CN211785881U - 一种基于互感技术的线缆故障监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于互感技术的线缆故障监测装置，包括两电流互感器、两电流采集电路和电流分析MCU；两所述电流互感器分别套接于火线和零线上，两所述电流采集电路的信号输入端分别与两电流互感器的信号输出端连接，两所述电流采集电路的信号输出端分别与电流分析MCU的信号输入端连接。利用电流互感技术通过实时检测用电线路中的火线和零线电流情况，近而判断电缆故障并根据设备所安装的位置定位故障点位，通过无线网络上报至服务平台，由服务平台通知故障点位的负责人进行及时检修，从而使得维修人员能够在电缆故障发生时第一时间发现并处置故障点，减少因电缆故障带来的漏电事故风险。

Description

一种基于互感技术的线缆故障监测装置

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，特别是一种基于互感技术的线缆故障监测装置。

背景技术

随着各用电行业的发展，尤其是城市照明设备的发展，用电设备繁杂多样其带来的各用电设备线路也是繁杂多样化的，现有的电力布线由路面转向地下布线，在大提升美观的同时，也为线路故障检测及维修带来了巨大的挑战。目前对于电缆故障检测大多依赖于人工结合一部分仪器进行检测，不仅检测工作量极大，其工作效率也非常低，导致电缆故障维修困难。

一方面电缆故障发现不及时，尤其是如城市照明电路这样周期性通电的电路，另一方面是电缆故障维修难，成本高，同时公共用电的电缆故障导致的漏电会产生极大的人生及财产安全风险。

切实急迫的需要一种能够及时发现并准确定位故障点的电缆故障检测技术，能够在第一时间发现并定位电缆故障点，并上报到相关的服务平台或维修人员进行处置。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于互感技术的线缆故障监测装置。利用电流互感技术通过实时检测用电线路中的火线和零线电流情况，近而判断电缆故障并根据设备所安装的位置定位故障点位，通过无线网络上报至服务平台，由服务平台通知故障点位的负责人进行及时检修，从而使得维修人员能够在电缆故障发现时第一时间发现并处置故障点，减少因电缆故障带来的漏电事故风险。

本实用新型采用的技术方案是：

一种基于互感技术的线缆故障监测装置，包括两电流互感器、两电流采集电路和电流分析MCU；两所述电流互感器分别套接于火线和零线上，两所述电流采集电路的信号输入端分别与两电流互感器的信号输出端连接，两所述电流采集电路的信号输出端分别与电流分析MCU的信号输入端连接。

优选的，还包括通讯模块，所述电流分析MCU的信号输出端与通讯模块的信号输入端连接。

优选的，还包括电池和供电电路，所述电池的电源输入端连接供电电路的电源输入端，所述供电电路的电源输出端分别连接电流分析MCU和通讯模块的电源输入端。

优选的，所述通讯模块为NB-IoT、GPRS、4G、Lora、WIFI中的一种。

本实用新型的有益效果是：

1、采用固定式免破线方式安装，对原有线路完全无侵入，不影响原有线路的稳定性。

2、实时监测电流变化值，可实时上传其电流化值到后端服务平台，再经二次分析后进行线缆及用电设备故障报警，大大提高了故障检测的及时性及准确性。

3、通过对电流变化的实时分析可以实时发生线缆及用电设备故障，及时处理线缆及用电设备故障。

4、该装置采用固定式安装，其安装位置固定，在发生故障时可以即时定位故障点位，借助已用的导航软件可以最快赶到故障现场。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的工作流程示意图；

附图标记：10、火线，11、零线，20、电流互感器，30、电流采集电路，40、电流分析MCU，50、通讯模块，60、电池，70、供电电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

为了实现电缆故障的实时检测和定位，并及时上报至服务平台通知维修人员进行故障检修，利用电流互感技术和物联网技术相结合发明了一种线缆故障监测装置。

该装置的发明可以及时、准确的发现线缆故障并定位其故障点，一方面大大提高了线缆故障检测与维修效率，另一方面也大大减少了线缆故障带来的漏电事故风险。

具体地，如图1所示，该装置包括两电流互感器20、两电流采集电路30和电流分析MCU40；两所述电流互感器20分别套接于火线10和零线11上，两所述电流采集电路30的信号输入端分别与两电流互感器20的信号输出端连接，两所述电流采集电路30的信号输出端分别与电流分析MCU40的信号输入端连接。

电流互感器20：两个电流互感器20同时检测用电设备的火线10和零线11，通过对火线10和零线11的电流分析可以判断用电设备是否处于工作状态，是否有漏电存在。

电流采集电路30：两路电流采集电路30分别采集两个电流互感器20上的电流，并将传送至电流分析MCU40。

电流分析MCU40：分析来自电流采集电路30的电流值，对线缆故障进行分析，并将其故障信息通过通讯模块50上传至服务平台。该电流分析MCU40可选择Atmega328PB-MU型号。

在其中一个实施例中，还包括通讯模块50，所述电流分析MCU40的信号输出端与通讯模块50的信号输入端连接。

通讯模块50：接收来自电流分析MCU40的信息并将转送至服务平台，负责与服务平台进行数据通信。

在其中一个实施例中，还包括电池60和供电电路70，所述电池60的电源输入端连接供电电路70的电源输入端，所述供电电路70的电源输出端分别连接电流分析MCU40和通讯模块50的电源输入端。

该装置采用低功耗设计，直接由内置的电池60进行供电，无需外部供电。

在其中一个实施例中，所述通讯模块50为NB-IoT、GPRS、4G、Lora、WIFI中的一种。

该装置由两路电流互感器20、两路电流采集电路30、电流分析MCU40、通讯模块50、服务平台组成，通过电流互感器20将电流经电流采集电路30传输到电流分析MCU40，以判断是否需要进行故障上报，当需要进行故障上报时，由电流分析MCU40控制无线通讯模块50进行故障上报，再由服务平台进行第二次电流分析，并进行故障通知。

如图2所示为该装置的工作流程，

在用电设备正常运行情况下，其火线10和零线11的电流是相对一致的，当零线11某一处有漏电发生时，其漏电点会有电流产生，可以等效为一个用电负载，此时零线11的电流会比火线10的电流大，其电流大多少取决于漏电点的漏电大小，从而可以据此判断其漏电存在。同理当火线10发生漏电时也可以据此原理判断出漏电产生。

两路电流采集电路30自动检测电流化，在检测到电流化时将电流传送至电流分析MCU40，由电流分析MCU40先对采集到的电流进行电流校准，纠正因电流互感器20造成的电流误差，然后对两路电流的值进行绝对差值运算，所得到的结果再与本地所记录的上一次的两路电流绝对差值进行比较，以判断其变化值是否达到了需要上传的阀值，如果是则启动通讯模块50将新的两路电流值上传到服务平台，如果没有达到上传阀值，则只更新本地的两路电流绝对差值记录，以备下一次进行比较。

通过以上的电流校准以及前置电流分析，可以大大减少电流误报及上传数据的频率，从而实现超低功耗运行。

服务平台接收两路电流值以后，先对两路电流值进行比较，当被检测线缆发生漏电事故时，会造成火线10与零线11检测到的电流值不一致，当两路电流的值达到一定阀值时，可以认为是漏电发生，从而进行报警。

服务平台根据预先设定的用电设备工作时间，在用设备工作时间内检测该用电设备的工作电流情况，如发现没有电流或电流异常波动则可以判断为用电设备或用电设备所处线缆故障。

该装置通过电流互感器20实时检测电流变化，结合物联网技术以及大数据分析技术可以实时分析出线缆及用电设备的故障，及时发现线缆及用电设备故障并通知相关人员进行处理。

本装置实现了对线缆及用电设备故障的实时监测功能，可以在线缆和用电设备发生故障时及时上报，使得对故障的处理时间大大缩短，同时由于是固定式安装，可以在第一时间定位故障点位，大大降低故障排查难度。

本装置的应用，可以大大降低因线缆故障带来的漏电风险，从而大大降低因漏电而带来人生及财产安全，同时也将大大提高故障处理效率。降低故障处理成本。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于互感技术的线缆故障监测装置，其特征在于，包括两电流互感器(20)、两电流采集电路(30)和电流分析MCU(40)；两所述电流互感器(20)分别连接于火线(10)和零线(11)上，两所述电流采集电路(30)的信号输入端分别与两电流互感器(20)的信号输出端连接，两所述电流采集电路(30)的信号输出端分别与电流分析MCU(40)的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于互感技术的线缆故障监测装置，其特征在于，还包括通讯模块(50)，所述电流分析MCU(40)的信号输出端与通讯模块(50)的信号输入端连接。

3.根据权利要求2所述的基于互感技术的线缆故障监测装置，其特征在于，还包括电池(60)和供电电路(70)，所述电池(60)的电源输入端连接供电电路(70)的电源输入端，所述供电电路(70)的电源输出端分别连接电流分析MCU(40)和通讯模块(50)的电源输入端。

4.根据权利要求3所述的基于互感技术的线缆故障监测装置，其特征在于，所述通讯模块(50)为NB-IoT、GPRS、4G、Lora、WIFI中的一种。

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