專利名稱：架空線路故障指示及監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，主要用于架空輸電線路的故 障監(jiān)測以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有架空線路的故障指示和監(jiān)測裝置包括電流互感器、用于處理電流互感器信號(hào) 的信號(hào)調(diào)理模塊、微處理器、用于存儲(chǔ)的存儲(chǔ)模塊、用于進(jìn)行顯示和報(bào)警的顯示及報(bào)警模塊 以及用于向其他模塊供電的供電模塊，在線路中存在高壓交流電時(shí)，電流互感器通過電磁 感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，信號(hào)調(diào)理模塊對該感應(yīng)電流進(jìn)行濾波降噪等處理后，轉(zhuǎn)換為可以 被微處理器處理的數(shù)字信號(hào)，微處理對該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，將處理結(jié)果存入存儲(chǔ)模塊，在 輸電線路正常的情況下，可以進(jìn)行也可以不進(jìn)行正常狀態(tài)顯示，而在輸電線路出現(xiàn)故障時(shí)， 則生成故障數(shù)據(jù)或信號(hào)由顯示報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。這種裝置的缺陷主要表現(xiàn)在(1)需要 采用蓄電池等外部電源進(jìn)行供電，由于外部電源的壽命有限，因此不僅增加了更換電源的 麻煩，而且還存在電源失效導(dǎo)致整個(gè)裝置不能工作的風(fēng)險(xiǎn)；(2)需要人工到現(xiàn)場進(jìn)行查看 或數(shù)據(jù)采集，不僅增加了工作量，而且還存在不能實(shí)時(shí)反饋檢測信號(hào)的問題，無法實(shí)時(shí)地發(fā) 現(xiàn)和處理線路故障。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種架空線路故障指示及監(jiān)測裝 置，采用這種裝置，不僅需要外部電源，而且還可以實(shí)時(shí)或及時(shí)反饋檢測信號(hào)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，包 括傳感器節(jié)點(diǎn)，還包括與所述傳感器節(jié)點(diǎn)相互通信連接的遠(yuǎn)程通訊控制裝置，所述傳感器 節(jié)點(diǎn)設(shè)有節(jié)點(diǎn)電源模塊，所述節(jié)點(diǎn)電源模塊包括供電用電流互感器和整流電路，所述供電 用電流互感器的輸出接入所述整流電路的輸入端，所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置設(shè)有遠(yuǎn)程通訊模 塊。本實(shí)用新型的有益效果是由于設(shè)置了供電用電流互感器，通過該電流互感器感 應(yīng)生成用作電源電流的感應(yīng)電流，并通過整流等處理后用作傳感器節(jié)點(diǎn)的供電電源，由此 可以實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的自供電，不僅省掉了蓄電池等外設(shè)電源，而且還避免了更換電源的 麻煩和因電源失效帶來的風(fēng)險(xiǎn)；由于設(shè)置了遠(yuǎn)程通訊控制裝置，通過該遠(yuǎn)程通訊控制裝置 可接收所述傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和信息，將傳感器節(jié)點(diǎn)獲得的故障信息和/或其他檢測數(shù)據(jù) 發(fā)送給遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心，由此可以實(shí)時(shí)、定時(shí)或在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)地將相關(guān)信息或數(shù)據(jù)送 出去，不僅省去了人工查看和人工數(shù)據(jù)采集的麻煩，而且可以及時(shí)獲得有關(guān)信息，有利于及 時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障。

圖1是本實(shí)用新型的傳感器節(jié)點(diǎn)的原理框圖；[0007]圖2是本實(shí)用新型的傳感器節(jié)點(diǎn)的電源管理及儲(chǔ)能元件部分的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程通訊控制裝置的原理框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2和圖3，本實(shí)用新型提供了 一種架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，包括 傳感器節(jié)點(diǎn)，還包括與所述傳感器節(jié)點(diǎn)相互通信連接的遠(yuǎn)程通訊控制裝置，所述傳感器節(jié) 點(diǎn)設(shè)有節(jié)點(diǎn)電源模塊，所述節(jié)點(diǎn)電源模塊包括供電用電流互感器CTl和整流電路，所述供 電用電流互感器的輸出接入所述整流電路的輸入端，所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置設(shè)有遠(yuǎn)程通 訊模塊。所述供電用電流互感器可以采用任意適宜的形式，其輸出的感應(yīng)電流應(yīng)符合傳感 器節(jié)點(diǎn)的供電需要。參見圖2，所述節(jié)點(diǎn)電源模塊可以設(shè)有主儲(chǔ)能元件，所述主儲(chǔ)能元件優(yōu)選為超級(jí)電容。所述節(jié)點(diǎn)電源模塊可以設(shè)有節(jié)點(diǎn)電源管理和儲(chǔ)能電路。所述節(jié)點(diǎn)電源管理和儲(chǔ)能電路可以包括依次連接的節(jié)點(diǎn)電能緩存電容、節(jié)點(diǎn)升壓 充電控制回路、節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容以及節(jié)點(diǎn)穩(wěn)壓控制回路。所述節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容構(gòu)成了所述節(jié)點(diǎn) 電源模塊的主儲(chǔ)能元件，這種主儲(chǔ)能元件的容量大，并且充電速度快，使用壽命長。在上述情況下，所述整流電路優(yōu)選硅橋整流電路，以在實(shí)現(xiàn)所需整流效果的前提 下，簡化整流電路的結(jié)構(gòu)。所述節(jié)點(diǎn)電能緩存電容優(yōu)選電解電容，用于緩存經(jīng)所述節(jié)點(diǎn)整 流電路輸出的電流的能量，所述節(jié)點(diǎn)電能緩存電容的輸出經(jīng)過所述節(jié)點(diǎn)升壓充電電路升壓 后，接入所述的節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容，由所述節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容進(jìn)行電能存儲(chǔ)，所述節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容的輸 出經(jīng)過所述節(jié)點(diǎn)穩(wěn)壓控制回路連接所述傳感器節(jié)點(diǎn)的各負(fù)載(其他各模塊、電路和元件等 耗能部分)，以保證傳感器節(jié)點(diǎn)中的其他各模塊和元件的正常供電。參見圖1，所述傳感器節(jié)點(diǎn)可以還包括信號(hào)采集用電流互感器CT2、節(jié)點(diǎn)信號(hào)調(diào)理 電路、節(jié)點(diǎn)微處理器和節(jié)點(diǎn)射頻通信模塊，所述信號(hào)采集互感器的輸出連接所述節(jié)點(diǎn)調(diào)理 電路的輸入，所述節(jié)點(diǎn)調(diào)理電路根據(jù)實(shí)際需要，將所述信號(hào)采集電流互感器生成的感應(yīng)電 流進(jìn)行濾波等處理，按比例轉(zhuǎn)化為模擬的電壓信號(hào)，并將所述模擬的電壓信號(hào)送入所述微 處理器，所述微處理器設(shè)有內(nèi)建的A/D轉(zhuǎn)換電路，將所述模擬的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 并對所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，獲得被測電路上的電流有效值檢測數(shù)據(jù)并在存在故障 時(shí)生成相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)，根據(jù)需要，對所述電流有效值檢測數(shù)據(jù)和所述故障數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄 和存儲(chǔ)，并將所述故障數(shù)據(jù)和/或其他檢測數(shù)據(jù)通過所述射頻通信模塊適時(shí)地下傳至所述 遠(yuǎn)程通訊控制裝置。為了保證采樣精度，在所述節(jié)點(diǎn)微處理控制進(jìn)行采樣的階段，可以暫時(shí) 中止從被檢測的輸電線路取電，此功能通過電源管理模塊實(shí)現(xiàn)參見圖3，所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置可以設(shè)有太陽能電池板，以便通過太陽能電池板 獲得能源，而不需要另外設(shè)有供電電源。所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置還可以設(shè)有控制裝置電源管理和儲(chǔ)能電路，所述太陽能電 池板用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，其輸出連接所述控制裝置電源管理和儲(chǔ)能電路的輸入，所 述控制裝置電源管理和儲(chǔ)能電路的儲(chǔ)能元件采用超級(jí)電容，通過該超級(jí)電容用于向所述遠(yuǎn) 程通訊控制裝置的各負(fù)載供電。[0018]所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置還可以包括控制裝置微處理器、控制裝置射頻通信模塊、 遠(yuǎn)程通訊模塊以及控制裝置非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述控制裝置射頻通信模塊與所述節(jié)點(diǎn) 射頻通信模塊相互通信連接，用于接收所述節(jié)點(diǎn)射頻通信模塊下傳的故障信息和/或其他 相關(guān)檢測數(shù)據(jù)并將所接收的信息送入所述控制裝置微處理器，所述控制裝置微處理器將所 述故障信息和/或其他檢測數(shù)據(jù)存入所述控制裝置非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊并控制所述遠(yuǎn)程 通訊模塊將所述故障信息和/或其他檢測數(shù)據(jù)發(fā)送出去，例如，遠(yuǎn)傳至指定的監(jiān)控中心。所述遠(yuǎn)程通訊模塊優(yōu)選GPRS通訊模塊，以借助現(xiàn)有的GPRS通訊系統(tǒng)方便地進(jìn)行 遠(yuǎn)程通訊。由于所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置采用太陽能電池板作為電源，并采用超級(jí)電容進(jìn)行電 能的存儲(chǔ)，由此不僅省去了外部電源，而且供電能力大，使用壽命長。
權(quán)利要求1.一種架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，包括傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于還包括與所述傳 感器節(jié)點(diǎn)相互通信連接的遠(yuǎn)程通訊控制裝置，所述傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)有節(jié)點(diǎn)電源模塊，所述節(jié) 點(diǎn)電源模塊包括供電用電流互感器和整流電路，所述供電用電流互感器的輸出接入所述整 流電路的輸入端，所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置設(shè)有遠(yuǎn)程通訊模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)電源模塊 還設(shè)有主儲(chǔ)能元件，所述主儲(chǔ)能元件為超級(jí)電容。
3.如權(quán)利要求2所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)電源模塊 設(shè)有所述節(jié)點(diǎn)電源管理和儲(chǔ)能電路，所述節(jié)點(diǎn)電源管理和儲(chǔ)能電路包括依次連接的節(jié)點(diǎn)電 能緩存電容、節(jié)點(diǎn)升壓充電控制回路、節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容以及節(jié)點(diǎn)穩(wěn)壓控制回路，所述節(jié)點(diǎn)超級(jí) 電容構(gòu)成了所述節(jié)點(diǎn)電源模塊中的主儲(chǔ)能元件，所述節(jié)點(diǎn)電能緩存電容用于緩存經(jīng)所述節(jié) 點(diǎn)整流電路輸出的電流的能量，所述節(jié)點(diǎn)電能緩存電容的輸出經(jīng)過所述節(jié)點(diǎn)升壓充電電路 升壓后，接入所述節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容，由所述節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容進(jìn)行電能存儲(chǔ)，所述節(jié)點(diǎn)超級(jí)電容的 輸出經(jīng)過所述節(jié)點(diǎn)穩(wěn)壓控制回路連接所述傳感器節(jié)點(diǎn)的各負(fù)載。
4.如權(quán)利要求3所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)電能緩存 電容采用電解電容。
5.如權(quán)利要求4所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述整流電路采用 硅橋整流電路。
6.如權(quán)利要求5所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述傳感器節(jié)點(diǎn)還 包括信號(hào)采集用電流互感器、節(jié)點(diǎn)信號(hào)調(diào)理電路、節(jié)點(diǎn)微處理器和節(jié)點(diǎn)射頻通信模塊，所述 信號(hào)采集用電流互感器的輸出連接所述節(jié)點(diǎn)調(diào)理電路的輸入，所述節(jié)點(diǎn)調(diào)理電路將所述信 號(hào)采集用電流互感器生成的感應(yīng)電流進(jìn)行處理，按比例轉(zhuǎn)化為模擬的電壓信號(hào)，并將所述 模擬的電壓信號(hào)送入所述微處理器，所述微處理器設(shè)有內(nèi)建的A/D轉(zhuǎn)換電路，將所述模擬 的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并對所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，獲得被測電路上的電流有 效值檢測數(shù)據(jù)并在存在故障時(shí)生成相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)，對所述電流有效值檢測數(shù)據(jù)和所述故 障數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，并將所述故障數(shù)據(jù)和/或其他檢測數(shù)據(jù)通過所述射頻通信模塊適 時(shí)地下傳至所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述 遠(yuǎn)程通訊控制裝置設(shè)有太陽能電池板。
8.如權(quán)利要求7所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述遠(yuǎn)程通訊控制 裝置還設(shè)有控制裝置電源管理和儲(chǔ)能電路，所述太陽能電池板用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能， 其輸出連接所述控制裝置電源管理和儲(chǔ)能電路的輸入，所述控制裝置電源管理和儲(chǔ)能電路 的儲(chǔ)能元件采用超級(jí)電容，通過該超級(jí)電容用于向所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置的各負(fù)載供電。
9.如權(quán)利要求8所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述遠(yuǎn)程通訊控 制裝置還包括控制裝置微處理器、控制裝置射頻通信模塊、遠(yuǎn)程通訊模塊以及控制裝置非 易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述控制裝置射頻通信模塊與所述節(jié)點(diǎn)射頻通信模塊相互通信連接， 用于接收所述節(jié)點(diǎn)射頻通信模塊下傳的故障信息和/或其他相關(guān)檢測數(shù)據(jù)并將所接收的 信息送入所述控制裝置微處理器，所述控制裝置微處理器將所述故障信息和/或其他檢測 數(shù)據(jù)存入所述控制裝置非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊并控制所述遠(yuǎn)程通訊模塊將所述故障信息和/ 或其他檢測數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
10.如權(quán)利要求9所述的架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，其特征在于所述控制裝置的 遠(yuǎn)程通訊模塊優(yōu)選GPRS通訊模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種架空線路故障指示及監(jiān)測裝置，包括傳感器節(jié)點(diǎn)，還包括與所述傳感器節(jié)點(diǎn)相互通信連接的遠(yuǎn)程通訊控制裝置，所述傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)有節(jié)點(diǎn)電源模塊，所述節(jié)點(diǎn)電源模塊包括供電用電流互感器和整流電路，所述供電用電流互感器的輸出接入所述整流電路的輸入端，所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置設(shè)有遠(yuǎn)程通訊模塊，所述遠(yuǎn)程通訊控制裝置設(shè)有用作電源的太陽能電池板。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置的自供電，省掉了外設(shè)電源，避免了更換電池的麻煩以及因電源失效帶來的風(fēng)險(xiǎn)，另外，本實(shí)用新型還可以遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障。本實(shí)用新型主要用于架空輸電線路的故障監(jiān)測以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)H02J15/00GK201892717SQ201020502008
公開日2011年7月6日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者劉顯峰, 董云鵬, 陳未遠(yuǎn) 申請人:北京恒源華清電力科技有限公司