CN203310955U - 智能线路监测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能线路监测终端，它包括壳体，在该壳体的顶部设有卡爪，在该壳体内设有故障检测电路，其中：该故障检测电路包括主控电路、电流采集电路、电压采集电路和电源电路，该电流采集电路、该电压采集电路和该电源电路分别与该主控电路连接。本实用新型可实时对6KV-69KV中高压线路进行断路、短路、接地故障的检测，故障判断准确性高，运行安全可靠，功耗低。

Description

智能线路监测终端

技术领域

本实用新型涉及一种智能线路监测终端，具体地说，是涉及一种对6KV-69KV中高压线路进行断路、短路、接地故障检测的智能线路监测终端。 

背景技术

故障指示器早在20世纪50年代就在欧美发达国家的电网中广泛应用，90年代被引入我国配电网中。目前，我国普遍采用电流互感器（CT）采集线路的电流信号，通过对所采集的线路电流数据来对短路故障和接地故障进行判断。虽然电流互感器可以较好地实现短路、接地故障的检测，但是，从实际实施中可以发现，在负荷波动大、合闸涌流的情况下，电流互感器无法对线路的电流信号完成精确采集，存在较大误差，因此，故障指示器根据电流互感器采集的电流数据，无法对短路、接地故障进行准确判断，存在故障误报现象。目前我国已有故障指示器的短路故障判断准确度在70%左右，而接地故障判断准确度仅在40%左右。由此可见，设计出一种可准确地判断出线路故障的装置是目前应解决的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能线路监测终端，该智能线路监测终端可实时对6KV-69KV中高压线路进行断路、短路、接地故障的检测，故障判断准确性高，运行安全可靠，功耗低。 

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案： 

一种智能线路监测终端，其特征在于：它包括壳体，在该壳体的顶部设有卡爪，在该壳体内设有故障检测电路，其中：该故障检测电路包括主控电路、电流采集电路、电压采集电路和电源电路，该电流采集电路、该电压采集电路和该电源电路分别与该主控电路连接。 

所述主控电路包括单片机；所述电流采集电路包括线圈，该线圈的输出端经由电流信号滤波放大电路与该单片机的相应IO端连接；所述电压采集电路包括正极板、负极板，该正极板、负极板的输出端分别经由电压信号滤波放大电路与该单片机的相应IO端连接。 

所述线圈呈柱状，所述线圈与所述卡爪相距的距离处于设定距离范围内，所述线圈的轴线与所述卡爪夹持的被检测线缆的轴线成90度；所述负极板与 所述正极板相对设置且与所述卡爪相距的距离处于设定距离范围内。 

所述故障检测电路包括LED报警电路，该LED报警电路与所述主控电路连接。所述LED报警电路的超高亮LED灯设于所述壳体上。 

所述故障检测电路包括无线通讯电路，该无线通讯电路与所述主控电路连接。 

所述电源电路包括电源检测控制电路，大容量锂电池的输出端经由低压差线性稳压器与该电源检测控制电路的相应检测输入端连接，所述壳体的插槽上设置的太阳能膜的输出端经由DC-DC电压转换器与该电源检测控制电路的相应检测输入端连接，该电源检测控制电路的信号传输端与所述主控电路的相应信号传输端连接。 

所述壳体的顶部设有敞口朝上的碗状漏雨槽，所述卡爪处于该漏雨槽的凹槽内，该漏雨槽的下部开设有排水孔。 

本实用新型的优点是： 

1、本实用新型可实时对6KV-69KV中高压线路进行断路、短路、接地故障的检测，故障判断准确性高，运行安全可靠，功耗低。 

2、当本实用新型检测到线路出现断路、短路或接地任一故障时，可发出光报警信号，提醒到现场的工作人员进行线路检修。 

3、本实用新型设计有无线通讯电路，通过GPRS/GSM方式与无线通讯电路的通信，指挥控制中心可对本实用新型进行远程监控，当指挥控制中心接收到本实用新型反馈的故障检测结果时，可根据需要紧急调度相关人员赶到现场进行处理。 

4、本实用新型采用电流信号启动检测程序、电流信号检测故障（是否发生断路、短路、接地故障）、电压信号确认故障（判断断路、短路、接地故障是永久性的还是瞬时性的）的方式，提高了故障判断的准确性，极大降低了故障误报率、漏报率，且电流、电压信号的采集采用了非接触式采集方式，保证了本实用新型的使用安全。 

5、本实用新型具有太阳能膜和大容量锂电池两种供电方式，另外，太阳能膜与锂电池可交替供电，延长本实用新型使用寿命。 

附图说明

图1是本实用新型的结构图； 

图2是本实用新型中故障检测电路的组成框图。 

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型智能线路监测终端包括壳体70，该壳体70可设计成图1所示的倒锥状结构，该壳体70的防护等级可设计为IP67，采用防腐蚀、耐高低温的塑料材料制作，同时要满足防干扰、防静电、防雷击的要求，在该壳体70的顶部设有用于夹持被检测线缆的卡爪71，该卡爪71应具有合适的握力，应达到既能牢固夹持被检测线缆，又不会损坏线缆的要求，卡爪71与其夹持的任一种被检测线缆之间都应保持固定角度，以满足检测需求，在该壳体70内设有故障检测电路，其中：如图2，该故障检测电路包括主控电路10、电流采集电路20、电压采集电路30和电源电路50，该电流采集电路20、该电压采集电路30和该电源电路50的信号传输端分别与该主控电路10的相应信号传输端连接。 

如图2，主控电路10包括单片机（图中未示出），在实际设计中，单片机优选PIC系列单片机，电流采集电路20包括线圈21，该线圈21的输出端经由电流信号滤波放大电路22与该单片机的相应IO端连接，电压采集电路30包括正极板31、负极板32，该正极板31、负极板32的输出端分别经由同一电压信号滤波放大电路33与该单片机的相应IO端连接。 

在实际设计中，缠绕后的线圈21呈柱状，线圈21与卡爪71相距的距离应处于设定距离范围内，以使卡爪71夹持的被检测线缆中的电流所产生的磁通量能与线圈21之间产生感应电动势，借此对被检测线缆中的电流进行检测，线圈21的轴线与卡爪71夹持的被检测线缆的轴线应成90度角，以减小电流检测干扰。 

在实际设计中，负极板32与正极板31相对设置且与卡爪71相距的距离处于设定距离范围内，以使卡爪71夹持的被检测线缆的电压在正、负极板31、32产生的电场作用下能产生感应电动势，借此对被检测线缆的电压进行检测。 

如图2，故障检测电路还可包括LED报警电路40，该LED报警电路40的信号输入端与主控电路10的相应信号传输端连接。LED报警电路40的超高亮LED灯41设于壳体70上，用于发出报警光信号。 

如图2，故障检测电路还可包括无线通讯电路60，该无线通讯电路60的通讯端与主控电路10的相应信号传输端连接。 

如图2，电源电路50可包括电源检测控制电路55，大容量锂电池51的输出端经由低压差线性稳压器52与该电源检测控制电路55的相应检测输入端连接，壳体70的插槽（图中未示出）上设置的太阳能膜53的输出端经由DC-DC电压转换器54与该电源检测控制电路55的相应检测输入端连接，该电源检测 控制电路55的信号传输端与主控电路10的相应信号传输端连接。 

本实用新型可通过大容量锂电池供电或太阳能膜供电。在野外工作时，电池寿命是非常重要的。在本实用新型中，大容量锂电池51输出的电源信号经过低压差线性稳压器（LDO）52进行线性化处理后送入该电源检测控制电路55，太阳能膜53输出的电源信号经过DC-DC电压转换器54进行电压变换后送入该电源检测控制电路55，单片机根据电源检测控制电路55监测到的大容量锂电池51和太阳能膜53的电量情况，对电源检测控制电路55发出控制指令，选择由大容量锂电池51或太阳能膜53进行供电，并合理安排各个电路的供电情况，以最大程度地降低功耗，延长使用寿命。电源检测控制电路55实时监测大容量锂电池51和太阳能膜53的电量，一旦检测到大容量锂电池51电量不足或大容量锂电池51与太阳能膜53同时电量不足时，马上通知主控电路10的单片机，经由无线通讯电路60通知指挥控制中心（图中未示出），以指派相关人员前来处理。另外，在实际中，太阳能膜53与大容量锂电池51可交替供电，最大限度地延长本实用新型的使用寿命。 

如图1，壳体70的顶部可设有敞口朝上的碗状漏雨槽72，卡爪71处于该漏雨槽72的凹槽内，该漏雨槽72的下部开设有排水孔73。 

在本实用新型中，卡爪71、电流信号滤波放大电路22、电压信号滤波放大电路33、LED报警电路40、低压差线性稳压器52、DC-DC电压转换器54、电源检测控制电路55、无线通讯电路60、超高亮LED灯41等均为本领域熟知产品或技术，故其具体构成不在这里详述。 

使用时，通过卡爪71夹持住被检测线缆后启动本实用新型工作。 

线圈21将其采用法拉第电磁感应原理采集的电流信号经由电流信号滤波放大电路22进行低通滤波与信号放大后传送给单片机。采用的法拉第电磁感应原理为：线缆中不同的电流值会产生不同的磁通量，不同的磁通量对于线圈21会产生不同的感应电动势，感应电动势由线圈21中产生的电流来体现，因此，线圈21中产生的电流值大小可用来反映线缆中的电流值大小。同时，正、负极板31、32将其采集的电压信号经由电压信号滤波放大电路33进行低通滤波与信号放大后传送给单片机，原理为：正、负极板31、32形成一等效电容，线缆中不同的电压值会使正、负极板31、32形成不同的电场，而对于该电场产生不同的感应电动势，感应电动势由正极板31中产生的电压来体现，因此，正极板31中产生的电压值大小可用来反映线缆中的电压值大小。 

当单片机接收到电流采集电路20传送来的电流信号以及电压采集电路30 传送来的电压信号后，单片机对该电流信号和电压信号进行模数转换及相应数据处理。根据被检测线缆中的电流值与线圈匝数、线圈与线缆所成角度等之间建立的关系公式，基于电流采集电路20传送来的电流信号，计算出被检测线缆中的电流值，并与相应电流阈值进行比较，判断出被检测线缆是否发生了断路、短路、接地故障。在判断出被检测线缆发生了断路、短路或接地故障的基础上，根据被检测线缆中的电压值与正、负极板31、32间相距距离、正极板31与线缆所成角度等之间建立的关系公式，基于电压采集电路30传送来的电压信号，计算出被检测线缆的电压值，并根据设定电压中断时间（如300毫秒）进行电压监视计算，判断出故障（断路、短路或接地故障）是永久性的故障，还是瞬时性的故障。 

当检测出被检测线缆发生了永久性的故障（断路、短路或接地故障）时，单片机控制LED报警电路40的超高亮LED灯41发出闪烁光信号，提醒到现场的工作人员进行线路检修。并且，在工作的过程中，本实用新型会通过无线通讯电路60，适时将故障类型（断路、短路或接地故障）、故障性质（永久性故障、瞬时性故障）、电量情况等数据上传给指挥控制中心，实现指挥控制中心对本实用新型的远程监控。 

本实用新型的优点是： 

1、本实用新型可实时对6KV-69KV中高压线路进行断路、短路、接地故障的检测，故障判断准确性高，运行安全可靠，功耗低。 

2、当本实用新型检测到线路出现断路、短路或接地任一故障时，可发出光报警信号，提醒到现场的工作人员进行线路检修。 

3、本实用新型设计有无线通讯电路，通过GPRS/GSM方式与无线通讯电路的通信，指挥控制中心可对本实用新型进行远程监控，当指挥控制中心接收到本实用新型反馈的故障检测结果时，可根据需要紧急调度相关人员赶到现场进行处理。 

4、本实用新型采用电流信号启动检测程序、电流信号检测故障（是否发生断路、短路、接地故障）、电压信号确认故障（判断断路、短路、接地故障是永久性的还是瞬时性的）的方式，提高了故障判断的准确性，极大降低了故障误报率、漏报率，且电流、电压信号的采集采用了非接触式采集方式，保证了本实用新型的使用安全。 

5、本实用新型具有太阳能膜和大容量锂电池两种供电方式，另外，太阳能膜与锂电池可交替供电，延长本实用新型使用寿命。 

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种智能线路监测终端，其特征在于：它包括壳体，在该壳体的顶部设有卡爪，在该壳体内设有故障检测电路，其中： 

该故障检测电路包括主控电路、电流采集电路、电压采集电路和电源电路，该电流采集电路、该电压采集电路和该电源电路分别与该主控电路连接。 

2.如权利要求1所述的智能线路监测终端，其特征在于： 

所述主控电路包括单片机； 

所述电流采集电路包括线圈，该线圈的输出端经由电流信号滤波放大电路与该单片机的相应IO端连接； 

所述电压采集电路包括正极板、负极板，该正极板、负极板的输出端分别经由电压信号滤波放大电路与该单片机的相应IO端连接。 

3.如权利要求2所述的智能线路监测终端，其特征在于： 

所述线圈呈柱状，所述线圈与所述卡爪相距的距离处于设定距离范围内，所述线圈的轴线与所述卡爪夹持的被检测线缆的轴线成90度； 

所述负极板与所述正极板相对设置且与所述卡爪相距的距离处于设定距离范围内。 

4.如权利要求1所述的智能线路监测终端，其特征在于： 

所述故障检测电路包括LED报警电路，该LED报警电路与所述主控电路连接。 

5.如权利要求4所述的智能线路监测终端，其特征在于： 

所述LED报警电路的超高亮LED灯设于所述壳体上。 

6.如权利要求1所述的智能线路监测终端，其特征在于： 

所述故障检测电路包括无线通讯电路，该无线通讯电路与所述主控电路连接。 

7.如权利要求1所述的智能线路监测终端，其特征在于： 

所述电源电路包括电源检测控制电路，大容量锂电池的输出端经由低压差线性稳压器与该电源检测控制电路的相应检测输入端连接，所述壳体的插槽上设置的太阳能膜的输出端经由DC-DC电压转换器与该电源检测控制电路的相应检测输入端连接，该电源检测控制电路的信号传输端与所述主控电路的相应信号传输端连接。 

8.如权利要求1所述的智能线路监测终端，其特征在于： 

所述壳体的顶部设有敞口朝上的碗状漏雨槽，所述卡爪处于该漏雨槽的凹槽内，该漏雨槽的下部开设有排水孔。 

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