CN114689972A - 基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及配电故障监测技术领域，公开了一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置及方法，其装置通过磁传感模块采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，再通过电磁监测模块采集一次线路的第一电信号，并将磁信号转换为第二电信号，通过主控模块判断第一电信号和第二电信号是否异常，若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作，若判定第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。从而可以对异常的模块进行快速断电隔离，同时，还通过不同的采集方式进行采集电信号，从而实现快速定位工作异常模块。
Description
技术领域
本发明涉及配电故障监测技术领域，尤其涉及一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置及方法。
背景技术
配电终端热插拔模块的可靠性是配网自动化、智能化发展的重要指标。但是，在工程应用中，由于大部分配电终端均工作在线路侧，常常需要从一次线路中取电用电，而一次线路电压等级较高，在配电终端自身热插拔技术不够完善的情况下，一次线路电压扰动带来的潜在冲击，也将直接影响终端热插拔技术的可靠应用。
在现有配电终端热插拔技术不够完善的情况下，热插拔模块本身缺乏有效的保护，导致模块工作异常现象频发，现阶段在热插拔模块应用的保护方面技术方案单一；对于工作异常模块的处理方面，缺乏有效的自适应应用策略，对热插拔模块在线诊断的方法单一，且缺乏异常模块快速“隔离”的相应策略，同时，难以快速定位工作异常的模块，从而导致大大增加了运维的时间及成本。
发明内容
本发明提供了一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置及方法，解决了缺乏异常模块快速隔离以及难以快速定位工作异常模块的技术问题。
有鉴于此，本发明第一方面提供了一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，应用于热插拔模块，所述热插拔模块包括多个功能模组和一次线路，包括：磁传感模块、电磁监测模块、主控模块和断电执行模块；
所述磁传感模块用于采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，还用于将所述磁信号发送至所述电磁监测模块；
所述电磁监测模块用于采集所述一次线路的第一电信号，还用于将所述电磁监测模块发送的所述磁信号转换为第二电信号，还用于将所述第一电信和所述第二电信号经多路通道分别发送至所述主控模块；
所述主控模块用于判断所述第一电信号和所述第二电信号是否异常，还用于将异常判断结果发送至所述断电执行模块；
所述断电执行模块用于若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；还用于若判定所述第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。
优选地，所述磁传感模块包括底板、螺旋线圈、触头模组、第一频域模块、第二频域模块和第三频域模块；
所述底板上设有所述螺旋线圈，所述螺旋线圈设于所述功能模组的上方，所述螺旋线圈沿长度方向形成有多个螺旋间隔区域，所述螺旋间隔区域设有磁块；
所述触头模组为三个，每个所述触头模组均包括两个触头，两个所述触头分别错位设于所述螺旋线圈的两侧，每个所述触头模组对应的两个触头之间的线圈长度不同；
三个所述触头模组分别与所述第一频域模块、所述第二频域模块和所述第三频域模块电连接；
所述第一频域模块用于根据预设的第一磁频域对相应的所述触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第一磁频域内的磁信号通过；
所述第二频域模块用于根据预设的第二磁频域对相应的所述触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第二磁频域内的磁信号通过；
所述第三频域模块用于根据预设的第三磁频域对相应的所述触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第三磁频域内的磁信号通过。
优选地，所述主控模块包括信号处理模块、第一信号分析模块、第二信号分析模块和输出模块；
所述信号处理模块用于对所述第一电信号和所述第二电信号进行滤波和放大处理，还用于将经滤波和放大处理后的第一电信号和第二电信号分别发送至所述第一信号分析模块和所述第二信号分析模块；
所述第一信号分析模块用于判断所述第一电信号是否存在过压或失压，若判定所述第一电信号存在过压或失压时，则生成第一断电信号发送至所述输出模块；
所述第一信号分析模块用于判断所述第二电信号是否超过预设的电压阈值，若判定所述第二电信号超过所述预设的电压阈值时，则生成第二断电信号发送至所述输出模块；
所述输出模块，用于将所述第一断电信号和所述第二断电信号发送至所述断电执行模块。
优选地，所述第一频域模块、所述第二频域模块和所述第三频域模块均设有调试谐振电路，所述调试谐振电路用于调节相应的磁频域的峰值范围。
优选地，本装置还包括预警模块，用于接收所述断电执行模块进行断电操作时生成的断电信号，从而发出预警信号。
第二方面，本发明还提供了一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法，应用于热插拔模块，所述热插拔模块包括多个功能模组和一次线路，包括以下步骤：
采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，将所述磁信号转换为第二电信号，采集所述一次线路的第一电信号；
判断所述第一电信号和所述第二电信号是否异常，若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；若判定所述第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。
优选地，本方法还包括：
根据预设的第一磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第一磁频域内的磁信号通过；
根据预设的第二磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第二磁频域内的磁信号通过；
根据预设的第三磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第三磁频域内的磁信号通过。
优选地，判断所述第一电信号和所述第二电信号是否异常，若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；若判定所述第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作的步骤具体包括：
对所述第一电信号和所述第二电信号进行滤波和放大处理；
判断所述第一电信号是否存在过压或失压，若判定所述第一电信号存在过压或失压时，则生成第一断电信号；
判断所述第二电信号是否超过预设的电压阈值，若判定所述第二电信号超过所述预设的电压阈值时，则生成第二断电信号；
根据所述第一断电信号将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作，根据所述第二断电信号对相应的功能模组进行断电操作。
优选地，本方法还包括：
根据预设的峰值范围调节相应的磁频域的峰值范围。
优选地，本方法还包括：
接收断电操作时生成的断电信号，从而发出预警信号。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过磁传感模块采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，再通过电磁监测模块采集一次线路的第一电信号，并将磁信号转换为第二电信号，通过主控模块判断第一电信号和第二电信号是否异常，若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作，若判定第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。从而可以对异常的模块进行快速断电隔离，同时，还通过不同的采集方式进行采集电信号，从而实现快速定位工作异常模块。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的磁传感模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法的步骤S2的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，应用于热插拔模块，热插拔模块包括多个功能模组和一次线路，包括：磁传感模块10、电磁监测模块20、主控模块30和断电执行模块40；
其中，功能模组包括电源、信号采集模块、MCU模组等，而一次线路包括热插拔模块的电压输入线路以及各个功能模组之间的连线。
磁传感模块10用于采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，还用于将磁信号发送至电磁监测模块20；
可以理解的是，各个功能模组工作时会产生预定频域内的磁信号，通过磁传感模块10可以获取到相应的功能模组的磁信号。
电磁监测模块20用于采集一次线路的第一电信号，还用于将电磁监测模块20发送的磁信号转换为第二电信号，还用于将第一电信和第二电信号经多路通道分别发送至主控模块30；
其中，电磁监测模块20所获取到的第一电信号和第二电信号所对应的模块并不相同，因此，通过多路通道将第一电信号和第二电信号进行分别传输，从而将第一电信号和第二电信号进行分类，互不干扰。
主控模块30用于判断第一电信号和第二电信号是否异常，还用于将异常判断结果发送至断电执行模块40；
断电执行模块40用于若判定第一电信号为异常时，则将相应的一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；还用于若判定第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。
需要说明的是，本发明提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，通过磁传感模块10采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，再通过电磁监测模块20采集一次线路的第一电信号，并将磁信号转换为第二电信号，通过主控模块30判断第一电信号和第二电信号是否异常，若判定第一电信号为异常时，则将相应的一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作，若判定第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。从而可以对异常的模块进行快速断电隔离，同时，还通过不同的采集方式进行采集电信号，从而实现快速定位工作异常模块。
在一个具体实施例中，如图2所示，磁传感模块10包括底板11、螺旋线圈12、触头模组、第一频域模块、第二频域模块和第三频域模块；
底板11上设有螺旋线圈12，螺旋线圈12设于功能模组的上方，螺旋线圈12沿长度方向形成有多个螺旋间隔区域，螺旋间隔区域设有磁块14；
其中，底板11采用非导磁的铝板，螺旋线圈12的节距取值为15-20mm，磁块14采用导磁性较好的10号钢。
触头模组为三个，每个触头模组均包括两个触头13，两个触头13分别错位设于螺旋线圈12的两侧，每个触头模组对应的两个触头13之间的线圈长度不同；
三个触头模组分别与第一频域模块、第二频域模块和第三频域模块电连接；
第一频域模块用于根据预设的第一磁频域对相应的触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许预设的第一磁频域内的磁信号通过；
第二频域模块用于根据预设的第二磁频域对相应的触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许预设的第二磁频域内的磁信号通过；
第三频域模块用于根据预设的第三磁频域对相应的触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许预设的第三磁频域内的磁信号通过。
具体而言，磁传感模块的工作过程为：
将磁传感模块置于功能模组上方，热插拔的功能模组工作时在空间内产生磁场，螺旋线圈12感应到磁信号后，通过两端的触头将磁信号发送至频域模块，而频域模块对相应的磁信号进行过滤，从而仅允许预设的磁频域内的磁信号通过，从而得到指定频域的磁信号。
在一个具体实施例中，将三个频域模块划分为低频磁信号、中频磁信号、以及高频磁信号，其中，第一频域模块、第二频域模块和第三频域模块均设有调试谐振电路，调试谐振电路用于调节相应的磁频域的峰值范围，使相关参数可调，包括输出电压峰峰值。
以频域模块i为例，在热插拔模块正常工作状态下，分别根据低/中/高频产生磁信号的特点，利用低/中/高频调试电路，分别进行低/中/高频输出电信号的调试，调试过程中，以输出电压峰峰值E作为观测对象，以获取最大的输出电压峰峰值E作为调试目标，并调整相应触头的位置，获取相应的低/中/高频输出信号，在获得最大输出电压峰峰值E后，记录相应触头的位置，完成该步调试过程；在完成触头位置的调试后，依次调试串并联谐振电路的取值，以获取最大的输出电压峰峰值E作为调试目标，完成调试后，记录调试结果；在调试过程中，低频信号频段定义为<300Hz，中频信号频段定义为300Hz-20kHz；高频信号频段定义为>20kHz。
在一个具体实施例中，主控模块30包括信号处理模块、第一信号分析模块、第二信号分析模块和输出模块；
信号处理模块用于对第一电信号和第二电信号进行滤波和放大处理，还用于将经滤波和放大处理后的第一电信号和第二电信号分别发送至第一信号分析模块和第二信号分析模块；
第一信号分析模块用于判断第一电信号是否存在过压或失压，若判定第一电信号存在过压或失压时，则生成第一断电信号发送至输出模块；
第一信号分析模块用于判断第二电信号是否超过预设的电压阈值，若判定第二电信号超过预设的电压阈值时，则生成第二断电信号发送至输出模块；
输出模块，用于将第一断电信号和第二断电信号发送至断电执行模块40。
需要说明的是，本实施例通过对一次线路和功能模组的电信号的监测，来实现配电终端热插拔模块的在线状态监测及异常状态识别，其中，通过对第一电信号判断是否过电压(如实际电压>1.2倍的额定电压)或欠电压(如实际电压<0.8倍的额定电压)来判定是否进行断电操作，若一次线路的电压异常，则进行断电操作，防止各热插拔模块受异常一次线路冲击影响；
其次，通过判断第二电信号是否异常(如实际电压为0.9-1.1倍的额定电压，记为正常)来判定是否热插拔模块的供电是否异常。
在一个具体实施例中，本系统还包括预警模块，用于接收断电执行模块40进行断电操作时生成的断电信号，从而发出预警信号。
以上为本发明提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测系统的实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法的实施例的详细描述。
为了方便理解，请参阅图3，本发明提供的一种基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法，应用于热插拔模块，热插拔模块包括多个功能模组和一次线路，包括以下步骤：
S1、采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，将磁信号转换为第二电信号，采集一次线路的第一电信号；
S2、判断第一电信号和第二电信号是否异常，若判定第一电信号为异常时，则将相应的一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；若判定第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。
在一个具体实施例中，本方法还包括：
根据预设的第一磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许预设的第一磁频域内的磁信号通过；
根据预设的第二磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许预设的第二磁频域内的磁信号通过；
根据预设的第三磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许预设的第三磁频域内的磁信号通过。
在一个具体实施例中，步骤S2具体包括：
S201、对第一电信号和第二电信号进行滤波和放大处理；
S202、判断第一电信号是否存在过压或失压，若判定第一电信号存在过压或失压时，则生成第一断电信号；
S203、判断第二电信号是否超过预设的电压阈值，若判定第二电信号超过预设的电压阈值时，则生成第二断电信号；
S204、根据第一断电信号将相应的一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作，根据第二断电信号对相应的功能模组进行断电操作。
在一个具体实施例中，本方法还包括：
根据预设的峰值范围调节相应的磁频域的峰值范围。
在一个具体实施例中，本方法还包括：
接收断电操作时生成的断电信号，从而发出预警信号。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，应用于热插拔模块，所述热插拔模块包括多个功能模组和一次线路，其特征在于，包括：磁传感模块、电磁监测模块、主控模块和断电执行模块；
所述磁传感模块用于采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，还用于将所述磁信号发送至所述电磁监测模块；
所述电磁监测模块用于采集所述一次线路的第一电信号，还用于将所述电磁监测模块发送的所述磁信号转换为第二电信号，还用于将所述第一电信和所述第二电信号经多路通道分别发送至所述主控模块；
所述主控模块用于判断所述第一电信号和所述第二电信号是否异常，还用于将异常判断结果发送至所述断电执行模块；
所述断电执行模块用于若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；还用于若判定所述第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。
2.根据权利要求1所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，所述磁传感模块包括底板、螺旋线圈、触头模组、第一频域模块、第二频域模块和第三频域模块；
所述底板上设有所述螺旋线圈，所述螺旋线圈设于所述功能模组的上方，所述螺旋线圈沿长度方向形成有多个螺旋间隔区域，所述螺旋间隔区域设有磁块；
所述触头模组为三个，每个所述触头模组均包括两个触头，两个所述触头分别错位设于所述螺旋线圈的两侧，每个所述触头模组对应的两个触头之间的线圈长度不同；
三个所述触头模组分别与所述第一频域模块、所述第二频域模块和所述第三频域模块电连接；
所述第一频域模块用于根据预设的第一磁频域对相应的所述触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第一磁频域内的磁信号通过；
所述第二频域模块用于根据预设的第二磁频域对相应的所述触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第二磁频域内的磁信号通过；
所述第三频域模块用于根据预设的第三磁频域对相应的所述触头模组采集到的磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第三磁频域内的磁信号通过。
3.根据权利要求2所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，所述主控模块包括信号处理模块、第一信号分析模块、第二信号分析模块和输出模块；
所述信号处理模块用于对所述第一电信号和所述第二电信号进行滤波和放大处理，还用于将经滤波和放大处理后的第一电信号和第二电信号分别发送至所述第一信号分析模块和所述第二信号分析模块；
所述第一信号分析模块用于判断所述第一电信号是否存在过压或失压，若判定所述第一电信号存在过压或失压时，则生成第一断电信号发送至所述输出模块；
所述第一信号分析模块用于判断所述第二电信号是否超过预设的电压阈值，若判定所述第二电信号超过所述预设的电压阈值时，则生成第二断电信号发送至所述输出模块；
所述输出模块，用于将所述第一断电信号和所述第二断电信号发送至所述断电执行模块。
4.根据权利要求2所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，所述第一频域模块、所述第二频域模块和所述第三频域模块均设有调试谐振电路，所述调试谐振电路用于调节相应的磁频域的峰值范围。
5.根据权利要求1所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，还包括预警模块，用于接收所述断电执行模块进行断电操作时生成的断电信号，从而发出预警信号。
6.基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法，应用于热插拔模块，所述热插拔模块包括多个功能模组和一次线路，其特征在于，包括以下步骤：
采集各个功能模组在预设频域内的磁信号，将所述磁信号转换为第二电信号，采集所述一次线路的第一电信号；
判断所述第一电信号和所述第二电信号是否异常，若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；若判定所述第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作。
7.根据权利要求6所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法，其特征在于，还包括：
根据预设的第一磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第一磁频域内的磁信号通过；
根据预设的第二磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第二磁频域内的磁信号通过；
根据预设的第三磁频域对磁信号进行过滤，从而仅允许所述预设的第三磁频域内的磁信号通过。
8.根据权利要求7所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法，其特征在于，判断所述第一电信号和所述第二电信号是否异常，若判定所述第一电信号为异常时，则将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作；若判定所述第二电信号为异常时，则对相应的功能模组进行断电操作的步骤具体包括：
对所述第一电信号和所述第二电信号进行滤波和放大处理；
判断所述第一电信号是否存在过压或失压，若判定所述第一电信号存在过压或失压时，则生成第一断电信号；
判断所述第二电信号是否超过预设的电压阈值，若判定所述第二电信号超过所述预设的电压阈值时，则生成第二断电信号；
根据所述第一断电信号将相应的所述一次线路与其连接的功能模组之间的线路进行断电操作，根据所述第二断电信号对相应的功能模组进行断电操作。
9.根据权利要求7所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法，其特征在于，还包括：
根据预设的峰值范围调节相应的磁频域的峰值范围。
10.根据权利要求6所述的基于电磁监测的配电终端热插拔模块监测方法，其特征在于，还包括：
接收断电操作时生成的断电信号，从而发出预警信号。
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