CN202948098U

CN202948098U - 一种基于wifi通信的地线监测装置

Info

Publication number: CN202948098U
Application number: CN 201220660093
Authority: CN
Inventors: 谢红玲; 李燕青; 王飞龙; 赵亮; 孙凯航; 张乾; 范环宇; 黄平
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2022-12-05

Abstract

本实用新型涉及一种基于wifi通信的地线监测装置。包括合页式附加地线头、wifi终端、MCU、稳压芯片、供电电源，其特征是：wifi终端、稳压芯片、MCU、供电电源封装在壳体中，合页式附加地线头与壳体一起安装在常规地线结构架上，合页式附加地线头与常规地线接地端一起挂接在接地桩上。本实用新型从技术层面解决带地线合闸问题，其能够将地线的使用情况实时传输到主控室内地线管理主机上，该装置工作可靠性高、安装使用都很方便、且制作成本低廉。

Description

一种基于wifi通信的地线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于wifi通信的地线监测装置。

背景技术

带地线合闸事故屡禁不止，防止带地线合闸送电已经被列入“五防”范围之内。目前，变电站内防止因漏拆地线而导致的带地线合闸事故的主要手段是加强临时地线的管理工作，通过加强培训、提高作业人员的业务素质和安全生产意识来防止此类事故的发生，缺乏技术手段。作业人员在平时工作中难免有疏忽，所以仅仅依靠管理手段只能降低带地线合闸事故发生率，无法完全避免此类事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于wifi通信的地线监测装置，其从技术层面解决带地线合闸问题，其能够将地线的使用情况实时传输到主控室内地线管理主机上，该装置工作可靠性高、安装使用都很方便、且制作成本低廉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于wifi通信的地线监测装置，其特征在于：所述地线监测装置包括能装配在常规地线上的合页式附加地线头、wifi终端、微型单片机（MCU）、和wifi终端以及微型单片机配套的稳压芯片一、二、供电电源；所述wifi终端，稳压芯片一、二，微型单片机，供电电源封装在一壳体中，合页式附加地线头与壳体一起安装在常规地线结构架上；合页式附加地线头的开合点类似开关和供电电源串联，稳压芯片一、二并联在串联的供电电源和合页式附加地线头的两端构成回路，wifi终端和微型单片机分别接在稳压芯片一、二的正负输出端之间，微型单片机的信号输出端口连接到wifi终端的信号输入端口；

所述合页式附加地线头由两个铰接的页片一和页片二构成，页片二长于页片一，铰接点设在页片二上，铰接点到页片二一端的长度与页片一等长，在页片一和页片二间靠近铰接点位置连接有弹簧，在页片一上位于弹簧安装位置前固定有一个凸出的接线头，接线头与页片一之间为绝缘设置，在页片二上设有对应接线头位置的接线头位置槽，接线头能正好插在接线头位置槽内，在页片一和页片二对应的分开一端分别设有大小相同的页片合闭后位置重叠的开孔一、二，在开孔一、二上设有绝缘胶套筒，合页式附加地线头可以通过开孔一、二套设在安装到接地桩上，在两个合页片上涂设有绝缘漆层，在页片二另一端连接在常规地线上。

本实用新型在使用时工作过程为：合页式附加地线头与常规地线接地端一起挂接在接地桩上时接线头与接线头位置槽内壁接触，wifi终端的工作电源和MCU的工作电源接通，wifi终端在MCU的控制下开始发信，信息通过无线与有线混合的数据传输方式发送到主控室地线管理主机上，地线管理主机接收到信号后显示地线已挂接在接地桩上信息；反之若合页式附加地线头被拆离接地桩时，接线头脱离接线头位置槽，wifi终端和MCU的工作电源断开，信息传输停止，地线管理主机接收不到信号，显示地线拆离接地桩信息。

本实用新型的有益效果为：本实用新型能够将地线自身挂接在变电站内接地桩上、未挂接在变电站内接地桩上两种状态实时传输到主控室内地线管理主机上，从而做到防止带地线合闸送电，完全避免带地线合闸事故的发生。本实用新型原理简单、操作方便，仅依靠接线头与接线头位置槽的接触接通电路，可以有效避免变电站电磁干扰对设备工作可靠性的影响。本实用新型采用无线通信与有线通信相结合的通信方式，一方面方便wifi终端在变电站内布置，另一方面确保了通信可靠性。本实用新型制作成本低廉、制作工艺简单，方便短期内批量化生产。总之，相关人员可以通过主控室内地线管理主机及时了解变电站内地线挂接情况，从技术层面防止带地线合闸事故，创造极大的直接经济效益和间接经济效益。

根据相关统计，全国平均每年发生带地线合闸事故53起，平均每省每年1.6起，发生频率并不是很高，但每一次发生都会引起严重的后果，轻则造成输电线路跳闸停运，引起大面积停电，造成大量经济损失，重则会损毁设备，引起人身伤亡。发生事故的电压等级不同，事故造成的损失也就不同。以110kV线路发生带接地线合闸事故为例，假设线路只带1个110kV变电站的1台主变，主变负载3万千瓦（3万千瓦为单台主变经验负荷值），按照没有设备损坏及人身伤亡，仅发生电量损失的理想情况，且1小时后可及时恢复送电。则损失电量为3万千瓦时，若以负荷均为民用负荷，电价以0.5元计算，则一次带地线合闸事故造成的经济损失为1.5万元。该项目实施后可有效避免此类事故发生，其直接经济效益1.5*1.6=2.4万元。以上按照事故中没有设备损坏及人身伤亡，仅发生电量损失的理想情况进行的计算。实际上，接地线合闸事故会造成设备的损坏。如某公司2009年2月27日发生的带地线送电误操作事故就造成一台变压器低压侧绕组损毁，事故造成的直接经济损失高达数百万元。而通过系统的应用，可以彻底避免此类事故的发生，这其中蕴藏的经济效益是无法用具体数字体现的。

如果在带接地线合闸事故中，发生设备损毁，人身伤亡，单位不仅需要为设备修复、人员安抚支付巨额费用，还要承担很重的社会责任，保障事故中伤亡人员亲属的生活，由此花费的人力、物力、精力的成本更是无法估算。本系统的应用，可保证供电的可靠性，保障工作人员的人身安全，其中蕴含的间接经济效益是巨大的、无法估量的。

该装置的投运可以从技术层面避免带地线合闸事故，可以避免大量的损失，创造大量的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型基于wifi技术的地线检测装置实施例的原理图；

图2为本实用新型基于wifi技术的地线检测装置实施例中合页式附加地线头结构示意图；

图3为本实用新型在实施时变电站内设备分布原理示意图。

具体实施方式

如附图1、2所示本实用新型一种基于wifi技术的地线检测装置包括能装配在常规地线上的合页式附加地线头、wifi终端、微型单片机、和wifi终端以及微型单片机配套的稳压芯片一、二、供电电源；所述wifi终端，稳压芯片一、二，微型单片机MCU，供电电源封装在一壳体中，合页式附加地线头与壳体一起安装在常规地线结构架上；合页式附加地线头的开合点类似开关和供电电源串联，稳压芯片一、二并联在串联的供电电源和合页式附加地线头的两端构成回路，wifi终端和微型单片机分别接在稳压芯片一、二的正负输出端之间，微型单片机的信号输出端口连接到wifi终端的信号输入端口；

所述合页式附加地线头由两个铰接的页片一1和页片二2构成，页片二2长于页片一1，铰接点A设在页片二2上，铰接点A到页片二2一端的长度与页片一1等长，在页片一1和页片二2间靠近铰接点A位置连接有弹簧B，在页片一1上位于弹簧B安装位置前固定有一各凸出的接线头D，接线头D与页片一1之间为绝缘设置，在页片二2上设有对应接线头D位置的接线头位置槽C，接线头D能正好插在接线头位置槽C内，合页式附加地线头在制作的过程中使接线头位置槽C的尺寸略大于接线头的尺寸，使接线头的高度略大于接线头位置槽的深度，并且当铰合两面绕着铰接点Ａ转轴闭合在一起的时候接线头恰好能够伸入到接线头位置槽中；在页片一1和页片2二对应的分开端上分别设有大小相同的页片合闭后位置重叠的开孔一、二K21、K22，在开孔一、二K21、K22上设有绝缘胶套筒，合页式附加地线头可以通过开孔一、二安装到接地桩上，在两个合页片1、2上涂设有绝缘漆层，页片二2的另一端设有开孔三K1，合页式附加地线头通过开孔三K1连接在常规地线上。

本实用新型中所述的wifi终端的型号为RS9110-N-11-22，内置TCP/IP协议，工作频率为2.4GHz，在802.11n模式下进行连接，采用AES和WAP2进行对数据进行加密，工作电压为3.1-3.6V，最大发射功率不超过500mW，传输距离为2km-3km，该wifi终端工作电源稳压芯片的信号为PAM3106DAB330。

所述的MCU的型号为STC89C52MCU，该型号MCU的工作电压为5V，该MCU工作电源稳压芯片的型号为MIC5219-5.0YM5。

所述的供电电源为12Vcoolook牌锂电池，这种蓄电池的容量为5000mAh。

附图3中图中所示设备区为变电站设备区，站内检修时挂接的地线都在设备区内；图中无线终端指现场挂接的地线上的无线通讯终端；无线AP指固定排列在变电站设备区内的wifi终端；枢纽AP与站内普通的无线AP型号相同，只是完成的功能不一样，枢纽AP接收设备区内其他AP发出的信息,并通过有线通信方式接入交换机,从而实现与主控室内地线管理主机之间的联系，交换机与主控室内地线管理主机之间也是有线通信。在变电站设备区内采用wifi无线通信技术，方便了wifi终端的布置排列；设备区与主控室之间采用有线通信方式，提高了数据传输的可靠性。

本实用新型的工作原理如附图2、3所示：合页式附加地线头与地线是一一对应的，通过程序对每个合页式附加地线头进行编号，使合页式附加地线头与地线的编号实现一一对应的关系。设计的基于wifi技术的地线的电路原理图如图2所示，地线未使用时，弹簧处于自然长度，合页式附加地线头的接线头未与接线头位置槽内壁接触，电路没有接通，wifi终端不进行发信。地线接地端挂接在变电站内接地桩上的同时将合页式附加地线头安装在接地桩上，拧紧接地桩上的元宝螺栓时弹簧被压缩，页片一、二面绕铰接点A转轴闭合，即图2中接线头Ｄ所在页片和接线头位置槽C所在叶片“两端子”接触即合页式附加地线头的接线头D插入接线头位置槽C中，电路接通，此时12V的直流电源经过3.3V的稳压芯片后给wifi终端供电，经过5V的稳压芯片为MCU供电。这样，MCU就会控制wifi发送器以固定的时间间隔向地线管理主机发送“XX号地线挂接成功”信号；反之，若地线已拆除，则整个装置失电，不再进行通信，此时地线管理主机认为地线已拆除。为了提高抗干扰能力，MCU编程的时候实现当控制位的电位为高电位的时候延时一定时间再对控制位的信号进行判断，若控制位的信号仍然为高电位且能维持一定的时间，则此时判定为回路已经接通，MCU开始控制无线通信模块向控制室内的地线管理主机发信；反之若经过一定的延时后MCU的控制位变为低电位，或者高电位持续时间不满足要求，则判定为干扰，不进行发信。

Claims

1.一种基于wifi通信的地线监测装置，其特征在于：所述地线监测装置包括能装配在常规地线上的合页式附加地线头、wifi终端、微型单片机、和wifi终端以及微型单片机配套的稳压芯片一、二、供电电源；所述wifi终端，稳压芯片一、二，微型单片机MCU，供电电源封装在一壳体中，合页式附加地线头与壳体一起安装在常规地线结构架上；合页式附加地线头的开合点类似开关和供电电源串联，稳压芯片一、二并联在串联的供电电源和合页式附加地线头的两端构成回路，wifi终端和微型单片机分别接在稳压芯片一、二的正负输出端之间，微型单片机的信号输出端口连接到wifi终端的信号输入端口；

所述合页式附加地线头由两个铰接的页片一和页片二构成，页片二长于页片一，铰接点设在页片二上，铰接点到页片二一端的长度与页片一等长，在页片一和页片二间靠近铰接点位置连接有弹簧，在页片一上位于弹簧安装位置前固定有一个凸出的接线头，接线头与页片一之间为绝缘设置，在页片二上设有对应接线头位置的接线头位置槽，接线头能正好插在接线头位置槽内，在页片一和页片二对应的分开一端分别设有大小相同的页片合闭后位置重叠的开孔一、二，在开孔一、二上设有绝缘胶套筒，合页式附加地线头可以通过开孔一、二套设安装到接地桩上，在两个合页片上涂设有绝缘漆层，页片二另一端连接在常规地线上。