CN108414895A - 低压线路的实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于低压监测技术技术领域，提供了一种低压线路的实时监测装置，包括：低压采集器，其具有第一壳体、设于所述第一壳体内的采集电路及与所述采集电路电性连接的第一传输接口，所述采集电路电连接一用于接触被测线的接触结构，所述接触头用于从所述被测线获取电信号；汇集器，其具有第二壳体、设于所述第二壳体内的定位处理电路及与所述定位处理电路电性连接的第二传输接口，所述第二传输接口与第一传输接口通信连接。借此，本发明安装简单，可以在线监测低压配电线路的实时情况，定位故障位置，达到快速抢修的目的，保障电力系统高效稳定的运行。

Description

低压线路的实时监测装置

技术领域

本发明涉及低压监测技术领域，尤其涉及一种低压线路的实时监测装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对电能的需求质量达到了一个更高的水平，尤其体现在供电可靠性方面。低压配电网线路属于电能输送的末端环节，故障频繁发生，但由于故障信号本身较弱，信号来源不易获取，导致故障点的定位变得非常困难，因此对低压配电网的负荷信息、故障信息的实时监测就非常重要。

目前，供电部门对线路故障的查找，主要依靠人工分段拉闸排查实现，但排查工作费时费力，工作效率低，强度大；如若故障发生，不能实现故障的快速定位，从而无法实现快速抢修，降低了供电质量的可靠性。为保障电力系统的可靠稳定运行及人们的用电质量，一种低压线路的实时监测装置成了低压配电网智能化发展的新方向。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种低压线路的实时监测装置，其安装简单，可以在线监测低压配电线路的实时情况，定位故障位置，达到快速抢修的目的，保障电力系统高效稳定的运行。

为了实现上述目的，本发明提供一种低压线路的实时监测装置，包括：

低压采集器，其具有第一壳体、设于所述第一壳体内的采集电路及与所述采集电路电性连接的第一传输接口，所述采集电路电连接一用于接触被测线的接触结构，所述接触结构用于从所述被测线获取电信号；

汇集器，其具有第二壳体、设于所述第二壳体内的定位处理电路及与所述定位处理电路电性连接的第二传输接口，所述第二传输接口与第一传输接口通信连接。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述实时监测装置包括至少三个低压采集器，所述汇集器具有与所述低压采集器同数量的第二传输接口。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述低压采集器具有一容纳所述被测线的容纳空间，所述接触结构具有一位于所述容纳空间的刺穿部，所述刺穿部穿破所述被测线的外皮接触所述被测线。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述接触结构尾部贯穿所述第一壳体延伸至外部，并且所述接触结构尾部设有一绝缘盖。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述采集电路包括依次电性连接的互感转换单元、积分单元及信号调理单元，所述信号调理单元连接所述第一传输接口。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述互感转换单元为罗氏线圈，所述罗氏线圈为双层板结构，且所述罗氏线圈的厚度为3mm。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述采集电路还包括温敏电阻，用于获取被测线的温度信息。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述第一壳体包括可拆卸连接的主体及把手部；

所述罗氏线圈包括设于所述主体的第一感应部及设于所述把手部的第二感应部。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述定位处理电路包括滤波单元、采样单元、处理单元、NFC单元、lora单元及报警单元，所述滤波单元连接采样单元，所述采样单元、NFC单元、lora单元及报警单元均连接所述处理单元。

根据本发明的低压线路的实时监测装置，所述定位处理电路还包括电源模块及备用电源。

本发明设置低压采集器和汇集器。低压采集器包括第一壳体及第一壳体内的采集电路，以对被测线进行信号采集。具体的，采集电路电连接接触结构，所述接触头用于从所述被测线获取电信号；获取的电信号经过采集电路处理后再经由预设的第一传输接口传送到汇集器做进一步处理。汇集器，具有第二壳体、及第二壳体贩的定位处理电路，该汇集器含有近场NFC，用于配置装置的参数及设定地址，根据装置设定的地址完成与开关柜或分支箱进行绑定，将地址相信传递给通讯单元，当某处出现故障时，通过地址判定，快速定位故障点。

附图说明

图1是本发明一实施例的采集器结构示意图；

图2是本发明一实施例的采集器局部俯视结构示意图；

图3是本发明一实施例的汇集器结构示意图；

图4是本发明一实施例的电气原理结构示意图；

图5是本发明一实施例的罗氏线圈结构示意图；

图6A是本发明罗氏线圈的上层PCB结构示意图；

图6B是本发明罗氏线圈的下层PCB结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1～图4，本发明提供了一种低压线路的实时监测装置，其包括低压采集器10和汇集器20。低压采集器10用于低压线路中被测线的电气参数，如电流、电压等参数，并对采集的信号进行前置处理，处理后的电气信号传送到汇集器20。当被测线路出现故障时，被测线路的参数会发生变化，低压采集器10采集到对应的变化信息后进行初级计算处理，然后发送到汇集器20进一步处理计算，以获取发生故障的地址信息，实现准确定位。

结合图1和图4，低压采集器10具有第一壳体11及设于该第一壳体内11的采集电路12，并且第一壳体11上设有与采集电路12电性连接的第一传输接口13。采集电路12电连接一用于接触被测线的接触结构121，该接触结构121用于从被测线获取电信号。第一传输接口13是用于连接低压采集器10及汇集器20的接口，其将采集电路12处理后的信号发送至汇集器20。

再结合图3，汇集器20具有第二壳体21及设于第二壳体21内的定位处理电路22。第二壳体21上设有与定位处理电路22电性连接的第二传输接口23，所述第二传输接口23与第一传输接口13通信连接。

第一传输接口13作为低压采集器的信号输出端，第二传输接口23作为汇集器20的信号输入端，二者的采用防水航插对接的方式进行连接。借此可使得二者的连接稳定，且具有防水功能。

本发明的一实施例中，结合图2，低压采集器10具有一容纳被测线的容纳空间14，对应的接触结构121具有一位于该容纳空间14内的刺穿部1211，刺穿部1211用于穿破被测线的外皮接触被测线的内芯，以实现接触式连接，便于电信号的获取。接触结构121的尾部贯穿第一壳体11延伸至外部，并且接触结构121的尾部设有一绝缘盖15。接触结构121与第一壳体11的配合可以适应性设置为螺纹连接，以使得接触结构121可以内外精确的距离调节，以适应与被测线的接触及固定要求，具体如，通过一塑料螺杆内部开直径3.2mm的通孔，通孔内设置刺穿部1211。该塑料螺杆伸出钢针的端部定位(按压)被测线，同时使刺穿部1211刺穿外皮。使用该种固定方式，可以可实现10mm²—240mm²线径尺寸全范围覆盖。另外，接触结构121与采集电路12可以直接连接，也可以通过一中间的连接片(图中未示)连接。图2中示出的是一连接片固定孔16，连接片用于将接触结构121获取到的信号直接传递到采集电路12。第一壳体11上设有若干固定结构17用以装配各组成件。

结合图4，采集电路12包括依次电性连接的互感转换单元122、积分单元123及信号调理单元124，所述信号调理单元124连接所述第一传输接口13。信号调理单元124在前级单元积分后，再进行放大的方式，借此防止信号失真。采集电路将实时电流值通过积分、放大及滤波处理后转成1.6V-3.3V电压信号输出至下级。互感转换单元122采用的是罗氏线圈，并且该罗氏线圈采用双层PCB结构，且本发明采用反向绕线方式，增加了罗氏线圈的抗干扰能力，参见图5。为获得更大的磁通量，截面积越大，板件的厚度越大越好，但PCB越厚，加工制作的难道越大，为兼顾两者的平衡，本发明的罗氏线圈的厚度采用3mm，借此使得加工难度不会太大，而且能够获得较大磁通量，具有更好的感应效果。与带铁芯的传统互感器相比，罗氏线圈具有测量范围宽，精度高，稳定可靠，响应频带宽，同时具有测量和继电保护功能，体积小、重量轻、安全且符合环保要求。

再参见图1、图6A和图6B，第一壳体11包括可拆卸连接的主体111及把手部112。把手部112对应设有一把手盖板1121，主体111对应一主体盖板1111。罗式线圈的第一感应部(设有A、D和E、F过孔的部分)设于主体111中，第二感应部(设有B、C过孔的部分)设于把手部112。

更好的，采集电路12还可以设置一温度采集模块，具体可通过一温敏电阻实现，其可以测量被测线近场的温度，并将温度信息传送到信号调理单元124，并进一步交由汇集器20处理。

本发明的罗氏线圈的PCB结构如图6A和6B，每层板分为两块，分别开A、D及B、C两对过孔，使用时，将A、B相连，C、D相连，E、F过孔作为信号输出端通过插针的方式将对应的信号传至后级处理单元。

本发明的低压采集器10可以根据不同需求设置对应的数量。如对于三相四线的低压线路监测中，A，B，C，N四线，可以根据需求对A、B及C三线各设一低压采集器10，以分别采集不同线的信号，或者对N线路也同样设置一低压采集器10。对应的，汇集器20上设有与低压采集器10数量一致的第二传输接口23。

进一步参见图3，第二壳体21上还设有与内部电气线路连接的若干指示灯211及一天线孔212。指示灯211用于指示汇集器20的工作状态，其采用长方形的结构形式，保证产品的密封性。天线孔212的开孔尺寸为6.4mm，单边留0.2mm的间隙，以便天线的插入。另外，第二壳体21还设有一通过卡扣连接的后盖板213，并且在卡扣引入的位置进行倒角和开缺24处理；汇集器20的PCB及航插装配完毕后，将后盖板213盖入，完成汇集器20的装配。

结合图4，第二壳体内21的定位处理电路22包括滤波单元221、采样单元222、处理单元223、NFC单元224、lora单元225及报警单元226。其中：滤波单元221连接采样单元222，所述采样单元222、NFC单元224、lora单元225及报警单元226均连接所述处理单元223。处理单元223与NFC单元224之间，以及处理单元223和lora单元225之间均采用SPI通信方式，并且定位处理电路22通过无线通信方式连接外部设备，如开关柜及分支箱等。本发明装置与通讯单元采用LORA广域无线组网的方式，部署方便，降低了劳动强度，提升效率。

所述汇集器20的近场NFC单元224，用于配置装置的参数及设定地址，根据装置设定的地址完成与开关柜或分支箱进行绑定，将地址相信传递给通讯单元，当某处出现故障时，通过地址判定，快速定位故障点。另外，本发明的NFC单元224，外壳材质采用的是ABS，近场感应信号无障碍。

优选的，汇集器20还可以设置SWD接口，以与掌机连接，便于对数据的批量下载。所述汇集器20内部还设有电源模块及备用电源，电源模块采用卧式焊接方式，输出的5V电源通过二极管、限流电阻后与备用电源相连，备用电源可采用大电容器件实现。借此，电源模块不能有效供电时，如当系统掉电时，超级电容给装置进行供电，保证故障信息的可靠传递。

综上所述，本发明设置低压采集器和汇集器。低压采集器包括第一壳体及第一壳体内的采集电路，以对被测线进行信号采集。具体的，采集电路电连接接触结构，所述接触头用于从所述被测线获取电信号；获取的电信号经过采集电路处理后再经由预设的第一传输接口传送到汇集器做进一步处理。汇集器，具有第二壳体、及第二壳体贩的定位处理电路，该汇集器含有近场NFC，用于配置装置的参数及设定地址，根据装置设定的地址完成与开关柜或分支箱进行绑定，将地址相信传递给通讯单元，当某处出现故障时，通过地址判定，快速定位故障点。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种低压线路的实时监测装置，其特征在于，包括：

低压采集器，其具有第一壳体、设于所述第一壳体内的采集电路及与所述采集电路电性连接的第一传输接口，所述采集电路电连接一用于接触被测线的接触结构，所述接触结构用于从所述被测线获取电信号；

汇集器，其具有第二壳体、设于所述第二壳体内的定位处理电路及与所述定位处理电路电性连接的第二传输接口，所述第二传输接口与第一传输接口通信连接。

2.根据权利要求1所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述实时监测装置包括至少三个低压采集器，所述汇集器具有与所述低压采集器同数量的第二传输接口。

3.根据权利要求1所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述低压采集器具有一容纳所述被测线的容纳空间，所述接触结构具有一位于所述容纳空间的刺穿部，所述刺穿部穿破所述被测线的外皮接触所述被测线。

4.根据权利要求1或3所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述接触结构尾部贯穿所述第一壳体延伸至外部，并且所述接触结构尾部设有一绝缘盖。

5.根据权利要求1所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述采集电路包括依次电性连接的互感转换单元、积分单元及信号调理单元，所述信号调理单元连接所述第一传输接口。

6.根据权利要求5所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述互感转换单元为罗氏线圈，所述罗氏线圈为双层板结构，且所述罗氏线圈的厚度为3mm。

7.根据权利要求5所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述采集电路还包括温敏电阻，用于获取被测线的温度信息。

8.根据权利要求6所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述第一壳体包括可拆卸连接的主体及把手部；

所述罗氏线圈包括设于所述主体的第一感应部及设于所述把手部的第二感应部。

9.根据权利要求1所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述定位处理电路包括滤波单元、采样单元、处理单元、NFC单元、lora单元及报警单元，所述滤波单元连接采样单元，所述采样单元、NFC单元、lora单元及报警单元均连接所述处理单元。

10.根据权利要求8所述的低压线路的实时监测装置，其特征在于，所述定位处理电路还包括电源模块及备用电源。