一种架空线路电流测试设备的制作方法

本实用新型实施例涉及检测技术以及飞行器控制领域，尤其涉及一种架空线路电流测试设备。

背景技术：

我国6～66kv配电网大多采用中性点非有效接地方式，也就是小电流接地方式。其优点是接地电流小，保护装置不需要立即动作跳闸，按电力系统安全运行规程的规定，发生单相接地故障后可继续运行1至2小时。

尽管如此，为避免接地故障继续扩大，造成严重的安全事故，需要尽快对三相线路进行排查，找出故障相。但是，由于我国配电线路分支众多，难以定位接地故障点。传统的接地故障处理方法是逐次拉路选出故障线路，再用人工巡线目测法确定接地点位置。这样的方法费时费事费力，与智能化电网的要求极不适应。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提出一种架空线路电流测试设备，该设备实现了对架空线路进行高效率和智能化的电流测试，以排查故障相。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一种架空线路电流测试设备，包括信号发生器、采集器、飞行器以及控制器；

信号发生器包括第一处理器，以及与第一处理器电连接的异频输出部件；信号发生器电连接于架空线路上，异频输出部件用于根据第一处理器的指令向架空线路输出供电电压；

采集器包括第二处理器，以及与第二处理器电连接的异频采集部件和第一无线通信部件；异频采集部件用于采集架空线路上的三相电流；

飞行器包括第三处理器，以及与第三处理器电连接的飞行状态测量部件、飞行状态控制部件和第二无线通信部件；第二无线通信部件与第一无线通信部件之间无线通信，以使第三处理器根据三相电流获取架空线路的状态信息；

控制器包括第四处理器，以及与第四处理器电连接的飞行状态调节部件和第三无线通信部件；第三无线通信部件与第二无线通信部件之间无线通信，以使第四处理器控制飞行器的飞行状态并接收架空线路的状态信息。

进一步地，异频输出部件包括变压器、第一滤波电路模块以及第一锁相环模块；

信号发生器的电源模块依次通过第一滤波电路模块和第一锁相环模块与变压器的输入端电连接，变压器的输出端与架空线路电连接。

进一步地，信号发生器还包括开路报警部件；

开路报警部件分别与信号发生器的电源模块、变压器的输入端以及第一处理器电连接。

进一步地，开路报警部件包括继电器和蜂鸣器；

继电器分别与信号发生器的电源模块、变压器的输入端以及第一处理器电连接，蜂鸣器与第一处理器电连接。

进一步地，异频采集部件包括交流采样线圈、第二滤波电路模块以及第二锁相环模块；

交流采样线圈的输入端与架空线路电连接，交流采样线圈的输出端依次通过第二滤波电路模块和第二锁相环模块与第二处理器电连接。

进一步地，飞行状态测量部件包括：位置锁定部件、航姿测量部件以及定高部件；

位置锁定部件、航姿测量部件以及定高部件均与第三处理器电连接。

进一步地，位置锁定部件包括全球卫星定位系统电路模块；

航姿测量部件包括陀螺仪、加速度计、电子磁场计以及温度传感器；

定高部件包括超声波传感器和气压计传感器。

进一步地，飞行状态控制部件包括电机调速装置和电机；

电机调速装置分别与第三处理器以及电机电连接，电机与飞行器的螺旋桨电连接。

进一步地，飞行状态调节部件包括油门调节模块、航向调节模块以及高度调节模块；

油门调节模块、航向调节模块以及高度调节模块均与第四处理器电连接。

进一步地，采集器还包括蓝牙传输部件；

蓝牙传输部件与移动终端无线通信。

本实用新型实施例通过信号发生器为发生接地故障的架空线路提供供电电压，使架空线路上有电流通过，再由控制器控制飞行器携带采集器对架空线路上的三相电流进行采集，通过飞行器与采集器以及控制器之间的无线通信，使控制器能够接收架空线路的状态信息并判断发生接地故障的线路。此方案解决了现有的故障排查方式费时费力的弊端，实现了对架空线路进行高效率和智能化的电流测试，减轻了人员劳动。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种架空线路电流测试设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的信号发生器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的采集器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的飞行器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的控制器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种架空线路电流测试设备的结构示意图，利用此设备可以对架空线路进行高效的、智能化的电流测试，排查出故障相。参见图1，该电流测试设备包括信号发生器10、采集器20、飞行器30以及控制器40，其中，信号发生器10包括第一处理器110，以及与第一处理器110电连接的异频输出部件120，信号发生器10电连接于架空线路01上，异频输出部件120用于根据第一处理器110的指令向架空线路01输出供电电压；采集器20包括第二处理器210，以及与第二处理器210电连接的异频采集部件220和第一无线通信部件230，异频采集部件220用于采集架空线路01上的三相电流；飞行器30包括第三处理器310，以及与第三处理器310电连接的飞行状态测量部件320、飞行状态控制部件330和第二无线通信部件340，第二无线通信部件340与第一无线通信部件230之间无线通信，以使第三处理器310根据三相电流获取架空线路01的状态信息；控制器40包括第四处理器410，以及与第四处理器410电连接的飞行状态调节部件420和第三无线通信部件430，第三无线通信部件430与第二无线通信部件340之间无线通信，以使第四处理器410控制飞行器30的飞行状态并接收架空线路01的状态信息。

当架空线路01发生接地故障时，需要切断其电源供应。信号发生器10则是为断电的架空线路01提供电源的装置。示例性的，巡检人员可以通过合理设定信号发生器10的参数，使第一处理器110控制异频输出部件120输出架空线路01所需的电压，从而在架空线路01上形成具有一定频率的电流。具体参数设置可以根据电网要求或实际需要自行设定，在此不做说明。当架空线路01上形成电流后，由控制器40控制飞行器30携带采集器20对架空线路01上的三相电流进行采集，使控制器40能够获取架空线路01的状态信息。具体的，采集器20中的异频采集部件220可以采集架空线路01上的三相电流并传输至第二处理器210，通过第一无线通信部件230和第二无线通信部件340之间的无线通信，使第二处理器210将架空线路01上的三相电流采集结果反馈至飞行器30的第三处理器310，再由第三处理器310对采集结果进行分析处理，判断此段架空线路01是否发生接地故障。示例性的，未发生接地故障时，三相电流处于平衡状态，若发生接地故障，三相电流将不再处于平衡状态，由此可判断哪一相线路发生了接地故障。通过第二无线通信部件340和第三无线通信部件430之间的无线通信，使飞行器30可以将分析结果发送至控制器40的第四处理器410。示例性的，控制器40上可以具有显示屏，第四处理器410控制显示屏显示飞行器30传递的架空线路01的状态，使巡检人员得知此段线路是否发生了接地故障。

需要说明的是，采集器20和飞行器30分工合作，由采集器20负责采集三相电流，飞行器30负责数据处理和传输，可以减轻飞行器30的负担，使各设备运行更加稳定高效。

除获取架空线路01的状态以外，控制器40还用于控制飞行器30的飞行状态。具体的，飞行器30上的飞行状态测量部件320具有多种传感器，可以监测飞行器30的飞行状态，例如可以监测飞行器30的位置坐标、航向以及飞行高度等状态。飞行状态测量部件320将监测结果发送至第三处理器310后，通过第二无线通信部件340和第三无线通信部件430之间的无线通信，使控制器40上的第四处理器410可以得知飞行器30的飞行状态，并控制显示屏显示飞行器30的飞行状态。进而，巡检人员可以通过飞行状态调节部件420将飞行器30的飞行状态调节至预期状态。具体的，通过无线通信的方式，飞行器30的第三处理器310可以接收到控制器40的飞行状态调节指令，并通过飞行状态控制部件330将飞行器30调节至预期的飞行状态。由此，可使飞行器30将采集器20携带至巡检人员指定的检测位置，并对该位置处的线路进行电流检测。

本实用新型实施例通过信号发生器为发生接地故障的架空线路提供供电电压，使架空线路上有电流通过，再由控制器控制飞行器携带采集器对架空线路上的三相电流进行采集，通过飞行器与采集器以及控制器之间的无线通信，使控制器能够接收架空线路的状态信息并判断发生接地故障的线路。此方案解决了现有的故障排查方式费时费力的弊端，实现了对架空线路进行高效率和智能化的电流测试，减轻了人员劳动。

需要说明的是，上述“第一”、“第二”等并无实质含义，仅用于区分，后续不再赘述。

在上述实施例的基础上，下面结合图2-5对信号发生器10、采集器20、飞行器30以及控制器40的结构做进一步说明。

图2是本实用新型实施例提供的信号发生器的结构示意图。参见图2，可选的，异频输出部件120包括变压器121、第一滤波电路模块122以及第一锁相环模块123，信号发生器10的电源模块130依次通过第一滤波电路模块122和第一锁相环模块123与变压器121的输入端电连接，变压器121的输出端与架空线路01电连接。

可以理解的，架空线路01所需的工作电压通常在几千伏，而信号发生器10的内部电源通常只有几十伏，因此，通过变压器121可以将信号发生器10的电源模块130输出的电压升高，以达到架空线路01的工作需求，使架空线路01上形成电流。示例性的，变压器121的数量可以为多个，对电源模块130的电压进行逐级升高，以保证电路的安全运行。第一滤波电路模块122可以对电源模块130输出的电流进行滤波，第一锁相环模块123则可以使电源模块130输出的电流的频率保持为巡检人员设定的频率，使架空线路01上形成该频率下的电流。

需要说明的是，第一锁相环模块123和第一滤波电路模块122均起到防干扰的作用，因此，电源模块130还可以依次通过第一锁相环模块123和第一滤波电路模块122与变压器121的输入端电连接，本实用新型实施例对此不做限定。

继续参见图2，可选的，信号发生器10还包括开路报警部件140，开路报警部件140分别与信号发生器10的电源模块130、变压器121的输入端以及第一处理器110电连接。

其中，开路报警部件140用于根据第一处理器110的指令导通电源模块130与变压器121之间的线路，使变压器121对电源模块130输出的电压进行转换后向架空线路01输出。示例性的，电源模块130可以经过第一滤波电路模块122和第一锁相环模块123后与开路报警部件140电连接。由于信号发生器10是电连接在架空线路01上的，若未成功连接，线路则为断路状态。第一处理器110可以通过开路报警部件140检测到该断路信号，并控制开路报警部件140进行报警，使巡检人员能够得知信号发生器10是否成功电连接至架空线路01上。

继续参加图2，可选的，开路报警部件140包括继电器141和蜂鸣器142，继电器141分别与信号发生器10的电源模块130、变压器121的输入端以及第一处理器110电连接，蜂鸣器142与第一处理器110电连接。

其中，继电器141为开关元件，第一处理器110通过控制继电器141闭合实现电源模块130与变压器121之间的线路导通。示例性的，电源模块130可以经过第一滤波电路模块122和第一锁相环模块123后与继电器141电连接。若第一处理器110控制继电器141闭合，但继电器141反馈的信息为线路处于断路状态，第一处理器110则控制蜂鸣器142报警，使巡检人员得知信号发生器10未成功电连接至架空线路01上。

图3是本实用新型实施例提供的采集器的结构示意图。参见图3，可选的，异频采集部件220包括交流采样线圈221、第二滤波电路模块222以及第二锁相环模块223，交流采样线圈221的输入端与架空线路01电连接，交流采样线圈221的输出端依次通过第二滤波电路模块222和第二锁相环模块223与第二处理器210电连接。

示例性的，交流采样线圈221为倒u型的卡线结构，能够平滑无障碍地穿过架空线路01，并基于架空线路01上的电流形成感应电流，从而获取架空线路01上的三相电流。交流采样线圈221采集到的三相电流经过第二滤波电路模块222和第二锁相环模块223后传输至第二处理器210，并通过无线通信的方式将三相电流采集结果发送至飞行器30的第三处理器310。其中，第二滤波电路模块222可以对三相电流进行滤波，以排除噪音信号的干扰，第二锁相环模块223可以筛选出与异频输出部件120输出的电流具有相同频率的电流，以排除其他频率电流的干扰，保证采集数据的可靠性。

图4是本实用新型实施例提供的飞行器的结构示意图。参见图4，可选的，飞行状态测量部件320包括：位置锁定部件321、航姿测量部件322以及定高部件323，位置锁定部件321、航姿测量部件322以及定高部件323均与第三处理器310电连接。

示例性的，通过位置锁定部件321可以确定飞行器30的位置坐标，通过航姿测量部件322可以确定飞行器30的航向或飞行角度，通过定高部件323可以确定飞行器30的飞行高度。位置锁定部件321、航姿测量部件322以及定高部件323将获取到的飞行器30的状态发送至第三处理器310后，第三处理器310可通过无线通信的方式将飞行器30的飞行状态发送至控制器40的第四处理器410，使控制器40获取飞行器30的飞行状态，以及时做出调整。

进一步可选的，位置锁定部件321包括全球卫星定位系统电路模块；航姿测量部件322包括陀螺仪、加速度计、电子磁场计以及温度传感器；定高部件323包括超声波传感器和气压计传感器。

示例性的，通过全球卫星定位系统电路模块可以确定飞行器30的位置坐标。通过陀螺仪可以确定飞行器30的航向或飞行角度。通过加速度计可以确定飞行器30的飞行加速度。通过超声波传感器可以确定飞行器30低空飞行时的飞行高度，通过气压计传感器可以确定飞行器30高空飞行时的飞行高度。此外，通过电子磁场计和温度传感器可以获取飞行器30周围环境中的磁场环境和温度信息，一方面可用于判断周围的磁场和温度是否会对采集器20的采集结果造成影响，防止误判，另一方面可以监测当前的磁场环境和温度是否适合飞行器30飞行。

继续参见图4，可选的，飞行状态控制部件330包括电机调速装置331和电机332，电机调速装置331分别与第三处理器310以及电机332电连接，电机332与飞行器30的螺旋桨350电连接。

示例性的，在飞行器30接收到控制器40的飞行状态调节指令后，可由第三处理器310控制电机调速装置331调节电机332带动螺旋桨350旋转的转动速率，以调节飞行器30的飞行高度和飞行速度。此外，通过电机332还可以调节螺旋桨350的摆动角度，从而调节飞行器30的航向，使飞行器30飞行到指定位置。

图5是本实用新型实施例提供的控制器的结构示意图。参见图5，可选的，飞行状态调节部件420包括油门调节模块421、航向调节模块422以及高度调节模块423，油门调节模块421、航向调节模块422以及高度调节模块423均与第四处理器410电连接。

示例性的，油门调节模块421、航向调节模块422以及高度调节模块423可以是控制手柄，巡检人员通过控制手柄向第四处理器410发送飞行状态调节指令，以对飞行器30进行控制。

继续参见图3，可选的，采集器20还包括蓝牙传输部件240，蓝牙传输部件240与移动终端无线通信。

示例性的，移动终端可以是手机或平板电脑等移动设备，在移动设备中具有与相应的软件，可以对采集器20采集到的三相电流进行分析和处理。当飞行器30距离巡检人员较近时，采集器20还可以直接通过蓝牙传输部件240与移动设备进行通信，使移动设备显示架空线路01的状态，使数据传输更加方便快捷，还能避免各无线通信部件发生通信故障时造成巡检无法进行的情况。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。