一种配电网的故障检测装置及故障检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及故障检测技术领域，尤其是一种配电网的故障检测装置及故障检测系统。


背景技术：

2.随着电力技术的发展，配电网在各个地区得到普及，对配电网的故障检测的范围以及难度亦有所提升。在一些地区为了降低配电网投资成本，常采用三相隔离开关做架空线配电线路的分段器，但在线路发生故障变电站跳闸后，运维人员在维护时需要操作隔离开关，与变电站出线重合开关配合，通过分段
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重合测试方式确认故障区段，因此需要进行停电并且停电时间长，同时重合操作对电力设备冲击较大，对配电网安全运行有一定安全隐患，因此需要寻求解决方案。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种配电网的故障检测装置及故障检测系统。
4.本实用新型所采取的技术方案是：
5.一种配电网的故障检测装置，包括：
6.三相智能传感器模块，安装于高压线的隔离开关静触头末端或连接头，用于获取三相负荷电流；
7.分压传输电缆模块，与所述三相智能传感器模块的输出端连接；
8.汇集模块，包括微处理器、信号处理单元以及就地指示单元；所述信号处理单元与所述分压传输电缆模块以及所述微处理器连接，所述就地指示单元与所述微处理器连接。
9.进一步，所述配电网的故障检测装置还包括第一线圈，所述三相智能传感器模块的输出端通过所述第一线圈接地。
10.进一步，所述三相智能传感器模块包括三个智能传感器，所述智能传感器包括电流互感器、v/f转换单元以及第一电容，每一所述电流互感器用于获取单相负荷电流，所述v/f转换单元与所述电流互感器以及所述第一电容连接，所述第一电容与所述信号处理单元连接。
11.进一步，所述智能传感器还包括第二电容以及第二线圈，所述第二电容通过所述第一电容与所述v/f转换单元连接，所述第二电容一端连接所述第一电容以及所述第二线圈一端，所述第二电容另一端连接所述信号处理单元，所述第二线圈另一端连接所述高压线。
12.进一步，所述信号处理单元包括带通放大电路以及低通滤波电路，所述带通放大电路与所述分压传输电缆模块以及所述微处理器连接，所述低通滤波电路与所述分压传输电缆模块以及所述微处理器连接。
13.进一步，所述汇集模块还包括线圈模块，所述线圈模块一端接地，所述线圈模块另
一端与所述分压传输电缆模块连接。
14.进一步，所述汇集模块还包括电源电路，所述电源电路与所述线圈模块另一端连接。
15.进一步，所述汇集模块还包括通信模块，所述通信模块与所述微处理器连接。
16.进一步，所述通信模块包括gsm、gprs、nb-iot、rola、数传电台以及自组网模块中的其中一种。
17.本实用新型实施例还提供一种故障检测系统，包括电子设备以及所述配电网的故障检测装置。
18.本实用新型的有益效果是：通过设置三相智能传感器模块获取三相负荷电流，分压传输电缆模块与所述三相智能传感器模块的输出端连接，所述信号处理单元与所述分压传输电缆模块以及所述微处理器连接，所述就地指示单元与所述微处理器连接，而三相智能传感器模块安装于高压线的隔离开关静触头末端或连接头，因此不影响隔离开关，避免故障检测过程中停电以及重合操作对电力设备造成的冲击提高便利性和安全性；而所述就地指示单元能够与所述微处理器配合进行故障指示，为维护人员的检测提供了方便。
附图说明
19.图1为本实用新型具体实施例配电网的故障检测装置的示意图；
20.图2为本实用新型具体实施例智能传感器的示意图；
21.图3为本实用新型具体实施例汇集模块的示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
23.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。
25.参照图1和图2，本实用新型实施例提供了一种配电网的故障检测装置，包括三相智能传感器模块100、分压传输电缆模块200、汇集模块300以及第一线圈l1。
26.参照图1和图2，本实用新型实施例中，三相智能传感器模块安装于高压线g的隔离开关静触头末端或连接头，用于获取三相负荷电流。需要说明的是，安装包括但不限于卡装，高压线为10kv高压线。具体地，三相智能传感器模块包括三个智能传感器，分别为智能传感器a、智能传感器b、智能传感器c，智能传感器a用于获取单相(第一相)负荷电流、智能
传感器b用于获取单相(第二相)负荷电流、智能传感器c用于获取单相(第三相)负荷电流，智能传感器a、智能传感器b、智能传感器c结构相同，因此本实用新型实施例以智能传感器a为例进行描述。
27.参照图1和图2，具体地，智能传感器a包括电流互感器(ct)、v/f转换单元400、第一电容c1、第二电容c2以及第二线圈l2；v/f转换单元400与电流互感器以及第一电容c1连接，第一电容c1通过第二电容c2与信号处理单元连接，第二电容c2通过第一电容c1与v/f转换单元400连接，第二电容c2一端连接第一电容c1以及第二线圈l2一端，第二电容c2另一端连接信号处理单元，第二线圈l2另一端连接高压线。需要说明的是，第二电容c2另一端为输出端，其中智能传感器a的输出端记为out1，智能传感器b的输出端记为out2，智能传感器c对应的输出端记为out3。可选地，第二线圈l2一端为电源500。需要说明的是，电流互感器(ct)方便电网改造安装，可以卡装在高压线的隔离开关静触头末端或连接头而不拆卸隔离开关或电缆头，不影响检测精度，获取的电流信号通过电流-电压-频率(i-f)转换，把负荷电流变换成正比关系超音频频率信号，通过电容耦合到包括第二线圈l2、第二电容c2、第一线圈l1的分压供电支路，类电力线载波通信方式传输到汇集模块中,实现电压、电流混频调制同电缆传输,低成本、超低功耗、不需要电池供电。另外，分压供电支路两端采用两个电感线圈：第一线圈l1和第二线圈l2，具备超音频信号阻波作用。其中，u
i-u1差压的电源可用于微功耗传感器供电，稳定提供≧0.5mw功率供电，而分压供电支路设计保证智能传感器的输出端的输出电压u2对大地电压差在人体直触安全电压范围。
28.参照图2，本实用新型实施例中，具有三个第一线圈l1，一个第一线圈l1对应三相智能传感器模块的一个输出端设置，三相智能传感器模块的每一输出端通过一个第一线圈l1接地，提供一条接地回路。
29.参照图2和图3，本实用新型实施例中，分压传输电缆模块与三相智能传感器模块的输出端连接。具体地，分压传输电缆模块包括三条分压传输电缆，分别对应三相智能传感器模块的一个输出端，将三相负荷电流传输至汇集模块中。具体地，三条分压传输电缆分别记为d1、d2、d3，d1对应out1，d2对应out2，d3对应out3。
30.参照图1和图2，本实用新型实施例中，汇集模块包括微处理器、信号处理单元、就地指示单元301、线圈模块、通信模块302以及电源电路303。可选地，微处理器包括但不限于mpu或者mcu，本实用新型实施例中以mpu为例。
31.参照图1和图2，可选地，信号处理单元包括带通放大电路304以及低通滤波电路305，带通放大电路304与分压传输电缆模块中每一条分压传输电缆连接以及与微处理器连接，低通滤波电路305与分压传输电缆模块中每一条分压传输电缆连接以及与微处理器连接。
32.可选地，就地指示单元301与微处理器连接，用于为运维人员进行故障指示。
33.参照图1和图2，可选地，线圈模块包括三个第三线圈l3，每一个第三线圈l3对应连接一条分压传输电缆，一个第三线圈l3一端接地而另一端连接分压传输电缆d1以及电源电路，一个第三线圈l3一端接地而另一端连接分压传输电缆d2以及电源电路，一个第三线圈l3一端接地而另一端连接分压传输电缆d3以及电源电路。其中，电源电路采用三相检波供电，用于缓冲储能后备。本实用新型实施例中，提高包含第一线圈l1以及第三线圈l3的两条接地回路，一条直接就近连接大地，一条接入汇集模块，通过汇集模块的第三线圈l3接大地
保证可靠接地，避免接地不良、高压下移危及人身安全。
34.可选地，通信模块与微处理器连接，可以将告警信息传输至远端的电子设备中。其中，通信模块包括gsm、gprs、nb-iot、rola、自组网、数传电台以及自组网模块(例如事先构造的具有传输功能的组网)中的其中一种。
35.下面对本实用新型实施例的具体工作过程进行说明：
36.三相智能传感器模块安装于高压线的隔离开关静触头末端或连接头后，各个智能传感器中的电流互感器获取单相负荷电流的电流信号并进行信号调理而转换成电压信号，v/f转换单元将电压信号线性地转换成周期性信号，例如把1v转换成10khz，然后通过第一电容c1和第二电容c2的电容耦合通过三相智能传感器模块的各个输出端out1、out2、out3传输至各个第一线圈l1至地以及传输至分压传输电缆d1、分压传输电缆d2、分压传输电缆d3而进入汇集模块，使得汇集模块提取出i-f频率信号和电压信号，微处理器(包括但不限于mpu或者mcu)计算负荷电流、线路电压值，如果检测到故障过流，微处理器发出故障告警信号使得就地指示单元进行故障指示(例如就地led闪光和翻红牌指示)并通过通信模块将故障告警信号传输至电子设备中进行远程告警。具体地，当信号通过分压传输电缆进入汇集模块中，带通放大电路将接收的频率信号进行信号放大后送入微处理器，低通滤波电路将分压得到的各个输出端out1、out2、out3的电压进行低通滤波，通过信号放大、低通滤波、斯密特整形后恢复的频率信号由微处理器进行高速计数器进行采样计算，得到负荷电流值，用于过流故障判断，电压信号经过低通滤波后，微处理器的ad采样电压值作为辅助判据，实现低成本mpu或者mcu实现故障检测、故障就地告警、故障信息远传。
37.本实用新型实施例还提供一种故障检测系统，包括电子设备以及上述配电网的故障检测装置。可选地，电子设备与通信模块连接，电子设备包括但不限于手机、电脑、平板电脑、车载电脑等。
38.需要说明的是，上述信号处理单元、带通放大电路以及低通滤波电路可以采用现有技术中已知的电路实现，本实用新型实施例保护的是各模块之间形成的特定的模块连接关系以及基于该模块连接关系的配电网的故障检测装置。另外，本实用新型实施例并没有涉及到方法上的改进，更不涉及任何软件上的改进。
39.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。