CN113574788A - 用于隔离开关装置的基于传感器的远程状况监测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于监测隔离开关装置(110)的电连接状态的装置、方法和系统。隔离开关装置(110)可连接至配电网或输电网(200)中的杆装设备，从而使杆装设备断开连接。连接状态监测装置(100)包括：确定部(130)，确定部被配置成确定隔离开关装置(110)是否已被激活，并且生成指示隔离开关装置(100、110)是否已被激活的连接状态指示数据。确定部(130)还包括无线通信部(140)，无线通信部适于使用无线通信协议连接至无线通信基础设施(150)，并且通过无线通信基础设施(150)传输连接状态指示数据。
Description
技术领域
本发明属于电网中的监测装置的领域。具体地，本发明公开了用于监测配电网中设置的隔离开关装置的装置和方法。隔离开关装置具体地可以是隔离开关，例如熔断器元件，以在过载的情况下使杆装设备诸如电涌放电器或配电变压器与电网断开连接。
背景技术
特定的杆装设备可用于保护杆装设备所连接至的电网或附接装置。这种杆装保护设备例如可以是电涌放电器，它可以被认为是电网中的重要保护装置，并且可以通过局部限制过电压电涌的能量来保护诸如配电变压器等昂贵设备免受过电压电涌的影响。优选地，它们以三个一组安装在具有相对地连接的三相杆上。杆装设备的另一个示例是配电变压器本身。
电涌放电器可以吸收有限量的能量，并且它在一定数目的保护事件和/或一定的过载(例如，过电流的量和/或持续时间)之后可能失效。电涌放电器通常可能因热过载而失效，这意味着电涌放电器可能会过热，在极端情况下会发出火花和/或甚至爆炸。
为了限制这种风险，已经开发了隔离开关装置，所谓的防火花单元(SPU)，其目的是在故障发生之前以火花安全的方式使电涌放电器断开连接。这些隔离开关装置可以通过在热过载之前使电涌放电器断开连接来降低上述风险。一旦断开连接，电涌放电器就会从电网中移除。SPU上可能有一个本地可视指示器，其用于将SPU已断开连接(跳闸)可视化，但目前没有对其进行远程监测。
在诸如电网或配电网络之类的公用事业网络包括大量包括SPU的隔离开关装置(通常，数万至数十万个)的情况下，确定这些装置是否全部仍然连接变得麻烦。目前，需要派遣检修人员对每个隔离开关装置进行目视检查。这是一项耗时的任务：因此，给定的SPU可能每年仅检查一次，甚至更少。因此，断开连接的SPU可能会在网络中很长一段时间。这意味着，在该位置无法提供电涌保护，因为电涌放电器已与电网断开连接。类似的考虑也适于其他杆装设备，例如保护配电变压器免于过载的熔丝断路器。
为了改善这种情况，因此期望提供可以允许对这种保护装置进行更频繁和/或更简单的状态监测的装置和方法。
发明内容
为了解决上述和其他潜在问题，本公开的实施方式提出：
在第一方面中，可以公开一种用于监测隔离开关装置的电连接状态的连接状态监测装置。隔离开关装置能够连接至配电网或输电网中的杆装设备，从而使杆装设备断开连接，连接状态监测装置包括：确定部，该确定部被配置成：确定隔离开关装置是否已被激活(换言之，隔离开关装置是否处于其已将电网的相与地之间的连接中断的状态)，并且生成指示隔离开关装置是否已被激活的连接状态指示数据；以及无线通信部，该无线通信部适于使用无线通信协议来连接至无线通信基础设施，并且通过无线通信基础设施传输连接状态指示数据。
在另一方面，可以公开一种连接状态监测系统，包括：根据其他方面的连接状态监测装置以及中央控制单元，中央控制单元使用无线通信协议连接至无线通信基础设施并且适于接收由无线通信部传输的连接状态指示数据。
在另一方面，可以公开一种用于使配电网或输电网中的杆装设备断开连接的保护隔离开关系统。保护隔离开关系统可以包括：隔离开关装置，该隔离开关装置能够连接至杆装设备并且被配置成用于在过载状况下在隔离开关装置激活时使杆装设备断开连接；以及根据其他方面的连接状态监测装置或根据其他方面的连接状态监测系统，连接状态监测装置操作地连接至隔离开关装置用于监测隔离开关装置的电连接状态。
在另一方面，可以公开一种电网保护系统，其可以包括：杆装设备，该杆装设备连接至配电网或输电网；以及根据任何其他方面的保护隔离开关系统，其中隔离开关装置可以电连接至杆装设备并且可以被配置成在过载状况下在隔离开关装置激活时使杆装设备断开连接。
在另一方面，可以公开一种用于远程监测隔离开关装置的电连接状态的方法。隔离开关装置可以连接至配电网或输电网中的杆装设备，并且还可以被配置成在过载状况下被激活，从而使杆装设备断开连接。该方法可以包括：通过连接状态监测装置的确定部来确定隔离开关装置是否已被激活；由确定部来生成指示隔离开关装置是否已被激活的连接状态指示数据。该方法还可以包括：由连接状态监测装置的连接至无线通信基础设施的无线通信部，使用无线通信协议通过无线通信基础设施传输连接状态指示数据。
附图说明
本公开的实施方式将在示例的意义上被呈现并且它们的优点将在下面参考附图更详细地解释，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的框图；
图2示意性地示出了根据实施方式的具有保护装置的电网的一部分；
图3示意性地示出了根据实施方式的隔离开关装置的示例性细节；
图4示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式；
图5示意性地示出了根据本发明的另一个示例性实施方式。
具体实施方式
现在将参考附图描述所公开的主题。在附图中示意性地描绘了各种结构、系统和装置，仅用于说明以及不使描述与本领域技术人员公知的细节混淆。然而，包括附图以描述和解释所公开主题的说明性示例。
图2示意性地示出了根据实施方式的电网200的一部分。为简单起见，图中未示出如绝缘体等细节。L1至L3是电网200的电力线。示例性地，诸如电涌放电器120的杆装设备和隔离开关装置110借助于接地线缆190串联连接在电网200的相105(此处为L3)与地210之间。本文中，杆装设备是适于安装至电网的杆上并且在操作期间安装至杆上的设备。优选地，杆装设备适于连接至电网的相。在本发明的特定方面，术语“杆装设备”可以由电涌放电器和配电变压器中的至少一者代替。
在由例如雷击引起的过电压电涌的情况下，电涌放电器120建立到地210的连接，从而允许过电压的能量消散到地，从而限制过电压电涌的影响。然而，如上所提及的，电涌放电器120可能如上所述过载。为了避免这种过载，隔离开关装置110将在过载状况下中断电网200的L3(相105)和地210之间的连接。这种中断也称为隔离开关装置110的激活。由此，通过电涌放电器的电流被中断。类似地，隔离开关装置110还可使得能够避免除电涌放电器120之外的其他杆装设备的过载。配电网或输电网200和/或杆装设备120可以额定用于高压，至少1kV，优选地大于10kV。在配电变压器的情况下，额定电压是指变压器的高压侧。
进一步地，连接状态监测装置100附接至隔离开关装置110。连接状态监测装置100确定隔离开关装置110是否已被激活；生成指示隔离开关装置110是否已激活的连接状态指示数据；并且通过无线通信基础设施传输连接状态指示数据。下面描述这种连接状态监测装置100的实施方式。
图1示意性地示出了连接状态监测装置100和无线基础设施150。此外，作为示例，中央单元155和云157与无线基础设施150连接。
图1所示的连接状态监测装置100包括多个元件(其中一些元件是可选的)，包括确定部130(确定部130中有交互元件170)、无线通信部140、位置检测系统180和能量供应器160。
在隔离开关装置110(该图1中未示出)断开连接的情况下，隔离开关装置110中的指示器元件(图1中未示出，参见例如图3中的元件310)与隔离开关装置110的交互元件170进行交互。该交互可以通知确定部130关于隔离开关装置110的从“连接”/“未被激活”到“断开连接”/“被激活”的状态变化。
确定部根据该来自交互元件的信号来确定隔离开关装置110是否已被激活，并且生成指示隔离开关装置110是否已被激活的连接状态指示数据。连接状态指示数据可以例如由指示激活状态或未激活状态的比特或一些其他数据字段表示。
该连接状态指示数据则被输出到无线通信部140，无线通信部140通过无线通信基础设施150将信息无线地传输，例如传输到中央单元155和/或云157，在那里数据可以被处理供进一步使用。
在示例性实施方式中，连接状态监测装置100还包括位置检测系统180。位置检测系统180从定位系统(例如，如GPS的卫星定位系统或任何其他基于卫星的定位检测系统)确定连接状态监测装置100的当前位置。该位置也可以通过无线通信基础设施150传输。
呈电池、蓄电池、能量收集系统等形式的内置能量供应器160为连接状态监测装置100提供能量。能量供应器160能够输出所包含能量的状态。然后该状态也可以从无线通信部140通过无线通信基础设施150传输。
图3示出了包括上述连接状态监测装置100和隔离开关装置110的保护隔离开关系统的实施方式。附图标记300表示隔离开关装置110的熔断器元件，其是已知的并且在此不再进一步描述。熔断器元件300与指示器元件310联接。指示器元件310可以与确定部130中的交互元件170物理接触并且可以变位，从而用信号通知连接状态监测装置100：隔离开关装置110已经将其状态从“连接”改变为“断开连接”。确定部130在本实施方式中位于连接状态监测装置100中。图4a、图4b示出了隔离开关装置110的指示器元件310和连接状态监测装置100中的确定部130的交互元件170之间的交互的另一个示例。在图4a中，隔离开关装置处于闭合位置。指示器元件310与确定部130中的交互元件170间隔开。在图4b中，隔离开关装置110已经“跳闸”，即电网200的相(例如相105)和地210之间的电流路径的电连接被中断。确定部130中的交互元件170由于指示器元件310而变位。指示器元件310可以例如是固体元件(可能是导电的和/或磁性的)，并且交互元件170可以是任何接近传感器，例如包括光电的、电感的、磁性的和/或接触式的传感器系统。
图5a、图5b示出了图4a、图4b的更具体的示例。在此，交互元件170和指示器元件310在没有物理接触的情况下相互交互。图5a中的交互元件170可以以可磁控开关元件的形式提供。这样的开关元件可以是可用的，例如，但不限于，呈舌簧继电器的形式。在图5a中，可磁控开关元件靠近附接在指示器元件310上的磁体175。交互元件170“闭合”并且隔离开关装置110处于连接状态。
在图5b中，隔离开关装置110已被激活(即，被断开连接或已经“跳闸”)并且磁体175与交互元件(舌簧继电器)170间隔开。因此交互元件170是开断的。该信号由连接状态监测装置100中的确定部130读出，并进一步被用信号通知给如上所述的无线通信基础设施。
另外的实施方式和方面的详细描述
在下文中，描述了本发明的另外的方面、细节和说明性实施方式。应当理解，给出所有这些实施方式仅仅是为了让本领域技术人员更好地理解和进一步实践本公开，并不用于限制本公开的范围。例如，作为一个实施方式的一部分示出或描述的特征可以与另一实施方式一起使用以产生又一实施方式。为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实现的所有特征。当然可以理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，应该做出许多特定于实现的决定来实现开发者的特定目标。在此，附图标记共同涉及上述图，但仅意味着说明，而不限制对这些图中所示的实施方式的描述。
所提出的解决方案可以提供对隔离开关装置110(SPU)的自动的基于传感器的监测。主要的技术挑战是可靠地检测隔离开关装置110的当前状态(SPU状态检测)或从连接状态到断开连接状态的转换(事件检测)。同时，感测系统应尽可能减少功耗，以延长电池寿命。
所提出的应用的主要益处是即使在不能定期执行手动检查的远程位置也能够监测隔离开关装置110。
本申请可以公开了一种隔离开关装置110特别是SPU(防火花单元)的远程监测方法，其可以使用一种或更多种内置感测机构来收集隔离开关装置的触发信息或状态信息并且使用无线通信(例如，LoRaWAN、RFID、蓝牙、Wifi、窄带物联网、NBIOT、Sigfox、LTE CAT M1等)将状态信息和断开连接事件转发到中央单元155。
优选的解决方案可以是为每个隔离开关装置110或一组隔离开关装置110配备传感器并且可选地配备可以连接至无线通信基础设施150的无线连接。
在本申请的优选实施方式中，可以公开一种用于监测隔离开关装置110的电连接状态的连接状态监测装置100。
隔离开关装置110可以连接至配电网或输电网200中的杆装设备120，从而适于使杆装设备120断开连接。
杆装设备120可以是被配置用于在电力电涌的情况下保护配电网或输电网200免受损坏的设备(诸如电涌放电器120)或者配电变压器。隔离开关装置110可以串联连接至杆装设备120(分别为电涌放电器)。
杆装设备120可以具有第一端子和第二端子，其中第一端子可电连接至配电网或输电网200。
隔离开关装置110可以具有第三端子和第四端子，其中第三端子可以电连接至杆装设备(电涌放电器)120的第二端子，第四端子可以经由接地线缆190电连接至地210。
可以使用环境传感器(例如温度传感器和湿度传感器)连续监测隔离开关装置110的操作状况。在杆装设备120是电涌放电器的情况下，隔离开关装置110可以连接在配电网或输电网200的线路(也被认为是相105)与地210之间的接地路径中，并且被配置为在隔离开关装置110上的过载状况下被激活，从而使杆装设备120与电网200或地210断开连接。
如在本申请中所考虑的那样，过载状况可以是在流过隔离开关装置的电流/功率的强度、持续时间或两者的结合的方面。这可能是例如由例如雷击引起的通过隔离开关装置110的过电流，使得电流超过过电流的强度阈值和可选的过电流的持续时间阈值，或表明隔离开关装置的热过载风险(分别表明隔离开关装置的热过载风险和连接的电涌放电器120的热过载风险)的任何其他状况。
这种隔离开关装置110的非限制性示例可以是可消耗熔断器元件，其适于在隔离开关装置110的操作状态下从未消耗状态改变为消耗状态。连接状态监测装置100可以适于确定熔断器元件是否已熔断(blown)，即是否已被激活。
连接状态监测装置100可以包括确定部130，该确定部130可以被配置为确定隔离开关装置110是否已被激活并且生成连接状态指示数据。连接状态指示数据可以指示隔离开关装置110是否已被激活，已被激活意味着隔离开关装置110已经将杆装设备120与电网或与地210断开连接。
连接状态指示数据可以不由它们的比特序列等来确定，而是由其信息内容(即，指示隔离开关装置110是否已被激活)确定。连接状态指示数据可以例如是模拟数据，其形式为电压或开关状态，因为它们可以通过感测方法呈现。连接状态指示数据可以在从确定部130到无线通信部140的途中被转换，只要信息内容被保留。
连接状态监测装置100还可以包括无线通信部140。无线通信部140可以适于使用无线通信协议连接至无线通信基础设施150，并且通过无线通信基础设施150传输连接状态指示数据。
可选地，可以将指示数据传输给直接或间接连接至无线通信基础设施150的接收单元，例如中央单元155或云157。无线通信基础设施150可以是低能耗无线基础设施，支持低能耗数据传输，例如但不限于基于LoRaWAN的网络。对于传输数据，使用的数据传输能量可以优选地在每次传输至少lμWh和/或至多1mWh的范围内。
无线通信基础设施150可以连接至数据网络，优选地连接至全球数据网络。数据网络可以是使用TCP/IP的以太网网络，诸如LAN、WAN或因特网。中央单元155可以包括分布式存储单元，诸如云157。根据应用，云157可以是公共云、私有云、混合云或社区云的形式。
在本申请的另一优选实施方式中，根据实施方式的连接状态监测装置100还可以包括能量供应器160，诸如电池或能量收集系统。
能量供应器160可以允许连接状态监测装置100不依赖于电力网或任何外部电源而操作。能量供应器160可以是例如可充电能量供应器160，诸如电池；能量供应器160还可以包括能量收集系统，特别是光伏电池或用于从流过隔离开关装置110的电流收集能量的电路装置。能量收集系统可以可选地适于对可充电能量供应器160进行充电/再充电。
在本申请的另一优选实施方式中，根据本申请的一个或更多个实施方式，连接状态监测装置100还可以适于与至少一个相邻的连接状态监测装置100建立多跳网络。这可以是诸如网状网络；多跳网络也可以具有线状拓扑，其中至少一部分节点可以连接至其两个最近的邻居。
在一连接状态监测装置100不在任何现有通信基础设施150的范围内的区域中，其他连接状态监测装置100可以充当数据消息的接收者，然后这些数据消息将被沿着自组织网络或网状无线网络的多跳向固定基础设施(例如网关)和中央单元155转发。在这种情况下，相邻监测装置之间的通信时隙可以基于来自例如网关的时间信号进行协调。这改进了数据消息的传输。
在根据一个或更多个实施方式的连接状态监测装置100的另一个优选实施方式中，确定部130可以包括以下非限制性组中的至少一个交互元件170：具有例如磁性开关致动器或机械开关致动器的电开关、加速度传感器、光电屏障。
交互元件170可以适于在隔离开关装置110被激活时与隔离开关装置110交互。布置在连接状态监测装置100的确定部130处的交互元件170与隔离开关装置110中的指示器元件310之间的这种交互在图3至图5中示出。
下面更详细地描述可以用于确定部130的交互元件170：
磁性开关作为感测方法是基于如下事实：当SPU断开连接时电极和指示杆310(参见图4和图5)的位置改变。因此，可以使用磁性传感器(例如舌簧继电器/开关)来检测电极/指示器310的位置变化。这可以例如通过将小磁铁附接至指示器杆310来实现(图5)，只要SPU断开连接，磁性开关就会保持闭合。一旦SPU断开连接，磁性开关将开断，因为磁铁将不再靠近开关，如图5所示。
可以通过电子电路或使用微控制器来监测开关的状态(开断/闭合)。这种方法的优点是磁性开关是无源电部件，并且SPU一旦断开连接就会保持在断开连接位置。因此，该解决方案不消耗任何功率。
在替代的情况下，舌簧开关状态可以相对于图5调换(这可能需要开关和磁铁的不同定位或不同的开关架构)：当隔离开关装置110(SPU)开断时，舌簧开关(舌簧继电器)闭合。如果使用舌簧开关来控制电子设备中的功率流，则这种具体配置使得极大的节能。电子设备可以仅在隔离开关装置110断开连接时才被供电。然后传输状态和其他信息。
加速度传感器作为感测方法是基于如下事实：当隔离开关装置110(SPU)处于断开连接过程中时，电极和指示器元件310(视觉指示器)经受相对较大的加速度。因此，内置于或附接至电极或指示器元件310的加速度传感器，如可从图5衍生出的，将能够测量到断开连接事件期间加速度的增加(与正常重力相比)。
在电开关/断开电线作为感测方法的情况下，通过电开关或当隔离开关装置110断开连接时断开的电线来检测隔离开关装置110(SPU)的状态(连接/断开连接)。因此，当隔离开关装置110断开连接时，电开关可以保持在闭合位置或开断位置(例如通过电极/指示器310和开关之间的物理接触或没有物理接触)。以类似的方式，电线可以用作如下“一次性开关”：该“一次性开关”通常可以闭合(电流可以流过电线)，并且可以在隔离开关装置110断开连接时通过断开电线(不再有电流流过)而开断。
连接状态监测装置100可以具有夹持部分，用于夹持到隔离开关装置110和/或将隔离开关装置110连接至地210的接地连接件(例如接地线缆190)上。这可以有利地实现，已经在使用但未配备监测能力的隔离开关装置110可以容易地配备(改装)连接状态监测装置100，以使得甚至现有的隔离开关装置准备好用于监测。
在另一优选实施方式中，根据一个或更多个实施方式的连接状态监测装置100还可以包括位置检测系统180。位置检测系统180还可以适于检测连接状态监测装置100的地理位置。
位置检测系统180可以是用于获取连接状态监测装置100的地理位置的基于卫星的定位系统。另选地，无线通信部140的定位部分可以被配置用于通过与无线通信基础设施150和/或用于读取可从配电网或输电网200的设备获得的位置信息的读取装置的交互来获得位置信息。
地理位置可以是绝对位置，例如，以坐标给出，如经度值和纬度值，或者可以是相对位置，例如，距通信基础设施150的网关的距离、距相邻通信部的距离、沿输电线路或配电线路的距离、输电线路或配电线路的杆数等。地理位置可以是允许确定装置位置的任何信息，例如允许确定装置在地图上的位置的任何信息。这种地理位置的示例可以是杆标识符(编号)或线路位置。
无线通信部140还可以适于将指示检测到的地理位置的位置数据传输给无线通信基础设施150。
在根据本申请的一个或更多个实施方式的连接状态监测装置100的另一优选实施方式中，无线通信部140还可以适于与无线通信基础设施150的至少一个节点进行通信。本申请意义上的节点可以是相邻装置、网关、路由器或基站。无线通信基础设施150可以适于基于由至少一个节点接收的至少一个信号的特性来确定装置的地理位置。
这样的特性可以是信号强度、哪些节点已经接收到信号、飞行时间。可选地，可以根据用于该目的的任何三角测量或其他已知方法来进行确定。
在另一优选实施方式中，根据本申请的一个或更多个实施方式的连接状态监测装置100还可以适于确定另外的数据。
另外的数据可以指示选自状态和事件中的至少一者。指示状态和/或事件的数据可以是隔离开关装置110的状态和/或事件、杆装设备120的状态和/或事件、配电网或输电网200的状态和/或事件、以及/或者无线通信基础设施150的状态和/或事件。状态可以是能量供应器160状态；健康状态；运行状态。事件可以是任何状态的变化。
连接状态监测装置100的无线通信部140可以适于通过无线通信基础设施150传输另外的数据。
隔离开关装置100的感测单元可以使用无线通信基础设施150向中央单元155定期地报告其状态和任何观察到的事件。为了节省能量，通信、即数据传输可以仅偶尔发生或在预定义的时间点发生，例如在特定的、计算的时间(通信)时隙期间。
感测单元和另一个无线收发器之间的通信时隙可以基于由GNSS模块提供的实时时钟来同步，以节省能量。
在另一优选实施方式中，根据本申请的一个或更多个实施方式的连接状态监测装置100可以公开：无线通信部140可以适于根据以下中任一项传输连接状态指示数据：
-无线通信部140可以适于以每次传输使用至少lμWh和/或至多1mWh的传输能量来传输连接状态指示数据；
-无线通信部140适于：
a)以预定的时间间隔传输连接状态指示数据，特别是以至少一天一次并且至多一小时一次的方式传输连接状态指示数据，b)在事件时传输连接状态指示数据，c)在状态改变时传输连接状态指示数据，或d)a至c的任意组合；
-无线通信部140可以适于以至少50bit/s和/或至多1MBit/s的比特率传输连接状态指示数据；以及以上的任意组合。
无线通信部140还可以适于以一个或更多个输出数据包传输通信状态报告、另外的数据和/或位置数据。
在优选实施方式中，连接状态监测装置100可以适于在连接状态监测装置100第一次或在维护之后被激活时将位置数据传输给无线通信基础设施150。该位置可以在连接状态监测装置100自动上电时或在维护人员手动激活后发送。
传输可以不是双向的。换句话说，无线通信部140可以只沿方向向无线基础设施150发送，而不能接收从无线基础设施150发送的数据。连接状态监测装置100之间的传输是可能的，优选地，当连接状态监测装置100充当节点并形成网状网络时。
在另一个优选实施方式中，可以公开一种连接状态监测系统。连接状态监测系统可以包括根据本申请的一个或更多个实施方式的连接状态监测装置100；以及如图1可见的采用无线通讯协议连接至无线通信基础设施150的中央控制单元155。无线通信协议是数字协议。中央控制单元155可以是基于云的，但也可以是分布式系统。
中央控制单元155可能通过诸如网关的另外的网络部件连接至无线通信基础设施155，其中这些另外的网络部件可以包括非无线网络部分。
中央控制单元155可以适于接收由无线通信部140传输的或可能地通过另外的网络部件传输的连接状态指示数据和可选的其他数据、例如包数据。
在本申请的另一个优选实施方式中，可以公开一种用于使配电网或输电网200中的杆装设备120断开连接的保护隔离开关系统。
保护隔离开关系统可以包括隔离开关装置110，隔离开关装置110可连接至杆装设备120并且被配置为在过载状况下在隔离开关装置110激活时使杆装设备120断开连接。如在本申请中所考虑的那样，过载状况可以是在流过隔离开关装置110的电流/功率的强度、持续时间或两者的组合的方面。这可能是例如由例如雷击引起的通过隔离开关装置110的过电流，使得电流超过过电流的强度阈值和可选的过电流的持续时间阈值，或表明隔离开关装置110的热过载风险(分别表明隔离开关装置110的热过载风险和连接的电涌放电器120的热过载风险)的任何其他状况。
在这种情况下，保护隔离开关系统可以将杆装设备120例如与配电网或输电网200或与地210断开连接。
保护隔离开关系统还可以包括根据本申请的一个或更多个实施方式的连接状态监测装置100或连接状态监测系统。连接状态监测装置100可以操作地连接至隔离开关装置110以监测隔离开关装置110的电连接状态。
保护隔离开关系统中的连接状态监测装置100可以进一步适于确定指示健康状态(例如能量供应器160的健康状态、或隔离开关装置110的健康状态、或保护隔离开关系统的另一部分的健康状态)的健康状态指示数据。健康状态可以可选地包括电池的充电状态。连接状态监测装置100中的无线通信部140可以适于通过无线通信基础设施150传输健康状态指示数据。
在本申请的另一优选实施方式中，根据一个或更多个实施方式的保护隔离开关系统可以公开：隔离开关装置110可以包括用于指示隔离开关装置110的激活的指示器元件310。这可以是诸如适于在隔离开关激活时移动的可移动指示器元件310，如图3至图5中示例性所示。
保护隔离开关系统还可以包括：确定部130可以具有至少一个交互元件170。交互元件170可以适于在隔离开关装置110激活时与隔离开关装置110的指示器元件310交互。交互元件170可以来自以下组：电开关(具有机械致动器或磁性致动器)、加速度传感器、光电屏障。
在本申请的另一优选实施方式中，根据一个或更多个实施方式的保护隔离开关系统，隔离开关装置110可适于在过载状况下被激活以将杆装设备120例如与配电网或输电网200或与地210断开连接。
这种隔离开关装置110的示例可以是可消耗熔断器元件，其适于在隔离开关装置110的操作状态下从未消耗状态变为消耗状态。这可以是爆发式熔断器(explosive fuse)或具有导体元件的熔断器，导体元件例如为具有限定的熔化温度的电线，电线在经历过电流时熔化。连接状态监测装置100可以适于确定熔断器元件是否已熔断。换句话说，确定熔断器元件是否已被激活。
在本申请的另一个优选实施方式中，可以公开一种电网200保护系统。电网200保护系统可以包括至少一个杆装设备120，其可以连接至配电网或输电网200。杆装设备120可以是配电变压器或被配置用于在电力电涌的情况下保护配电网或输电网200免受损坏的设备，诸如具有预定触发阈值的电涌放电器。
电网200保护系统还可以包括根据本申请的一个或更多个实施方式的保护隔离开关系统。隔离开关装置110可以电连接至杆装设备120并且可以进一步被配置为在过载状况下在隔离开关装置110激活时使杆装设备120断开连接。
在另一优选实施方式中，根据本申请的一个或更多个实施方式的电网保护系统可以公开：杆装设备120可以通过隔离开关装置110电连接在配电网或输电网200的线路(即，相105)与地210之间，如从图1中明显可见的。
根据本申请的另一优选实施方式，可以公开一种用于远程监测隔离开关装置110的电连接状态的方法。
隔离开关装置110可以连接至配电网或输电网200中的杆装设备120，并且可以进一步被配置为在过载状况下被激活，从而将杆装设备120与电网200或与地210断开连接。
该方法可以包括由连接状态监测装置100的确定部130确定隔离开关装置110是否已被激活的步骤。确定部130可以生成连接状态指示数据，其指示隔离开关装置110是否已被激活。
该方法还可以包括：连接状态监测装置100的连接至无线通信基础设施150的无线通信部140使用无线通信协议通过无线通信基础设施150传输连接状态指示数据。无线通信协议是数字协议。
无线通信基础设施150可以连接至数据网络，优选地连接至全局数据网络或连接至中央单元155。数据网络可以是使用TCP/IP的以太网网络，诸如LAN、WAN或因特网。中央单元155可以可选地包括分布式存储单元，诸如云157。根据应用，云157可以以公共云、私有云、混合云或社区云的形式提供。
中央单元155可以可选地被配置为向操作员输出任何警报/事件/状态变化，这些警报/事件/状态根据任何先前实施方式通过数据传输。中央单元155可以可选地使用包含在传输数据中的位置信息在地图上、例如在显示器上的地图上显示的这样的输出，以向维护人员可视化隔离开关装置已被激活的位置。
该方法可以可选地包括以预定时间间隔和/或在识别到状态和/或事件的变化时确定连接状态指示数据并且通过无线通信基础设施150传输连接状态指示数据。
无线通信部140可以具有最大传输功率，并且可以被配置为使用仅为最大传输功率的(可选择的)一部分的实际传输功率通过无线通信基础设施150传输连接状态指示数据(和任何其他数据)。
实际传输功率可以被选择为高于为保证通过无线通信基础设施150进行成功传输而限定的下阈值。实际传输功率可以被选择为低于针对连接状态监测装置为达到电源(诸如电池)的预定寿命而限定的上阈值。
可以设想每天传输一次的电池寿命在1年至20年。每次传输的电池使用量可以在标称电池能量含量的0.1‰(千分之)的下限和标称电池能量含量的3‰(千分之)的上限之间。
Claims (15)
1.一种连接状态监测装置(100)，所述连接状态监测装置(100)用于监测隔离开关装置(110)的电连接状态，
所述隔离开关装置(110)能够连接至配电网或输电网(200)中的杆装设备(120)，从而使所述杆装设备(120)断开连接，
所述连接状态监测装置(100)包括：
确定部(130)，所述确定部(130)被配置成确定所述隔离开关装置(110)是否已被激活，并且生成指示所述隔离开关装置(110)是否已被激活的连接状态指示数据；以及
无线通信部140，所述无线通信部140适于使用无线通信协议来连接至无线通信基础设施(150)，并且通过所述无线通信基础设施(150)传输所述连接状态指示数据。
2.根据权利要求1所述的连接状态监测装置(100)，还包括能量供应器(160)，诸如电池或能量收集系统。
3.根据前述权利要求中任一项所述的连接状态监测装置(100)，还适于与相邻的连接状态监测装置(100)建立多跳网络。
4.根据前述权利要求中任一项所述的连接状态监测装置(100)，其中，所述确定部(130)包括以下组中的至少一个交互元件(170)：电开关、加速度传感器、光电屏障，其中，所述交互元件(170)适于在所述隔离开关装置(110)激活时与所述隔离开关装置(110)交互。
5.根据前述权利要求中任一项所述的连接状态监测装置(100)，还包括位置检测系统180，所述位置检测系统180适于检测所述连接状态监测装置(100)的地理位置，并且其中，所述无线通信部(140)还适于将指示所检测到的位置的位置数据传输给所述无线通信基础设施(150)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接状态监测装置(100)，其中，所述无线通信部(140)还适于与所述无线通信基础设施(150)的至少一个节点进行通信。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接状态监测装置(100)，还适于确定指示选自状态和事件中的至少一者的另外的数据，并且其中，所述无线通信部(140)适于通过所述无线通信基础设施(150)传输所述另外的数据。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连接状态监测装置(100)，其中，所述无线通信部(140)适于根据以下中任一项传输所述连接状态指示数据：
-所述无线通信部(140)适于以每次传输使用至少lμWh和/或至多1mWh的传输能量来传输所述连接状态指示数据；
-所述无线通信部(140)适于：
a)以预定的时间间隔传输所述连接状态指示数据，特别是以至少一天一次且至多一小时一次的方式传输所述连接状态指示数据，
b)在事件时传输所述连接状态指示数据，
c)在状态改变时传输所述连接状态指示数据，或
d)a至c的任意组合；
-所述无线通信部(140)适于以至少50Bit/s和/或至多1Mbit/s的比特率传输所述连接状态指示数据；以及
-以上的任意组合。
9.一种连接状态监测系统，包括：根据前述权利要求中任一项所述的连接状态监测装置(100)；以及中央控制单元，所述中央控制单元使用无线通信协议连接至所述无线通信基础设施(150)并且适于接收由所述无线通信部(140)传输的所述连接状态指示数据。
10.一种保护隔离开关系统，所述保护隔离开关系统用于使配电网或输电网(200)中的杆装设备(120)断开连接，所述保护隔离开关系统包括：
隔离开关装置(110)，所述隔离开关装置(110)能够连接至所述杆装设备(120)并且被配置成用于在过载状况下在所述隔离开关装置(110)激活时使所述杆装设备(120)断开连接；以及
根据权利要求1至8中任一项所述的连接状态监测装置(100)或根据权利要求9所述的连接状态监测系统，所述连接状态监测装置(100)能够操作地连接至所述隔离开关装置(110)用于监测所述隔离开关装置(110)的电连接状态。
11.根据权利要求10所述的保护隔离开关系统，其中，所述隔离开关装置(110)包括用于指示所述隔离开关装置(110)的激活的指示器元件(310)，并且其中，所述确定部(130)包括至少一个交互元件(170)，其中，所述交互元件(170)适于在所述隔离开关装置(110)激活时与所述隔离开关装置(110)的所述指示器元件(310)交互。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的保护隔离开关系统，其中，所述隔离开关装置(110)适于被激活以使所述杆装设备(120)断开连接。
13.一种电网保护系统，包括：
杆装设备(120)，所述杆装设备(120)连接至配电网或输电网(200)；以及
根据权利要求10至12中任一项所述的保护隔离开关系统，其中，所述隔离开关装置(110)电连接至所述杆装设备(120)并且被配置成用于在过载状况下在所述隔离开关装置(110)激活时使所述杆装设备(120)断开连接。
14.根据权利要求13所述的电网保护系统，其中，所述杆装设备(120)通过所述隔离开关装置(110)电连接在所述配电网或输电网(200)的线路与地210之间。
15.一种用于远程监测隔离开关装置(110)的电连接状态的方法，
所述隔离开关装置(110)连接至配电网或输电网(200)中的杆装设备(120)并且被配置成用于在过载状况下被激活，从而使所述杆装设备(120)断开连接，
所述方法包括：
通过所述连接状态监测装置(100)的确定部(130)确定所述隔离开关装置(110)是否已被激活；
由所述确定部(130)生成指示所述隔离开关装置(110)是否已被激活的连接状态指示数据；以及
由所述连接状态监测装置(100)的连接至无线通信基础设施(150)的无线通信部(140)，使用无线通信协议通过所述无线通信基础设施(150)传输所述连接状态指示数据。
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