CN204903720U - 一种基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，包括电流取电单元、充电电池、电源管理单元、微处理器、电流检测单元、位移检测单元、通信单元。本实用新型能够获取熔断器的电流和移动情况两种数据，在此基础之上能够实现熔断器状态的可靠判断：一旦发生过载，无论熔断器跌落或是在熔断器熔断前提下没有跌落，都能及时监测并能够把该状态发送至上位机或者通过短信方式发送给维护人员，缩短了抢修时间；此外，采用CT自供电和备用电池组合供电方式，保证装置的可靠运行。

Description

一种基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置

技术领域

本实用新型属于配电自动化技术领域，具体涉及一种跌落式熔断器在线监测装置。

背景技术

10kV跌落式熔断器是配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关，它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，由于其经济实用被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。

配电变压器的过载或短路会造成熔断器跌落，如果在熔断器跌落时没有有效的监控手段对熔断器状态进行监控，则会导致电力运行人员无法第一时间知道停电事故、停电原因、故障位置，从而造成抢修不及时，最终导致客户满意度下降。

目前市场上也出现了跌落式熔断器在线监测设备，其使用电池供电的方式给设备供电，并且装置挂网户外运行，环境较恶劣，对电池寿命影响较大，缩短电池寿命，使得装置运行可靠性降低；此外这些监测设备是通过温度突变来判断熔断器熔断，由于负载电流突然增大的时候也会出现温度突变的情况，但此时熔断器并不会熔断，因此温度判断方式可靠性较低，误判率较高，导致资源的浪费。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，不仅采用了更为可靠的熔断器跌落监测手段，还解决了单纯电池供电方式导致的各种问题。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，包括电流取电单元、充电电池、电源管理单元、微处理器、电流检测单元、位移检测单元、通信单元；所述电流取电单元通过电磁感应方式获取电能并传输至电源管理单元，所述电源管理单元控制充电电池的充放电，电源管理单元向微处理器供电，所述电流检测单元用于获取熔断器上的电流，所述微处理器获取电流检测单元传输的信号，所述位移检测单元用于获取跌落式熔断器的位移数据并将其传输至微处理器，所述通信单元与微处理器相连，用于实现对外通信功能。

进一步的，所述在线监测装置固定在跌落式熔断器上。

进一步的，所述位移检测单元包括加速度传感器。

进一步的，所述电流取电单元包括互感线圈。

进一步的，所述电流检测单元包括互感线圈。

进一步的，所述通信单元包括无线通信单元。

进一步的，所述充电电池为可充电锂电池。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

1.本实用新型提供的跌落式熔断器在线监测装置，能够获取熔断器的电流和移动情况两种数据，在此基础之上能够实现熔断器状态的可靠判断：一旦发生过载，无论熔断器跌落或是在熔断器熔断前提下没有跌落，都能及时监测并能够把该状态发送至上位机或者通过短信方式发送给维护人员，缩短了抢修时间。

2.采用CT自供电和备用电池组合供电方式，当电流充足时，通过CT取电后对装置供电的同时给锂电池充电，当电流不够充足时，还可以使用锂电池为装置供电，保证装置的可靠运行。

3.采用无线通信单元，能够实现对外灵活通信。

附图说明

图1为本实用新型提供的跌落式熔断器在线监测装置结构框图；

图2为位移检测单元电路结构图；

图3为电流检测单元电路结构图；

图4为微处理器电路结构图；

图5为无线通信单元电路结构图；

图6为电源管理单元、电流取电单元和可充电锂电池的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示的基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，包括电流取电单元、充电电池、电源管理单元、微处理器、电流检测单元、位移检测单元、通信单元，其中电源管理单元分别与电流取电单元、充电电池、微处理器连接，微处理器还连接着电流检测单元、位移检测单元和通信单元。

本在线监测装置整体固定在跌落式熔断器上，当熔断器发生跌落时，在线监测装置中的位移检测单元能够获取熔断器的位移信号，本例中，位移检测单元采用加速度传感器，采集数据精确、及时，其详细电路图如图2所示。电流检测单元能够获取熔断器上的电流，本例中，电流检测单元通过电磁感应方式获取熔断器上的电流，电流检测单元的详细电路图如图3所示。微处理器用于获取电流检测单元输出的信号：从熔断器上获取的电流信号，以及位移检测单元输出的信号：熔断器的位移信号，微处理器详细电路图如图4所示。这些数据通过通信单元对外传输，能够将熔断器状态发送至上位机、通信主机或者通过短信方式发送给维护人员。本例中通信单元优选采用无线通信单元，采用433MHz频段与通信主机进行通信，通信方式灵活，不受布线空间制约，其详细电路如图5所示。

本实用新型采用CT取电和充电电池两种供电方式，并通过电源管理电源来控制具体是何部件进行供电。电流取电单元采用CT取电——即电磁感应方式获取电能，具体的说，电流取电单元能够通过电磁感应方式获取熔断器线路上的电能并将其传输至电源管理单元，而充电电池采用可充电的锂电池，成本低廉，使用寿命长。当熔断器上的电流足够时(>5A)，电流取电单元取电得到的电能为装置供电，同时通过电源管理单元为锂电池供电，保证锂电池处于充满状态；当熔断器上的电流不够大时，电源管理单元从锂电池获取电能并传输至微处理器进行供电（此时锂电池放电），从而保证装置的可靠运行。电源管理单元、电流取电单元和可充电锂电池的详细电路图如图6所示，电流取电单元中包括互感线圈。由于电流取电单元和电流检测单元均为电磁感应方式，因此可采用开合式电流互感器来实现电流取电单元和电流检测单元，互感器上具有两组线圈，一组用于取电，一组用于测量电流，两者互不影响。

使用本在线监测装置时，位移检测单元和电流检测单元能够采集熔断器的位移和电流数据并传输至微处理器中，微处理器可将这些数据对外传输。由于发生过载时，熔断器有不跌落的可能，因此采集熔断器上的电流和位移数据有利于对熔断器的状态进行更为精确的判断。如果熔断器上的电流超过额定值，并且随后电流消失，则可判断为熔断器熔断；当熔断器发生跌落时，位移发生变化，则可判断为熔断器熔断。熔断器状态的判断可以由上位机、通信主机或维护人员进行，此时在线监测装置仅用于数据的采集和及时传输，当然，也可以采用在线监测装置中的微处理器进行熔断器状态的自动判断。

本在线监测装置技术参数如下：电流采样范围：0A~250A；电流测量精度：4%；电流实时捕捉电流突变信息最小时间：20ms；通讯距离：不小于50m；静态功耗：不大于30mW；瞬时最大功耗：不大于75mW。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，其特征在于：包括电流取电单元、充电电池、电源管理单元、微处理器、电流检测单元、位移检测单元、通信单元；所述电流取电单元通过电磁感应方式获取电能并传输至电源管理单元，所述电源管理单元控制充电电池的充放电，电源管理单元向微处理器供电，所述电流检测单元用于获取熔断器上的电流，所述微处理器获取电流检测单元传输的信号，所述位移检测单元用于获取跌落式熔断器的位移数据并将其传输至微处理器，所述通信单元与微处理器相连，用于实现对外通信功能。

2.根据权利要求1所述的基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，其特征在于：所述在线监测装置固定在跌落式熔断器上。

3.根据权利要求1或2所述的基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，其特征在于：所述位移检测单元包括加速度传感器。

4.根据权利要求1或2所述的基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，其特征在于：所述电流取电单元包括互感线圈。

5.根据权利要求1或2所述的基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，其特征在于：所述电流检测单元包括互感线圈。

6.根据权利要求1或2所述的基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，其特征在于：所述通信单元包括无线通信单元。

7.根据权利要求1或2所述的基于电流和位移监测的跌落式熔断器在线监测装置，其特征在于：所述充电电池为可充电锂电池。