CN109444629A - 一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统 - Google Patents

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罗道军
彭清峰
刘安阳
张震
李春辉
杨楠
王春艳
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Abstract

本发明公开了一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，包括接地线状态监测设备和接地线状态监测服务器；所述接地线状态监测设备包含距离识别模块、通信模块一、电源模块一、控制模块一和存储模块一；所述接地线状态监测服务器包含通信模块二、电源模块二、控制模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏；所述接地线状态监测设备设置在地线头上。本发明一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统采用的距离识别模块，能够准确判断接电线是否挂载，价格便宜；采用电力无线专网通信，适用于电力系统的不同环境，传输速度快，受电磁干扰小；设备结构简单，成本低；能够通过多种接口与其他设备通信；降低工作量，节省人力物力。

Description

一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统
技术领域
本发明属于电力设备监测技术领域，具体涉及一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统。
背景技术
电力系统在变电所或输电线检修过程中，为防止误操作对其供电，通常采用将电缆线通过接地线接地的方式使其短路，以保证检修人员和供电设备的安全，而当变电所或输电线检修任务完成后，接地线必须全部拆除。由于接地线数量多，挂接范围广和设备分层布置，导致接地线不易进行管理，容易漏拆。此外，接地线拆除后没及时收回到变电站内安全工器具柜的情况下容易造成运行人员的误判断。
目前微机防误闭锁系统的广泛使用显著降低了带地线合刀闸和带电挂地线等认为误操作事故的发生。但是大多数微机防误闭锁系统对接地线的防误并不完善，主要表现在地线的挂接状态依靠系统记忆，部分环节依靠操作人员的责任心来保证，操作过程存在“走空程”可能，这样就存在地线漏挂和漏拆的漏洞。
为解决上述问题，专利号为CN102879701B的专利公开了一种便携式变电站接地线状态监视装置，包括环状垫片压力传感器、单片机U1和液晶显示模块；所述环状垫片压力传感器的输出端接单片机U1的相应输入端；环状垫片压力传感器连同变电站挂接接地线的末端固定在接线柱上；所述单片机U1的输出端接液晶显示模块的输入端。通过单片机对环状垫片压力传感器采集的数值与设定的阈值相比较，来判定接地线是否处于工作状态，并将结果显示在液晶显示屏上。但是，该发明需要工作人员携带设备走遍所有的挂接处，工作量大，费时费力，不易进行管理。
电力科技2017年8月发表了一篇名为《接地线状态实时检测技术及应用》的文章，如图4所示：使用的方案是，在地线桩上设计安装了代表其唯一ID的无线RFID码片，在接地线的地线头上设置有专门设计的智能检测装置，当操作人员把地线头插入到地线桩连接固定时，地线桩上设计的磁性元器件将触发智能检测装置内部工作，智能检测装置把地线桩上的RFID 码值读取，通过无线通信的方式发送给远方的防误主机，告知当前本地线是挂接在哪个地线桩（设备、线路）上。当拆除接地线时，地线头被拆除离开地线桩，这时地线头上的智能检测装置检测到失去了地线桩上的磁性元器件的磁场，再通过无线通信方式发送给远方的防误主机，告知其本地线已经被拆除离开某地线桩（设备、线路）。但是，该方案采用RFID射频技术对地线进行编码识别，需要专门的RFID码片、读码模块、永磁体和磁场触发器，结构复杂，成本较高；采用ZigBee短距离无线传输技术进行信号传输，但变电站的强电磁环境会对短距离无线传输信号进行干扰，同时，利用磁性元器件的磁场来进行检测信号准确度低。
发明内容
针对现有技术不足，本发明公开了一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，采用的距离识别模块，能够准确判断接电线是否挂接，价格便宜；采用电力无线专网通信，适用于电力系统的不同环境，传输速度快，受电磁干扰小；设备结构简单，成本较低；能够通过多种接口与其他设备通信；降低工作量，节省人力物力。
一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，包括多个接地线状态监测设备和接地线状态监测服务器；所述接地线状态监测设备包含距离识别模块、通信模块一、电源模块一、控制模块一和存储模块一；所述接地线状态监测服务器包含通信模块二、电源模块二、控制模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏；所述接地线状态监测设备设置在接地线头上。
优选地，所述接口模块包含USB接口、RJ45接口、RS232接口和RS485接口。
优选地，所述电源模块一的输出端分别与距离识别模块、通信模块一、控制模块一和存储模块一相连；所述控制模块一分别与距离识别模块、通信模块一和存储模块一相连。
优选地，所述电源模块二的输出端分别与通信模块二、控制模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏相连；所述控制模块二分别与通信模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏相连。
优选地，所述距离识别模块为红外线反射模块；所述通信模块一和通信模块二均为4G LTE模块；所述控制模块一和控制模块二均为ST（意法半导体）的STM32微处理器。
一种基于电力无线通讯的接地线在线监测方法，所述距离识别模块为红外线反射模块；所述红外线反射模块设置在接地线上靠近接地线头的地方；所述红外线反射模块的探测距离设定为距离识别模块距接地线头的距离；当接地线与接地线桩完成挂接后，接地线头与接地线桩底部接触，此时红外线反射模块检测到反射的红外线，向控制模块一发送信号；控制模块一接收到信号后，通过通信模块一向接地线状态监测服务器发送信号；接地线状态监测服务器的通信模块二接收到信号后，将信号发送给控制模块二，控制模块二接收信号存储到存储模块二中，并在液晶显示屏上显示接地线挂接完成。
优选地，所述电源模块一和电源模块二均为隔离变压器。
优选地，所述电源模块一的输入端经开关一与可拆卸的锂电池相连。
优选地，所述电源源模块二的输入端经开关二分别与市电和UPS电源相连。
优选地，所述液晶显示屏为柯达科电子KD104C-1-C002A，10.4寸彩色液晶电容触摸屏模组。
优选地，所述控制模块二与液晶显示屏通过IIC接口相连。
优选地，所述触控芯片为汇顶科技的GT9271芯片。
优选地，所述USB接口控制器为ST（意法半导体）的USBLC6-2P6芯片。
优选地，所述RJ45接口控制器为TI（德州仪器）的TLK100PHP芯片。
优选地，所述RS232接口控制器为Maxim（美信半导体）的MAX232ACPE芯片。
优选地，所述RS485接口控制器为Maxim（美信半导体）MAX485CPA芯片和MAX232ACPE芯片。
与现有技术相比，本发明公开的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统有如下有益效果：
1、本发明公开的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统包含接地线状态监测设备和接地线状态监测服务器，设备结构简单，成本低。
2、本发明公开的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统采用距离识别模块，能够准确判断接电线是否挂接，杜绝人工误判断。
3、本发明公开的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统采用电力无线专网通信，适用于电力系统的不同环境，传输速度快，受电磁干扰小。
4、本发明公开的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统采用电力无线专网通信，工作人员能够在控制室内查看辖区所有接地线的挂接情况，减轻工作量，节省人力物力。
5、本发明公开的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统设置了USB接口、RJ45接口、RS232接口和RS485接口，能够通过不同的接口与其他设备通信。
附图说明
图1为本发明一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统的接地线状态监测设备的结构示意图；
图2为本发明一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统的接地线状态监测服务器的结构示意图；
图3为为本发明一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统的接地线状态监测服务器的接口模块结构示意图；
图4为电力科技2017年8月发表文章《接地线状态实时检测技术及应用》的接地线状态实时检测工作原理图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一：
如图1和图2所示，一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，包括多个接地线状态监测设备和接地线状态监测服务器；接地线状态监测设备包含距离识别模块、通信模块一、电源模块一、控制模块一和存储模块一；接地线状态监测服务器包含通信模块二、电源模块二、控制模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏；接地线状态监测设备设置在接地线头上。电源模块一的输入端经开关一与可拆卸的锂电池相连。
电源模块一的输出端分别与距离识别模块、通信模块一、控制模块一和存储模块一相连；控制模块一分别与距离识别模块、通信模块一和存储模块一相连。
电源模块二的输出端分别与通信模块二、控制模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏相连；控制模块二分别与通信模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏相连。电源模块二的输入端经开关二分别与市电和UPS电源相连。
如图3所示，接口模块包含USB接口、RJ45接口、RS232接口和RS485接口。USB接口芯片为ST（意法半导体）的USBLC6-2P6芯片；RJ45接口芯片为TI（德州仪器）的TLK100PHP芯片；RS232接口芯片为Maxim（美信半导体）的MAX232ACPE芯片；RS485接口芯片为Maxim（美信半导体）MAX485CPA芯片和MAX232ACPE芯片。
距离识别模块为红外线反射模块；通信模块一和通信模块二均为4G LTE模块；控制模块一和控制模块二均为ST（意法半导体）的STM32微处理器。
一种基于电力无线通讯的接地线在线监测方法，距离识别模块为红外线反射模块；红外线反射模块设置在接地线上靠近接地线头的地方；红外线反射模块的探测距离设定为距离识别模块距接地线头的距离，当接地线与接地线桩完成挂接后，接地线头与接地线桩底部接触，此时红外线反射模块检测到反射的红外线，向控制模块一发送信号；控制模块一接收到信号后，通过通信模块一向接地线状态监测服务器发送信号；接地线状态监测服务器的通信模块二接收到信号后，将信号发送给控制模块二，控制模块二接收信号存储到存储模块二中，并在液晶显示屏上显示接地线挂接完成。
电源模块一和电源模块二均为隔离变压器。
液晶显示屏为柯达科电子KD104C-1-C002A，10.4寸彩色液晶电容触摸屏模组。
控制模块二与液晶显示屏通过IIC接口相连。
触控芯片为汇顶科技的GT9271芯片。
使用时，工作人员将多个接地线状态监测设备分别安装在对应的接地线上靠近接地线头的地方，将距离识别模块的探测距离设定为距离识别模块距接地线头的距离；记下该接地线状态监测设备通信模块一的通信地址，并打开开关一；将接地线挂接在地线柱上；距离识别模块接收到反射光线后，发送信号给控制模块一，控制模块一将信号存储在存储模块一中，并通过通信模块一发送信号给接地线状态监测服务器。工作人员回到控制室后，打开开关二，启动接地线状态监测服务器，在液晶显示器上将各个通信地址与对应接地线标识绑定；通信模块二接收通信模块一发送的信号，并将信号发送给控制模块二；控制模块二将信号存储在存储模块二中，并在液晶显示器上显示接地线挂接状态。
与现有技术相比，本发明公开了一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，采用的距离识别模块，能够准确判断接电线是否挂接，价格便宜；采用电力无线专网通信，适用于电力系统的不同环境，传输速度快，受电磁干扰小；设备结构简单，成本低；能够通过多种接口与其他设备通信；降低工作量，节省人力物力。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (6)

1.一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，其特征在于：包括多个接地线状态监测设备和接地线状态监测服务器；所述接地线状态监测设备包含距离识别模块、通信模块一、电源模块一、控制模块一和存储模块一；所述接地线状态监测服务器包含通信模块二、电源模块二、控制模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏；所述接地线状态监测设备设置在接地线头上。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，其特征在于：所述接口模块包含USB接口、RJ45接口、RS232接口和RS485接口。
3.根据权利要求1所述的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，其特征在于：所述电源模块一分别与距离识别模块、通信模块一、控制模块一和存储模块一相连；所述控制模块一分别与距离识别模块、通信模块一和存储模块一相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，其特征在于：所述电源模块二分别与通信模块二、控制模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏相连；所述控制模块二分别与通信模块二、存储模块二、接口模块和液晶显示屏相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于电力无线通讯的接地线在线监测系统，其特征在于：所述距离识别模块为红外线反射模块；所述通信模块一和通信模块二均为4G LTE模块；所述控制模块一和控制模块二均为STM32微处理器。
6.一种基于电力无线通讯的接地线在线监测方法，其特征在于：所述距离识别模块设置在接地线上靠近接地线头的地方；所述距离识别模块的探测距离设定为距离识别模块距接地线头的距离；当接地线与接地线桩完成挂接后，接地线头与接地线桩底部接触，此时红外线反射模块检测到反射的红外线，向控制模块一发送信号；控制模块一接收到信号后，通过通信模块一向接地线状态监测服务器发送信号；接地线状态监测服务器的通信模块二接收到信号后，将信号发送给控制模块二，控制模块二接收信号存储到存储模块二中，并在液晶显示屏上显示接地线挂接完成。
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