置工具3，所述无线设置工具3用于设置所述故障指示器的运行参数。所述无线设置工具3的结构如图4所示。所述无线设置工具3具有一个液晶显示屏301和一组数字及功能按键的键盘302。

所述无线设置工具3用于对所述故障指示器1与所述无线通信终端2进行地址匹配，用于所述无线通信终端2比较密集时，防止所述故障指示器1内的传感器与多个通信终端间的串扰。

所述无线设置工具3与所述故障指示器1之间的通信过程如下：

第一步：唤醒所有范围内的所述故障指示器1进入无线设置模式。唤醒信号由所述无线设置工具3持续发出，为节省电池电量，所述故障指示器1每隔20秒检测一次唤醒信号，根据所述无线设置工具3和所述故障指示器1之间的距离，所述故障指示器1有可能需要多于一个检测周期才能检测到唤醒信号。所述故障指示器1底部的第三指示灯开始1秒钟闪烁一次时，指示所述故障指示器1工作在无线设置模式。通过按下所述无线设置工具3上的“取消按钮”可以使所述无线设置工具3停止发送唤醒信号，在接收到最后一条命令3分钟后，所述故障指示器1退出无线设置模式。

第二步：测试并复位所有范围内的所述故障指示器1或设置其中单个所述故障指示器1的运行参数或测量其中单个所述故障指示器1所处电缆当前电流或读取其中单个所述故障指示器1的运行参数。

测试并复位所有范围内的所述故障指示器1。选择设备测试时，所有在通信范围内的所述故障指示器1都会进入测试模式，显现故障标志，进入测试模式后，复位定时器会被启动，当复位定时器超时后故障指示器复位，如果使能了“恢复供电复位”功能，当电力网路电压恢复后，所述故障指示器1同样会自动复位。选择设备复位时，所述无线设置工具3会发送复位指令给通信范围内的所有所述故障指示器1，处于故障指示状态的所述故障指示器1在收到该复位指令后会立马进行复位，另外，所有接收到复位指令的所述故障指示器1会马上退出无线设置模式。

设置其中单个所述故障指示器1的运行参数。进入主菜单选择参数设置可对所述故障指示器1运行参数进行设置。在参数设置菜单下，跳闸电流、响应延迟、复位时间、复位模式、重合闸参数和瞬态电流故障检测可单独或同时进行设置。本实施例中，ADJALL：所有设置内容通过一次通信进行设置。TRIP：跳闸电流设置。RDELAY：响应时间设置。RSTTIME：复位时间设置。AUTORST：选择“OFF”时，恢复供电复位功能被禁止，只能通过复位定时器进行复位。选择“ON”时，恢复供电复位功能开启，当网路上电压恢复时，故障指示器可自动进行复位。RECLOSE：当电力网路上有自动重合器时，可选择“ON”使能该功能，当使能该功能时，需设置另外两个参数以防止故障指示器误报故障。RECTIME：仅当RECLOSE功能使能时有效，该时间值应该和上一次尝试重合闸所需要的时间值相同。TFAULT：仅当RECLOSE功能使能时有效，若选择“OFF”，当检测到一个临时故障时，所述故障指示器1不会指示该故障。TRANSNT：选择“ON”，使能瞬时电流故障检测功能。所有参数的设置过程都是类似的，通过按下“UP”或“DOWN”两个方向键可以更改所选参数的数值，按下“确认”键后，待设置数据会被发送给所选ID的所述故障显示器1中，考虑到通信距离和干扰，所需的设置时间不同，但通常不会超过10秒，设置命令可通过“取消按钮”停止。所述故障指示器1有两种方式指示接收到数据：第一种，所述第二指示器闪烁一次；第二种，向所述无线设置工具3发送应答指令，在接收到所述故障指示器1发送的应答指令后，所述无线设置工具3的液晶显示屏会显示“OK”字样。当设置完一个所述无线设置工具3后，通过身份ID可选择另外一个所述无线设置工具3，然后以相同的参数对其进行设置。

测量其中单个所述故障指示器1所处电缆当前电流。通过选择主菜单下的电流测量可以持续读取单个所述故障指示器1的当前测量电流。可通过身份ID指定所述故障指示器1，所述无线设置工具3接收到电流值后，可以在液晶显示屏上进行显示，该测量电流的传输可通过“取消按钮”停止。

读取其中单个所述故障指示器1的运行参数。通过所述无线设置工具3可以读取单个所述故障指示器1的当前运行参数设置值。通过选择主菜单下的读取设备参数可实现该功能，选择特定所述故障指示器1的ID后，所述无线设置工具3开始接收所述故障指示器1的设置值，并显示在液晶屏上，显示的顺序如下：1、跳闸电流；2、响应延迟；3、复位时间；4、复位模式；5、自动重合闸设置；6、瞬态故障检测；7、电池状态；8、标识状态；9、所述故障指示器1版本。通过“确定按钮”可以显示下一个接收到的参数值。

远程服务器4，所述远程服务器用于监测配电网的运行状态。

本实施例所述的一种架空线路故障监测装置，包括故障指示器、无线通信终端、无线设置工具和远程服务器，其通过故障指示器能够实时监测架空线路上电流，在架空线路发生故障时，能够迅速判断出故障点，以便于迅速隔离和排除故障，为配电网的实时调整、故障查找和故障恢复提供监测数据支持；通过无线通信终端实现了所述故障指示器与远程服务器之间的通信；通过远程服务器，能够在指挥控制中心实时监测配电网运行状态；通过设置无线设置工具，运行人员可以根据配电网运行状态灵活地修改故障指示器的各种运行参数，实现配电网的实时调整优化，能够应用在各种不同需求的场合，该装置有效提高了工作效率、减少了故障率，优化了人员配比，降低了运营成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种架空线路故障监测装置，其特征在于，包括：

故障指示器，所述故障指示器用于监测架空线路上的线路故障；

无线通信终端，所述无线通信终端用于实现所述故障指示器与远程服务器之间的通信；

无线设置工具，所述无线设置工具用于设置所述故障指示器的运行参数；

远程服务器，所述远程服务器用于监测配电网的运行状态。

2.根据权利要求1所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：所述故障指示器内设置有传感器，所述无线设置工具对一个或多个所述传感器进行运行参数的设置。

3.根据权利要求1或2所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：所述运行参数包括跳闸电流、响应延迟、复位时间、恢复供电复位、重合闸时间、重合闸功能、临时故障检测、瞬态故障监测。

4.根据权利要求1所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：

所述无线设置工具可以读取所述故障指示器当前运行参数值。

5.根据权利要求1或4所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：所述无线设置工具用于对所述故障指示器与所述无线通信终端进行地址匹配。

6.根据权利要求1所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：所述故障指示器设置有第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯。

7.根据权利要求6所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：所述第一指示灯和所述第二指示灯用于指示线路故障，所述线路故障包括永久故障、临时故障及瞬态故障。

8.根据权利要求6所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：所述第三指示灯用于指示所述故障指示器的工作状态，所述工作状态包括无线设置模式、错误模式及紧急模式。

9.根据权利要求1所述的架空线路故障监测装置，其特征在于：所述无线通信终端通过GPRS网络进行无线通信。