CN208580174U - 一种跌落式熔断器状态监测定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种跌落式熔断器状态监测定位装置，包括：前端数据监测装置、数据转发装置、以及控制系统；所述数据转发装置间隔主动召测一次负荷，通过第二无线模块将指令发送给前端监测装置的第一无线模块，前端监测装置通过线圈采集到信息后通过第一无线模块将负荷信息发送给第二无线模块，数据转发装置将负荷信息通过手机模块将数据传输至控制系统；本实用新型中的前端监测装置采用对丝具位置及电流同时监测的方式，保证丝具故障监测更加准确，前端监测装置采用低功耗供电设计，延长装置使用寿命，整体体积小、重量轻，保证现场安装人员安装方便，能够在线路出现故障时，快速响应，有效减少故障排查时间与供电恢复时间。

Description

一种跌落式熔断器状态监测定位装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，尤其涉及一种跌落式熔断器状态监测定位装置。

背景技术

跌落式熔断器应用广泛，但在配电网设备管理及使用时仍存在不少问题，主要有以下两方面原因：

配电线路和电力变压器过载和短路会造成跌落保险跌落，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测，则会导致电力运行人员无法第一时间知道故障原因及故障位置，从而造成抢修不及时，最终导致客户满意度下降。

如果遇到跌落式熔断器产品质量低劣，则会在使用过程中出现熔丝烧断但丝具无法正常断开或者丝具发生自然机械故障，在未发生故障的情况下自然跌落。上述情况如果不能进行有效监控，也会影响跌落式熔断器的故障判断甚至电网的可靠运行。

基于此，针对现有技术中的不足，需要一种能够实时监测跌落式熔断器的跌落式熔断器状态监测定位装置被设计出来。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种能够实时监测跌落式熔断器的跌落式熔断器状态监测定位装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种跌落式熔断器状态监测定位装置，包括：

前端数据监测装置，固定设置在熔丝管上，用于实时监测丝具位置状态和电流信息，包括外壳主体和后盖，所述外壳主体与后盖形成容纳腔体，所述容纳腔体内设置卡接设置有内衬板，所述内衬板沿后盖扣合方向依次将容纳腔体分隔为第一容纳空间和第二容纳空间，所述第一容纳空间内设置有锂电池，所述第二容纳空间内设置有与电池电性连接的电路板和与电路板电性连接的线圈；

数据转发装置，与前端数据监测装置对应设置并与前端数据监测装置相互通讯，包括支架，所述支架具有一立壁和一顶壁，所述顶壁两端分别形成有垂直向下的安装部，所述安装部上面设置有若干安装孔，所述安装孔上通过蝶形螺丝可拆卸安装有立壁，所述立壁的一侧设置有太阳能板，另一侧设置有控制单元，所述控制单元与太阳能板电性连接；以及

控制系统，所述控制系统与数据转发装置相互通讯；

其中，所述电路板上设置有控制芯片、位置监测模块、电流检测模块和第一无线模块，所述控制芯片上设置有I/O接口、ADC接口和UART接口，所述控制芯片分别通过I/O接口与位置检测模块连接、通过ADC接口与电流检测模块连接、通过UART接口与第一无线模块连接；

所述控制单元上设置有微控制器、与微控制器相互通讯的手机模块、与微控制器相互通讯的GPS模块、用于给手机模块和电源芯片供电的电池、用于给微控制器提供电源的电源芯片、用于接收太阳能板的电能并为手机模块、电池、电源芯片提供供电保护的供电保护电路以及与微控制器相互通讯的第二无线模块，所述第二无线模块和GPS模块分别与电源芯片电性连接；

所述数据转发装置间隔主动召测一次负荷，通过第二无线模块将指令发送给前端监测装置的第一无线模块，前端监测装置通过线圈采集到信息后通过第一无线模块将负荷信息发送给第二无线模块，所述数据转发装置将负荷信息通过手机模块将数据传输至控制系统。

进一步地，所述内衬板下部沿后盖反方向形成有槽体结构，所述槽体结构包括一个上壁、一个下壁、一个左壁、一个右壁和一个底壁，所述槽体结构内设置有锂电池，所述槽体结构的上壁上端两侧形成有卡接部并通过卡接部卡接设置有线圈，所述电路板设置在第一容纳空间中的底壁表面上。

进一步地，所述位置监测模块内设置有位置检测电路，所述位置检测电路由滚珠开关S1、电压比较器U5A、电阻R21、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电容C11、电容C14、电容C15组成，电容C11一端先与电阻R30相连后与电阻R29相连再与接入电路的电压VCC连接，另一端先与电阻R28相连后与滚珠开关S1相连再与电容C14相连再与电容C15相连再与电压比较器U5A的4脚相连再接地，电阻R30的另一端与电阻R28的另一端相连再与电容C15的另一端相连后再与电压比较器U5A的2脚相连，电阻R29的另一端与滚珠开关S1的另一端相连再与电容C14的另一端相连后与电压比较器U5A的3脚相连，电压比较器U5A的8脚与接入电路的电压VCC连接，电压比较器U5A的1脚与电阻R21相连后再与控制芯片连接，电阻R21的另一端与接入电路的电压VCC连接。

进一步地，所述电流检测模块内设置有电流检测电路，所述电流检测电路由沿信号输入到输出的方向依次连接的用于转为电压信号的采样电阻、用于提高信噪比的滤波电路和用于转换交流信号的整流电路组成；其中，

所述采样电阻由稳压二极管D1、电阻R2和电阻R1依次并联组成，一端输入信号，另一端连接滤波电路；

所述滤波电路由运算放大器U2B、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C6和电容C7组成，电阻R6的一端与采样电阻相连，另一端分别与电容C6、电容C7和电阻R5相连，电容C6的另一端与电阻R7相连再与运算放大器U2B的7脚连接后再与后级整流电路连接，电阻R7的另一端与电容C7相连后再与运算放大器U2B的6脚相连，电阻R5的另一端接地，运算放大器U2B的5脚接地；

所述整流电路由运算放大器U2A、运算放大器U2D、二极管D5、二极管D6、电阻R9、电阻R13、电阻R16和电阻R18组成，电阻R9的一端与运算放大器U2B的7脚相连，另一端与电阻R15相连再与二极管D5相连再与运算放大器U2A的2脚相连，电阻R15的另一端与电阻R18相连再与二极管D6相连，电阻R18的另一端与电阻R13相连再与电阻R16相连再与运算放大器U2D的14脚相连后再输出信号，电阻R13的另一端连接在电容C6与运算放大器U2B的7脚连接的线路上，二极管D5的另一端与二极管D6的另一端相连再与运算放大器U2A的1脚相连，运算放大器U2A的11脚连接电源VDD1负极，运算放大器U2A的4脚连接电源VDD1，运算放大器U2A的3脚接地，运算放大器U2D的13脚连接在电阻R18和电阻R16连接的线路上，运算放大器U2D的12脚接地。

进一步地，所述控制芯片上还设置有低功耗控制电路，所述低功耗控制电路由集成芯片U4、PNP型三极管Q1、电阻R2、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电阻R33、电阻R34和电容C12组成，集成芯片U4包括N沟道MOS管和P沟道MOS管，N沟道MOS管的一端连接电源VDD1的负极，另一端连接电源VCC的负极再连接电阻R20再连接电阻R26，电阻R20的另一端连接电源VCC的负极，电阻R26的另一端连接PNP型三极管Q1基极的一方面，PNP型三极管Q1基极的另一方面连接电阻R33，电阻R33的另一端连接电源VCC，PNP型三极管Q1发射极连接电阻R34，电阻R34的另一端连接电阻R2再连接控制信号端，电阻R2的另一端连接电阻R22再连接P沟道MOS管的一端，电阻R22的另一端连接电源VCC再连接电容C12，电容C12的另一端接地，P沟道MOS管的另一端连接电源VDD1。

进一步地，所述供电保护电路由二极管DD1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、光耦U4’、可控精密稳压管QT4、P沟道MOS管Q2、电容CC2、电容CC3、电阻R18、电阻R19、电阻R20和电阻R23组成，二极管DD1的一端连接输入电压端，另一端连接P沟道MOS管Q2的1、2、3脚再连接稳压二极管D1，P沟道MOS管Q2的5、6、7、8脚连接光耦U4’的4脚再连接电阻R23再连接电阻R20再连接电容CC3再连接稳压二极管D2再连接电容CC2再连接输出电压端，P沟道MOS管Q2的4脚连接电阻R18再连接光耦U4’的3脚，光耦U4’的1脚连接电阻R23的另一端，光耦U4’的2脚连接可控精密稳压管QT4的输出端，可控精密稳压管QT4的输出端连接电阻R20再连接电阻R19，可控精密稳压管QT4的输入端、稳压二极管D1的另一端、电阻R18的另一端、电阻R19的另一端、电容CC3的另一端、稳压二极管D2的另一端和电容CC2的另一端连接并接地。

进一步地，所述GPS模块采用的GPS定位芯片为VK1616U7G5LT，GPS信号编码采用C/A码元，频率为1.023MHz，信号接收频段为1575.42MHz。

进一步地，所述控制芯片型号为STC12LE5604AD。

进一步地，所述数据转发装置间隔主动召测一次负荷的间隔时间设置为10分钟。

进一步地，所述外壳主体上下两端还设置有安装卡槽，所述安装卡槽内设置有不锈钢扎带并通过不锈钢扎带固定在熔丝管上，所述后盖通过浇注环氧材料与外壳主体固定以形成容纳腔体。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中的前端监测装置采用对丝具位置及电流同时监测的方式，保证丝具故障监测更加准确，前端监测装置采用低功耗供电设计，延长装置使用寿命，所设计的前端采集装置及数据转发装置体积小、重量轻，保证现场安装人员安装方便，同时，所设计的装置，能够在线路出现故障时，通过GPS定位能够准确定位故障点位，在配网监测系统中，能够对故障进行快速响应，有效减少故障排查时间与供电恢复时间，能够为实现配电网主动抢修提高效率。

附图说明

图1是本实用新型中跌落式熔断器状态监测定位装置工作流程图；

图2是本实用新型中前端数据监测装置2安装示意图；

图3是本实用新型中前端数据监测装置2内部结构图；

图4是本实用新型中前端数据监测装置2电路图；

图5是本实用新型中前端数据监测装置2位置检测电路；

图6是本实用新型中前端数据监测装置2电流检测电路；

图7是本实用新型中前端数据监测装置2低功耗控制电路；

图8是本实用新型中第一无线模块254与控制芯片251连接示意图；

图9是本实用新型中数据转发装置3的结构示意图；

图10是图9的爆炸结构示意图；

图11是本实用新型中数据转发装置3电路图；

图12是本实用新型中数据转发装置3太阳能供电保护电路；

图13是本实用新型中装置配合系统的故障判断逻辑示意图。

附图标记如下：

1、配网线路丝具，11、熔丝管，12、不锈钢扎带，2、前端数据监测装置，21、外壳主体，22、后盖，23、内衬板，24、锂电池，25、电路板，251、控制芯片，252、位置监测模块，253、电流检测模块，254、第一无线模块，26、线圈，3、数据转发装置，31、太阳能板，32、支架，33、蝶形螺丝，34、控制单元，341、微控制器，342、手机模块，343、GPS模块，344、电池，345、供电保护电路，346、第二无线模块，347、电源芯片。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图12，一种跌落式熔断器状态监测定位装置，包括：

前端数据监测装置2，如图2和图3所示，固定设置在熔丝管11上(所述熔丝管11设置于配网线路丝具1内，所述配网线路丝具1设置在配网线路上)，用于实时监测丝具位置状态和电流信息，包括外壳主体21和后盖22，所述外壳主体21与后盖22形成容纳腔体，所述容纳腔体内设置卡接设置有内衬板23，所述内衬板23沿后盖扣合方向依次将容纳腔体分隔为第一容纳空间和第二容纳空间，所述第一容纳空间内设置有锂电池24，所述第二容纳空间内设置有与锂电池24电性连接的电路板25和与电路板25电性连接的线圈26；

数据转发装置3，如图9和图10所示，与前端数据监测装置2对应设置并与前端数据监测装置2相互通讯，包括支架32，所述支架32具有一立壁和一顶壁，所述顶壁两端分别形成有垂直向下的安装部，所述安装部上面设置有若干安装孔，所述安装孔上通过蝶形螺丝33可拆卸安装有立壁，蝶形螺丝用于改变立壁角度，所述立壁的一侧设置有太阳能板31，另一侧设置有控制单元34，所述控制单元34与太阳能板31电性连接31；以及

控制系统4，所述控制系统4与数据转发装置3相互通讯；

其中，如图4所示，所述电路板25上设置有控制芯片251、位置监测模块252、电流检测模块253和第一无线模块254，所述控制芯片251上设置有I/O接口、ADC接口和UART接口，所述控制芯片251分别通过I/O接口与位置检测模块252连接、通过ADC接口与电流检测模块253连接、通过UART接口与第一无线模块254连接；

如图11所示，所述控制单元34上设置有微控制器341、与微控制器341相互通讯的手机模块342、与微控制器341相互通讯的GPS模块343、用于给手机模块342和电源芯片347供电的电池344、用于给微控制器341提供电源的电源芯片347、用于接收太阳能板31的电能并为手机模块342、电池344、电源芯片347提供供电保护的供电保护电路345以及与微控制器341相互通讯的第二无线模块346，所述第二无线模块346和GPS模块343分别与电源芯片347电性连接，白天及阳光充足的情况下，太阳能板31通过供电保护电路给电池344充电及手机模块342供电，同时通过电源芯片343将电压稳定到3.3V后给微控制器341、第二无线模块346和GPS模块343供电，夜晚及连续阴雨天气则改为电池344供电，按照功耗计算，电池344满电时装置可连续工作7天左右；

所述数据转发装置3间隔主动召测一次负荷，通过第二无线模块346将指令发送给前端监测装置2的第一无线模块254，前端监测装置2通过线圈26采集到信息后通过第一无线模块254将负荷信息发送给第二无线模块346，所述数据转发装置3将负荷信息通过手机模块342将数据传输至控制系统4。

在上述技术方案中，前端数据检测装置2中内衬板23的作用为固定电路板25、锂电池24及线圈26，同时内衬板23设计有专门的电池仓及线圈卡扣，保证装置在随着熔丝管11摆动的过程中，锂电池24与线圈26不易晃动，同时尽最大限度的使装置体积最小化，由于配电线路上为三相电路，一个数据转发装置3对应三个前端监测装置2。

具体实施时，所述内衬板23下部沿后盖反方向形成有槽体结构，所述槽体结构包括一个上壁、一个下壁、一个左壁、一个右壁和一个底壁，所述槽体结构内设置有锂电池24，所述槽体结构的上壁上端两侧形成有卡接部并通过卡接部卡接设置有线圈26，所述电路板25设置在第一容纳空间中的底壁表面上。

具体实施时，所述位置监测模块252内设置有位置检测电路，所述位置检测电路由滚珠开关S1、电压比较器U5A、电阻R21、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电容C11、电容C14、电容C15组成，电容C11一端先与电阻R30相连后与电阻R29相连再与接入电路的电压VCC连接，另一端先与电阻R28相连后与滚珠开关S1相连再与电容C14相连再与电容C15相连再与电压比较器U5A的4脚相连再接地，电阻R30的另一端与电阻R28的另一端相连再与电容C15的另一端相连后再与电压比较器U5A的2脚相连，电阻R29的另一端与滚珠开关S1的另一端相连再与电容C14的另一端相连后与电压比较器U5A的3脚相连，电压比较器U5A的8脚与接入电路的电压VCC连接，电压比较器U5A的1脚与电阻R21相连后再与控制芯片连接，电阻R21的另一端与接入电路的电压VCC连接。

在上述技术方案中，前端数据检测装置2的故障监测方式有两种，位置监测：通过珠子滚动接触导针的原理来控制电路的接通或者断开。当滚珠开关垂直安装时为断开(OFF)状态，当倾斜达到开关触发角度时开关为导通状态(ON)，通过滚珠开关角度及通断变化变化的特性可以等效判断熔丝管的位置变化状态。参见图5，当装置位置正常时，滚珠开关为断开状态，此时电压比较器输出高电平信号，当装置位置倾斜达到开关触发角度时，滚珠开关为导通状态，此时电压比较器输出低电平信号，单片机通过检测电路输出高低电平的变化，从而等效判断装置位置是否发生变化。

具体实施时，所述电流检测模块253内设置有电流检测电路，所述电流检测电路由沿信号输入到输出的方向依次连接的用于转为电压信号的采样电阻、用于提高信噪比的滤波电路和用于转换交流信号的整流电路组成；其中，

所述采样电阻由稳压二极管D1、电阻R2和电阻R1依次并联组成，一端输入信号，另一端连接滤波电路；

所述滤波电路由运算放大器U2B、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C6和电容C7组成，电阻R6的一端与采样电阻相连，另一端分别与电容C6、电容C7和电阻R5相连，电容C6的另一端与电阻R7相连再与运算放大器U2B的7脚连接后再与后级整流电路连接，电阻R7的另一端与电容C7相连后再与运算放大器U2B的6脚相连，电阻R5的另一端接地，运算放大器U2B的5脚接地；

所述整流电路由运算放大器U2A、运算放大器U2D、二极管D5、二极管D6、电阻R9、电阻R13、电阻R16和电阻R18组成，电阻R9的一端与运算放大器U2B的7脚相连，另一端与电阻R15相连再与二极管D5相连再与运算放大器U2A的2脚相连，电阻R15的另一端与电阻R18相连再与二极管D6相连，电阻R18的另一端与电阻R13相连再与电阻R16相连再与运算放大器U2D的14脚相连后再输出信号，电阻R13的另一端连接在电容C6与运算放大器U2B的7脚连接的线路上，二极管D5的另一端与二极管D6的另一端相连再与运算放大器U2A的1脚相连，运算放大器U2A的11脚连接电源VDD1负极，运算放大器U2A的4脚连接电源VDD1，运算放大器U2A的3脚接地，运算放大器U2D的13脚连接在电阻R18和电阻R16连接的线路上，运算放大器U2D的12脚接地。

在上述技术方案中，采集电流用的互感器线圈利用硅钢片及漆包铜线绕制，电流采样电路采用滤波及精密整流电路，处理线路正常运行时的负荷电流及发生故障时的瞬时短路电流。参见图6，互感器线圈采集并转化的小电流信号，首先经过采样电阻电路，转化为小电压信号，小电压信号首先经过多反馈滤波电路(带通滤波器)提高信噪比，再通过全波精密整流电路，将正弦交流信号转化为单片机可识别的直流小电压信号，通过AD转换及程序计算获得线路实时电流值。装置的电流短路判断逻辑为：采集到故障电流超过程序预设的门限值时判断所检测丝具发生短路电流变化。

具体实施时，所述控制芯片251上还设置有低功耗控制电路，所述低功耗控制电路由集成芯片U4、PNP型三极管Q1、电阻R2、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电阻R33、电阻R34和电容C12组成，集成芯片U4包括N沟道MOS管和P沟道MOS管，N沟道MOS管的一端连接电源VDD1的负极，另一端连接电源VCC的负极再连接电阻R20再连接电阻R26，电阻R20的另一端连接电源VCC的负极，电阻R26的另一端连接PNP型三极管Q1基极的一方面，PNP型三极管Q1基极的另一方面连接电阻R33，电阻R33的另一端连接电源VCC，PNP型三极管Q1发射极连接电阻R34，电阻R34的另一端连接电阻R2再连接控制信号端，电阻R2的另一端连接电阻R22再连接P沟道MOS管的一端，电阻R22的另一端连接电源VCC再连接电容C12，电容C12的另一端接地，P沟道MOS管的另一端连接电源VDD1。

在上述技术方案中，参见图7，当控制信号为低电平时，Q1的Ueb>Uon,此时Q1导通，a点电平为高，b点电平为低，同时，由于b点等效为U4中P沟道MOS管的栅极，且P沟道MOS管的源极为高电平(VCC)，所以P沟道MOS管的Ugs<Uon，P沟道MOS管导通，同理a点等效为集成芯片U4中N沟道MOS管的栅极，且N沟道MOS管Ugs>Uon，N沟道MOS也导通，所以电路低功耗控制逻辑等效为当控制信号为低电平时，集成芯片U4两个MOS管均导通，从而给电路提供±VDD(±VCC)的电压，电路正常工作，当控制信号为高电平时，集成芯片U4两个MOS管均关断，±VDD电压均为0V，从而实现电路的低功耗控制。

参见图8，采用超低功耗高抗干扰度无线数传模块，前端监测装置2与数据转发装置3之间通过点对点无线通讯协议实现数据传输，该通信协议是自定义的，每个前端监测装置2有自己的地址码，故障及状态信息的主动上报由前端监测装置发起，数据包格式由包头、装置号、命令字、命令参数、校验和、包尾构成。

低功耗设计，主要从控制芯片及无线模块两方面考虑。控制芯片：当单片机没有监测到故障状态信息时，进入Power Down模式，此时内部时钟停振，定时器、串行口等功能部件停止工作，只有外部中断继续工作，当故障发生时通过外部中断唤醒，Power Down模式下功耗<0.1uA。无线模块：与控制芯片相同，将无线模块设置为省电模式，串口处于关闭状态，接收机在一个唤醒周期(1秒)后打开并搜索信道中是否有前导码，如休眠没有则立即休眠状态等待下一个唤醒周期再被唤醒，如果有前导码则继续于接收状态并监控前导码并等待同步码到来后，将数据接收下来，经过解交织纠错检错确认数据无误时，置低AUX唤醒控制芯片，等待5ms后打开串口并输出数据，串口输出结束后关闭串口并置高AUX，如模式设置没有改变则再次进入休眠状态等待下一个唤醒周期。

具体实施时，如图12所示，所述供电保护电路345由二极管DD1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、光耦U4、可控精密稳压管QT4、P沟道MOS管Q2、电容CC2、电容CC3、电阻R18、电阻R19、电阻R20和电阻R23组成，二极管DD1的一端连接输入电压端，另一端连接P沟道MOS管Q2的1、2、3脚再连接稳压二极管D1，P沟道MOS管Q2的5、6、7、8脚连接光耦U4的4脚再连接电阻R23再连接电阻R20再连接电容CC3再连接稳压二极管D2再连接电容CC2再连接输出电压端，P沟道MOS管Q2的4脚连接电阻R18再连接光耦U4的3脚，光耦U4’的1脚连接电阻R23的另一端，光耦U4的2脚连接可控精密稳压管QT4的输出端，可控精密稳压管QT4的输出端连接电阻R20再连接电阻R19，可控精密稳压管QT4的输入端、稳压二极管D1的另一端、电阻R18的另一端、电阻R19的另一端、电容CC3的另一端、稳压二极管D2的另一端和电容CC2的另一端连接并接地。

在上述技术方案中，通过可控精密稳压管QT4及分压电阻R20,R19将输出电压保持在预设的安全电压范围内，当输出电压超过预设电压时，则QT4导通，此时光耦U4导通，从而导致P沟道MOS管Q2的栅极电平变高，此时Q2关断从而防止输入电压继续升高，起到电压保护作用。

具体实施时，所述GPS模块343采用的GPS定位芯片为VK1616U7G5LT，GPS信号编码采用C/A码元，频率为1.023MHz，信号接收频段为1575.42MHz，装置测量的到的是基于国际经纬度坐标标准WGS-84的经纬度信息，在软件系统中首先应该进行经纬度坐标的转换，再进行定位。

具体实施时，所述控制芯片251型号为STC12LE5604AD。

具体实施时，所述数据转发装置3间隔主动召测一次负荷的间隔时间设置为10分钟，通过第二无线模块346将指令发送给前端监测装置2，前端监测装置2采集到信息后通过第一无线模块254将负荷信息回复给数据转发装置3，数据转发装置3再通过手机模块342将数据传输至控制系统4。

具体实施时，所述外壳主体21上下两端还设置有安装卡槽，所述安装卡槽内设置有不锈钢扎带并通过不锈钢扎带12固定在熔丝管上，所述后盖22通过浇注环氧材料与外壳主体固定以形成容纳腔体，更进一步地，前端监测装置2安装位置如图2所示，安装时利用扎带将装置与熔丝管11固定，设计采用上下两扎带固定方式，保证装置与熔丝管11可靠固定。参见图3，为前端监测装置内部结构图，后盖通过浇注环氧材料的方式与内衬板及外壳固定，从而保证装置的密闭性与防水性能。

本实用新型中控制系统4针对跌落式熔断器发生故障时的判断策略，如图13所示，分别涉及到异常跌落、故障跌落、故障未跌落三种故障判断策略，且考虑到人工维护的时候装置位置也会发生变化，因此采取相同故障抑制策略，相同的故障在半小时内只上报一次(可设置)，同时当有故障发生时，GPS定位信息也跟随故障信息同时上送，可以快速准确的定位故障点位。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于，包括：

前端数据监测装置，固定设置在熔丝管上，用于实时监测丝具位置状态和电流信息，包括外壳主体和后盖，所述外壳主体与后盖形成容纳腔体，所述容纳腔体内设置卡接设置有内衬板，所述内衬板沿后盖扣合方向依次将容纳腔体分隔为第一容纳空间和第二容纳空间，所述第一容纳空间内设置有锂电池，所述第二容纳空间内设置有与电池电性连接的电路板和与电路板电性连接的线圈；

数据转发装置，与前端数据监测装置对应设置并与前端数据监测装置相互通讯，包括支架，所述支架具有一立壁和一顶壁，所述顶壁两端分别形成有垂直向下的安装部，所述安装部上面设置有若干安装孔，所述安装孔上通过蝶形螺丝可拆卸安装有立壁，所述立壁的一侧设置有太阳能板，另一侧设置有控制单元，所述控制单元与太阳能板电性连接；以及控制系统，所述控制系统与数据转发装置相互通讯；

其中，所述电路板上设置有控制芯片、位置监测模块、电流检测模块和第一无线模块，所述控制芯片上设置有I/O接口、ADC接口和UART接口，所述控制芯片分别通过I/O接口与位置检测模块连接、通过ADC接口与电流检测模块连接、通过UART接口与第一无线模块连接；

所述控制单元上设置有微控制器、与微控制器相互通讯的手机模块、与微控制器相互通讯的GPS模块、用于给手机模块和电源芯片供电的电池、用于给微控制器提供电源的电源芯片、用于接收太阳能板的电能并为手机模块、电池、电源芯片提供供电保护的供电保护电路以及与微控制器相互通讯的第二无线模块，所述第二无线模块和GPS模块分别与电源芯片电性连接；

所述数据转发装置间隔主动召测一次负荷，通过第二无线模块将指令发送给前端监测装置的第一无线模块，前端监测装置通过线圈采集到信息后通过第一无线模块将负荷信息发送给第二无线模块，所述数据转发装置将负荷信息通过手机模块将数据传输至控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述内衬板下部沿后盖反方向形成有槽体结构，所述槽体结构包括一个上壁、一个下壁、一个左壁、一个右壁和一个底壁，所述槽体结构内设置有锂电池，所述槽体结构的上壁上端两侧形成有卡接部并通过卡接部卡接设置有线圈，所述电路板设置在第一容纳空间中的底壁表面上。

3.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述位置监测模块内设置有位置检测电路，所述位置检测电路由滚珠开关S1、电压比较器U5A、电阻R21、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电容C11、电容C14、电容C15组成，电容C11一端先与电阻R30相连后与电阻R29相连再与接入电路的电压VCC连接，另一端先与电阻R28相连后与滚珠开关S1相连再与电容C14相连再与电容C15相连再与电压比较器U5A的4脚相连再接地，电阻R30的另一端与电阻R28的另一端相连再与电容C15的另一端相连后再与电压比较器U5A的2脚相连，电阻R29的另一端与滚珠开关S1的另一端相连再与电容C14的另一端相连后与电压比较器U5A的3脚相连，电压比较器U5A的8脚与接入电路的电压VCC连接，电压比较器U5A的1脚与电阻R21相连后再与控制芯片连接，电阻R21的另一端与接入电路的电压VCC连接。

4.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述电流检测模块内设置有电流检测电路，所述电流检测电路由沿信号输入到输出的方向依次连接的用于转为电压信号的采样电阻、用于提高信噪比的滤波电路和用于转换交流信号的整流电路组成；其中，

所述采样电阻由稳压二极管D1、电阻R2和电阻R1依次并联组成，一端输入信号，另一端连接滤波电路；

所述滤波电路由运算放大器U2B、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C6和电容C7组成，电阻R6的一端与采样电阻相连，另一端分别与电容C6、电容C7和电阻R5相连，电容C6的另一端与电阻R7相连再与运算放大器U2B的7脚连接后再与后级整流电路连接，电阻R7的另一端与电容C7相连后再与运算放大器U2B的6脚相连，电阻R5的另一端接地，运算放大器U2B的5脚接地；

所述整流电路由运算放大器U2A、运算放大器U2D、二极管D5、二极管D6、电阻R9、电阻R13、电阻R16和电阻R18组成，电阻R9的一端与运算放大器U2B的7脚相连，另一端与电阻R15相连再与二极管D5相连再与运算放大器U2A的2脚相连，电阻R15的另一端与电阻R18相连再与二极管D6相连，电阻R18的另一端与电阻R13相连再与电阻R16相连再与运算放大器U2D的14脚相连后再输出信号，电阻R13的另一端连接在电容C6与运算放大器U2B的7脚连接的线路上，二极管D5的另一端与二极管D6的另一端相连再与运算放大器U2A的1脚相连，运算放大器U2A的11脚连接电源VDD1负极，运算放大器U2A的4脚连接电源VDD1，运算放大器U2A的3脚接地，运算放大器U2D的13脚连接在电阻R18和电阻R16连接的线路上，运算放大器U2D的12脚接地。

5.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述控制芯片上还设置有低功耗控制电路，所述低功耗控制电路由集成芯片U4、PNP型三极管Q1、电阻R2、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电阻R33、电阻R34和电容C12组成，集成芯片U4包括N沟道MOS管和P沟道MOS管，N沟道MOS管的一端连接电源VDD1的负极，另一端连接电源VCC的负极再连接电阻R20再连接电阻R26，电阻R20的另一端连接电源VCC的负极，电阻R26的另一端连接PNP型三极管Q1基极的一方面，PNP型三极管Q1基极的另一方面连接电阻R33，电阻R33的另一端连接电源VCC，PNP型三极管Q1发射极连接电阻R34，电阻R34的另一端连接电阻R2再连接控制信号端，电阻R2的另一端连接电阻R22再连接P沟道MOS管的一端，电阻R22的另一端连接电源VCC再连接电容C12，电容C12的另一端接地，P沟道MOS管的另一端连接电源VDD1。

6.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述供电保护电路由二极管DD1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、光耦U4’、可控精密稳压管QT4、P沟道MOS管Q2、电容CC2、电容CC3、电阻R18、电阻R19、电阻R20和电阻R23组成，二极管DD1的一端连接输入电压端，另一端连接P沟道MOS管Q2的1、2、3脚再连接稳压二极管D1，P沟道MOS管Q2的5、6、7、8脚连接光耦U4’的4脚再连接电阻R23再连接电阻R20再连接电容CC3再连接稳压二极管D2再连接电容CC2再连接输出电压端，P沟道MOS管Q2的4脚连接电阻R18再连接光耦U4’的3脚，光耦U4’的1脚连接电阻R23的另一端，光耦U4’的2脚连接可控精密稳压管QT4的输出端，可控精密稳压管QT4的输出端连接电阻R20再连接电阻R19，可控精密稳压管QT4的输入端、稳压二极管D1的另一端、电阻R18的另一端、电阻R19的另一端、电容CC3的另一端、稳压二极管D2的另一端和电容CC2的另一端连接并接地。

7.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述GPS模块采用的GPS定位芯片为VK1616U7G5LT，GPS信号编码采用C/A码元，频率为1.023MHz，信号接收频段为1575.42MHz。

8.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述控制芯片型号为STC12LE5604AD。

9.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述数据转发装置间隔主动召测一次负荷的间隔时间设置为10分钟。

10.根据权利要求1所述的一种跌落式熔断器状态监测定位装置，其特征在于：所述外壳主体上下两端还设置有安装卡槽，所述安装卡槽内设置有不锈钢扎带并通过不锈钢扎带固定在熔丝管上，所述后盖通过浇注环氧材料与外壳主体固定以形成容纳腔体。