CN113687295A - 用于电能表的表前表后断电故障定位装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于电能表的表前表后断电故障定位装置、系统和方法，装置与待测电能表连接，包括采样模块、控制模块、通信模块和提示模块，由采样模块对待测电能表上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至控制模块；由控制模块根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块；由通信模块将故障定位结果传输至提示模块；由提示模块根据故障定位结果输出相应的故障定位提示。通过对预设采样点进行电压采样与状态识别，在发生断电故障时能准确的进行故障定位以区分表前或表后断电并输出相应的故障定位提示，从而快速准确的判断故障产权点，有利于提高断电故障时的维修效率。

Description

用于电能表的表前表后断电故障定位装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及用于电能表的表前表后断电故障定位装置、系统和方法。

背景技术

在电力系统中，0.4kv以下的用电户若出现断电故障，需判断故障产权点，即判断是电能表的表前断电故障或表后断电故障，以便判定维修责任方，即根据故障产权点判定由电力公司负责维修或者由用电户自行维修。

现有的断电故障检测通常是针对表后断电的快速检测以得到准确的表后节点断电信息，针对故障产权点的定位往往是在发生故障后依靠工作人员进行排查后得出故障产权点。

这种检测方式不能直观反映表前供电输入情况和用电户室内的供电情况，在发生单户停电故障仍要通过拨打客服咨询和工作人员现场判断告知是否产权处理范围，故障定位的效率较低，使得难以快速准确地判断故障产权点，影响故障维修效率。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供用于电能表的表前表后断电故障定位装置、系统和方法，旨在解决现有技术中断定故障定位的效率低、影响故障维修效率的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于电能表的表前表后断电故障定位装置，与待测电能表连接，所述表前表后断电故障定位装置包括采样模块、控制模块、通信模块和提示模块，由所述采样模块对所述待测电能表上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至所述控制模块；由所述控制模块根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块；由所述通信模块将所述故障定位结果传输至所述提示模块；由所述提示模块根据所述故障定位结果输出相应的故障定位提示。

在一个实施例中，所述采样模块包括第一采样单元、第二采样单元和第三采样单元；由所述第一采样单元对所述待测电能表的表前进线端进行电压采样，输出第一采样电压至所述控制模块；由所述第二采样单元对所述待测电能表的表后开关进线端进行电压采样，输出第二采样电压至所述控制模块；由所述第三采样单元对所述待测电能表的表后开关出线端进行电压采样，输出第三采样电压至所述控制模块。

在一个实施例中，所述控制模块具体用于分别将所述第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压与预设电压区间进行对比，根据对比结果对应识别所述表前进电端、表后开关进线端和表后开关出线端的电压状态，并根据所述电压状态输出相应的故障定位结果至通信模块。

在一个实施例中，当所述第一采样电压小于所述预设电压区间的下限值时，所述控制模块识别所述表前进线端为断电状态，并输出第一故障定位结果至所述通信模块，所述第一故障定位结果为表前断电故障；

当所述第一采样电压大于所述预设电压区间的下限值且所述第二采样电压小于所述预设电压区间的下限值时，所述控制模块识别所述表后开关进线端为断电状态，并输出第二故障定位结果至所述通信模块，所述第二故障定位结果为表后开关故障；

当所述第一采样电压和第二采样电压均大于所述预设电压区间的下限值且所述第三采样电压小于所述预设电压区间的下限值时，所述控制模块识别所述表后开关出线端为断电状态，并输出第三故障定位结果至所述通信模块，所述第三故障定位结果为表后用电端故障。

在一个实施例中，所述通信模块包括发送单元以及与所述发送单元无线连接的接收单元；由所述发送单元向所述接收单元发送所述故障定位结果；由所述接收单元接收所述故障定位结果，并将所述故障定位结果传输至所述提示模块。

在一个实施例中，所述提示模块包括第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯，所述第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯根据所述故障定位结果切换为相应的灯光组合。

在一个实施例中，当接收到第一故障定位结果时，所述第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯均熄灭；

当接收到第二故障定位结果时，所述第一提示灯保持点亮状态、且所述第二提示灯和第三提示灯均熄灭；

当接收到第三故障定位结果时，所述第一提示灯和第二提示灯均保持点亮状态、且所述第三提示灯熄灭。

在一个实施例中，所述控制模块采用型号为STM32F103RBT6的微控制器。

本发明又一实施例还提供了一种用于电能表的表前表后断电故障定位方法，包括：

由采样模块对待测电能表上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至控制模块；

由所述控制模块根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块；

由所述通信模块将所述故障定位结果传输至提示模块；

由所述提示模块根据所述故障定位结果输出相应的故障定位提示。

本发明又一实施例还提供了一种用于电能表的表前表后断电故障定位系统，包括如上所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置。

有益效果：本发明公开了用于电能表的表前表后断电故障定位装置、系统和方法，相比于现有技术，本发明实施例通过对预设采样点进行电压采样与状态识别，在发生断电故障时能准确的进行故障定位以区分表前或表后断电并输出相应的故障定位提示，从而快速准确的判断故障产权点，有利于提高断电故障时的维修效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例提供的用于电能表的表前表后断电故障定位装置的一个结构框图；

图2为本发明实施例提供的用于电能表的表前表后断电故障定位装置中采样模块与待测电能表的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的用于电能表的表前表后断电故障定位装置中通信模块的一个结构框图；

图4为本发明实施例提供的用于电能表的表前表后断电故障定位方法的一个流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合附图对本发明实施例进行介绍。

请参阅图1，图1为本发明提供的用于电能表的表前表后断电故障定位装置的一个实施例的结构框图。具体应用时，将该表前表后断电故障定位装置与待测电能表10连接，以对待测电能表10的状态进行实时监测，使得在发生断电故障时能准确对待测电能表10的故障点进行定位，确认故障产权点。如图1所示，用于电能表的表前表后断电故障定位装置包括采样模块11、控制模块12、通信模块13和提示模块14，其中采样模块11、控制模块12、通信模块13和提示模块14依次连接，由采样模块11对待测电能表10上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至控制模块12；由控制模块12根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块13；由通信模块13将故障定位结果传输至提示模块14；由提示模块14根据故障定位结果输出相应的故障定位提示。

本实施例中，通过采样模块11对待测电能表10上若干个预设采样点进行电压采样，将得到的各个预设采样点的采样电压输出至控制模块12，且若干个预设采样点中至少需包含表前采样点和表后采样点，以实现对供电线路上表前和表后的电压监控，控制模块12在接收到各个预设采样点的采样电压后即可识别各个预设采样点的电压状态，使得能对待测电能表10的安装线路上不同位置的电压状态进行实时监控，在发生了断电故障时能根据电压状态的监控结果快速且准确地进行表前表后断电故障定位，并且通过通信模块13将故障定位结果传输至提示模块14，该通信模块13可采用无线通信或者有线通信的传输方式，本实施例对此不作限定，提示模块14在接收到故障定位结果后则对其进行解析并输出相应的故障定位提示，具体该故障定位提示可以是声光提示、语音提示或者文字提示等等，本实施例对此不作限定，从而在发生断电故障时能快速准确的判断故障产权点并提示用电户以及电力工作人员，有利于提高断电故障时的维修效率。

具体实施时，控制模块12可采用型号为STM32F103RBT6的微控制器，该微控制器具有多个ADC（analog to digital converter，模拟数字转换器）通道，具体可通过各个ADC通道接收采样模块11采集到的采样电压并进行电压状态识别，并且微控制器通过串行外设接口与通信模块13连接，以串口通信的方式发送故障定位结果至通信模块13，进而实现准确可靠的电压状态监控与故障定位传输，当然，在其它实施例中还可采用其它具有相同功能的微控制器，本实施例对此不作限定。

在一个实施例中，采样模块11包括第一采样单元111、第二采样单元112和第三采样单元113；由第一采样单元111对待测电能表10的表前进线端进行电压采样，输出第一采样电压至控制模块12；由第二采样单元112对待测电能表10的表后开关进线端进行电压采样，输出第二采样电压至控制模块12；由第三采样单元113对待测电能表10的表后开关出线端进行电压采样，输出第三采样电压至控制模块12。

本实施例中，如图2所示，基于故障产权点的划分，沿图2中箭头所示的电力传输方向在待测电能表10的安装线路上提前确认三个预设采样点，分别为待测电能表10的表前进线端、待测电能表10的表后开关进线端以及待测电能表10的表后开关出线端，待测电能表10为单相电能表为例，采样模块11中的第一采样单元111与待测电能表10的表前进线端连接，具体连接待测电能表10的1端和3端（即连接进线的电源火线和电源零线）；第二采样单元112与待测电能表10的表后开关进线端连接，具体连接表后开关20的进线端火线和进线端零线（表后开关20的进线端火线和进线端零线分别连接待测电能表10的2端和4端）；第三采样单元113与待测电能表10的表后开关出线端连接，具体连接表后开关20的出线端火线和出线端零线（表后开关20的出线端火线和出线端零线通过用电户的室内空气开关30连接用电设备），通过第一采样单元111、第二采样单元112和第三采样单元113分别采集不同位置处的电压并相应输出第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压至控制模块12，使得控制模块12能实时且准确的采集到不同位置处的电压信息，以用于后续的故障识别与位置判断，实现高效的故障产权点判断。

在一个实施例中，控制模块12具体用于分别将第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压与预设电压区间进行对比，根据对比结果对应识别表前进电端、表后开关进线端和表后开关出线端的电压状态，并根据电压状态输出相应的故障定位结果至通信模块13。

本实施例中，控制模块12在采集到各个预设采样点的采样电压时，分别针对每个预设采样点的采样电压进行状态识别，分别将第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压与预设电压区间进行对比，根据每个采样电压的对比结果对应识别表前进电端、表后开关进线端和表后开关出线端的电压状态，进而通过各个预设采样点的电压状态得到相应的故障定位结果并输出至通信模块13，实现高效且准确的断电故障定位，能快速地判定维修责任方，给用电户提供维修方便。

具体实施时，第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压可采用相同的电路结构，例如采用现有的电容电阻分压滤波的采样电路进行分压AD采样，并转换成380V/220VAC电压值，实际采样电压U_AC=0～500V采样范围，精度±1V，或者采样其它可以实现电压采样功能的电路结构，由于此为现有技术，此处不作赘述。

此外，在控制模块12中预先存储并设置一预设电压区间，例如[170V，180V]，即预设电压区间的下限值U_Min=170V，预设电压区间的上限值U_Max=180V，当然还可采用其他的预设电压区间，本实施例对此不作限定，当采样电压U_AC＜U_Min时则识别为掉电，电压状态输出低电平信号；当采样电压U_AC＞U_Max时则识别为上电，电压状态输出高电平信号，预设电压区间170V-180V为波动回差范围，当采样电压U_AC在此范围内则保持上次的状态不变，预防电压的小波动而出现判断结果的频繁波动，根据上述识别方式，分别将第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压与预设电压区间的下限值以及下限值作对比即可得出三个预设采样点的电压状态，即每个预设采样点的电压状态均可通过电平信号体现其状态变化，在发生了断电故障时，能及时根据每个预设采样点的电压状态的电平信号状态进行故障定位，使得在发生了单户停电故障时无需现场排查即可准确获知故障产权点的位置，进行通过相应的维修对象进行线路维修，提高故障维修效率。

在一个实施例中，当第一采样电压小于预设电压区间的下限值时，控制模块12识别表前进线端为断电状态，并输出第一故障定位结果至通信模块13，第一故障定位结果为表前断电故障；

当第一采样电压大于预设电压区间的下限值且第二采样电压小于预设电压区间的下限值时，控制模块12识别表后开关进线端为断电状态，并输出第二故障定位结果至通信模块13，第二故障定位结果为表后开关故障；

当第一采样电压和第二采样电压均大于预设电压区间的下限值且第三采样电压小于预设电压区间的下限值时，控制模块12识别表后开关出线端为断电状态，并输出第三故障定位结果至通信模块13，第三故障定位结果为表后用电端故障。

本实施例中，根据各个预设采样点的位置以及电压状态的识别结果，可在发生了断电故障时进一步得出故障定位结果，具体根据各个预设采样点在电力传输方向上的分布位置从待测电能表10的前端至用电设备依次识别是否有处于断电状态的预设采样点，即依次判断表前进线端、表后开关进线端以及表后开关出线端是否为断电状态，将首次定位到的处于断电状态的预设采样点作为确认为本次断电故障的故障产权点。也就是说，在进行故障定位时，只要识别到表前进线端位断电状态，则确认此时为表前断电故障，输出第一故障定位结果至通信模块13，无需对后续两个预设采样点的电压状态进行识别，同理，若识别到表前进电端为上电状态，而表后开关进线端为断电状态，则确认此时为表后开关故障，输出第二故障定位结果至通信模块13，无需对后续一个预设采样点的电压状态进行识别，从而在实现准确故障定位的同时也提高了定位效率。

在一个实施例中，如图3所示，通信模块13包括发送单元以及与发送单元无线连接的接收单元；由发送单元向接收单元发送故障定位结果；由接收单元接收故障定位结果，并将故障定位结果传输至提示模块14。

本实施例中，通信模块13采用更为便捷的无线通信方式进行数据传输，具体可采用wifi、蓝牙、红外等等无线模块实现故障定位结果的接收与发送，能实现高效便捷的无线数据传输即可，本实施例对此不作限定。

在一个实施例中，提示模块14包括第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯，其中第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯均与接收单元连接，第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯根据故障定位结果切换为相应的灯光组合。

具体实施时，当接收到第一故障定位结果时，第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯均熄灭，此时为表前断电故障，需联系电力公司负责维修；

当接收到第二故障定位结果时，第一提示灯保持点亮状态、且第二提示灯和第三提示灯均熄灭，此时为表后开关故障，需联系电力公司负责维修；

当接收到第三故障定位结果时，第一提示灯和第二提示灯均保持点亮状态、且第三提示灯熄灭，此时为表后用电端故障，需用电户自行联系有资质的电工进行维修。

本实施例中，提示模块14采用灯光提示的方式，当接收到接收单元发送的故障定位结果时，根据不同故障定位结果中的故障产权点的位置，控制第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯切换为相应的灯光组合以直观地输出故障提示信息，令用电户以及电力工作人员能一目了然的获知本次断电故障的产权点位置，以便快速地由对应的维修责任方进行故障维修，提高故障维修效率。

当然，还可进一步设置第四提示灯以作为无线通信的故障提示灯，例如若第四提示灯熄灭但用电正常，此时则为无线通信故障，需对通信模块13进行检修，确保后续能正常进行故障定位提示。

由以上实施例可知，本发明提供的用于电能表的表前表后断电故障定位装置通过对预设采样点进行电压采样与状态识别，在发生断电故障时能准确的进行故障定位以区分表前或表后断电并输出相应的故障定位提示，从而快速准确的判断故障产权点，有利于提高断电故障时的维修效率。

本发明另一实施例提供一种用于电能表的表前表后断电故障定位方法，如图4所示，方法包括如下步骤：

S100、由采样模块对待测电能表上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至控制模块；

S200、由控制模块根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块；

S300、由通信模块将故障定位结果传输至提示模块；

S400、由提示模块根据故障定位结果输出相应的故障定位提示。

具体实施方式请参考上述对应的产品实施例，此处不再赘述。需要说明的是，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，即亦可以并行执行，亦可以交换执行等等。

本发明另一实施例提供一种用于电能表的表前表后断电故障定位系统，表前表后断电故障定位系统包括如上的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，还可包括例如移动终端等通讯设备，通过用于电能表的表前表后断电故障定位装置连接待测电能表，对预设采样点进行电压采样与状态识别，在发生断电故障时能准确的进行故障定位以区分表前或表后断电并输出相应的故障定位提示，从而快速准确的判断故障产权点，进一步还可通过通信模块向移动终端等通讯设备发送故障定位结果，令用电户能及时获知故障信息，由于上文已对用于电能表的表前表后断电故障定位装置进行了详细介绍，此处不作详述。

综上所述，本发明公开的用于电能表的表前表后断电故障定位装置、系统和方法中，装置与待测电能表连接，包括采样模块、控制模块、通信模块和提示模块，由采样模块对待测电能表上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至控制模块；由控制模块根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块；由通信模块将故障定位结果传输至提示模块；由提示模块根据故障定位结果输出相应的故障定位提示。通过对预设采样点进行电压采样与状态识别，在发生断电故障时能准确的进行故障定位以区分表前或表后断电并输出相应的故障定位提示，从而快速准确的判断故障产权点，有利于提高断电故障时的维修效率。

当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件（如处理器，控制器等）来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取的存储介质中，该计算机程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、软盘、闪存、光存储器等。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电能表的表前表后断电故障定位装置，与待测电能表连接，其特征在于，所述表前表后断电故障定位装置包括采样模块、控制模块、通信模块和提示模块，由所述采样模块对所述待测电能表上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至所述控制模块；由所述控制模块根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块；由所述通信模块将所述故障定位结果传输至所述提示模块；由所述提示模块根据所述故障定位结果输出相应的故障定位提示。

2.根据权利要求1所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，其特征在于，所述采样模块包括第一采样单元、第二采样单元和第三采样单元；由所述第一采样单元对所述待测电能表的表前进线端进行电压采样，输出第一采样电压至所述控制模块；由所述第二采样单元对所述待测电能表的表后开关进线端进行电压采样，输出第二采样电压至所述控制模块；由所述第三采样单元对所述待测电能表的表后开关出线端进行电压采样，输出第三采样电压至所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，其特征在于，所述控制模块具体用于分别将所述第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压与预设电压区间进行对比，根据对比结果对应识别所述表前进电端、表后开关进线端和表后开关出线端的电压状态，并根据所述电压状态输出相应的故障定位结果至通信模块。

4.根据权利要求3所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，其特征在于，当所述第一采样电压小于所述预设电压区间的下限值时，所述控制模块识别所述表前进线端为断电状态，并输出第一故障定位结果至所述通信模块，所述第一故障定位结果为表前断电故障；

当所述第一采样电压大于所述预设电压区间的下限值且所述第二采样电压小于所述预设电压区间的下限值时，所述控制模块识别所述表后开关进线端为断电状态，并输出第二故障定位结果至所述通信模块，所述第二故障定位结果为表后开关故障；

当所述第一采样电压和第二采样电压均大于所述预设电压区间的下限值且所述第三采样电压小于所述预设电压区间的下限值时，所述控制模块识别所述表后开关出线端为断电状态，并输出第三故障定位结果至所述通信模块，所述第三故障定位结果为表后用电端故障。

5.根据权利要求1所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，其特征在于，所述通信模块包括发送单元以及与所述发送单元无线连接的接收单元；由所述发送单元向所述接收单元发送所述故障定位结果；由所述接收单元接收所述故障定位结果，并将所述故障定位结果传输至所述提示模块。

6.根据权利要求4所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，其特征在于，所述提示模块包括第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯，所述第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯根据所述故障定位结果切换为相应的灯光组合。

7.根据权利要求6所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，其特征在于，当接收到第一故障定位结果时，所述第一提示灯、第二提示灯和第三提示灯均熄灭；

当接收到第二故障定位结果时，所述第一提示灯保持点亮状态、且所述第二提示灯和第三提示灯均熄灭；

当接收到第三故障定位结果时，所述第一提示灯和第二提示灯均保持点亮状态、且所述第三提示灯熄灭。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置，其特征在于，所述控制模块采用型号为STM32F103RBT6的微控制器。

9.一种用于电能表的表前表后断电故障定位方法，其特征在于，包括：

由采样模块对待测电能表上若干个预设采样点进行电压采样，输出各个预设采样点的采样电压至控制模块；

由所述控制模块根据各个预设采样点的采样电压识别各个预设采样点的电压状态，并输出相应的故障定位结果至通信模块；

由所述通信模块将所述故障定位结果传输至提示模块；

由所述提示模块根据所述故障定位结果输出相应的故障定位提示。

10.一种用于电能表的表前表后断电故障定位系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的用于电能表的表前表后断电故障定位装置。

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