CN107238774A - 一种用于跌落式熔断器的状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，包括磁性开关、取能线圈、状态监测装置、移动通信网络和手机APP，所述磁性开关和取能线圈分别与状态监测装置连接，所述状态监测装置、移动通信网络和手机APP依次通过信号连接；所述状态监测装置包括开关触发电路、电流信号采集电路、A\D变换电路、微处理器、后备电源、电源保护电路、ZigBee通信模块和移动通信模块。本发明的用于跌落式熔断器的状态监测系统，解决了跌落式熔断器出现故障不能快速定位的问题，具有定位准确、发现故障速度快并能及时报修的优点。

Description

一种用于跌落式熔断器的状态监测系统

技术领域

本发明涉及一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，属于配电系统技术领域。

背景技术

目前国家电网公司正在全面开展智能电网建设，并对城市电网和农村电网进行改造。配网智能化建设刚刚开始起步，由于诸多原因，未能全面普及应用。对配网设备包括开关柜、变压器、跌落式熔断器等进行状态监测与故障诊断是智能电网建设的重要组成部分。

跌落式熔断器是户外高压保护电器，被广泛使用在配电变压器高压侧，作为配电线路和电力变压器过载和短路的保护装置。由于该设备目前缺乏实时监控的有效手段，基本上是出了故障后由用户报修，并且由于无法进行快速准确定位，电力抢修工作人员无法及时准确找到故障点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，不仅能对跌落式熔断器的熔断状态进行实时监测，还能将发生故障的跌落式熔断器的产品信息和位置信息发送至维修人员的手机上。

实现上述目的的技术方案是：一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，包括磁性开关、取能线圈、状态监测装置、移动通信网络和手机APP，所述磁性开关和取能线圈分别与状态监测装置连接，所述状态监测装置、移动通信网络和手机APP依次通过信号连接；所述状态监测装置包括开关触发电路、电流信号采集电路、A\D变换电路、微处理器、后备电源、电源保护电路、ZigBee通信模块和移动通信模块；其中：

所述开关触发电路的输入端与所述磁性开关相连接，所述开关触发电路的输出端与所述微处理器相连接；

所述电流信号采集电路的输入端与所述取能线圈相连接，所述电流信号采集电路的输出端分别与所述A\D变换电路和电源保护电路相连接；

所述A\D变换电路与所述微处理器相连接；

所述后备电源与所述电源保护电路相连接；

所述电源保护电路与所述微处理器相连接；

所述ZigBee通信模块和移动通信模块分别与所述微处理器相连接。

上述的一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，其中，

所述磁性开关设置于所述跌落式熔断器与供电线路的动连接处，所述取能线圈安装在所述供电线路上；

所述开关触发电路从所述磁性开关处采集所述磁性开关的开关量信号，并通过近场通讯传输技术将该开关量信号传输给所述微处理器进行数据识别及处理；

所述电流信号采集电路通过采集所述取能线圈的电流信号，并把该电流信号传输到所述A\D变换电路；

所述A\D变换电路将经所述电流信号采集电路采集的电流信号变换成数字量信号，并把该数字量信号传输到所述微处理器。

上述的一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，其特征在于，

所述状态监测装置安装于所述跌落式熔断器的熔管上；

所述状态监测装置对所述跌落式熔断器的可跌落熔管位置进行监测，同时对所述跌落式熔断器在熔丝熔断而熔管不跌落的特殊情况下进行辅助监测，并通过所述移动通信网络将跌落式熔断器的监测信息发送至维修人员的手机APP上。

本发明的用于跌落式熔断器的状态监测系统，与现有技术相比的有益效果是：

1.采用“碰磁”技术，通过监测磁性开关的状态，可以快速发现和定位发生故障的跌落式熔断器；

2.采用电流信号检测技术，对跌落式熔断器在熔丝熔断而熔管不跌落的特殊情况下进行辅助监测，极大地提高了监测的准确性；

3.采用ZigBee技术，通过ZigBee节点方便地组网，实现了低成本、低耗电的跌落式熔断器状态监测网络；

4.采用无线通信技术进行数据传输与控制，避免了传统数据传输方式带来的电缆施工，大大降低了施工的难度和系统安装成本；通过遥测遥信技术，维修人员可在手机上实时查询跌落式熔断器的运行状态；

5.同时对硬件和软件采取抗干扰措施，保证了系统在高压环境下测得信号的准确性，系统不仅在硬件设计上，实现整机高屏蔽、高密封设计，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，并采用看门狗电路和等电位接地等方法，增强其抗干扰性能，并有效防止了系统的死机；软件采取了陷阱技术、冗余设计、滤波技术和故障自动恢复技术等措施，保证了系统在高压、恶劣环境下稳定地工作；

6.采用两种供电方式，保证了在配电系统发生故障的情况下，状态监测系统仍能正常工作。

附图说明

图1为本发明的用于跌落式熔断器的状态监测系统的结构示意图；

图2为本发明一种用于跌落式熔断器的状态监测系统中状态监测装置安装在B相跌落式熔断器熔管的结构示意图；

图3为本发明一种用于跌落式熔断器的状态监测系统中状态监测装置安装在A、C相跌落式熔断器熔管的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的最佳实施例，一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，包括磁性开关1、取能线圈2、状态监测装置3、移动通信网络4和手机APP 5，磁性开关1和取能线圈2分别与状态监测装置3连接，状态监测装置3、移动通信网络4和手机APP 5依次通过信号连接。状态监测装置3对跌落式熔断器的可跌落熔管位置进行监测，同时对跌落式熔断器在熔丝熔断而熔管不跌落的特殊情况下进行辅助监测，并通过移动通信网络4将跌落式熔断器的监测信息发送至维修人员的手机APP 5上。

请参阅图2，状态监测装置3包括开关触发电路6、电流信号采集电路7、A\D变换电路8、微处理器9、后备电源10、电源保护电路11、ZigBee通信模块12和移动通信模块13。开关触发电路6的输入端与磁性开关1相连接，开关触发电路6的输出端与微处理器9相连接；电流信号采集电路7的输入端与取能线圈2相连接，电流信号采集电路7的输出端分别与A\D变换电路8和电源保护电路11相连接；A\D变换电路8与微处理器9相连接；后备电源10与电源保护电路11相连接；电源保护电路11与微处理器9相连接；ZigBee通信模块12和移动通信模块13分别与微处理器9相连接。

磁性开关1设置于跌落式熔断器与供电线路的动连接处，取能线圈2安装在供电线路上；开关触发电路6从磁性开关1处采集磁性开关的开关量信号，并通过近场通讯传输技术将该开关量信号传输给微处理器9进行数据识别及处理；电流信号采集电路7通过采集取能线圈2的电流信号，并把该电流信号传输到A\D变换电路8；A\D变换电路8将经电流信号采集电路7采集的电流信号变换成数字量信号，并把该数字量信号传输到微处理器9。

状态监测装置3分别安装于A、B、C三相跌落式熔断器的熔管上，请参阅图2，当状态监测装置3安装在B相跌落式熔断器熔管时，状态监测装置3包括开关触发电路6、电流信号采集电路7、A\D变换电路8、微处理器9、后备电源10、电源保护电路11、ZigBee通信模块12和移动通信模块13。请参阅图3，当状态监测装置3安装在A、C相跌落式熔断器熔管时，状态监测装置3包括开关触发电路6、电流信号采集电路7、A\D变换电路8、微处理器9、后备电源10、电源保护电路11和ZigBee通信模块12。

本发明一种用于跌落式熔断器的状态监测系统各部分的功能和作用是：

磁性开关1分别安装于A、B、C三相跌落式熔断器与供电线路的动连接处，用于检测跌落式熔断器熔管的位置，并将位置信号传送至开关触发电路6。当熔管没有跌落时，磁性开关1输出开关量信号0，当熔管跌落时，磁性开关1输出开关信号1。

取能线圈2分别安装于A、B、C三相供电线路上，采用电流互感技术，将跌落式熔断器中互感出的电流，经过电流信号采集电路7整流、滤波、分压处理。一是通过电源保护电路11为状态监测装置3提供电源；二是通过A\D变换电路8进行模数转换后，送至微处理器9，从而检测跌落式熔断器是否还有电流通过，为跌落式熔断器在熔丝熔断而熔管不跌落的特殊情况下进行辅助监测。

状态监测装置3，分别安装于A、B、C三相跌落式熔断器的熔管上，将经开关触发电路6和电流信号采集电路7处理后的信号进行分析储存，并将处理得到的信号通过ZigBee通信模块12发送至安装在B相跌落式熔断器熔管的状态监测装置3。

移动通信网络4，用于接收B相跌落式熔断器熔管的状态监测装置3通过移动通信模块13发送的信息，并将该信息传送至手机APP 5上。

手机APP 5，用于接收移动通信网络4传输的信息，并将接收到的信息进行分析、处理和储存，遇到故障信息及时进行APP信息推送，并提供历史数据查询和报警记录查询。

本发明一种用于跌落式熔断器的状态监测系统的具体工作过程为：

状态监测装置3为了降低功耗，上电后就处于睡眠状态(低功耗模式)，由取能线圈2通过电流信号采集电路7互感电流，经电源保护电路11处理后进行供电。当跌落式熔断器熔管跌落时，磁性开关1断开，信号经开关触发电路6处理后，唤醒微处理器9，微处理器9立刻从低功耗模式进入活动模式。若磁性开关1未断开，取能线圈2不能互感出电流，即熔管内电流变为零，判断跌落式熔断器发生了熔丝熔断而熔管不跌落的特殊情况，状态检测装置3启动后备电源10经电源保护电路11处理后进行供电。

若是A、C相发生跌落或熔断，微处理器9将该跌落的跌落式熔断器信息通过ZigBee通信模块12发送至B相状态监测装置3，由B相状态监测装置3的移动通信模块13通过移动通信网络4发送至维修人员的手机APP 5上；若是B相发生跌落或熔断，则信息直接由B相状态监测装置3的移动通信模块13通过移动通信网络4发送至维修人员的手机APP 5上。信息发送完成后，状态监测装置3再次转入低功耗模式。

综上所述，本发明的用于跌落式熔断器的状态监测系统，本发明主要利用磁性开关状态监测技术对跌落式熔断器的可跌落熔管位置进行监测，同时利用电流检测技术对跌落式熔断器在熔丝熔断而熔管不跌落的特殊情况下进行辅助监测，可通过移动通信网络随时将跌落式熔断器监测信息发送至维修人员的手机APP上。解决了跌落式熔断器出现故障不易定位的问题，具有定位准确、发现故障速度快并能及时报警的优点。

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 (3)

1.一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，其特征在于，包括磁性开关、取能线圈、状态监测装置、移动通信网络和手机APP，所述磁性开关和取能线圈分别与状态监测装置连接，所述状态监测装置、移动通信网络和手机APP依次通过信号连接；所述状态监测装置包括开关触发电路、电流信号采集电路、A\D变换电路、微处理器、后备电源、电源保护电路、ZigBee通信模块和移动通信模块；其中：

所述开关触发电路的输入端与所述磁性开关相连接，所述开关触发电路的输出端与所述微处理器相连接；

所述电流信号采集电路的输入端与所述取能线圈相连接，所述电流信号采集电路的输出端分别与所述A\D变换电路和电源保护电路相连接；

所述A\D变换电路与所述微处理器相连接；

所述后备电源与所述电源保护电路相连接；

所述电源保护电路与所述微处理器相连接；

所述ZigBee通信模块和移动通信模块分别与所述微处理器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，其特征在于，所述磁性开关设置于所述跌落式熔断器与供电线路的动连接处，所述取能线圈安装在所述供电线路上；

所述开关触发电路从所述磁性开关处采集所述磁性开关的开关量信号，并通过近场通讯传输技术将该开关量信号传输给所述微处理器进行数据识别及处理；

所述电流信号采集电路通过采集所述取能线圈的电流信号，并把该电流信号传输到所述A\D变换电路；

所述A\D变换电路将经所述电流信号采集电路采集的电流信号变换成数字量信号，并把该数字量信号传输到所述微处理器。

3.根据权利要求1所述的一种用于跌落式熔断器的状态监测系统，其特征在于，

所述状态监测装置安装于所述跌落式熔断器的熔管上；

所述状态监测装置对所述跌落式熔断器的可跌落熔管位置进行监测，同时对所述跌落式熔断器在熔丝熔断而熔管不跌落的特殊情况下进行辅助监测，并通过所述移动通信网络将跌落式熔断器的监测信息发送至维修人员的手机APP上。