CN206248763U - 一种基于LoRa技术的故障指示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于LoRa技术的故障指示器，包括：通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电的CT取电模块；与CT取电模块相连，采集电力线上的电流信号和电压信号的信号采集器；与信号采集器相连，对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号的滤波器；与滤波器相连，用于输出故障信息的微控制器MCU；与微控制器MCU相连，将故障信息发送至数据集中器的LoRa无线通讯模块。可见，该故障指示器在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现长距离通讯。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种基于LoRa技术的故障指示器。
背景技术
目前，故障指示器安装在配电线路上，通过检测配电线路的电流及电场，然后通过计算来判断配电线路的短路故障或者接地故障，并通过无线发送数据到配电后台服务器，以便及时快速准确的定位故障点，便于维护人员能及时抢修，恢复线路正常供电。现有的故障指示器一般采用两种无线通讯方式，一种采用基于FSK调制方式Sub 1GHz通讯即小于1GHz频率通讯，另一种是采用基于2.4G直序扩频技术ZigBee通讯。
以上两种技术的故障指示器都属于低速率、近程通讯(10米-100米)，当需要提高故障指示器间的通讯距离时，实现长距离通讯时，一种方法是提高无线放大功率，从而大幅度的增加装置的功率消耗，导致功率消耗太高。由于故障指示器的应用的特殊性，其安装于配电线路上，通过无线与数据集中器通讯，采用开合式电流互感器从线路上取电，当线路有电流时，电流互感器取电来供故障指示器工作，当线路上没电或电流较小时，采用内部电池供电，所以增加功耗必然带来其使用寿命的缩短。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于LoRa技术的故障指示器，在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于LoRa技术的故障指示器，设置在配电线路上，包括：
通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电的CT取电模块；
与所述CT取电模块相连，采集电力线上的电流信号和电压信号的信号采集器；
与所述信号采集器相连，对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号的滤波器；
与所述滤波器相连，用于输出故障信息的微控制器MCU；
与所述微控制器MCU相连，将故障信息发送至数据集中器的LoRa无线通讯模块。
优选的，所述故障指示器还包括：
与所述微控制器MCU相连，在微控制器MCU发现线路故障时，进行灯光闪亮的闪光指示灯。
优选的，所述故障指示器还包括：
与所述LoRa无线通讯模块相连，对LoRa无线通讯模块的电源及功率进行控制的微处理器。
优选的，所述LoRa无线通讯模块包括射频芯片、收发天线和晶振电路。
优选的，收发天线与射频芯片相连，晶振电路与射频芯片相连。
本实用新型所提供的一种基于LoRa技术的故障指示器，设置在配电线路上，包括：通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电的CT取电模块；与所述CT取电模块相连，采集电力线上的电流信号和电压信号的信号采集器；与所述信号采集器相连，对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号的滤波器；与所述滤波器相连，用于输出故障信息的微控制器MCU；与所述微控制器MCU相连，将故障信息发送至数据集中器的LoRa无线通讯模块。可见，该故障指示器采用了LoRa无线通讯模块来进行数据无线传输，LoRa无线通讯模块基于LoRa无线扩频技术进行传输数据，具有传输距离远、功耗低的优点，如此基于LoRa技术优势，利用其本身的扩频调制技术的长距离低功耗的特性，在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯，即无需提高无线放大功率就能实现故障指示器的长距离通讯。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例所提供的一种基于LoRa技术的故障指示器结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种基于LoRa技术的故障指示器，在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种基于LoRa技术的故障指示器结构示意图，该故障指示器包括：
通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电的CT取电模块101；
与CT取电模块101相连，采集电力线上的电流信号和电压信号的信号采集器102；
与信号采集器102相连，对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号的滤波器103；
与滤波器103相连，用于输出故障信息的微控制器MCU104；
与微控制器MCU104相连，将故障信息发送至数据集中器的LoRa无线通讯模块105。
可见，该故障指示器采用了LoRa无线通讯模块来进行数据无线传输，LoRa无线通讯模块基于LoRa无线扩频技术进行传输数据，具有传输距离远、功耗低的优点，如此基于LoRa技术优势，利用其本身的扩频调制技术的长距离低功耗的特性，在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯，即无需提高无线放大功率就能实现故障指示器的长距离通讯。
基于上述故障指示器，具体的，所述故障指示器还包括：与微控制器MCU相连，在微控制器MCU发现线路故障时，进行灯光闪亮的闪光指示灯。
进一步的，所述故障指示器还包括：与LoRa无线通讯模块相连，对LoRa无线通讯模块的电源及功率进行控制的微处理器。微处理器具体为LoRa通讯触发及监控模块。
其中，LoRa无线通讯模块包括射频芯片、收发天线和晶振电路。收发天线与射频芯片相连，晶振电路与射频芯片相连。
其中，微控制器MCU对除掉干扰后的电压信号和电流信号进行数据处理和计算，当发现线路出现故障后，输出故障信息。
该故障指示器实现故障指示器的长距离通讯，即无需提高无线放大功率就能实现故障指示器的长距离通讯，解决电力系统配电网配电线路上的故障指示器通讯距离和整机功耗之间的矛盾关系，和相关受影响的通讯可靠性，系统的复杂性。该故障指示器采用LoRa通讯技术实现故障指示器的长距离通讯，提高了复杂情况下的故障指示器通讯的可靠性，保证了整个系统通讯的实时性和可靠性。
CT取电模块通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电。信号采集器采集电力线上的电流电压并输出至滤波器，滤波器对输入信号进行滤波及放大，抽取出有用的信号，除掉干扰后的信号输出至微控制器MCU。MCU进行数据处理及算法计算，当发现线路出现故障、短路等异常情况后，输出控制信号至闪光指示灯进行指示，同时也将故障信息通过无线发送出去。
LoRa无线通讯模块实现无线数据的接收和发送，同时通讯模块连接至微处理器，微处理器实现对LoRa无线通讯模块的监视与控制，当通讯模块侦测到有无线报文时，微处理器会触发MCU微控制器模块进行检测，分析此报文的类别并进行相应的处理，微处理器还对无线通讯模块的电源及功率进行控制，以达到整个系统的功率最小化。
本实用新型通过LoRa无线通讯模块采用了LoRa无线技术，融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，即保持了类似频移键控FSK调制相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了干扰，采用此技术的障指示器即便使用相同的频率同时发送数据也不会相互干扰，从而提高数据通讯的并行处理能力。
本故障指示器的长距离通讯方法正式合理的利用基于LoRa技术优势，其一利用其本身的扩频调制技术长距离低功耗的特性，在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离。另外，还可以对于较长距离的故障指示器增加一个网关设备，此网关采用星形网络组网方式，智能自组网，其不仅能于较长距离的故障指示器通讯，而且能提供大容量故障指示器设备的接入能力和大容量数据处理能力。
本实用新型提供的基于LoRa技术的故障指示器相对于现有故障指示器，能在大幅度减少故障指示器的功耗的前提下，仍能实现设备的长距离通讯；由于采用基于LoRa的扩频技术的通讯方式，加强了复杂情况下的故障指示器通讯的可靠性，保证了整个系统的实时性；采用故障指示器和其通讯网关，构建了智能星形自组网技术，使整个网络的得到优化，实现了较远故障指示器的长距离通讯。
以上对本实用新型所提供的一种基于LoRa技术的故障指示器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于LoRa技术的故障指示器，其特征在于，设置在配电线路上，包括：
通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电的CT取电模块；
与所述CT取电模块相连，采集电力线上的电流信号和电压信号的信号采集器；
与所述信号采集器相连，对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号的滤波器；
与所述滤波器相连，用于输出故障信息的微控制器MCU；
与所述微控制器MCU相连，将故障信息发送至数据集中器的LoRa无线通讯模块。
2.如权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，还包括：
与所述微控制器MCU相连，在微控制器MCU发现线路故障时，进行灯光闪亮的闪光指示灯。
3.如权利要求2所述的故障指示器，其特征在于，还包括：
与所述LoRa无线通讯模块相连，对LoRa无线通讯模块的电源及功率进行控制的微处理器。
4.如权利要求3所述的故障指示器，其特征在于，所述LoRa无线通讯模块包括射频芯片、收发天线和晶振电路。
5.如权利要求4所述的故障指示器，其特征在于，收发天线与射频芯片相连，晶振电路与射频芯片相连。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106771859A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 基于LoRa技术的故障指示器及其长距离通讯方法 |
| CN107589345A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-01-16 | 河南汇纳科技有限公司 | 一种隔离式高电位取电方法 |
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2016
- 2016-12-07 CN CN201621339735.8U patent/CN206248763U/zh not_active Expired - Fee Related
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