CN110716136B - 一种跌落式熔断器的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跌落式熔断器的监测方法，监测方法包括如下步骤：采集跌落式熔断器上下侧电压及通过跌落式熔断器的电流；根据上下侧电压和/或电流，得到跌落式熔断器的状态。本发明的跌落式熔断器的监测方法能够监测熔断器状态并上报其故障点位置。

Description

一种跌落式熔断器的监测方法

技术领域

本发明涉及高压电路监测技术领域，尤其涉及一种跌落式熔断器的监测方法。

背景技术

跌落式熔断器是应用于10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关，主要由上下静触头、载熔件(包括复合熔管、熔断件、上下动触头)、绝缘子等部分组成。正常运行时，熔丝管借助熔丝张紧后形成闭合位置，当系统发生短路故障时，故障电流使熔丝迅速熔断并形成电弧，消弧管受到电弧灼热后分解出大量气体，从而使管内压力升高并沿管道强烈纵吹，电弧因迅速被拉长而熄灭。当熔丝熔断后，下部静触头因失去张力而下翻，使缩紧机构释放熔丝管，熔丝管形成明显的开断位置，从而实现故障隔离。

跌落式熔断器安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其具有一个明显的断开点，具备隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境，增加了检修人员的安全系数。安装在配电变压器上可以作为其主保护使用。但跌落式熔断器在运行过程中存在无法监测熔断器状态及上报其故障点位置的技术短板，使得电力运维人员无法第一时间知道停电事故、停电原因及故障位置，从而造成抢修不及时，最终导致客户满意度下降。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够监测熔断器状态并上报其故障点位置的跌落式熔断器的监测方法。

根据本发明的目的，提供一种跌落式熔断器的监测方法，包括如下步骤：

采集跌落式熔断器上下侧电压及通过所述跌落式熔断器的电流；

根据所述上下侧电压和/或所述电流，得到所述跌落式熔断器的状态，包括：

所述跌落式熔断器两侧的电压相等且正常时，所述跌落式熔断器处于正常状态；

所述跌落式熔断器两侧的电压均为零时，所述跌落式熔断器所在的线路处于失电状态；

所述跌落式熔断器上侧电压正常，下侧三相失压时，若电流未超过过流限值，则所述跌落式熔断器断开，若电流超过过流限值，则所述跌落式熔断器熔断；

所述跌落式熔断器上线侧电压正常，下线侧单相失压时，若电流未超过过流限值时，则为跌落式熔断器偷跳，若电流超过过流限值，则所述跌落式熔断器熔断。

优选的，监测方法还包括当所述跌落式熔断器的状态为非正常状态时，发送所述跌落式熔断器的故障信息。

优选的，监测方法还包括当所述跌落式熔断器的状态为非正常状态时，发送所述跌落式熔断器的位置信息。

相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用非接触的电子式互感器采集跌落式熔断器的电气量，无需改动跌落式熔断器的现有机构造，不存在工艺加工和改制的风险。

(2)监测系统与熔断器没有电气或机构联系，熔断器的更换不会影响监测设备的正常运行。

(3)监测系统通过分析电气量获得熔断器的运行状况，不会受到气候变化的影响。

(4)采用程序判断电气量的逻辑关系来识别故障类型，对于配电系统运行环境不同、地域不同、负荷类型不同的复杂状况，只需要修改程序的参数定值，即可完成适应性调整，从而大大方便运维人员的管理，提高供电可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的一种跌落式熔断器监测系统的结构框图；

图2为跌落式熔断器监测系统接入高压电路的结构示意图；

图3为跌落式熔断器监测系统的监测原理图。

在图3中：1Ua，1Ub，1Uc为跌落式熔断器上线侧电压；

2Ua，2Ub，2Uc为跌落式熔断器下线侧电压；

Ia，Ib，Ic为通过跌落式熔断器的电流。

图中标号：11、跌落式熔断器；12、电子式互感器；13、汇集主站；14、架空线水泥杆；15、10kv架空线；16、变压器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的实施例提供了一种跌落式熔断器的监测方法，包括如下步骤：

采集跌落式熔断器11上下侧电压及通过所述跌落式熔断器11的电流；

根据所述上下侧电压和/或所述电流，得到所述跌落式熔断器11的状态。

在一优选实施例中，根据上下侧电压和/或所述电流，得到跌落式熔断器11的状态，包括：

跌落式熔断器11两侧的电压相等且正常时，跌落式熔断器11处于正常状态；

跌落式熔断器11两侧的电压均为零时，跌落式熔断器11所在的线路处于失电状态；

跌落式熔断器11上侧电压正常，下侧三相失压时，若电流未超过过流限值，则跌落式熔断器11断开，若电流超过过流限值，则跌落式熔断器11熔断；此处所说的断开可视为人为断开，即是打开断开的，而不是烧断的。

跌落式熔断器11上线侧电压正常，下线侧单相失压时，若电流未超过过流限值时，则为跌落式熔断器11偷跳，若电流超过过流限值，则跌落式熔断器11熔断。

在一优选实施例中，监测方法还包括当跌落式熔断器11的状态为非正常状态时，发送跌落式熔断器11的故障信息。

本实施例中所说的非正常状态为跌落式熔断器11处于正常状态以外的其他状态，即线路失电、断开、偷跳或熔断等状态。

在一优选实施例中，监测方法还包括当跌落式熔断器11的状态为非正常状态时，发送跌落式熔断器11的位置信息。

请参考图1～图2，本发明的实施例还提供了一种跌落式熔断器监测系统，包括：

电子式互感器12，设置于跌落式熔断器11的上线及下线上，用于监测跌落式熔断器11两端的电压及通过跌落式熔断器11的电流；

汇集主站13，与电子式互感器12电连接，用于收集电子式互感器12的采样电压及电流，判断跌落式熔断器11的状态，并发送信息；

系统主站，与汇集主站13通讯连接，用于接收汇集主站13的发送信息，并将其推送至客户端显示。

跌落式熔断器11固定设置于架空线水泥杆14上，架空线水泥杆14的顶端有10kv架空线15，跌落式熔断器11通过上线与10kv架空线15电连接，通过下线与变压器16电连接，汇集主站13可通过固定结构固定设置于架空线水泥杆14上。

电子式互感器12设置于跌落式熔断器11的上线及下线上，不与跌落式熔断器11直接相连，采用非接触的电子互感器12采集跌落式熔断器11的电气量，跌落式熔断器11与监测设备的运行互不影响。

同时，电子式互感器与跌落式熔断器的上线及下线的连接采用了非接触安装的特殊结构。电子式互感器上端有一个带顶针的簧片机构，当顶针顶住簧片机构时锁扣处于打开状态，此时用长杆将电子式互感器托到导线上，在10N力的作用下顶针脱开，此时簧片扣死，将电子式互感器固定在机构上，簧片为呈90度的直角机构，当锁扣锁上后，用力下拉电子式互感器，锁扣还可打开。因此可以带电安装，便于其带电安装和拆除，对正在运行的线路不会造成影响，安装无需贴近一次设备(即落式熔断器11)，不易受到二次干扰。

本发明的监测系统通过对电子式互感器12的采样电气量的分析，可得出跌落式熔断器11的状态，并发送至系统主站知晓。

监测系统的监测原理如图3所示，采样电气量分别为跌落式熔断器11上线路电压1Ua、1Ub、1Uc，跌落式熔断器11下线路电压2Ua、2Ub、2Uc以及通过跌落式熔断器11的电流Ia，Ib，Ic。采样数据发到汇集主站13进行逻辑运算，通过采样量分析可以判断，跌落式熔断器11存在以下几种状态：

(1)当跌落式熔断器11两侧的电压相等且正常时，则跌落式熔断器11处于正常状态，汇集主站13不发出信息；

(2)当跌落式熔断器11两侧的电压均为零时，则跌落式熔断器11所在的线路处于失电状态，汇集主站13发出对应的数据信息；

(3)当跌落式熔断器11上线侧电压正常，下线侧三相失压时，此时，需结合电流进行判断。若电流未超过过流限值，则为人为断开跌落式熔断器11，汇集主站13发出对应的数据信息；若电流超过过流限值，则为线路故障跌落式熔断器11熔断，汇集主站13发出对应的数据信息；

(4)当跌落式熔断器11上线侧电压正常，下线侧单相失压时，此时，同样需结合电流进行判断。若电流未超过过流限值，则为跌落式熔断器11偷跳，汇集主站13发出对应的数据信息；若电流超过过流限值，则为线路故障跌落式熔断器11熔断，汇集主站13发出对应的数据信息。

当存在过电流故障造成跌落式熔断器11熔断时，则启动检修流程，分析下侧设备(如变压器14)的故障。

系统主站安置在配电自动化系统处理中心，设置于各个跌落式熔断器11的汇集主站13，能够将数据信息通过通信网关以无线4G的形式，发送至配电自动化系统处理中心，进行信息融合。系统主站的数据处理中心将数据信息推送至客户端进行显示。用于显示故障信息的客户端可以是计算机和/或手机。

在一优选实施例中，汇集主站13内设置有定位装置，汇集主站13与跌落式熔断器11设置于同一位置，通过定位装置可对跌落式熔断器11的故障位置进行定位，利于运维人员快速找到故障位置，并解决故障。

系统主站通过卫星与定位装置建立连接，跌落式熔断器11故障时，系统主站通过卫星获取定位装置的位置信息，系统主站的数据处理中心将位置信息推送至客户端，位置信息以地图的形式直观、准确的呈现在计算机或手机上。

在一优选实施例中，定位装置为GPS模块。

GPS模块是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。GPS模块就是GPS信号接收器。我们常说的GPS定位模块称为用户部分，它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号，中以频率为1575.42MHz。GPS模块并不播发信号，属于被动定位。

GPS模块的应用关键在于串口通信协议的制定，也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包括数据类型与信息格式，其中数据类型主要有二进制信息和NMEA全国海洋电子协会数据信息。这两类信息可以通过串口与GPS接收机进行通信。

GPS模块通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法求出接收机的经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数，特点是定位速度快，但有一定的误差。在本发明中，仅需得到故障点的大致位置，运维人员便可知道是哪里的设备发生了故障，定位速度快是本发明更倾向的需求。

在一优选实施例中，汇集主站13包括：

汇集单元，与电子式互感器12电连接，用于收集电子式互感器12的采样数据，并进行对比分析；

通信网关，与汇集单元电连接，用于信息传输；

太阳能电源，与汇集单元电连接，太阳能电源包括蓄电池及太阳能电池板，太阳能电池板通过充电保护电路与蓄电池电连接。

汇集主站13采用独立的太阳能电源，确保其在监测线路故障的情况下，正常工作。

太阳能电池板(Solar panel)是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”。太阳能电池板配以蓄电池，确保太阳能电源在夜间或阴雨天能够正常作业，提高设备的可靠性。

本发明中的电子式互感器与跌落式熔断器的上线及下线的连接采用了非接触安装的特殊结构。电子式互感器上端有一个带顶针的簧片机构，当顶针顶住簧片机构时锁扣处于打开状态，此时用长杆将电子式互感器托到导线上，在10N力的作用下顶针脱开，此时簧片扣死，将电子式互感器固定在机构上，簧片为呈90度的直角机构，当锁扣锁上后，用力下拉电子式互感器，锁扣还可打开。因此可以带电安装。

互感器的接入采用可带电安装的结构设计，便于带电安装和拆除，对正在运行的线路不会造成影响，安装无需贴近一次设备(熔断器)，不易受到二次干扰。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (3)

1.一种跌落式熔断器的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集跌落式熔断器上下侧电压及通过所述跌落式熔断器的电流；

根据所述上下侧电压和/或所述电流，得到所述跌落式熔断器的状态，包括：

所述跌落式熔断器两侧的电压相等且正常时，所述跌落式熔断器处于正常状态；

所述跌落式熔断器两侧的电压均为零时，所述跌落式熔断器所在的线路处于失电状态；

所述跌落式熔断器上侧电压正常，下侧三相失压时，若电流未超过过流限值，则所述跌落式熔断器断开，若电流超过过流限值，则所述跌落式熔断器熔断；

所述跌落式熔断器上线侧电压正常，下线侧单相失压时，若电流未超过过流限值时，则为跌落式熔断器偷跳，若电流超过过流限值，则所述跌落式熔断器熔断。

2.根据权利要求1所述的跌落式熔断器的监测方法，其特征在于，还包括当所述跌落式熔断器的状态为非正常状态时，发送所述跌落式熔断器的故障信息。

3.根据权利要求2所述的跌落式熔断器的监测方法，其特征在于，还包括当所述跌落式熔断器的状态为非正常状态时，发送所述跌落式熔断器的位置信息。

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