CN206270446U - 一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，包括工控机，所述工控机无线连接有多个无线传输中继装置，多个无线传输中继装置之间无线连接，每个无线传输中继装置无线连接有多个接地电阻器状态采集装置，所述接地电阻器状态采集装置包括霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、温度传感器、运行环境监测计、GPS传感器、MCU处理器、声光报警器和第一无线传感器，所述霍尔电流传感器和霍尔电压传感器均紧贴连接待监测接地电阻器的电线设置，所述温度传感器和GPS传感器均紧贴待监测接地电阻器设置。与现有技术相比，本实用新型具有实时综合检测、及时报警、减少布线、结构简单等优点。

Description

一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统

技术领域

[0001]本实用新型涉及状态监测技术领域，尤其是涉及一种用于中低压输配电系统的接 地电阻器智能监控系统。

背景技术

[0002]长期以来，电力安全运行及正确使用电能一直是人们关心的问题，而配电系统的 正确接地及有效保护技术又是安全利用电能的重要方面。

[0003]电力系统中，有两种接地方式，即中性点直接接地(亦称大电流接地系统），另一种 是中性点不接地(或经消弧线圈接地，亦称小电流接地系统）。电力系统中采用中性点直接 接地，是为了降低高压电器设备的绝缘水平，也可以防止在发生接地故障后产生的过电压， 可免除单相接地后的不对称性。这种接地方式下，接地故障所产生的零序电流足够使继电 保护灵敏动作，所以保护可靠。

[0004] 接地器在运行过程中故障瞬间电流值和温度的变化非常大，目前的电阻大都没有 采取任何监测设备对电阻的实时运行参数进行监测，只是采用温度开关或者电流互感器进 行简单的保护和监控，温度开关可靠性受到安装位置影响较大，容易引起误动作和拒动作， 电流互感器只能对电流值进行采集及传输，并不能现场显示，也不具备切断故障电路的能 力，故障时无法及时发现以及采取相应措施，容易导致设备损坏甚至安全事故。接地电阻器 智能装置恰好迎合了这一要求。 实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于中低 压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，具有实时综合检测、及时报警、减少布线、结构 简单等优点，大大提升了系统的安全可靠性。

[0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0007] —种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，包括工控机，所述工控 机无线连接有多个无线传输中继装置，多个无线传输中继装置之间无线连接，每个无线传 输中继装置无线连接有多个接地电阻器状态采集装置，所述接地电阻器状态采集装置包括 霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、温度传感器、运行环境监测计、GPS传感器、MCU处理器、 声光报警器和第一无线传感器，所述霍尔电流传感器和霍尔电压传感器均紧贴连接待监测 接地电阻器的电线设置，所述温度传感器和GPS传感器均紧贴待监测接地电阻器设置，所述 MCU处理器分别连接霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、温度传感器、运行环境监测计、GPS 传感器、声光报警器和第一无线传感器，所述第一无线传感器与对应的无线传输中继装置 无线连接。

[0008] 所述无线传输中继装置包括相连接的第二无线传感器和解压缩芯片，所述第二无 线传感器分别与第一无线传感器和工控机无线连接。

[0009] 还包括接地电阻器状态显示板，所述接地电阻器状态显示板上设有多个接地电阻 器状态显示灯，多个接地电阻器状态显示灯分别通过单片机连接工控机。

[0010] 所述运行环境监测计包括空气温度监测计、PH值监测计和颗粒物监测计。

[0011] 所述工控机通过RS485总线和RJ45网线连接有远程管理中心。

[0012] 所述工控机连接有故障次数记录数据存储器和接地电阻器状态数据存储器。

[0013] 所述工控机无线连接有移动设备。

[0014] 所述MCU处理器连接有可更换的蓄电池组。

[0015] 还包括切换开关和备用接地电阻器，所述备用接地电阻器通过切换开关与待监测 接地电阻器并联设置，所述切换开关连接MCU处理器。

[0016] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

[0017] 1、无线传输中继装置和第一传感器，建立多个无线节点传输，形成覆盖面积大的 树形网络拓扑结构，将各个地方的现场采集接地电阻器状态信息传输给工控机，以便操作 人员远程监控，克服布线困难的缺陷，同时接地电阻器状态采集装置可同时采集电阻的温 度、电流、电压，并配合采集的工作环境以综合反应节点电阻的工作状态，而采集的GPS地理 信息可以有利于操作人员快速得到接地电阻的位置，声光报警器则实现现场报警。

[0018] 2、采用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器，实现非接触式的电流和电压采集，设 置方便，无需对节点电阻的结构进行改造，使用便捷，结构简单。

[0019] 3、无线传输中继装置利用解压缩芯片将传输的数据进行压缩，减少传输数据的大 小，提尚带宽利用率。

[0020] 4、工控机连接有故障次数记录数据存储器和接地电阻器状态数据存储器，可以对 监测的数据进行存储，有助于分析线路故障原因及故障参数。

[0021] 5、可实时将本地监测数据通过通讯端口传输到管理中心，或无线传输至移动终 端，实现远程实时监控。

[0022] 6、还设置接地电阻器状态显示板进行工控机现场显示，同时设置了切换开关与备 用接地电阻器，在待监测接地电阻器发生故障的时候，切换至备用接地电阻器工作，具备切 断故障电路的能力，故障时能够及时发现以及采取相应措施，有效地避免设备损坏和安全 事故，大大提高了中低压输配电系统运行的安全性。

附图说明

[0023]图1为本实用新型整体结构示意图。

[0024] 图中：1、待监测接地电阻器，2、工控机，3、霍尔电流传感器，4、霍尔电压传感器，5、 温度传感器，6、运行环境监测计，7、GPS传感器，S、MCU处理器，9、声光报警器，1〇、第一无线 传感器，11、第二无线传感器，12、解压缩芯片，13、接地电阻器状态显示板，14、接地电阻器 状态显示灯，15、远程管理中心，I6、故障次数记录数据存储器，17、接地电阻器状态数据存 储器，18、切换开关，19、备用接地电阻器，20、电线，21、蓄电池组，22、单片机。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。

[0026]如图1所示，一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，包括工控机 2,工控机2无线连接有多个无线传输中继装置，多个无线传输中继装置之间无线连接，每个 无线传输中继装置无线连接有多个接地电阻器状态采集装置，构成树形的无线传输拓扑结 构，接地电阻器状态采集装置包括霍尔电流传感器3、霍尔电压传感器4、温度传感器5、运行 环境监测计6、GPS (Global Positioning System)传感器7、MCU (Microcontroller Unit)处 理器8、声光报警器9和第一无线传感器10,霍尔电流传感器3和霍尔电压传感器4均紧贴连 接待监测接地电阻器1的电线20设置，温度传感器5和GPS传感器7均紧贴待监测接地电阻器 1设置，MCU处理器8分别连接霍尔电流传感器3、霍尔电压传感器4、温度传感器5、运行环境 监测计6、GPS传感器7、声光报警器9和第一无线传感器1〇，第一无线传感器10与对应的无线 传输中继装置无线连接，工控机2具有多种通讯接口，工控机2通过RS485总线和RJ45网线连 接有远程管理中心15,工控机2还可以无线连接有移动设备。图1中虚线表示无线连接。

[0027] 接地电阻器状态采集装置利用霍尔电流传感器3、霍尔电压传感器4、温度传感器 5、运行环境监测计6、GPS传感器7分别采集待监测接地电阻器1的电流、电压、本身温度、运 行环境信息、地理位置信息，以上采集的数据由MCU处理器8经第一无线传感器10、无线传输 中继装置无线传输至监控室内的工控机2,工控机2根据电流、电压、本身温度、运行环境信 息综合判断待监测接地电阻器1的工作状态，若判断为发生故障，则利用相应的地理位置信 息快速得到发生故障的接地电阻器的位置，同时发生故障的接地电阻器对应的接地电阻器 状态采集装置的声光报警器9发出报警，保证操作人员快速找到故障点。

[0028] 无线传输中继装置包括相连接的第二无线传感器11和解压缩芯片12,第二无线传 感器11分别与第一无线传感器10和工控机2无线连接，解压缩芯片12将多个接地电阻器状 态采集装置采集的数据统一压缩后传输至工控机2，可以减少无线传输带宽的负载，提高无 线传输的速率。

[0029] 运行环境监测计6包括空气温度监测计、PH值监测计和颗粒物监测计，可将接地电 阻器的故障信息和运行环境的温度、PH值、颗粒物情况相结合，进行故障的预判断，例如:若 是持续的PH值过高，则容易出现接地电阻器腐蚀老化的情况，需要提示操作人员实时观察 相应接地电阻器的状态，若是接地电阻器的本体温度过高，则需要再确认运行环境的温度 是否高温，避免错误判断接地电阻器的状态。

[0030] 工控机2连接有故障次数记录数据存储器16和接地电阻器状态数据存储器17,可 以对监测的数据进行存储，有助于分析线路故障原因及故障参数。

[0031] MCU处理器8连接有可更换的蓄电池组21，操作人员需要定时替换蓄电池组21，并 顺便排查接地电阻器和接地电阻器状态采集装置的工作状态。

[0032] 可选的，还包括接地电阻器状态显示板13,接地电阻器状态显示板13上设有多个 接地电阻器状态显示灯14,多个接地电阻器状态显示灯14分别通过单片机22连接工控机2， 工控机2根据采集的接地电阻器状态判断待监测接地电阻器1是否发生故障，若是，则通过 单片机22控制相应的接地电阻器状态显示灯14亮红灯，以直观地提示操作人员。

[0033] 可选的，还包括切换开关18和备用接地电阻器19,备用接地电阻器19通过切换开 关18与待监测接地电阻器1并联设置，切换开关18连接MCU处理器8,当工控机2判断待监测 接地电阻器1发生故障，远程发出切换命令至M⑶处理器8，MCU处理器8控制切换开^18切换 至备用接地电阻器19工作，具备切断故障电路的能力，故障时能够及时发现以及采取相应 措施，有效地避免设备损坏和安全事故，大大提高了中低压输配电系统运行的安全性。

Claims (9)

1. 一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，包括工控机(2)，其特征在 于，所述工控机⑵无线连接有多个无线传输中继装置，多个无线传输中继装置之间无线连 接，每个无线传输中继装置无线连接有多个接地电阻器状态采集装置，所述接地电阻器状 态采集装置包括霍尔电流传感器(3)、霍尔电压传感器(4)、温度传感器(5)、运行环境监测 计(6)、GPS传感器⑺、M⑶处理器(8)、声光报警器(9)和第一无线传感器(1〇)，所述霍尔电 流传感器(3)和霍尔电压传感器⑷均紧贴连接待监测接地电阻器⑴的电线(20)设置，所 述温度传感器⑸和GPS传感器(7)均紧贴待监测接地电阻器(1)设置，所述MCU处理器⑻分 别连接霍尔电流传感器⑶、霍尔电压传感器(4)、温度传感器(5)、运行环境监测计(6)、GPS 传感器(7)、声光报警器(9)和第一无线传感器（1〇)，所述第一无线传感器（10)与对应的无 线传输中继装置无线连接。

2. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，其 特征在于，所述无线传输中继装置包括相连接的第二无线传感器(11)和解压缩芯片（12)， 所述第二无线传感器(11)分别与第一无线传感器(10)和工控机(2)无线连接。

3. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，其 特征在于，还包括接地电阻器状态显不板（丨3)，所述接地电阻器状态显不板（丨3)上设有多 个接地电阻器状态显示灯（14)，多个接地电阻器状态显示灯(14)分别通过单片机(22)连接 工控机⑵。

4. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，其 特征在于，所述运行环境监测计出)包括空气温度监测计、PH值监测计和颗粒物监测计。

5. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，其 特征在于，所述工控机⑵通过RS485总线和RJ45网线连接有远程管理中心（1¾。

6. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智1能监控系统，其 特征在于，所述工控机(2)连接有故障次数记录数据存储器（I6)和接地电阻器状态数据存 储器(17)。

7. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，其 特征在于，所述工控机(2)无线连接有移动设备。

8. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，其 特征在于，所述MCU处理器⑻连接有可更换的蓄电池组(21)。

9. 根据权利要求1所述的一种用于中低压输配电系统的接地电阻器智能监控系统，其 特征在于，还包括切换开关（I8)和备用接地电阻器（19)，所述备用接地电阻器（19)通过切 换开关（18)与待监测接地电阻器（1)并联设置，所述切换开关（18)连接MCU处理器(8)。