CN110031723A - 一种合闸前检测线路故障的智能开关及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合闸前检测线路故障的智能开关，包括：单片机，单片机分别与开关本体、过压保护模块、过流保护模块、短路保护模块、故障检测模块、自动重合闸模块、无线通信模块和GPS定位模块相连；所述过压保护模块、所述过流保护模块和短路保护模块用于对所述开关本体故障初步检测并进行保护；所述故障检测模块，用于实时检测配电线路上单相接地故障和相间短路故障；所述自动重合闸模块，用于判断是否重新合闸；本发明首先保证了该开关自身的保护功能是否存在故障，为该智能开关的安全性提供了第一重保证，进一步保证了合闸前线路上无故障，有效防止了出现带故障合闸的情况发生，为安全性和可靠性提供了进一步保障。

Description

一种合闸前检测线路故障的智能开关及其检测方法

技术领域

本发明涉及智能开关技术领域，更具体的说是涉及一种合闸前检测线路故障的智能开关及其检测方法。

背景技术

在低压配电系统中，线路在出现故障跳闸后，开关重合闸前未对系统进行故障检测，容易造成带故障进行合闸。线路带故障重合闸不仅会对系统造成不利影响，而且会对人身带来危险，低压线路在系统中分补分散，使用人员为非专业人员，因此低压线路的安全性尤为重要。随着社会的发展，停电时间也关系到经济的发展，时间越短造成的损失越少。

因此，如何提供一种合闸前检测线路故障的智能开关及其检测方法以提高开关的安全性和可靠性是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种合闸前检测线路故障的智能开关及其检测方法，能在合闸前对线路的故障进行检测，有效降低了因线路上存在故障却进行合闸而产生的安全性问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种合闸前检测线路故障的智能开关，可与移动终端进行通信，包括：开关本体、单片机、过压保护模块、过流保护模块、短路保护模块、故障检测模块、自动重合闸模块、无线通信模块和GPS定位模块；

所述单片机，用于对所述开关本体、所述过压保护模块、所述过流保护模块、所述短路保护模块、所述故障检测模块、所述自动重合闸模块和所述无线通信模块进行控制；

所述过压保护模块、所述过流保护模块和短路保护模块用于对所述开关本体进行进行保护故障检测；

所述故障检测模块，用于实时检测配电线路上单相接地故障和相间短路故障；

所述自动重合闸模块，用于判断是否重新合闸；

所述无线通信模块，用于实现所述单片机与所述故障检测模块的无线通信，并实现所述开关本体与移动终端进行无线通信；

所述GPS定位模块，用于对所述开关本体进行定位，并将定位信息通过所述无线通信模块发送至所述移动终端。

优选的，所述故障检测模块包括线电流采集单元、电容电流采集单元和线电压采集单元；

所述线电流采集单元、所述电容电流采集单元和所述线电压采集单元分别对线电流、电容电流和线电压数据进行采集，并将数据发送至所述单片机，通过所述单片机来判断是否存在单相接地故障以及相间短路故障。

优选的，所述单片机判断所述开关本体和线路无任何故障后，所述单片机控制所述开关本体进行合闸。

优选的，所述单片机判断所述线路存在故障并对故障进行定位后，所述单片机控制所述自动重合闸模块进行自动检测并将故障信息发送至所述移动终端，检测到故障切除后则所述自动重合闸模块通过所述单片机控制所述开关本体进行重合闸。

一种合闸前检测线路故障的智能开关的检测方法，包括以下步骤：

开关本体保护故障检测：单片机控制过压保护模块、过流保护模块和短路保护模块对开关本体检测是否存在保护故障，若不存在保护故障则进行线路故障检测；若存在保护故障所述单片机则将故障信息通过无线通信模块发送至移动终端，等待处理；

线路故障检测：所述单片机控制所述故障检测模块进行单相接地故障检测和相间短路故障检测，若不存在单相接地故障检测或相间短路故障则通过所述单片机控制所述开关本体合闸；若存在单相接地故障检测或相间短路故障检测则所述单片机将故障信息和所述开关本体的定位信息通过无线通信模块发送至移动终端，等待处理，所述单片机还进一步控制所述自动重合闸模块判断是否重新合闸。

优选的，所述线路故障检测的具体步骤为：

所述线电流采集单元、所述电容电流采集单元和所述线电压采集单元分别对线电流、电容电流和线电压数据进行采集，并将数据发送至所述单片机；

所述单片机通过线电流的数据来判断是否存在突变电流，若存在所述突变电流，则线路存在相间短路故障；

所述电容电流采集单元所采集的电容电流为暂态电容电流，所述单片机通过线电压来计算稳态电容电流，并将所述稳态电容电流与所述暂态电容电流相比较，若暂态电容电流发生突变，且线电流为0，则线路存在单相接地故障。

优选的，所述自动重合闸模块不断对故障是否切除进行检测，若已经切除，则自动合闸，若未切除，则进一步将信号反馈中所述单片机，所述单片机则进一步通过所述无线通信模块将故障信息和定位信息再次发送至移动终端，等待处理。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种合闸前检测线路故障的智能开关及其检测方法，有益效果为：

本发明在合闸前对开关本体的保护功能进行检测，首先保证了该开关自身的保护功能是否存在故障，为该智能开关的安全性提供了第一重保证。再通过故障检测模块中的各个数据采集单元来对线路上是否存在故障进行检测，进一步保证了合闸前线路上无故障，有效防止了出现带故障合闸的情况发生，为安全性和可靠性提供了进一步保障；

另外，本发明中所采用的通过突变电流来检测是否存在相间短路故障，以及通过检测暂态电容电流是否突变来判断是否存在单相接地故障，方法简单，适用性广，检测准确，且灵敏度高，有效提高了本发明中的智能开关的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图；

图2附图为本发明提供的检测方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种合闸前检测线路故障的智能开关，可与移动终端进行通信，如图1所示，本发明包括：开关本体、单片机、过压保护模块、过流保护模块、短路保护模块、故障检测模块、自动重合闸模块、无线通信模块和GPS定位模块；

单片机，用于对开关本体、过压保护模块、过流保护模块、短路保护模块、故障检测模块、自动重合闸模块和无线通信模块进行控制；

过压保护模块、过流保护模块和短路保护模块用于对开关本体进行进行保护故障检测；

故障检测模块，用于实时检测配电线路上单相接地故障和相间短路故障；

自动重合闸模块，用于判断是否重新合闸；

无线通信模块，用于实现单片机与故障检测模块的无线通信，并实现开关本体与移动终端进行无线通信；

GPS定位模块，用于对开关本体进行定位，并将定位信息通过无线通信模块发送至移动终端。

更进一步地，故障检测模块包括线电流采集单元、电容电流采集单元和线电压采集单元；

线电流采集单元、电容电流采集单元和线电压采集单元分别对线电流、电容电流和线电压数据进行采集，并将数据发送至单片机，通过单片机来判断是否存在单相接地故障以及相间短路故障。

更进一步地，单片机判断开关本体和线路无任何故障后，单片机控制开关本体进行合闸。

更进一步地，单片机判断线路存在故障并对故障进行定位后，单片机控制自动重合闸模块进行自动检测并将故障信息发送至移动终端，检测到故障切除后则自动重合闸模块通过单片机控制开关本体进行重合闸。

一种合闸前检测线路故障的智能开关的检测方法，如图2所示，包括以下步骤：

开关本体保护故障检测：单片机控制过压保护模块、过流保护模块和短路保护模块对开关本体检测是否存在保护故障，若不存在保护故障则进行线路故障检测；若存在保护故障单片机则将故障信息通过无线通信模块发送至移动终端，等待处理；

线路故障检测：单片机控制故障检测模块进行单相接地故障检测和相间短路故障检测，若不存在单相接地故障检测或相间短路故障则通过单片机控制开关本体合闸；若存在单相接地故障检测或相间短路故障检测则单片机将故障信息和开关本体的定位信息通过无线通信模块发送至移动终端，等待处理，单片机还进一步控制自动重合闸模块判断是否重新合闸。

更进一步地，线路故障检测的具体步骤为：

线电流采集单元、电容电流采集单元和线电压采集单元分别对线电流、电容电流和线电压数据进行采集，并将数据发送至单片机；

单片机通过线电流的数据来判断是否存在突变电流，若存在突变电流，则线路存在相间短路故障；

电容电流采集单元所采集的电容电流为暂态电容电流，单片机通过线电压来计算稳态电容电流，并将稳态电容电流与暂态电容电流相比较，若暂态电容电流发生突变，且线电流为0，则线路存在单相接地故障。

更进一步地，自动重合闸模块不断对故障是否切除进行检测，若已经切除，则自动合闸，若未切除，则进一步将信号反馈中单片机，单片机则进一步通过无线通信模块将故障信息和定位信息再次发送至移动终端，等待处理。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种合闸前检测线路故障的智能开关，可与移动终端进行通信，其特征在于，包括：开关本体、单片机、过压保护模块、过流保护模块、短路保护模块、故障检测模块、自动重合闸模块、无线通信模块和GPS定位模块；

所述单片机，用于对所述开关本体、所述过压保护模块、所述过流保护模块、所述短路保护模块、所述故障检测模块、所述自动重合闸模块和所述无线通信模块进行控制；

所述过压保护模块、所述过流保护模块和短路保护模块用于对所述开关本体进行保护故障检测；

所述故障检测模块，用于实时检测配电线路上单相接地故障和相间短路故障；

所述自动重合闸模块，用于判断是否重新合闸；

所述无线通信模块，用于实现所述单片机与所述故障检测模块的无线通信，并实现所述开关本体与移动终端进行无线通信；

所述GPS定位模块，用于对所述开关本体进行定位，并将定位信息通过所述无线通信模块发送至所述移动终端。

2.根据权利要求1所述的一种合闸前检测线路故障的智能开关，其特征在于，所述故障检测模块包括线电流采集单元、电容电流采集单元和线电压采集单元；

所述线电流采集单元、所述电容电流采集单元和所述线电压采集单元分别对线电流、电容电流和线电压数据进行采集，并将数据发送至所述单片机，通过所述单片机来判断是否存在单相接地故障以及相间短路故障。

3.根据权利要求2所述的一种合闸前检测线路故障的智能开关，其特征在于，所述单片机判断所述开关本体和线路无任何故障后，所述单片机控制所述开关本体进行合闸。

4.根据权利要求2所述的一种合闸前检测线路故障的智能开关，其特征在于，所述单片机判断所述线路存在故障并对故障进行定位后，所述单片机控制所述自动重合闸模块进行自动检测并将故障信息发送至所述移动终端，检测到故障切除后则所述自动重合闸模块通过所述单片机控制所述开关本体进行重合闸。

5.一种合闸前检测线路故障的智能开关的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

开关本体保护故障检测：单片机控制过压保护模块、过流保护模块和短路保护模块对开关本体检测是否存在保护故障，若不存在保护故障则进行线路故障检测；若存在保护故障所述单片机则将故障信息通过无线通信模块发送至移动终端，等待处理；

线路故障检测：所述单片机控制所述故障检测模块进行单相接地故障检测和相间短路故障检测，若不存在单相接地故障检测或相间短路故障则通过所述单片机控制所述开关本体合闸；若存在单相接地故障检测或相间短路故障检测则所述单片机将故障信息和所述开关本体的定位信息通过无线通信模块发送至移动终端，等待处理，所述单片机还进一步控制所述自动重合闸模块判断是否重新合闸。

6.根据权利要求5所述的一种合闸前检测线路故障的智能开关的检测方法，其特征在于，所述线路故障检测的具体步骤为：

所述线电流采集单元、所述电容电流采集单元和所述线电压采集单元分别对线电流、电容电流和线电压数据进行采集，并将数据发送至所述单片机；

所述单片机通过线电流的数据来判断是否存在突变电流，若存在所述突变电流，则线路存在相间短路故障；

所述电容电流采集单元所采集的电容电流为暂态电容电流，所述单片机通过线电压来计算稳态电容电流，并将所述稳态电容电流与所述暂态电容电流相比较，若暂态电容电流发生突变，且线电流为0，则线路存在单相接地故障。

7.根据权利要求6所述的一种合闸前检测线路故障的智能开关的检测方法，其特征在于，所述自动重合闸模块不断对故障是否切除进行检测，若已经切除，则自动合闸，若未切除，则进一步将信号反馈中所述单片机，所述单片机则进一步通过所述无线通信模块将故障信息和定位信息再次发送至移动终端，等待处理。