一种跌落式熔断器在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种跌落式熔断器在线监测系统，包括熔断器，安装在熔断器上的监测装置、系统主站和双电源供电模块；该监测装置包括本地通信单元以及分别与本地通信单元以本地通信方式连接并通信的地址分配单元、温度监测模块、位置监测模块、电流监测模块、暂态电压监测模块以及数据发送端；该系统主站设有依次相连接的数据接收端、信号调理电路以及微处理器，该微处理器还与状态显示模块、数据存储模块相连接以实现数据的存储及显示；数据发送端与数据接收端通过远程通信的方式相连接。
【专利说明】
一种跌落式熔断器在线监测系统
技术领域
[0001]本实用新型属于电力电器监测技术领域，特别涉及一种跌落式熔断器在线监测系统。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，跌落式熔断器广泛应用于1kV配电网中，主要用作中小容量配电变压器与1kV分支线路的保护，在停电检修时有明显的隔离断口。随着智能电网建设的推进，电力设备的在线监测和故障诊断成为电器智能化技术的一个重要组成部分。根据国家电网公司智能化电网建设要求，状态检修工作要求，有必要研究一种能够对高压跌落式熔断器进行在线监测的装置，以及时发现异常，为其状态检修工作提供依据。
[0003]熔断器是一种过流保护电器，使用时串联在被保护电路中。其原理是依靠所选择的不同额定电流的熔丝来限定电路电流，当被保护电路的电流超过规定值，并经一段时间内，有恪体自身热量恪断恪体切断电路，从而起到保护电路的作用。具有反时延特性，当故障电流小时，恪断时间长；当故障电流大时，恪断时间短。因此在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。熔断器一般是由熔体、外壳、底座，支柱绝缘子组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。但是熔断器主要用于配电网中大故障电流的保护，不具备智能化功能。熔断器在工作过程中，不能实时采集熔断器的运行数据和工作状态，因此难以判断熔断器本身的性能和质量，也无法及时掌握熔断器分合状态和所带负荷的停电状态，同时也无法根据熔断器所在线路及所带负荷的运行参数，实现状态检修。由于配电网中的电网结构和设备安装不同，并没有专门针对熔断器在线监测和故障检定的装置。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在提供一种跌落式熔断器在线监测系统，以解决现有跌落式熔断器无在线监测和故障检定的问题。
[0005]具体方案如下:一种跌落式熔断器在线监测系统，包括熔断器，安装在熔断器上的监测装置、系统主站和双电源供电模块;该监测装置包括本地通信单元以及分别与本地通信单元以本地通信方式连接并通信的地址分配单元、温度监测模块、位置监测模块、电流监测模块、暂态电压监测模块以及数据发送端;该系统主站设有依次相连接的数据接收端、信号调理电路以及微处理器，该微处理器还与状态显示模块、数据存储模块相连接以实现数据的存储及显示;数据发送端与数据接收端通过远程通信的方式相连接。
[0006]进一步的，所述本地通信单元是ZigBee无线芯片或串口通信;所述远程通信是光纤通信、GPRS通信或3G无线通信。
[0007]进一步的，所述温度监测模块包括温度传感器以及温度采集运算电路，该温度传感器紧密安装在被测点上以实时监测熔断器的运行温度信息。
[0008]进一步的，所述暂态电压监测模块包括宽频电压传感器，可以监测熔断器故障时的各种过电压信息。
[0009]进一步的，所述系统主站的状态显示模块用以实时显示被监测熔断器的运行数据、故障预警或报警信息，进而实现对跌落式熔断器的运行状态快速判断、快速报警，并为状态检修提供依据，保障电力系统安全稳定运行。
[0010]进一步的，所述的位置监测模块包括有固定在跌落式熔断器熔管上的位置传感器，所述位置传感器为超声波传感器、倾角传感器或光电传感器。
[0011]进一步的，所述微处理器为单片机微控制器，所述显示模块为显示屏，所述双电源供电模块为太阳能电池和锂电池组合。
[0012]本实用新型提供了一种跌落式熔断器在线监测系统，能根据监测装置分配的唯一地址ID码快速定位熔断器的安装地点，实时监测跌落式熔断器的运行温度、故障状态、故障电流情况、过电压情况，并将采集到的数据、运行状态等信息发回系统主站，实现熔断器运行状态的监测和管理，系统主站可以对熔断器的运行状态进行实时监测、历史数据统计查询、设备状态检修等功能，实现对熔断器的运行状态快速判断、快速报警，并为状态检修提供依据，保证电力系统的安全稳定运行。所述地址分配单元可以为每个监测装置分配唯一地址ID码，地址对应与安装地点信息一一对应，检修人员可以根据系统主站显示的地址ID码迅速找到熔断器故障地点；所述温度监测模块的温度传感器可以紧密地安装在被测点上，实时在线采集被测点运行中的温度数据，可利用无线发送模块把温度信息传送到监测装置发送端，然后通过网络实现远距离通信，将温度数据发送到系统主站存储并显示;所述位置监测模块的位置传感器固定在熔断器熔管上用来监测熔管正常运行时的位置及故障跌落的情况，如超声波传感器、倾角传感器或光电传感器;所述电流监测模块的电流传感器用来监测正常运行及故障时流过熔断器的电流值，如霍尔电流传感器、罗氏线圈传感器或光纤电流传感器;所述暂态电压监测模块的传感器为宽频电压传感器，主要用来测量熔断器故障时的暂态过电压，如雷击过电压、操作过电压、弧光接地过电压等。其采集数据可供运行检修人员分析熔断器自身绝缘是否合格以及对其他电力设备是否造成影响;所述监测装置的本地通信单元是将本地各传感器采集到的数据以无线或有线的方式传送给发送端，如ZigBee无线芯片、串口通信等;所述信号调理电路用来对接收到数据进行滤波、AD转换等处理后送给微处理器输入端;所述微处理器为单片机微控制器，对接收的数据进行进一步处理、计算、分析，如ARM系列、STM32系列、Freescale K60系列、DSP系列单片机等;所述状态显示模块可以实时显示被监测熔断器的正常运行数据和故障信息，并对故障信息进行预警或报警;所述数据储存模块用来存储监测装置发送过来的相关数据，以供显示模块显示当前运行数据和供检修运维人员调取、统计、查询历史数据;所述双电源供电模块保证系统不间断供电，采用双电源供电模式为各个模块提供电源，如太阳能电池和锂电池组合。
[0013]本实用新型应用广泛，可广泛应用于电力系统配电网中，如电力、铁路、水利、工矿等多个领域;监测装置安装在熔断器上，无需外接其他设备，结构简单、安装方便;实时温度监控，可以有效的避免长期低过载运行的熔断器故障，且能监控到熔管是否可靠跌落;暂态过电压监测不仅可以考核熔断器自身绝缘状况，还可以判断是否对其他电力设备的绝缘造成影响；采用无线或有线的双向本地通信和远程通信方式来建立熔断器在线监测系统，实现熔断器的位置信息、故障信息、运行数据实时采集上传，实现智能化监测，减小设备停电的次数和时间，大大提高电力系统供电可靠性;减小设备维护费用，提高运行维修人员的效率。
【附图说明】
[0014]图1示出了本实用新型系统框图。
【具体实施方式】
[0015]为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0016]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0017]如图1所示，本实用新型提供一种跌落式熔断器在线监测系统，其包括跌落式熔断器I，安装在熔断器I上的监测装置2、系统主站3和双电源供电模块4，熔断器I与监测装置2相连，监测装置2有向系统主3站发送数据的数据发送端27，系统主站3有用于接收监测装置2发送数据的数据接收端31，监测装置2的数据发送端27与系统主站3的数据接收端31通过远程通信方式连接。监测装置2包括地址分配单元21、温度监测模块22、位置监测模块23、电流监测模块24、暂态电压监测模块25，系统主站3设有数据接收端31、信号调理电路32、微处理器33、状态显示模块34、数据存储模块35。
[0018]所述监测系统在正常情况下，系统主站3的状态显示模块34中会滚动显示各地被监测的熔断器的运行数据;如果某个地点的熔断发生故障，如温度超过预设温度上限值，出现短路故障，熔管没有正常跌落，遭到雷击过电压等，这些故障都会在显示器发出预警或报警信息，并将故障点的熔断器地址ID码和具体位置信息以及故障时的运行数据显示在屏幕上，以供检修运维人员及时赶到故障地点尽快维修，缩短停电时间和停电范围，并且可以为状态检修提供参考依据，保障电力系统安全稳定运行。
[0019]所述地址分配单元21可以为每个监测装置2分配唯一地址ID码，地址对应与安装地点信息一一对应，检修人员可以根据系统主站显示的地址ID码迅速找到熔断器故障地点。
[0020]所述温度监测模块22的包括温度传感器以及温度采集运算电路，温度传感器可以紧密地安装在被测点上，实时在线采集被测点运行中的温度数据，可利用无线发送模块把温度信息传送到监测装置2的发送端27，然后通过远程通信，将温度数据发送到系统主站3储存并显示。其中，该模块的特点是采用一体化结构，体积小巧，安装可靠，有无线传送数据功能，对于长期处于在低过载运行状态的熔断器组，检修运维人员可以根据温度状况决定是否进行检修更换熔断件等工作，避免低过载故障的发生。
[0021]所述位置监测模块23的位置传感器固定在熔断器熔管上用来监测熔管正常运行时的位置及故障跌落的情况，如超声波传感器、倾角传感器或光电传感器。
[0022]所述电流监测模块24的电流传感器用来监测正常运行及故障时流过熔断器的电流值，如霍尔电流传感器、罗氏线圈传感器或光纤电流传感器。
[0023]所述暂态过电压监测模块25的传感器为宽频电压传感器，主要用来测量熔断器故障时的暂态过电压，如雷击过电压、操作过电压、弧光接地过电压等。其中，所述宽频电压传感器特点为:精度高、无饱和，够准确检测熔断器的各种工频及高频过电压，有效保证采集信号不失真，能够长期在系统最高工作电压下安全运行，其采集数据可供运行检修人员分析熔断器自身绝缘是否合格以及对其他电力设备是否造成影响。
[0024]所述监测装置2的本地通信单26元是将本地各传感器采集到的数据以无线或有线的方式传送给发送端27，如ZigBee无线芯片、串口通信等。
[0025]所述监测装置2的发送端27有远程通信接口，将各传感器采集到的数据发送给系统主站3的接收端31。
[0026]所述系统主站3的接收端31，以远程通信的方式接收监测装置2发送的监测数据，如光纤通信、GPRS或3G无线通信等远距离通信方式传输给系统主站3。
[0027]所述信号调理电路32用来对接收到数据进行滤波、AD转换等处理后送给微处理器33的输入端。
[0028]所述微处理器33为单片机微控制器，对接收的数据进行进一步处理、计算、分析，如ARM系列、STM32系列、Freescale K60系列、DSP系列单片机等。
[0029]所述数据储存模块34用来存储监测装置2发送过来的相关数据，以供状态显示模块35显示当前运行数据和供检修运维人员调取、统计、查询历史数据。
[0030]所述状态显示模块35可以实时显示被监测熔断器的正常运行数据和故障报警信息，如果某个地方的熔断器出现故障，如温度超过预设温度上限值，出现短路故障，熔管没有正常跌落，遭到雷击过电压等，都会在显示屏幕中发出预警或报警信息，并将故障点的熔断器地址ID码和具体位置信息以及故障时的运行数据显示在屏幕上。
[0031]所述双电源供电模块4保证系统不间断供电，采用双电源供电模式为各个模块提供电源，如太阳能电池和锂电池组合。
[0032]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于:包括熔断器，安装在熔断器上的监测装置、系统主站和双电源供电模块;该监测装置包括本地通信单元以及分别与本地通信单元以本地通信方式连接并通信的地址分配单元、温度监测模块、位置监测模块、电流监测模块、暂态电压监测模块以及数据发送端;该系统主站设有依次相连接的数据接收端、信号调理电路以及微处理器，该微处理器还与状态显示模块、数据存储模块相连接以实现数据的存储及显示;数据发送端与数据接收端通过远程通信的方式相连接。2.根据权利要求1所述的跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于:所述本地通信单元是ZigBee无线芯片或串口通彳目；所述远程通彳目是光纤通彳目、GPRS通彳目或3G无线通{目。3.根据权利要求1所述一种跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于所述温度监测模块包括温度传感器以及温度采集运算电路，该温度传感器紧密安装在被测点上以实时监测熔断器的运行温度信息。4.根据权利要求1所述一种跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于所述暂态电压监测模块包括宽频电压传感器，可以监测熔断器故障时的各种过电压信息。5.根据权利要求1所述一种跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于所述系统主站的状态显示模块用以实时显示被监测熔断器的运行数据、故障预警或报警信息，进而实现对跌落式熔断器的运行状态快速判断、快速报警，并为状态检修提供依据，保障电力系统安全稳定运行。6.根据权利要求1所述一种跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于:所述的位置监测模块包括有固定在跌落式熔断器熔管上的位置传感器，所述位置传感器为超声波传感器、倾角传感器或光电传感器。7.根据权利要求1所述一种跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于:所述微处理器为单片机微控制器，所述显示模块为显示屏，所述双电源供电模块为太阳能电池和锂电池组入口 ο
【文档编号】H02J13/00GK205610353SQ201620460111
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】徐广令, 陶贤亮, 张志远, 丁亚东
【申请人】厦门理工学院