電纜線路故障指示裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電纜線路故障指示裝置，包括：采集模塊，用于采集電纜線路上的電壓數據和電流數據；控制模塊與采集模塊連接，適用于安裝在電力系統的三相電纜的連接處，用于接收采集模塊采集的電壓數據和電流數據，并根據電壓數據和電流數據對電纜線路進行故障判定；指示面板與控制模塊連接，用于接收并顯示控制模塊上傳的電流數據和故障判定結果；取電模塊適用于安裝在單相電纜上，并與控制模塊連接，用于從單相電纜上獲取電能，并為控制模塊供電；儲能模塊，與取電模塊和控制模塊連接，用于存儲取電模塊獲取的電能，還用于在電纜線路出現故障時，取代取電模塊為控制模塊供電。其能夠快速可靠地定位電纜線路的故障區段。
【專利說明】
電纜線路故障指示裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電網檢測技術領域，特別是涉及一種電纜線路故障指示裝置。
【背景技術】
[0002]隨著城市經濟的發展和生活質量的提高，智能電網配電線路，特別是城市10?35kV或農村6?35kV電壓級別線路，是配電線路的故障高發線路，容易發生相間短路或單相接地故障。由于配電線路分支多和沿線地形復雜等因素，給沿線查找線路故障帶來困難，尤其在雷雨天、夜間，故障查找更加困難。故障檢測裝置作為配電線路故障定位的輔助手段，正在國內得到越來越廣泛的應用，即便在配電自動化水平先進的發達國家也是如此。故障檢測裝置安裝在長線路的中段和分支入口處，可指示線路故障區段及故障分支;然而目前故障指示裝置只具有故障翻牌或閃燈功能，在實際運行過程中，限于翻牌機構或功耗限制使得電纜線路故障情況不能正確可靠指示，從而很難快速定位故障區段。
【實用新型內容】
[0003]鑒于此，有必要針對傳統故障指示裝置由于功耗限制難以正確可靠地定位故障區段的問題，提供一種電纜線路故障指示裝置，能夠快速可靠地定位電纜線路的故障區段。
[0004]為達到實用新型目的，提供一種電纜線路故障指示裝置，所述裝置包括:
[0005]采集模塊，適用于安裝在電力系統的單相電纜上，用于采集電纜線路上的電壓數據和電流數據；
[0006]控制模塊，與所述采集模塊連接，適用于安裝在電力系統的三相電纜的連接處，用于接收所述采集模塊采集的所述電壓數據和所述電流數據，并根據所述電壓數據和所述電流數據對所述電纜線路進行故障判定；
[0007]指示面板，與所述控制模塊連接，用于接收并顯示所述控制模塊上傳的所述電流數據和進行故障判定的故障判定結果；
[0008]取電模塊，適用于安裝在所述單相電纜上，并與所述控制模塊連接，用于從所述單相電纜上獲取電能，并為所述控制模塊供電；
[0009]儲能模塊，與所述取電模塊和所述控制模塊連接，用于存儲所述取電模塊獲取的電能，還用于在所述電纜線路出現故障時，取代所述取電模塊為所述控制模塊供電。
[0010]在其中一個實施例中，還包括:
[0011 ]蓄電池模塊，與所述控制模塊連接，用于為所述控制模塊供電；
[0012]所述指示面板，還用于在所述控制模塊判定所述蓄電池模塊的存儲能量小于預設存儲能量時，控制所述指示面板發出低電量警示信號。
[0013]在其中一個實施例中，還包括:
[0014]通信模塊，與所述控制模塊連接，用于傳輸所述電壓數據、所述電流數據以及所述控制模塊對所述電纜線路進行故障判定的故障判定結果給所述指示面板。
[0015]在其中一個實施例中，所述通信模塊包括:
[0016]無線短距離通信單元，適用于連接所述采集模塊和所述控制模塊，用于同步三個單相電纜線路之間的所述電壓數據和所述電流數據，并將三個單相電纜線路的所述電壓數據和所述電流數據同步傳輸給所述控制模塊；
[0017]無線公網通信單元，適用于與所述控制模塊和后臺主站連接，用于所述電纜線路上的所述電壓數據、電流數據以及故障信息上傳給所述后臺主站；
[0018]光纖通信單元，適用于與所述控制模塊和所述指示面板連接，用于將所述電纜線路上的所述電壓數據、電流數據以及故障信息傳輸給所述指示面板。
[0019]在其中一個實施例中，還包括:
[0020]溫度采集模塊，設置在所述單相電纜上，與所述控制模塊連接，用于采集所述電纜線路上的溫度并上傳給所述控制模塊。
[0021 ]在其中一個實施例中，所述采集模塊包括:
[0022]電流互感器，與所述控制模塊連接，適用于安裝在單相電纜上，用于采集其所安裝的單相電纜上的電流數據；
[0023]電壓互感器，與所述控制模塊連接，適用于安裝在單相電纜上，用于采集其所安裝的單相電纜上的電壓數據。
[0024]在其中一個實施例中，所述控制模塊包括:
[0025]模數轉換單元，與所述采集模塊連接，用于將所述電流數據和所述電壓數據按照預設編碼規則進行模數轉換，得到編碼數據；
[0026]控制單元，與所述模數轉換單元連接，用于接收所述模數轉換單元傳輸的所述編碼數據，并根據所述編碼數據對所述電纜線路進行故障判定。
[0027]在其中一個實施例中，還包括重置模塊和定時模塊；
[0028]所述定時模塊與所述重置模塊連接，用于在計時達到預設時間時觸發所述重置模塊；
[0029]所述重置模塊與所述控制模塊連接，用于在被定時模塊觸發后對所述控制模塊進行重置動作。
[0030]在其中一個實施例中，還包括本體和帶電安裝機構；
[0031]所述本體包括桶狀殼體和設置在所述桶狀殼體上端部的安裝部件；
[0032]所述安裝部件包括兩個扭簧和固定所述扭簧的兩個扭簧座，兩個所述扭簧座關于所述桶狀殼體的中心對稱設置，兩個所述扭簧座上均設置有向所述桶狀殼體中心延伸的延伸部，兩個所述延伸部能夠相貼合；
[0033]所述安裝機構包括與所述桶狀殼體相匹配的安裝槽，所述安裝槽能夠套設在所述桶狀殼體的外部，所述安裝槽的開口部設置有關于所述安裝槽的中心對稱的突出耳部，所述突出耳部的上部設置有能夠轉動連接的鉤狀支撐部，所述突出耳部與所述鉤狀支撐部的連接處設置有擋塊，能夠擋住所述鉤狀支撐部向下活動。
[0034]在其中一個實施例中，每個所述突出耳部上設置至少兩個所述鉤狀支撐部。
[0035]本實用新型的有益效果包括:
[0036]上述電纜線路故障指示裝置，指示面板能夠將電纜線路的實時狀態直觀的顯現出來，便于檢修人員及時快速的定位排查故障，取電模塊和儲能模塊相互配合能夠保證指示面板的正確可靠指示，不會出現由于功耗等原因而導致的不能正確可靠指示的情況，便于檢修人員快速可靠地定位電纜線路故障區段，能夠及時的為用戶恢復供電，在一定程度上為用戶減少了由于恢復供電時間過長而帶來的經濟損失，也進一步提高了用電部門排查解決故障的效率。
【附圖說明】
[0037]圖1為一個實施例中的電纜線路故障指示裝置的結構示意圖；
[0038]圖2為另一個實施例中的電纜線路故障指示裝置的結構示意圖；
[0039]圖3為一個實施例中不同環境下的編碼時序示意圖；
[0040]圖4為一個實施例中的預設編碼規則的時序示意圖；
[0041]圖5為一個實施例中的電纜線路故障指示裝置的帶電安裝機構示意圖；
[0042]圖6為一個實施例中的電纜線路故障指示裝置的本體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本實用新型電纜線路故障指示裝置進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0044]在一個實施例中，如圖1所示，提供了一種電纜線路故障指示裝置，該裝置包括:采集模塊100，適用于安裝在電力系統的單相電纜上，用于采集電纜線路上的電壓數據和電流數據。控制模塊200，與采集模塊100連接，適用于安裝在電力系統的三相電纜的連接處，用于接收采集模塊100采集的電壓數據和電流數據，并根據電壓數據和電流數據對電纜線路進行故障判定。指示面板300，與控制模塊200連接，用于接收并顯示控制模塊200上傳的電流數據和進行故障判定的故障判定結果。取電模塊400，適用于安裝在單相電纜上，并與控制模塊200連接，用于從單相電纜上獲取電能，并為控制模塊200供電。儲能模塊500，與取電模塊400和控制模塊200連接，用于存儲取電模塊400獲取的電能，還用于在電纜線路出現故障時，取代取電模塊400為控制模塊200供電。
[0045]本實施例中，控制模塊200對采集模塊100采集的電壓數據和電流數據進行分析，以判斷電纜線路是否出現短路故障和接地故障，并將判斷的故障結果和采集模塊100采集的電流數據通過指示面板顯示出來，由于是通過指示面板顯示出來，因此，相比傳統故障翻牌結構，其能更直觀清楚地顯示故障結果和電流數據，不會出現由于翻牌機構出現故障而不能正確可靠指示的情況。并且，本實施例中的電纜線路故障指示裝置還包括取電模塊，用于從電纜線路上感應獲取電能，并為控制模塊200提供電能，保證控制模塊200的電能供應，同時，還提供一儲能模塊500與取電模塊400連接，取電模塊400為儲能模塊500充電，儲能模塊500也與控制模塊200連接，在電纜線路出現故障時，儲能模塊500替代取電模塊400為控制模塊200供電，這樣指示面板300便不會受限于功耗而不能正確可靠指示。
[0046]本實施例中的電纜線路故障指示裝置，指示面板300能夠將電纜線路的實時狀態直觀的顯現出來，便于檢修人員及時快速的定位排查故障，取電模塊400和儲能模塊500相互配合能夠保證指示面板300的正確可靠指示，不會出現由于功耗等原因而導致的不能正確可靠指示的情況，便于檢修人員快速可靠地定位電纜線路故障區段，能夠及時的為用戶恢復供電，在一定程度上為用戶減少了由于恢復供電時間過長而帶來的經濟損失，同時也進一步提高了用電部門排查解決故障的效率。
[0047]其中，采集模塊可包括第一采集模塊，第二采集模塊和第三采集模塊，分別設置在三個單相電纜上，采集各個單相電纜的電壓數據和電流數據，在采集模塊采集到的供電線路中的電流達到或超過短路電流啟動報警設定值時，判定電纜線路發生短路故障，在采集模塊采集到的接地線路中電流達到或超出接地電流啟動報警設定時，判定電纜線路發生接地故障。指示面板包括液晶顯示面板和LED(Light Emitting D1de，發光二極管)顯示面板。
[0048]在一個實施例中，還包括電源模塊，電源模塊分別與取電模塊和控制模塊連接，取電模塊400通過電源模塊為控制模塊200供電。同時，電源模塊與儲能模塊500連接，在電纜線路發生故障時，儲能模塊500通過電源模塊為控制模塊200供電。
[0049]在一個實施例中，參見圖2，還包括:蓄電池模塊600，設置在控制模塊中，并與所述控制模塊連接，用于為所述控制模塊供電。指示面板300，還用于在控制模塊200判定儲能模塊500的存儲能量小于預設存儲能量時，控制指示面板300發出低電量警示信號。
[0050]取電模塊400與蓄電池模塊組合使用，能夠延長裝置的使用壽命至8年，且在電池失效的情況下也能正常指示故障。并當判定蓄電池模塊600電量不足時，控制模塊200控制指示面板300發出低電量警示信號，并將該低電量警示信號上傳至后臺主站，后臺主站監控人員及時獲知指示面板電量不足情況并安排相關的運維人員去現場更換蓄電池模塊600，從而保證指示面板的故障報警功能正常可靠。
[0051 ]在一個實施例中，參見圖2，還包括:通信模塊700，與控制模塊200連接，用于傳輸電壓數據、電流數據以及控制模塊對電纜線路進行故障判定的故障判定結果給指示面板。
[0052]本實施例中電纜線路故障指示裝置中的控制模塊200通過通信模塊700與指示面板300進行數據交互。其中，通信模塊700包括無線短距離通信單元710，無線公網通信單元720和光纖通信單元730，即各個模塊之間通過無線連接進行數據交互，可簡化連接關系，節約連接線路的成本。
[0053]其中，無線短距離通信單元710能夠同步三個單相電纜之間的數據，具體的，控制模塊200采用固定的相同時間間隔給無線短距離單元同時上電，在短時間內進行一次數據交換，然后再切斷無線短距離通信單元710的電源，實現三個單相電纜上的數據的同時傳輸。無線公網單元720能夠將電纜線路的負荷數據(包括電壓數據和電流數據)及故障信息上傳給后臺主站，后臺主站根據電纜線路的負荷數據及故障信息統計分析電纜線路的運行情況。光纖通信單元730能夠電纜線路的負荷數據及故障信息傳輸給指示面板300，便于線路檢修和維護。
[0054]在一個實施例中，還包括:溫度采集模塊800，設置在單相電纜上，與控制模塊200連接，用于采集電纜線路上的溫度并上傳給控制模塊200，便于檢修人員及時獲知電纜線路的溫度，為電纜線路的運行分析和故障判斷提供更多的實時數據。其中，溫度采集模塊800可通過溫度傳感器實現。
[0055]在一個實施例中，采集模塊100包括:電流互感器110，與控制模塊200連接，適用于安裝在單相電纜上，用于采集其所安裝的單相電纜上的電流數據。電壓互感器120，與控制模塊200連接，適用于安裝在單相電纜上，用于采集其所安裝的單相電纜上的電壓數據。
[0056]電流互感器是電流信號測量的一種較精密的工作，使用電流互感器采集的電纜線路上的電流數據較為精確。電壓互感器是測量電壓、功率和電能的一種儀器，其采集的電壓數據較為精確。
[0057]在一個實施例中，控制模塊200包括:模數轉換單元210，與采集模塊100連接，用于將電流數據和電壓數據按照預設編碼規則進行模數轉換，得到編碼數據。控制單元220，與模數轉換單元210連接，用于接收模數轉換單元210傳輸的編碼數據，并根據編碼數據對電纜線路進行故障判定。
[0058]由于模擬信號容易受到環境因素的影響，例如:在高低溫等嚴酷環境下，模擬信號很容易發生畸變與失真如圖3所示，嚴重影響數據傳輸的正確性和可靠性。通過將模擬信號按照預設編碼規則進行模擬轉化，如:按圖4所示的編碼規則進行編碼，可大大提高裝置的可靠性和電磁兼容性，使得裝置能夠適應苛刻復雜的應用環境。其中，模數轉換單元210可由模數轉換器實現，控制單元220可由MCU(Microcontroller Unit，微控制單元)實現。
[0059]值得說明的是，控制模塊200中還包括用于集成通信協議(如:低功耗局域網協議)的串行外設接口，可以使控制模塊200與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。控制模塊200中還集成有通用異步收發傳輸器，用于將數據在串行通信與并行通信之間作傳輸轉換，控制模塊200中還集成有總線擴展器，能夠為控制模塊提供額外的控制和監視功會K。
[0060]在一個實施例中，還包括重置模塊900和定時模塊1000。定時模塊1000與重置模塊900連接，用于在計時達到預設時間時觸發重置模塊900。重置模塊900與控制模塊200連接，用于在被定時模塊1000觸發后對控制模塊200進行重置動作。
[0061 ]重置模塊900和定時模塊1000配合可實現控制模塊200的定制重置，保證控制模塊200的可靠性。其中，定時模塊1000可通過定制器電路實現，如看門狗(WTD，Watch DagTimer)。重置模塊900可通過重置電路實現。
[0062]在一個實施例中，參見圖5、圖6，還包括本體10和帶電安裝機構20。本體10包括桶狀殼體11和設置在桶狀殼體11上端部的安裝部件12。安裝部件12包括兩個扭簧12a和固定扭簧12a的兩個扭簧座12b，兩個扭簧座12b關于桶狀殼體的中心對稱設置，兩個扭簧座12b上均設置有向桶狀殼體中心延伸的延伸部12c，兩個延伸部12c能夠相貼合。安裝機構20包括與桶狀殼體11相匹配的安裝槽21，安裝槽21能夠套設在桶狀殼體11的外部，安裝槽21的開口部設置有關于安裝槽21的中心對稱的突出耳部22，突出耳部22的上部設置有能夠轉動連接的鉤狀支撐部23，突出耳部22與鉤狀支撐部23的連接處設置有擋塊24，能夠擋住鉤狀支撐部23向下活動。
[0063]在一個實施例中，每個突出耳部22上設置至少兩個鉤狀支撐部23。
[0064]上述結構能夠實現裝置的帶電安裝，能夠在電纜線路帶電的情況下進行安裝，避免了因安裝停電造成的損失。在將裝置安裝在電纜線路上之前，先把本體10的桶狀殼體11套設在帶電安裝機構20的安裝槽21內，此時帶電安裝結構20的突出耳部22上的鉤狀支撐部23支撐住扭簧12b，使扭簧12b向上托起，從而帶動延伸部12c向外擴展，兩個延伸部12c之間不再貼合，兩個延伸部12c之間存在一定的間隙，此時電纜線路穿過這個間隙，更進一步的，還可將電纜線路穿過扭簧12b下面，此時扳動設置在鉤狀支撐部23的下方的擋塊24，鉤狀支撐部24落下，鉤狀支撐部24支撐的扭簧12b在其自身扭力的作用下回到初始位置，此時扭簧12b可以將電纜線路壓在下面，或者兩個延伸部12c貼合，將電纜線路套在安裝部件20形成的封閉空間中，從而實現裝置安裝在電纜線路上。其在安裝時不需要電纜線路斷電，實現了帶電安裝，避免因安裝停電造成的損失。多個鉤狀支撐部23能夠更好的實現對扭簧12b的支撐。
[0065]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0066]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種電纜線路故障指示裝置，其特征在于，所述裝置包括: 采集模塊，適用于安裝在電力系統的單相電纜上，用于采集電纜線路上的電壓數據和電流數據； 控制模塊，與所述采集模塊連接，適用于安裝在電力系統的三相電纜的連接處，用于接收所述采集模塊采集的所述電壓數據和所述電流數據，并根據所述電壓數據和所述電流數據對所述電纜線路進行故障判定； 指示面板，與所述控制模塊連接，用于接收并顯示所述控制模塊上傳的所述電流數據和進行故障判定的故障判定結果； 取電模塊，適用于安裝在所述單相電纜上，并與所述控制模塊連接，用于從所述單相電纜上獲取電能，并為所述控制模塊供電； 儲能模塊，與所述取電模塊和所述控制模塊連接，用于存儲所述取電模塊獲取的電能，還用于在所述電纜線路出現故障時，取代所述取電模塊為所述控制模塊供電。2.根據權利要求1所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，還包括: 蓄電池模塊，與所述控制模塊連接，用于為所述控制模塊供電； 所述指示面板，還用于在所述控制模塊判定所述蓄電池模塊的存儲能量小于預設存儲能量時，控制所述指示面板發出低電量警示信號。3.根據權利要求1所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，還包括: 通信模塊，與所述控制模塊連接，用于傳輸所述電壓數據、所述電流數據以及所述控制模塊對所述電纜線路進行故障判定的故障判定結果給所述指示面板。4.根據權利要求3所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，所述通信模塊包括: 無線短距離通信單元，適用于連接所述采集模塊和所述控制模塊，用于同步三個單相電纜線路之間的所述電壓數據和所述電流數據，并將三個單相電纜線路的所述電壓數據和所述電流數據同步傳輸給所述控制模塊； 無線公網通信單元，適用于與所述控制模塊和后臺主站連接，用于所述電纜線路上的所述電壓數據、電流數據以及故障信息上傳給所述后臺主站； 光纖通信單元，適用于與所述控制模塊和所述指示面板連接，用于將所述電纜線路上的所述電壓數據、電流數據以及故障信息傳輸給所述指示面板。5.根據權利要求1所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，還包括: 溫度采集模塊，設置在所述單相電纜上，與所述控制模塊連接，用于采集所述電纜線路上的溫度并上傳給所述控制模塊。6.根據權利要求1所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，所述采集模塊包括: 電流互感器，與所述控制模塊連接，適用于安裝在單相電纜上，用于采集其所安裝的單相電纜上的電流數據； 電壓互感器，與所述控制模塊連接，適用于安裝在單相電纜上，用于采集其所安裝的單相電纜上的電壓數據。7.根據權利要求1所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，所述控制模塊包括: 模數轉換單元，與所述采集模塊連接，用于將所述電流數據和所述電壓數據按照預設編碼規則進行模數轉換，得到編碼數據； 控制單元，與所述模數轉換單元連接，用于接收所述模數轉換單元傳輸的所述編碼數據，并根據所述編碼數據對所述電纜線路進行故障判定。8.根據權利要求1所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，還包括重置模塊和定時豐旲塊; 所述定時模塊與所述重置模塊連接，用于在計時達到預設時間時觸發所述重置模塊； 所述重置模塊與所述控制模塊連接，用于在被定時模塊觸發后對所述控制模塊進行重置動作。9.根據權利要求1所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，還包括本體和帶電安裝機構； 所述本體包括桶狀殼體和設置在所述桶狀殼體上端部的安裝部件； 所述安裝部件包括兩個扭簧和固定所述扭簧的兩個扭簧座，兩個所述扭簧座關于所述桶狀殼體的中心對稱設置，兩個所述扭簧座上均設置有向所述桶狀殼體中心延伸的延伸部，兩個所述延伸部能夠相貼合； 所述安裝機構包括與所述桶狀殼體相匹配的安裝槽，所述安裝槽能夠套設在所述桶狀殼體的外部，所述安裝槽的開口部設置有關于所述安裝槽的中心對稱的突出耳部，所述突出耳部的上部設置有能夠轉動連接的鉤狀支撐部，所述突出耳部與所述鉤狀支撐部的連接處設置有擋塊，能夠擋住所述鉤狀支撐部向下活動。10.根據權利要求9所述的電纜線路故障指示裝置，其特征在于，每個所述突出耳部上設置至少兩個所述鉤狀支撐部。
【文檔編號】G01R31/08GK205720525SQ201620514241
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】王建華, 趙亞崧, 盧長曉, 王崗, 歐陽默
【申請人】珠海優特電力科技股份有限公司