專(zhuān)利名稱(chēng)：輸電線路故障檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
輸電線路故障檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型為輸電線路故障檢測(cè)裝置，屬于輸電線路故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景[0002]青藏鐵路35KV配電網(wǎng)由于所處環(huán)境惡劣，線路長(zhǎng)度大。當(dāng)線路上發(fā)生接地 或短路故障后，現(xiàn)有的繼電保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確的判斷故障區(qū)段，只能通過(guò)逐級(jí)試?yán)姆?式確定故障位置，整個(gè)過(guò)程涉及大量的倒間操作，操作復(fù)雜且所需時(shí)間較長(zhǎng)。通過(guò)該 方式最終可將故障定位到兩變電所之間，由于青藏鐵路變電所之間距離較遠(yuǎn)(相距20— 40KM不等)，線路所經(jīng)過(guò)地域自然環(huán)境惡劣，巡線難度大、耗時(shí)長(zhǎng)，不利于故障的迅速 處理，嚴(yán)重威脅線路安全正常運(yùn)行。[0003]專(zhuān)利號(hào)為200320122380.3的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種“電網(wǎng)輸電線路故障 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。其包括數(shù)據(jù)采集終端和故障監(jiān)測(cè)支持系統(tǒng)兩大部分，其主要監(jiān)測(cè)因桿塔上 絕緣子發(fā)生閃絡(luò)，雷電擊中輸電線路或桿塔而引發(fā)的事故。使用時(shí)，數(shù)據(jù)采集終端固定 于輸電線路的塔桿上，當(dāng)輸電線路發(fā)生上述故障，數(shù)據(jù)采集終端采集到相應(yīng)的故障信號(hào) 并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將故障信號(hào)發(fā)送給故障監(jiān)測(cè)支持系統(tǒng)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能對(duì)接地故 障、短路故障和斷路故障等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即監(jiān)測(cè)故障較單一。同時(shí)，其數(shù)據(jù)采集終端中的 故障判斷及信息發(fā)送部分采用有線連接，存在安全隱患，易受外界干擾，影響使用可靠 性。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有輸電線路故障檢測(cè)裝置無(wú)法檢測(cè)接地、短路、斷路故 障且使用可靠性較低的問(wèn)題，提供一種輸電線路故障檢測(cè)裝置。該檢測(cè)裝置能對(duì)輸電線 路接地、短路、斷路故障進(jìn)行有效檢測(cè)并確定故障位置。[0005]本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的輸電線路故障檢測(cè)裝置，由若干組、 每組三個(gè)且使用時(shí)分別固定于輸電線路三相上并能夠無(wú)線發(fā)射故障信息的故障信息采集 裝置，與每組故障信息采集裝置對(duì)應(yīng)且使用時(shí)固定于輸電線路桿塔上并接收、再通過(guò) GSM網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)每組故障信息采集裝置發(fā)來(lái)的故障信息的故障信息傳送裝置，通過(guò)GSM 網(wǎng)絡(luò)接收和處理故障信息傳送裝置轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的故障信息的由計(jì)算機(jī)和與計(jì)算機(jī)連接的信息 接收器組成的數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成。故障信息采集裝置的作用是將檢測(cè)到的輸電線路的上 電、斷電、接地、短路信息以無(wú)線的方式傳輸?shù)焦收闲畔魉脱b置，要完成上述任務(wù)， 故障信息采集裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)講是容易實(shí)現(xiàn)的；故障信息傳送 裝置的作用是接收每組故障信息采集裝置發(fā)來(lái)的故障信息，對(duì)接收到的故障信息加以處 理后再通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)出去，其結(jié)構(gòu)也是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的；數(shù)據(jù)處理 裝置的信息接收器接收到故障信息傳送裝置發(fā)來(lái)的故障信息并傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在 相應(yīng)軟件的支持下，對(duì)故障信息進(jìn)行分析、處理、判斷后，確定出故障位置，同時(shí)發(fā)出 報(bào)警信號(hào)。[0006]本實(shí)用新型所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置融合故障檢測(cè)技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以在線路出現(xiàn)短路故障、接地故障、以及通電、斷電的情況下，將各個(gè) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)(即故障信息采集裝置在輸電線路上的固定點(diǎn))的線路狀態(tài)信息傳送至監(jiān)控中心(數(shù)據(jù)處理裝置的放置處)，監(jiān)控中心接收到相關(guān)數(shù)據(jù)后可在數(shù)十秒內(nèi)報(bào)警顯示，并將 故障發(fā)生位置定位到兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間。本實(shí)用新型具備了故障自動(dòng)定位和顯示故障類(lèi) 別的功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)線路的各種運(yùn)行狀態(tài)，諸如送電、停電、缺相、短路、接地、過(guò)流 等。在輸電線路運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)快速做出反應(yīng)。本實(shí)用新型的應(yīng)用，可極大的提高 供電可靠性，提高自動(dòng)化、信息化水平，為電力線路的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。[0007]本實(shí)用新型所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置在青藏鐵路崗秀至底吾瑪區(qū)段得到試 應(yīng)用。該區(qū)段夏季雷暴頻繁，經(jīng)常發(fā)生因雷電造成的高壓熔管爆裂導(dǎo)致接地故障。且該 段無(wú)高大喬木，因鳥(niǎo)類(lèi)在線桿上筑巢造成的短路及接地故障較為常見(jiàn)。因該區(qū)域道路狀 況較差且線路較長(zhǎng)，出現(xiàn)故障后對(duì)整條線路進(jìn)行人工巡線耗時(shí)較長(zhǎng)。該段共用鐵通基站 6座線路總長(zhǎng)38.15Km，每隔1.5Km設(shè)置一組故障信息采集裝置，總計(jì)布置31組。安裝 完成后可將故障迅速定位到較小范圍(1.5Km或某基站)范圍內(nèi)，使維護(hù)人員能夠更加 快速的找到故障點(diǎn)并迅速排除故障。


[0008]圖1為本實(shí)用新型所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0009]圖2為本實(shí)用新型所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置檢測(cè)到接地故障時(shí)的原理圖；[0010]圖3為本實(shí)用新型所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置檢測(cè)到短路故障時(shí)的原理圖；[0011]圖4為本實(shí)用新型所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置的故障信息傳送裝置的一種具 體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0012]輸電線路故障檢測(cè)裝置，由若干組、每組三個(gè)且使用時(shí)分別固定于輸電線路三 相上并能夠無(wú)線發(fā)射故障信息的故障信息采集裝置21，與每組故障信息采集裝置對(duì)應(yīng)且 使用時(shí)固定于輸電線路桿塔上并接收、再通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)每組故障信息采集裝置發(fā)來(lái) 的故障信息的故障信息傳送裝置22，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)接收和處理故障信息傳送裝置轉(zhuǎn)發(fā)來(lái) 的故障信息的由計(jì)算機(jī)23和與計(jì)算機(jī)連接的信息接收器M組成的數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成。 具體實(shí)施時(shí)，在輸電線路上第隔0.5 - 2KM布置一組故障信息采集裝置和故障信息傳送 裝置。故障信息采集裝置采用彈簧卡線結(jié)構(gòu)，掛線安裝在高壓線路上。掛裝的數(shù)量和地 點(diǎn)可由用戶(hù)根據(jù)需要自行決定，建議安裝在電力線路的分支處、事故多發(fā)區(qū)段及其它需 要監(jiān)測(cè)的位置。故障信息傳送裝置利用抱箍安裝在線桿延長(zhǎng)支架上并用螺栓固定。數(shù)據(jù) 處理裝置根據(jù)需要可安裝在變電所、供電所、辦公室、調(diào)度室等地方，要求室內(nèi)防濕防 塵，周?chē)鸁o(wú)強(qiáng)磁場(chǎng)，以免造成對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾。[0013]具體實(shí)施時(shí)，故障信息采集裝置21由檢測(cè)電路、分析算法電路、觸發(fā)電路、無(wú) 線傳輸電路模塊、電源電路構(gòu)成?；蛘咧苯舆x用北京豪銳達(dá)科技有限公司生產(chǎn)的HR-IPC 系列故障信息采集裝置。[0014]故障信息采集裝置21和故障信息傳送裝置22之間采用無(wú)線通訊的方式傳送信4息。二者工作在2.4GISM頻段，采用DSSS方式調(diào)制。該方式具有抗干擾能力強(qiáng)、信號(hào) 穩(wěn)定、傳輸速率高等特點(diǎn)。與有線方式相比由于故障信息采集裝置直接安裝在線路上， 與其他部分沒(méi)有連線，避免了在高壓線路附近安裝設(shè)備所帶來(lái)的安全隱患。如圖4所 示，故障信息傳送裝置22包括處理器(MCU) 25，處理器25的信號(hào)輸入端連接有無(wú)線 接收模塊26，處理器25的信號(hào)輸出端連接有GPRS無(wú)線收發(fā)模塊27，處理器25還連接有 太陽(yáng)能電源管理器沘。處理器(MCU) 25采用ST公司低功耗32位處理器STM32L， 具有運(yùn)算速度快、能耗低、編程簡(jiǎn)單、加密特性好等特點(diǎn)。無(wú)線接收模塊26采用美國(guó) DIGI公司生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)2.4G無(wú)線接收模塊，具有穩(wěn)定性高、數(shù)據(jù)接收可靠等特點(diǎn)。無(wú) 線接收模塊平時(shí)采用低能耗待機(jī)模式、但檢測(cè)到無(wú)線信號(hào)時(shí)開(kāi)始正常接收。GPRS無(wú)線收 發(fā)模塊27采用法國(guó)WAVECOM公司生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)GPRS模塊，具有工作溫度范圍寬、信 號(hào)強(qiáng)度好、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的特點(diǎn)。GPRS模塊在無(wú)信息傳送時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)有信息傳 送需求時(shí)迅速開(kāi)機(jī)并完成信息傳送。太陽(yáng)能電源管理器28由兩組20W太陽(yáng)能電池板和 寬溫型免維護(hù)鉛酸蓄電池構(gòu)成。[0015]信息接收器M采用通訊服務(wù)器。該通訊服務(wù)器可以將故障類(lèi)型及故障區(qū)段等信 息以短信的形式發(fā)送到指定的手機(jī)上。[0016]如圖2所示，檢測(cè)接地瞬間的暫態(tài)電容放電電流、并且檢測(cè)到線路電壓降低 時(shí)，認(rèn)為線路接地，否則線路未發(fā)生接地。如圖由2#線(相3、6、9故障檢測(cè)裝置發(fā)信 而12未動(dòng)作，即可判斷出D區(qū)段發(fā)生接地故障。[0017]如圖3所示，根據(jù)短路現(xiàn)象，在短路瞬間電流正突變、保護(hù)動(dòng)作停電作為動(dòng)作 依據(jù)。由2#線B相2、5、8故障檢測(cè)裝置和3#線C相3、6、9故障檢測(cè)裝置發(fā)信而11 和12無(wú)動(dòng)作，即可判斷出D區(qū)段發(fā)生短路故障。
權(quán)利要求1.一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為由若干組、每組三個(gè)且使用時(shí)分別固定 于輸電線路三相上并能夠無(wú)線發(fā)射故障信息的故障信息采集裝置(21)，與每組故障信 息采集裝置對(duì)應(yīng)且使用時(shí)固定于輸電線路桿塔上并接收、再通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)每組故 障信息采集裝置發(fā)來(lái)的故障信息的故障信息傳送裝置(22)，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)接收和處 理故障信息傳送裝置轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的故障信息的由計(jì)算機(jī)(23)和與計(jì)算機(jī)連接的信息接收器(24)組成的數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為故障信息采集裝置(21)由檢測(cè)電路、分析算法電路、觸發(fā)電路、無(wú)線傳輸電路模塊、電源電路構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為故障信息采集裝置(21)選用北京豪銳達(dá)科技有限公司生產(chǎn)的HR-IPC系列故障信息采集裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為故障信息 傳送裝置(22)包括處理器(25)，處理器(25)的信號(hào)輸入端連接有無(wú)線接收模塊(26)，處理器(25)的信號(hào)輸出端連接有GPRS無(wú)線收發(fā)模塊(27)，處理器(25) 還連接有太陽(yáng)能電源管理器(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的的輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為故障信息傳送裝置(22)的處理器(25)采用ST公司低功耗32位處理器STM32L，無(wú)線接收模塊(26) 采用美國(guó)DIGI公司生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)2.4G無(wú)線接收模塊，GPRS無(wú)線收發(fā)模塊(27)采用 法國(guó)WAVECOM公司生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)GPRS模塊，太陽(yáng)能電源管理器(28)由兩組20W太 陽(yáng)能電池板和寬溫型免維護(hù)鉛酸蓄電池構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為信息接收器(24)采用通訊服務(wù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為信息接收器(24)采 用通訊服務(wù)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征為信息接收器(24)采 用通訊服務(wù)器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為輸電線路故障檢測(cè)裝置。解決現(xiàn)有輸電線路故障檢測(cè)裝置無(wú)法檢測(cè)接地、短路、斷路故障且使用可靠性較低的問(wèn)題。該檢測(cè)裝置由若干組、每組三個(gè)的故障信息采集裝置，與每組故障信息采集裝置對(duì)應(yīng)并接收、再通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)每組故障信息采集裝置發(fā)來(lái)的故障信息的故障信息傳送裝置，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)接收和處理故障信息傳送裝置轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的故障信息的由計(jì)算機(jī)和與計(jì)算機(jī)連接的信息接收器組成的數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成。本實(shí)用新型可以在線路出現(xiàn)短路故障、接地故障、以及通電、斷電的情況下，將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的線路狀態(tài)信息傳送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收到相關(guān)數(shù)據(jù)后可在數(shù)十秒內(nèi)報(bào)警顯示，并將故障發(fā)生位置定位到兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間。
文檔編號(hào)G01R31/08GK201812025SQ20102053588
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者吳孝平, 溫海軍, 牛江中, 翁晨陽(yáng), 郄建偉, 陳效明 申請(qǐng)人:中鐵十二局集團(tuán)有限公司, 中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司