CN109188338A - 一种电能量采集器故障保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电能量采集器故障保护装置，包括电力计量系统、数据检测模块、安装了测试软件的计算机、458检测处理系统、通讯模块、上位机管理系统、管理员手机和断电模块，数据检测模块由辅助测量互感器、电压传感器、电流传感器、测量信号发生器和测量信号放大变换部件组成，数据检测模块用于各路数据的检测，断电模块用于数据检测模块的断电操作，安装了测试软件的计算机对检测数据进行分析、判断，确定是否有故障，并及时通过通讯模块上传至上位机管理系统和管理员手机，由机管理系统和管理员手机将断电信号传递给断电模块实现对电能量采集器进行断电操作。本发明的电能量采集器故障保护装置安全性好，断电效率和检测准确性高。

Description

一种电能量采集器故障保护装置

技术领域

本发明涉及电力设备的技术领域，尤其涉及一种电能量采集器故障保护装置。

背景技术

随着我国经济的发展，城镇化的进程进一步加快。这样的形势对电力资源的需求有了很大的提高。电力资源的供求现状导致了各种形式的窃电行为发生，直接或者间接的为我国的电力企业造成损失。电力计量装置作为电力系统不可或缺的部件之一，主要由计量柜、电表和互感器组成。通过电力计量装置的使用，能够有效的制止各种偷电行为的发生。不过就目前看来，我国电力系统电力计量装置的使用情况并不乐观，受各种外部因素影响，电力计量装置极易产生故障。

故障特征包括电流特征、电压特征、功率因素特征、开关量特征、累积电量特征，其中，电流特征为电力计量装置发生一定程度的电流变化，其特征表现为电流表显示电流过低或者无具体示数，三相电流不平衡等。电压特性是电力计量装置回路异常、电表异常、误差增大会导致电力计量装置发射一定程度的电压变化，特征表现和电流量特征类似，比如电压长时间低水平、电压表无示数、三相电压不平衡等。功率因素特征是电力计量装置的功率因素会随着计量装置故障显现出一定的特征，根据这些特征即可判断故障所在，概括电力计量装置故障的功率因素特征包括：电压相位异常和电流相位异常等等。开关量特征。电力计量装置出现故障时，计量装置当中的设备监视会发出一定的检测信号，该信号就是计量装置当中的开关量。其具体的特征有：当装置自我检测中发现异常时，电表就会发生提示信号；当计量柜通过非常规手段开启时，检测系统的信号也会发出。累积电量特征是累积电量参数会因为电力计量装置的异常受到很大影响。例如，电力计量装置正常运行时，一些外来因素干扰下，正常运行状态极易被打断，导致参数的积累量会比实际值小，进而导致累积电量大大降低。

现有技术中的电能量采集故障检测装置，其检测的效率和检测的准确性无法满足实际使用时的需求，同时现有电能量采集故障检测装置也缺少必要的断电保护装置来实现故障断电排查操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测准确性高，安全性好，断电效率高的电能量采集器故障保护装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电能量采集器故障保护装置，包括电力计量系统、数据检测模块、安装了测试软件的计算机、458检测处理系统、通讯模块、上位机管理系统、管理员手机和断电模块，所述数据检测模块由辅助测量互感器、电压传感器、电流传感器、测量信号发生器和测量信号放大变换部件组成，所述数据检测模块用于各路数据的检测，所述断电模块用于数据检测模块的断电操作，所述安装了测试软件的计算机对检测数据进行分析、判断，确定是否有故障，并及时通过通讯模块上传至上位机管理系统和管理员手机，由机管理系统和管理员手机将断电信号传递给断电模块实现对电能量采集器进行断电操作。

进一步的，所述通讯模块为GPRS或GSM的通讯方式。

进一步的，所述上位机管理系统在安装了测试软件的计算机上设置管理员手机号码，值班管理员接受来自安装了测试软件的计算机发来的警告信息。

进一步的，所述断电模块包括安装箱，所述安装箱内设有安装腔，所述安装腔轴向的一内侧壁上安装有液压泵，所述液压泵远离安装箱的一侧安装有第一活塞，所述第一活塞远离液压泵的一侧安装有第一活塞轴，所述第一活塞轴远离第一活塞的一侧安装有安装座，所述安装座远离第一活塞轴的一侧安装有第一导电轴，所述第一导电轴贯穿安装座、第一活塞轴、第一活塞、液压泵和安装箱布置，且在安装箱的外壁上安装有第一导线连接柱，所述安装箱远离液压泵的一侧贯穿有第二导电轴，所述第二导电轴在安装箱的外壁上安装有第二导线连接柱，所述第一导电轴靠近第二导电轴的一侧设有与第二导电轴过盈配合的限位槽，所述安装箱上安装有蓄电池和第二信号接收器，所述第二信号接收器与安装了测试软件的计算机连接。

进一步的，所述第一活塞和安装座之间设有第一弹簧，且第一弹簧套接在第一活塞轴的外周。

进一步的，所述安装座远离第一活塞轴的一侧安装有吸盘，所述安装座上通过压缩机支架安装有压缩机，所述安装座内设有传输支管，所述安装座靠近第二导电轴的一侧进气管，所述压缩机上安装有传输主管，所述传输主管与传输支管连通，所述传输主管上设有电子阀，所述压缩机上设有第一信号接收器，所述第一信号接收器与安装了测试软件的计算机连接，所述第二导电轴的外周套接有通电块，所述通电块的外周安装有绝缘板。

进一步的，所述吸盘内设有阻燃绝缘层。

进一步的，所述吸盘远离安装座的一侧安装有密封垫。

进一步的，所述第一导线连接柱和第二导线接线柱远离安装箱的一侧均安装有绝缘座，所述绝缘座上安装有安装架，所述安装架上安装有绝缘环。

进一步的，所述绝缘座靠近安装箱的一侧安装有第二活塞，所述第二活塞远离绝缘座的一侧安装有第二活塞轴，所述第二活塞轴远离第二活塞的一侧安装有限位板，所述第二活塞和限位板之间设有第二弹簧，且第二弹簧套接在第二活塞轴的外周。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、数据检测模块由辅助测量互感器、电压传感器、电流传感器、测量信号发生器和测量信号放大变换部件组成，完成各路数据的检测，安装了测试软件的计算机对检测数据进行分析、判断，确定是否有故障，并及时通过GSM/GPRS通信方式上传至上位管理系统和管理员手机，以及时解决和处理，选用GSM/GPRS通信的优点是安装不受地域和距离甚至环境的限制，技术保证、通信可靠；缺点是需要运行费用。故一般是在大、中和独立变压器用户中设计安装和使用，通过458检测处理系统可读取电子电能表中的各种数据，上位机管理系统可接受由电力计量系统通过通讯模块发来的数据，并对收集到的数据进行深入分析及生成多样化的数据报表，为用电管理者提供准确的电能数据及损耗数据，并可通过后台软件实现对系统的操作，管理及维护功能，上位机管理系统可在电力计量系统上设置值班员手机号码，值班管理员通过手机接收来自电力计量系统的各种短信告警信息，从而为用电管理者及时发现用电异常并赶赴现场处理提供技术支撑。

2、由第二信号接收器接受来自安装了测试软件的计算机的断电信号指示，实现蓄电池是否输出电，由液压泵驱动第一活塞轴在第一活塞内伸缩，实现了第一导电轴在水平方向上的移动，当需要断电操作时，此时第一活塞轴靠近第一活塞运动，实现第一导电轴远离第二导电轴，从而实现了断电操作，当需要进行通电时，此时液压泵带动第一活塞轴在远离第一活塞一侧的方向运动，实现了第一导电轴靠近第二导电轴，实现了第一导电轴和第二导电轴连接，从而实现了通电。

3、通过第一信号接收器接受来自安装了测试软件的计算机发出的工作信号，打开电子阀，由液压泵工作，实现对吸盘围合二成的内部空间进行空气压缩，由于吸盘与绝缘板之间形成了密闭空间，液压泵不断的抽取吸盘内的空气造成了外界气压对吸盘产生挤压力，实现吸盘牢固吸附在绝缘板上，由于吸盘内腔为真空状态，使得第一导电轴和第二导电轴连接和断开过程中，均处于真空状态，并不会因为瞬间的通断造成火花，大大提高了通断电时的安全性。

4、通过在第一活塞和安装座之间设第一弹簧，在第一导电轴与第二导电轴靠近时，当第二导电轴进入到限位槽内后，由第一弹簧的缓冲作用，也大大降低了第二导电轴和第一导电轴之间冲击力，有效提高了通断电操作的安全性。

5、通过在吸盘内设置阻燃绝缘层，由阻燃绝缘层实现对吸盘工作时进行保护，提高了吸盘的使用寿命，同时也提高了通断电操作的安全性。

6、通过在第二导电轴的外周套接通电块，由通电块的外周安装绝缘板，并通过在吸盘远离安装座的一侧安装密封垫，由密封垫和绝缘板配合实现了密封，提高了在通电和断电的过程中，整个过程所处的环境是与外界隔绝的，提高了通断电的安全性和可靠性。

7、通过在在第一导电接线柱和第二导线接线柱远离安装箱一侧设置绝缘座，由第一导电接线柱和第二导线接线实现了导电线的安装，导电线安装的过程中，旋转安装架实现第一导电接线柱进入到对应的第一导电轴内，由安装架实现对导电线的限位，方便了导电线的安装，提高了导电线安装的稳定性。

8、通过在绝缘座靠近安装箱的一侧设置第二活塞、第二活塞轴以及第二弹簧，从而实现在安装导电时能够有效缓冲导线对安装箱侧壁的挤压力，有效保护了电缆线，避免了电缆线固定时受到挤压力的损伤，延长导电线的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一提出的电能量采集器故障保护装置的系统结构图；

图2为本发明实施例一提出的电能量采集器故障保护装置中断电模块的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大示意图；

图4为图2中B处的局部放大示意图；

图5为本发明实施例一提出的电能量采集器故障保护装置中电力计量系统的电路连接图；

图6为本发明实施例一提出的电能量采集器故障保护装置中电力计量系统的计量相量图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1-4所示，本发明提供一种电能量采集器故障保护装置，包括电力计量系统、数据检测模块、安装了测试软件的计算机、458检测处理系统、通讯模块、上位机管理系统、管理员手机和断电模块，所述数据检测模块由辅助测量互感器、电压传感器、电流传感器、测量信号发生器和测量信号放大变换部件组成，所述数据检测模块用于各路数据的检测，所述断电模块用于数据检测模块的断电操作，所述安装了测试软件的计算机对检测数据进行分析、判断，确定是否有故障，并及时通过通讯模块上传至上位机管理系统和管理员手机，由机管理系统和管理员手机将断电信号传递给断电模块实现对电能量采集器进行断电操作。所述通讯模块为GPRS或GSM的通讯方式，所述上位机管理系统在安装了测试软件的计算机上设置管理员手机号码，值班管理员接受来自安装了测试软件的计算机发来的警告信息。数据检测模块由辅助测量互感器、电压传感器、电流传感器、测量信号发生器和测量信号放大变换部件组成，完成各路数据的检测，安装了测试软件的计算机对检测数据进行分析、判断，确定是否有故障，并及时通过GSM/GPRS通信方式上传至上位管理系统和管理员手机，以及时解决和处理，选用GSM/GPRS通信的优点是安装不受地域和距离甚至环境的限制，技术保证、通信可靠；缺点是需要运行费用。故一般是在大、中和独立变压器用户中设计安装和使用，通过458检测处理系统可读取电子电能表中的各种数据，上位机管理系统可接受由电力计量系统通过通讯模块发来的数据，并对收集到的数据进行深入分析及生成多样化的数据报表，为用电管理者提供准确的电能数据及损耗数据，并可通过后台软件实现对系统的操作，管理及维护功能，上位机管理系统可在电力计量系统上设置值班员手机号码，值班管理员通过手机接收来自电力计量系统的各种短信告警信息，从而为用电管理者及时发现用电异常并赶赴现场处理提供技术支撑。

电力计量系统由一组电压互感器PT1和PT2、一组电流互感器CT1、CT2、电能表的两个计量单位及二次回路连接线组成，基本连线如图5所示，其中I_A和I_C分别是流入用户变压器主回路A相和C相的电流，流入电能表的I_A和I_C分别是I_A和I_C经电流互感器变化后的二次电流，U_A、U_B、U_C是主回路三相的相电压，U_ab、U_bc分别U_AB和U_BC经电压互感器变换后的二次电压。正确连接时的向量图如图6所示，电能与功率成正比，而单相有功功率为P＝U_ΦI_ΦcosΦ，其中，U_Φ，I_Φ———相电压，相电流，cosΦ—功率因素。

三相三线两元件有功功率的表达式：

P＝U_abI_acos(30°+Φ_a)+U_cbI_ccos(30°-Φ_c)，式中U_ab，U_cb—为经电压互感器后的a，b两相之间的电压和c，b两相之间的电压。

Φ_a，Φ_c—A，C相的相位角。

三相电路对称时：

U_ab＝U_cb＝U_ca＝U I_a＝I_b＝I_c＝I Φ_a＝Φ_b＝Φ_c＝Φ

得：

实际的电压和电流应乘以电压和电流互感器的变比，计算电量时只需将电能表的读数乘以电压和电流互感器的变化即可。

在本实施例中，所述断电模块包括安装箱1，所述安装箱1内设有安装腔2，所述安装腔2轴向的一内侧壁上安装有液压泵3，所述液压泵3远离安装箱1的一侧安装有第一活塞4，所述第一活塞4远离液压泵3的一侧安装有第一活塞轴5，所述第一活塞轴5远离第一活塞4的一侧安装有安装座7，所述安装座7远离第一活塞轴5的一侧安装有第一导电轴20，所述第一导电轴20贯穿安装座7、第一活塞轴5、第一活塞4、液压泵3和安装箱1布置，且在安装箱1的外壁上安装有第一导线连接柱26，所述安装箱1远离液压泵3的一侧贯穿有第二导电轴21，所述第二导电轴21在安装箱1的外壁上安装有第二导线连接柱22，所述第一导电轴20靠近第二导电轴21的一侧设有与第二导电轴21过盈配合的限位槽25，所述安装箱1上安装有蓄电池18和第二信号接收器19，所述第二信号接收器19与安装了测试软件的计算机连接。由第二信号接收器19接受来自安装了测试软件的计算机的断电信号指示，实现蓄电池18是否输出电，由液压泵3驱动第一活塞轴5在第一活塞4内伸缩，实现了第一导电轴20在水平方向上的移动，当需要断电操作时，此时第一活塞轴5靠近第一活塞4运动，实现第一导电轴20远离第二导电轴21，从而实现了断电操作，当需要进行通电时，此时液压泵3带动第一活塞轴5在远离第一活塞4一侧的方向运动，实现了第一导电轴20靠近第二导电轴21，实现了第一导电轴20和第二导电轴21连接，从而实现了通电。

在本实施例中，所述第一活塞4和安装座7之间设有第一弹簧6，且第一弹簧6套接在第一活塞轴5的外周。通过在第一活塞4和安装座7之间设第一弹簧6，在第一导电轴20与第二导电轴21靠近时，当第二导电轴21进入到限位槽25内后，由第一弹簧6的缓冲作用，也大大降低了第二导电轴21和第一导电轴20之间冲击力，有效提高了通断电操作的安全性。

在本实施例中，所述安装座7远离第一活塞轴5的一侧安装有吸盘15，所述安装座7上通过压缩机支架8安装有压缩机9，所述安装座7内设有传输支管13，所述安装座7靠近第二导电轴21的一侧进气管14，所述压缩机9上安装有传输主管11，所述传输主管11与传输支管13连通，所述传输主管11上设有电子阀12，所述压缩机9上设有第一信号接收器10，所述第一信号接收器10与安装了测试软件的计算机连接，所述第二导电轴21的外周套接有通电块23，所述通电块23的外周安装有绝缘板24。通过第一信号接收器10接受来自安装了测试软件的计算机发出的工作信号，打开电子阀12，由液压泵9工作，实现对吸盘15围合二成的内部空间进行空气压缩，由于吸盘15与绝缘板24之间形成了密闭空间，液压泵9不断的抽取吸盘15内的空气造成了外界气压对吸盘15产生挤压力，实现吸盘牢固吸附在绝缘板24上，由于吸盘15内腔为真空状态，使得第一导电轴20和第二导电轴21连接和断开过程中，均处于真空状态，并不会因为瞬间的通断造成火花，大大提高了通断电时的安全性。

在本实施例中，所述吸盘15内设有阻燃绝缘层16。通过在吸盘15内设置阻燃绝缘层16，由阻燃绝缘层16实现对吸盘15工作时进行保护，提高了吸盘的使用寿命，同时也提高了通断电操作的安全性。

在本实施例中，所述吸盘15远离安装座7的一侧安装有密封垫17。通过在第二导电轴21的外周套接通电块23，由通电块23的外周安装绝缘板24，并通过在吸盘15远离安装座7的一侧安装密封垫17，由密封垫17和绝缘板24配合实现了密封，提高了在通电和断电的过程中，整个过程所处的环境是与外界隔绝的，提高了通断电的安全性和可靠性。

在本实施例中，所述第一导线连接柱26和第二导线接线柱22远离安装箱1的一侧均安装有绝缘座27，所述绝缘座27上安装有安装架28，所述安装架28上安装有绝缘环29。通过在在第一导电接线柱26和第二导线接线柱22远离安装箱1一侧设置绝缘座27，由第一导电接线柱26和第二导线接线22实现了导电线的安装，导电线安装的过程中，旋转安装架28实现第一导电接线柱26进入到对应的第一导电轴20内，由安装架28实现对导电线的限位，方便了导电线的安装，提高了导电线安装的稳定性。

在本实施例中，所述绝缘座27靠近安装箱1的一侧安装有第二活塞30，所述第二活塞30远离绝缘座27的一侧安装有第二活塞轴31，所述第二活塞轴31远离第二活塞30的一侧安装有限位板33，所述第二活塞30和限位板33之间设有第二弹簧32，且第二弹簧32套接在第二活塞轴31的外周。通过在绝缘座27靠近安装箱1的一侧设置第二活塞30、第二活塞轴31以及第二弹簧32，从而实现在安装导电时能够有效缓冲导线对安装箱1侧壁的挤压力，有效保护了电缆线，避免了电缆线固定时受到挤压力的损伤，延长导电线的使用寿命。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种电能量采集器故障保护装置，其特征在于，包括电力计量系统、数据检测模块、安装了测试软件的计算机、458检测处理系统、通讯模块、上位机管理系统、管理员手机和断电模块，所述数据检测模块由辅助测量互感器、电压传感器、电流传感器、测量信号发生器和测量信号放大变换部件组成，所述数据检测模块用于各路数据的检测，所述断电模块用于数据检测模块的断电操作，所述安装了测试软件的计算机对检测数据进行分析、判断，确定是否有故障，并及时通过通讯模块上传至上位机管理系统和管理员手机，由机管理系统和管理员手机将断电信号传递给断电模块实现对电能量采集器进行断电操作。

2.根据权利要求1所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述通讯模块为GPRS或GSM的通讯方式。

3.根据权利要求1所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述上位机管理系统在安装了测试软件的计算机上设置管理员手机号码，值班管理员接受来自安装了测试软件的计算机发来的警告信息。

4.根据权利要求1所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述断电模块包括安装箱，所述安装箱内设有安装腔，所述安装腔轴向的一内侧壁上安装有液压泵，所述液压泵远离安装箱的一侧安装有第一活塞，所述第一活塞远离液压泵的一侧安装有第一活塞轴，所述第一活塞轴远离第一活塞的一侧安装有安装座，所述安装座远离第一活塞轴的一侧安装有第一导电轴，所述第一导电轴贯穿安装座、第一活塞轴、第一活塞、液压泵和安装箱布置，且在安装箱的外壁上安装有第一导线连接柱，所述安装箱远离液压泵的一侧贯穿有第二导电轴，所述第二导电轴在安装箱的外壁上安装有第二导线连接柱，所述第一导电轴靠近第二导电轴的一侧设有与第二导电轴过盈配合的限位槽，所述安装箱上安装有蓄电池和第二信号接收器，所述第二信号接收器与安装了测试软件的计算机连接。

5.根据权利要求4所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述第一活塞和安装座之间设有第一弹簧，且第一弹簧套接在第一活塞轴的外周。

6.根据权利要求4所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述安装座远离第一活塞轴的一侧安装有吸盘，所述安装座上通过压缩机支架安装有压缩机，所述安装座内设有传输支管，所述安装座靠近第二导电轴的一侧进气管，所述压缩机上安装有传输主管，所述传输主管与传输支管连通，所述传输主管上设有电子阀，所述压缩机上设有第一信号接收器，所述第一信号接收器与安装了测试软件的计算机连接，所述第二导电轴的外周套接有通电块，所述通电块的外周安装有绝缘板。

7.根据权利要求6所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述吸盘内设有阻燃绝缘层。

8.根据权利要求6所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述吸盘远离安装座的一侧安装有密封垫。

9.根据权利要求4所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述第一导线连接柱和第二导线接线柱远离安装箱的一侧均安装有绝缘座，所述绝缘座上安装有安装架，所述安装架上安装有绝缘环。

10.根据权利要求9所述的电能量采集器故障保护装置，其特征在于，所述绝缘座靠近安装箱的一侧安装有第二活塞，所述第二活塞远离绝缘座的一侧安装有第二活塞轴，所述第二活塞轴远离第二活塞的一侧安装有限位板，所述第二活塞和限位板之间设有第二弹簧，且第二弹簧套接在第二活塞轴的外周。