一种适用配电网的多类型故障检测和定位装置的制作方法

本实用新型主要涉及配电网故障检测相关技术领域，具体是一种适用配电网的多类型故障检测和定位装置。

背景技术：

我国现有的配电网线路错综复杂，部分配电网架设地理位置偏僻复杂，故障发生率高，从而导致人工排除故障和维修困难等问题。而配电网线路故障指示器能够检测线路中的电压、电流等物理量，判断线路状态是否发生故障以及故障的类型。故障指示器可以通过通信终端，将检测到的故障信息和位置信息无线传输到上级数据集中器。方便工作人员及时发现、排除故障。

现有的配电网线路故障指示器，多为单一故障监测，且准确性较低，在日益发展的智能电网技术中已经难以满足使用需求。

技术实现要素：

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种适用配电网的多类型故障检测和定位装置，本定位装置应用于配电网自动化故障定位监测系统中，能够适用于我国6～35kv的配电网网络的故障监测，具有监测方式多样、精度高的优点。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种适用配电网的多类型故障检测和定位装置，包括设置在线路正下方被一定匝数的互感线圈缠绕的磁芯、全波整流模块、带通滤波模块、真有效值转换模块、单片机、电源模块，其中，线路中的电流信号经全波整流模块后连接单片机，线路中的电路信号经互感线圈二次侧的采样电阻转换成电压信号后，经真有效值转换模块、带通滤波模块连接单片机，电源模块用于为本装置供电。

进一步的，所述单片机型号为cc2530。

进一步的，还包括定位模块，所述定位模块连接单片机。

进一步的，所述定位模块型号为um220-iiin。

进一步的，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器连接单片机。

进一步的，所述温湿度传感器型号为dht11。

进一步的，所述电源模块为锂电池与太阳能相结合结构。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型能够实现配电网线路中短路故障以及单相接地故障，其中短路故障中通过线路的电流信息进行判断，短路故障判断时，通过自适应负荷电流突变法的故障判据为主，另加线路电压为零作为停电判据，以此判断线路是否处于正常工作状态，单向接地故障判断时，通过真有效值转换模块得到信号真有效值的突变量大小来处理信号，判断故障是是否发生，具有监测类型多样、可靠性、精度高的优点。

2、本实用新型设置的定位模块，能够方便巡检人员通过位置信息到达准确的故障位置，通过温湿度传感器实时监测运行线路的温度和附近环境的湿度信息，方便对可能出现故障的线路进行及时维护。

附图说明

附图1为本实用新型原理框图；

附图2为本实用新型单片机相关线路图；

附图3为本实用新型采样电阻相关电路图；

附图4为本实用新型全波整流相关电路图；

附图5为本实用新型带通滤波相关电路图；

附图6为本实用新型真有效值转换相关电路图；

附图7为本实用新型定位模块相关电路图；

附图8为本实用新型温湿度传感器相关电路图；

附图9为本实用新型电源相关电路图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1所示，为本装置的原理框图。

进行短路故障判断时：本实用新型为配电网线路设计，采用磁场效应原理获取线路中的电流信号，在线路的正下方置一被一定匝数的互感漆包线圈缠绕的高导磁率的磁芯。当线路发生短路故障时，线路中的电流增大，电流频率不变。将电路信号滤波之后，经过图4所示的全波整流电路进行精密整流后得到线路的电流信息，最后由cc2530单片机判断是否满足全部故障判据，如果满足就进行报警，此时的电流就是故障电流，否则线路正常运行，此时采集到的电流就是正常的线路电流。对短路故障的判断，本实用新型的结构设置，可采用以自适应负荷电流突变法的故障判据为主，另加线路电压为0作为停电判据，能在一定程度上提高故障检测的可靠性，降低误动和拒动的可能性。

单相接地故障判断：当线路发生单相接地故障时，采用与采样电阻相接的电磁感应线圈，将故障信息还换成电压信号，然后从该电压信号中提取配电网线路接地暂态电容电流突变部分的分量，再经过图5所示带通滤波电路滤波进一步信号处理后，由cc2530单片机对数据进行分析处理判断是否满足故障判据，如果满足所有的故障判据的条件就进行报警，否则线路正常运行。

本实用新型对接地故障时电容电流的300～1500hz暂态分量信息进行提取分析，用图6所示真有效值转换电路，得到这些信号真有效值的突变量大小来处理信号，判断故障是否发生。这些接地瞬间的突变高频分量不受其它外在高频信号的干扰以及线路励磁涌流的影响，提高了检测的可靠性。

定位电路：如图7所示，本实用新型对位置信息的确定，利用了um220-iiin定位模块。当线路发生故障时，本装置可同时上传zigbee的地址编码信息，以及um220-iiin的经纬度、时间和日期等信息，巡检人员可以通过位置信息利用gps定位仪到达准确的故障位置。

温湿度传感器：如图8所示，本实用新型使用dht11型号的温湿度传感器实时监测运行线路的温度和附近环境的湿度信息。

电源电路：如图9所示，本实用新型的电源电路采用充电锂电池与太阳能相结合的方式，白天利用太阳能为供电、给蓄电池充电，阴雨天气或者夜晚，则利用蓄电池给指示器充电。