CN108152571B - 一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置及方法，主要解决了实际工作中运维人员短时间内收到大量同类型预警信息，难以研判，易造成工作失误的问题，包括钳形传感器、采样电路、电源电路、微控制器、存储模块、GPRS模块、时钟电路、显示模块、输入输出键盘，所述微控制器包括模数转换模块、数据校核模块、预警信息分析模块以及短信发送控制模块，所述采样电路、电源电路、存储模块、GPRS模块、时钟电路、显示模块、输入输出键盘分别与微控制器连接。本发明可以实时监测线路剩余电流，并优化了预警短信发送方法，可以直接筛选和剔除同类型的预警信息，使运维人员更好对故障做研判，提高工作的效率和准确率。

Description

一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置及方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其是涉及一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置及方法。

背景技术

目前农村地区安装的智能总保，一般额定剩余动作电流值有75mA、150mA、300mA和500mA四种类型。根据国家标准规定，投运智能总保额定动作电流值设置在300mA及以下，实际动作剩余电流值为额定动作电流值的80％，即300mA×0.8＝240mA，因此，如果想故障排除时间确定在智能总保动作前，我们必须做到预警信息发送在220mA以下。当前远程监测预警的常用手段是监测系统与短信预警两种方式，而触发短信发送的常用方法为延时、计数或直接与阀值对比三种，暴露的问题，如手机短信预警，在实际工作中我们经常遇到短时间内同类型的预警信息手机接收到几十条，这对运维人员研判带来困惑，造成重要预警信息遗忘处理，导致投运设备的重大损失及大面积停电事件的发生。如何采用一种方法，让监测装置自动筛选预警信息并发送准确。本发明提出了一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置及方法，较好规避上述问题，同时该方法可以直接筛选和剔除同类型的预警信息，发送的预警信息可以帮助运维人员更好的故障研判。

申请号为201210585606.7，名称为“剩余电流互感器”的专利说明书中公开了一种剩余电流互感器，该发明仅能检测剩余电流，不能实时的将监测信息发送到工作人员，不能及时对发现的问题进行解决。

发明内容

本发明主要是解决了现有技术实际工作中运维人员短时间内收到大量同类型预警信息，难以研判，易造成工作失误的问题，提供了一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，包括钳形传感器、采样电路、电源电路、微控制器、存储模块、GPRS模块、时钟电路、显示模块以及输入输出键盘，所述微控制器包括用于将采样剩余电流信息转换为数字信号的模数转换模块、核对采集数据完整性的数据校核模块、对采集信息进行分析并生产关系曲线的预警信息分析模块以及短信发送控制模块，所述模数转换模块、数据校核模块、预警信息分析模块以及短信发送控制模块依次连接，所述采样电路、电源电路、存储模块、GPRS模块、时钟电路、显示模块以及输入输出键盘分别与微控制器连接。

本发明通过互感器线圈输出与线路剩余电流成比例的信号，经过采样电路信号处理并进行滤波放大，送入微控制器的模数转换器端口。微控制器定时控制模数转换器采样剩余电流信号转换成数据信号，并将剩余电流数字信号进行分析计算，一方面通过显示模块显示当前的剩余电流；另一方面按1分钟的周期存入存储模块中作为剩余电流曲线数据。时钟电路为装置提供当前日期、时间信息。GPRS模块与微控制器的通讯口连接，当剩余电流曲线节点超预警线时，微控制器推送信息给GPRS模块，根据设定的规则向运维人员的手机发送预警短信。

作为一种优选方案，所述钳形传感器包括壳体、固定在壳体上的固定钳、铰接在壳体上的转动钳、设置在固定钳和转动钳内的互感器铁芯、缠绕在互感器铁芯上的线圈以及用于固定转动钳的固定机构，所述钳形传感器用于检测线路中剩余电流。

作为一种优选方案，还包括用于屏蔽大电流相线磁场的屏蔽层，所述屏蔽层包括若干屏蔽片，所述若干屏蔽片设置在线圈外围，确保所测线路剩余电流不会受到大电流相线磁场的影响。

作为一种优选方案，所述固定机构包括底板、与地板垂直连接的连接板、设置在连接板顶端且顶端开孔的固定套以及锁具，可以固定转动钳，使转动钳与固定钳闭合。

作为一种优选方案，在壳体靠转动钳一侧设置有与固定机构的底板所匹配的凹槽，用于定位固定机构的底板。

作为一种优选方案，所述互感器铁芯由高磁导率的铁镍合金1J85构成，具有高磁导率且材料耐用。

作为一种优选方案，所述屏蔽片由高磁导率的铁镍合金1J85构成，具有高磁导率且材料耐用。

一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信方法，其特征是包括以下步骤：

S1.开启装置，微控制器启动，时钟电路联网自动校时，采样电路开始以每1分钟一次速率连续采集数据10分钟，并自动校对数据是否缺失，当确定数据完整时，微控制器中预警信息分析模块，将每分钟1次的数据采集生成剩余电流值与时间的关系曲线，同步存储于存储芯片中，当确定数据不完整时，GPRS模块发送“数据采集不完整告警”短信；

S2.设定预警曲线控制和解除节点，通过GPRS模块，读取智能总保额定剩余动作电流值，确定一级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的50％及以上～55％以下，解除短信在额定剩余动作电流值50％×75％时触发；二级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的55％及以上～60％以下，解除短信在额定剩余动作电流值的55％×75％时触发；三级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的60％及以上～65％以下，解除短信在额定剩余动作电流值的60％×75％时触发；紧急预警曲线点位为额定剩余动作电流值的65％及以上～70％以下，解除短信在额定剩余动作电流值的65％×75％时触发，并建立剩余电流曲线节点控制预警短信发送及解除预警的数据对照表；

S3.设定预警和解除级别，根据智能总保额定剩余动作电流值范围以75mA及以上～150mA及以下设定为第一类预警和解除级别，确定为一级、二级和紧急三种，第二类预警和解除级别为300mA及以上～500mA及以下，确定为一级、二级、三级和紧急四种；

S4.设定预警短信发送时间，根据设定时间，短信发送时段分二类，第一类紧急预警短信发送时段为：00:00～7:59时段、18:00～23:59时段，紧急预警提醒短信为08:00～08:59时段，达到紧急预警解除线后，发送解除短信；第二类监控预警短信发送时段为：08:00～17:59时段，预警提醒短信为17:00～17:59时段；

S5.设置预警提醒短信，当天在18:00～23:59时段发送的紧急预警短信，在次日00:00～7:59时段还未预警解除，微控制器在08:00～08:59时段以紧急预警信息推送后最高曲线位置点数据推送并发送紧急预警提醒短信，发送时间精确到紧急预警信息推送的分钟，但在00:00～7:59时段发送的紧急预警短信，不再推送提醒短信；在08:00～12:59监测时段内发送的预警短信，如果在13:00～17:59时段还未解除，微控制器在17:00～17:59时再次发送预警提醒短信，在13:00～17:59时段发送的预警短信不再发送预警提醒短信；

S6.设定预警信息推送及短信发送控制规则。

作为一种优选方案，步骤S6包括以下步骤：

S61.设置预警和解除短信节点，按照每1分钟数据采集并生成的剩余电流值与时间的关系曲线的规律来确定短信发送曲线位置点；

S62.设置信息排列短信发送控制规则，将监测曲线运动按照升序排例，升序排例按照一级、二级和三级分别发送预警短信，当实测数据曲线在某个剩余电流值区域内，微控制器根据实测数据曲线所在区域生成相应级别的预警信息并发送,如果按三级、二级、一级降序排例，预警短信将以三级最高级别预警线发送1条短信，预警曲线以混杂排列，一级、三级和二级，预警短信将发送一级和三级2条短信,如果按二级、三级和一级排列，预警短信将发送二级和三级2条短信；

S63.设置解除预警排列短信发送控制规则，按一级、二级和三级升序发送的预警短信，解除预警短信只需在三级解除预警短信点位发送。

因此，本发明的优点是：可以实时监测线路剩余电流并解决了实际工作中运维人员短时间内收到大量同类型预警信息，难以研判，易造成工作失误的问题，优化了预警短信发送方法，可以直接筛选和剔除同类型的预警信息，使运维人员更好对故障做研判，提高工作的效率和准确率。

附图说明

图1是本发明的控制结构框图；

图2是本发明触钳形传感器结构示意图；

图3是本发明剩余电流曲线触发短信方法具体步骤图；

图4是本发明实施例中例举300mA额定剩余动作电流值设定实际控制曲线图；

图5是本发明实施例中例举启动预警信息短信发送及解除控制图；

图6是本发明实施例中例举升序预警信息短信发送及解除控制图；

图7是本发明实施例中例举预警信息短信发送及解除控制图。

1-微控制器2-模数转换模块3-数据校核模块4-预警信息分析模块5-短信发送控制模块6-GPRS模块7-输入输出键盘8-存储模块9-电源电路10-采样电路11-钳形传感器12-屏蔽层13-时钟电路14-显示模块15-底板16-连接板17-固定套18-锁具19-转动钳20-固定钳21-壳体。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，包括钳形传感器11、采样电路10、电源电路9、微控制器1、存储模块8、GPRS模块6、时钟电路13、显示模块14以及输入输出键盘7，所述微控制器包括用于将采样剩余电流信息转换为数字信号的核对采集数据完整性的对采集信息进行分析并生产关系曲线的以及，所述模数转换模块、数据校核模块、预警信息分析模块以及短信发送控制模块依次连接，所述采样电路、电源电路、存储模块、GPRS模块、时钟电路、显示模块以及输入输出键盘分别与微控制器连接。

本发明通过互感器线圈输出与线路剩余电流成比例的信号，经过采样电路信号处理并进行滤波放大，送入微控制器的模数转换器端口。微控制器定时控制模数转换器采样剩余电流信号转换成数据信号，并将剩余电流数字信号进行分析计算，一方面通过显示模块显示当前的剩余电流；另一方面按1分钟的周期存入存储模块中作为剩余电流曲线数据。时钟电路为装置提供当前日期、时间信息。GPRS模块与微控制器的通讯口连接，当剩余电流曲线节点超预警线时，微控制器推送信息给GPRS模块，根据设定的规则向运维人员的手机发送预警短信。所述存储模块为FLASH存储芯片，所述为液晶显示器。

所述钳形传感器包括壳体21、固定在壳体上的固定钳20、铰接在壳体上的转动钳19、设置在固定钳和转动钳内的互感器铁芯、缠绕在互感器铁芯上的线圈以及用于固定转动钳的固定机构，所述钳形传感器用于检测线路中剩余电流。该装置还包括用于屏蔽大电流相线磁场的屏蔽层12，所述屏蔽层包括若干屏蔽片，所述若干屏蔽片设置在线圈外围，确保所测线路剩余电流不会受到大电流相线磁场的影响。

所述固定机构包括底板15、与地板垂直连接的连接板16、设置在连接板顶端且顶端开孔的固定套17以及锁具18，可以固定转动钳，使转动钳与固定钳闭合。在壳体靠转动钳一侧设置有与固定机构的底板所匹配的凹槽，用于定位固定机构的底板。所述互感器铁芯和屏蔽片由高磁导率的铁镍合金1J85构成，具有高磁导率且材料耐用。

一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信方法，其特征是包括以下步骤：

S1.开启装置，微控制器启动，时钟电路联网自动校时，采样电路开始以每1分钟一次速率连续采集数据10分钟，并自动校对数据是否缺失，当确定数据完整时，微控制器中预警信息分析模块，将每分钟1次的数据采集生成剩余电流值与时间的关系曲线，同步存储于存储芯片中，当确定数据不完整时，GPRS模块发送故障短信；

S2.设定预警曲线控制和解除节点，通过GPRS模块，读取智能总保额定剩余动作电流值，确定一级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的50％及以上～55％以下，解除短信在额定剩余动作电流值50％×75％时触发；二级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的55％及以上～60％以下，解除短信在额定剩余动作电流值的55％×75％时触发；三级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的60％及以上～65％以下，解除短信在额定剩余动作电流值的60％×75％时触发；紧急预警曲线点位为额定剩余动作电流值的65％及以上～70％以下，解除短信在额定剩余动作电流值的65％×75％时触发，并建立剩余电流曲线节点控制预警短信发送及解除预警的数据对照表，如下表所示：

S3.设定预警和解除级别，根据智能总保额定剩余动作电流值范围以75mA及以上～150mA及以下设定为第一类预警和解除级别，确定为一级、二级和紧急三种，第二类预警和解除级别为300mA及以上～500mA及以下，确定为一级、二级、三级和紧急四种；

S4.设定预警短信发送时间，根据设定时间，短信发送时段分二类，第一类紧急预警短信发送时段为：00:00～7:59时段、18:00～23:59时段，紧急预警提醒短信为08:00～08:59时段，达到紧急预警解除线后，发送解除短信；第二类监控预警短信发送时段为：08:00～17:59时段，预警提醒短信为17:00～17:59时段；

S5.设置预警提醒短信，当天在18:00～23:59时段发送的紧急预警短信，在次日00:00～7:59时段还未预警解除，微控制器在08:00～08:59时段以紧急预警信息推送后最高曲线位置点数据推送并发送紧急预警提醒短信，发送时间精确到紧急预警信息推送的分钟，但在00:00～7:59时段发送的紧急预警短信，不再推送提醒短信；在08:00～12:59监测时段内发送的预警短信，如果在13:00～17:59时段还未解除，微控制器在17:00～17:59时再次发送预警提醒短信，在13:00～17:59时段发送的预警短信不再发送预警提醒短信；

S6.设定预警信息推送及短信发送控制规则；

S61.设置预警和解除短信节点，按照每1分钟数据采集并生成的剩余电流值与时间的关系曲线的规律来确定短信发送曲线位置点，举例说明，如图4所示：如300mA额定剩余动作电流值，一级预警线节点位置为150mA及以上～165mA以下、解除曲线节点为113mA以下，如果曲线第1和2点位置都处于150mA及以上，由微控制器将第2点的数据生成一级预警信息并推送GPRS模块发送一级预警短信，期后生成的曲线点如果都未超165mA及以上，微控制器不再推送一级预警信息；当在期间曲线位置处于113mA以下时，微控制器提取第5个点位置数据，生成解除预警信息推送并发送一级预警解除短信。

S62.设置信息排列短信发送控制规则，将监测曲线运动按照升序排例，升序排例按照一级、二级和三级分别发送预警短信，当实测数据曲线在某个剩余电流值区域内，微控制器根据实测数据曲线所在区域生成相应级别的预警信息并发送，举例说明，如图4所示：如实测数据曲线达到165mA及以上～180mA以下点位时，由微控制器再次以实测数据165mA及以上曲线第2点位置的数据生成二级预警信息推送并发送二级预警短信。当一级预警信息已发送后，实测数据曲线达到180mA及以上～195mA以下点位时，微控制器在180mA及以上曲线第2点位置的数据生成三级预警信息并直接发送三级预警短信。如果按三级、二级、一级降序排例，预警短信将以三级最高级别预警线发送1条短信。预警曲线以混杂排列，一级、三级和二级，预警短信将发送一级和三级2条短信；如果按二级、三级和一级排列，预警短信将发送二级和三级2条短信。

S63.设置解除预警排列短信发送控制规则，按一级、二级和三级升序发送的预警短信，如图4所示：解除预警短信只需在三级解除预警短信点位发送，该点位的曲线位置已在一级预警曲线触发位置以下。如果按二级预警短信发送，只需在二级解除预警短信位置发送1条。

本发明具体举例说明：

如图5所示：60分钟曲线运动达到一级预警条件有7处、二级预警条件1处，但微控制器在处理时只需在26分钟线发送1条一级预警短信，在43分钟后再发送一条一级预警解除短信。如果按传统方法，在这60分钟内，运维人员可能会接收到9条预警或解除短信。

如图6所示：该60分钟曲线运动中一级预警触发位置6处、二级1处、三级2处，按传统方法，该60分钟内短信发送可能多达9条，而使用本发明的方法后，预警短信接收或解除短信只有3条。

如图7所示：该剩余电流预警曲线三级预警触发位置先到，而在其后，曲线运动又多次到了一级、二级和三级预警触发位置，特别40～50分钟段，几乎平行于三级预警触发位置，如果按传统方法，这样的曲线运动，运维人员最少接收到一级预警短信5条、二级预警短信1条、三级预警短信7条，60分钟监测范围内共接收14条短信，而使用本发明方法后，运维人员只需接收2条预警短信。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了采样电路、电源电路、存储模块、GPRS模块、时钟电路以及显示模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征在于：包括钳形传感器、采样电路、电源电路、微控制器、存储模块、GPRS模块、时钟电路、显示模块以及输入输出键盘，所述微控制器包括用于将采样剩余电流信息转换为数字信号的模数转换模块、核对采集数据完整性的数据校核模块、对采集信息进行分析并生产关系曲线的预警信息分析模块以及短信发送控制模块，所述模数转换模块、数据校核模块、预警信息分析模块以及短信发送控制模块依次连接，所述采样电路、电源电路、存储模块、GPRS模块、时钟电路、显示模块以及输入输出键盘分别与微控制器连接，该装置的剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信方法包括：

S1.开启装置，微控制器启动，时钟电路联网自动校时，采样电路开始以每1分钟一次速率连续采集数据10分钟，并自动校对数据是否缺失，当确定数据完整时，微控制器中预警信息分析模块，将每分钟1次的数据采集生成剩余电流值与时间的关系曲线，同步存储于存储芯片中，当确定数据不完整时，GPRS模块发送“数据采集不完整告警”短信；

S2. 设定预警曲线控制和解除节点，通过GPRS模块，读取智能总保额定剩余动作电流值，确定一级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的50%及以上～55%以下，解除短信在额定剩余动作电流值50%×75%时触发；二级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的55%及以上～60%以下，解除短信在额定剩余动作电流值的55%×75%时触发；三级预警曲线点位为额定剩余动作电流值的60%及以上～65%以下，解除短信在额定剩余动作电流值的60%×75%时触发；紧急预警曲线点位为额定剩余动作电流值的65%及以上～70%以下，解除短信在额定剩余动作电流值的65%×75%时触发，并建立剩余电流曲线节点控制预警短信发送及解除预警的数据对照表；

S3.设定预警和解除级别，根据智能总保额定剩余动作电流值范围以75mA及以上～150mA及以下设定为第一类预警和解除级别，确定为一级、二级和紧急三种，第二类预警和解除级别为300mA及以上～500mA及以下，确定为一级、二级、三级和紧急四种；

S4. 设定预警短信发送时间，根据设定时间，短信发送时段分二类，第一类紧急预警短信发送时段为：00:00～7:59时段、18:00～23:59时段，紧急预警提醒短信为08:00～08:59时段，达到紧急预警解除线后，发送解除短信；第二类监控预警短信发送时段为：08:00～17:59时段，预警提醒短信为17:00～17:59时段；

S5. 设置预警提醒短信，当天在18:00～23:59时段发送的紧急预警短信，在次日00:00～7:59时段还未预警解除，微控制器在08:00～08:59时段以紧急预警信息推送后最高曲线位置点数据推送并发送紧急预警提醒短信，发送时间精确到紧急预警信息推送的分钟，但在00:00～7:59时段发送的紧急预警短信，不再推送提醒短信；在08:00～12:59监测时段内发送的预警短信，如果在13:00～17:59时段还未解除，微控制器在17:00～17:59时再次发送预警提醒短信，在 13:00～17:59时段发送的预警短信不再发送预警提醒短信；

S6.设定预警信息推送及短信发送控制规则。

2.根据权利要求1所述的一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征是所述钳形传感器包括壳体、固定在壳体上的固定钳、铰接在壳体上的转动钳、设置在固定钳和转动钳内的互感器铁芯、缠绕在互感器铁芯上的线圈以及用于固定转动钳的固定机构。

3.根据权利要求2所述的一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征是还包括用于屏蔽大电流相线磁场的屏蔽层，所述屏蔽层包括若干屏蔽片，所述若干屏蔽片设置在线圈外围。

4.根据权利要求2所述的一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征是所述固定机构包括底板、与地板垂直连接的连接板、设置在连接板顶端且顶端开孔的固定套以及锁具。

5.根据权利要求2所述的一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征是在壳体靠转动钳一侧设置有与固定机构的底板所匹配的凹槽。

6.根据权利要求2所述的一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征是所述互感器铁芯由高磁导率的铁镍合金1J85构成。

7.根据权利要求3所述的一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征是所述屏蔽片由高磁导率的铁镍合金1J85构成。

8.根据权利要求1所述的一种剩余电流动态跟踪分析记录曲线触发短信装置，其特征是步骤S6包括以下步骤：

S61. 设置预警和解除短信节点，按照每1分钟数据采集并生成的剩余电流值与时间的关系曲线的规律来确定短信发送曲线位置点；

S62.设置信息排列短信发送控制规则，将监测曲线运动按照升序排例，升序排例按照一级、二级和三级分别发送预警短信，当实测数据曲线在某个剩余电流值区域内，微控制器根据实测数据曲线所在区域生成相应级别的预警信息并发送,如果按三级、二级、一级降序排例，预警短信将以三级最高级别预警线发送1条短信，预警曲线以混杂排列，一级、三级和二级，预警短信将发送一级和三级2条短信,如果按二级、三级和一级排列，预警短信将发送二级和三级2条短信；

S63.设置解除预警排列短信发送控制规则，按一级、二级和三级升序发送的预警短信，解除预警短信只需在三级解除预警短信点位发送。

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