一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,包括箱體及與箱體連接的箱門,所述的箱體側(cè)面設(shè)有側(cè)凹面,側(cè)凹面內(nèi)設(shè)有三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口及一個(gè)用于接收單相故障指示器信號(hào)的短距無(wú)線接收單元,側(cè)凹面上密封固定有側(cè)盒,箱體的頂部設(shè)有頂凹面,頂凹面內(nèi)設(shè)有GPRS無(wú)線信號(hào)發(fā)射器,頂凹面上密封固定有天窗盒,所述的單相電流信號(hào)輸入端口為航空插座,所述的箱體與側(cè)盒、天窗盒、箱門之間均通過(guò)雙密封條密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封,本方案的優(yōu)點(diǎn)在于可同時(shí)采集單相瞬間電流信號(hào)及智能線路故障器提供的無(wú)線故障信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算,能夠準(zhǔn)確判斷小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障。
【專利說(shuō)明】一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在線監(jiān)測(cè)線路故障的采集終端。
【背景技術(shù)】
[0002]配電線路傳輸距離遠(yuǎn)、支線多,多呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其故障查找非常困難。如果配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端與智能線路故障指示器相配合,那樣可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路的正常運(yùn)行情況和故障發(fā)生過(guò)程,檢測(cè)并指示短路和接地故障,該技術(shù)如果實(shí)施能為配電線路對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)了解線路的運(yùn)行狀況,故障發(fā)生后的定位、維修等帶來(lái)極大的便利。
[0003]而對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)而言,采用小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障的故障定位是配網(wǎng)自動(dòng)化所面臨的難點(diǎn)之一,首先,由于單相接地故障接地電阻較大,故障信號(hào)弱,破壞了很多定位方案的使用條件;其次,我國(guó)配電網(wǎng)線路分支眾多,受負(fù)荷電流影響較大,且各分支點(diǎn)對(duì)暫態(tài)信號(hào)有衰減和畸變的作用,不利于提高檢測(cè)精度。
[0004]目前,小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障的檢測(cè)方法通常有如下幾類:
[0005]1:信號(hào)注入法,該方案檢測(cè)精度高,但需要改變變電站的一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),故未得到廣泛采用;
[0006]2:諧波檢測(cè)法:利用電網(wǎng)中鐵芯設(shè)備在三相電壓不平衡時(shí)的磁飽和而產(chǎn)生的諧波分量,對(duì)小電流接地故障進(jìn)行檢測(cè)。
[0007]3:零序電流檢測(cè)法:通過(guò)比較在單相接地故障發(fā)生前后的零序電流的幅值大小和方向,判斷小電流接地故障;
[0008]4:首半波法:利用小電流接地發(fā)生時(shí)電網(wǎng)那個(gè)對(duì)地耦合電容產(chǎn)生的暫態(tài)震蕩,判斷小電流接地故障。
[0009]以上眾多的方法均有其適用場(chǎng)合和判別的準(zhǔn)確度,如果單一的判斷方法均無(wú)法完全準(zhǔn)確地完成小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線的任務(wù)。只有在綜合上述各種方法的基礎(chǔ)上,才能提高單相接地故障選線的精度。而目前常規(guī)的智能線路故障指示器通常只是采集單相電流。該方案已可基本滿足相間短路檢測(cè)的要求,但對(duì)于小電流系統(tǒng)的單相接地故障,只能通過(guò)檢測(cè)首半波等暫態(tài)信號(hào)對(duì)單相接地故障進(jìn)行判斷,嚴(yán)重地限制了其判斷小電流故障的準(zhǔn)確性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,可同時(shí)采集單相瞬間電流信號(hào)及智能線路故障器提供的無(wú)線故障信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算,能夠準(zhǔn)確判斷小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,包括箱體及與箱體連接的箱門,所述的箱體側(cè)面設(shè)有側(cè)凹面,側(cè)凹面內(nèi)設(shè)有三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口及一個(gè)用于接收單相故障指示器信號(hào)的短距無(wú)線接收單元,側(cè)凹面上密封固定有側(cè)盒,箱體的頂部設(shè)有頂凹面,頂凹面內(nèi)設(shè)有GPRS無(wú)線信號(hào)發(fā)射器,頂凹面上密封固定有天窗盒,所述的單相電流信號(hào)輸入端口為航空插座,所述的箱體與側(cè)盒、天窗盒、箱門之間均通過(guò)雙密封條密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封。
[0012]優(yōu)選的,所述的雙密封條結(jié)構(gòu)包括設(shè)于箱體上的兩根平行而設(shè)的環(huán)形密封條,所述的側(cè)盒、天窗盒、箱門上設(shè)有一根內(nèi)嵌于兩條環(huán)形密封條之間的單根密封圈。
[0013]優(yōu)選的,所述的兩根環(huán)形密封條分別設(shè)于側(cè)凹面?zhèn)缺?、頂凹面?zhèn)缺凇⑾潴w正面開口側(cè)壁上。
[0014]優(yōu)選的,所述的箱體外側(cè)壁設(shè)有散熱孔,所述的散熱孔外壁設(shè)有防雨罩。
[0015]優(yōu)選的,所述的散熱孔呈傾斜狀,外側(cè)口高度低于內(nèi)側(cè)口高度。
[0016]優(yōu)選的,所述的散熱孔內(nèi)側(cè)口設(shè)有卡槽,卡槽內(nèi)設(shè)有防塵過(guò)濾網(wǎng)。
[0017]優(yōu)選的,所述的側(cè)盒上設(shè)有出線口,所述的側(cè)凹面位于箱體的底部。
[0018]優(yōu)選額,所述的箱體底面為內(nèi)凹曲面,所述的側(cè)凹面設(shè)于內(nèi)凹曲面上。
[0019]優(yōu)選的,所述的CT取能電源的電源單元為光伏電池或者電流感應(yīng)電源。
[0020]采用本技術(shù)方案后,配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端通過(guò)無(wú)線信道以廣播的方式向各智能線路故障指示器發(fā)送同步采樣脈沖,同步啟動(dòng)各智能線路故障指示器的采樣流程,在采集完成一個(gè)周波的線路電流、對(duì)地電場(chǎng)后,配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端依次從各智能線路故障指示器召喚這一個(gè)周波的線路電流、對(duì)地電場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),以此計(jì)算三相的零序電流、零序?qū)Φ仉妶?chǎng),零序?qū)Φ仉妶?chǎng)可在一定程度上反映對(duì)地的零序電壓,在本方案中零序電流通過(guò)三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口直接獲取,智能線路故障指示器發(fā)出的信號(hào)數(shù)據(jù)則由短距無(wú)線接收單元接收,兩種數(shù)據(jù)同時(shí)采集,結(jié)合后的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0021]1:在小電流接地系統(tǒng)中,如果發(fā)生單相接地故障,其零序電壓必然大幅度升高。由于零序?qū)Φ仉妶?chǎng)能在一定程度上反映其零序電壓,因此該信號(hào)也就能作為單相接地故障判斷的啟動(dòng)條件。在零序電壓較小的情況下,無(wú)需進(jìn)行大量的的運(yùn)算工作以及無(wú)線通信的工作。這將會(huì)大幅度地降低配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端的功耗,減輕對(duì)配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端電源系統(tǒng)的壓力。
[0022]2:由于首半波法檢測(cè)的是暫態(tài)信號(hào),極易受到干擾的影響。更何況配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端就運(yùn)行在一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng),強(qiáng)干擾的環(huán)境中。其次首半波法本身即具有一定的判斷盲區(qū),該方法的前提是基于單相接地故障發(fā)生在相電壓接近最大值瞬間。零序電流的有效獲得,一方面可為首半波法提供佐證,在首半波判斷前后,如果零序電流有了較大的波動(dòng),即可進(jìn)一步肯定單相接地故障。另一方面也可減小單純采用首半波法時(shí)的盲區(qū)。
[0023]兩種方法同時(shí)采集,并且有互補(bǔ)功能,能夠更準(zhǔn)確的判斷單相線路故障,
[0024]另外,利用了防水型航空插座代替原有的走線孔,對(duì)箱體內(nèi)外進(jìn)行了徹底的隔離,防水型的航空插座內(nèi)置的密封橡膠圈也可以避免灰塵、水對(duì)箱體內(nèi)部電子元件的影響,航空插頭、航空插座的即插即用的結(jié)構(gòu)也方便實(shí)地插拔排除線路故障,不用打開箱體,避免對(duì)箱體內(nèi)器件可能造成的損壞,同時(shí)整個(gè)箱體的密封性好,箱門、側(cè)盒、天窗盒都采用雙密封條密封結(jié)構(gòu),加強(qiáng)整個(gè)箱體的防水、防塵效果,提高了設(shè)備的穩(wěn)定可靠性。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0025]附圖1為箱體與箱門合并時(shí)的示意圖;
[0026]附圖2為本實(shí)用新型各部件的示意圖;
[0027]附圖3為散熱孔內(nèi)側(cè)的示意圖;
[0028]附圖4為散熱孔處的剖視示意圖;
[0029]附圖5為雙密封條密封結(jié)構(gòu)的示意圖;
[0030]附圖6為箱體底面內(nèi)凹曲面的示意圖;
[0031]附圖7為本采集終端的工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0033]如圖1至圖7所示,一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,包括箱體I及與箱體連接的箱門2,所述的箱體側(cè)面設(shè)有側(cè)凹面11,側(cè)凹面內(nèi)設(shè)有三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口 31及一個(gè)用于接收單相故障指示器信號(hào)的無(wú)線接收單元32,三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口均連接到CT取能電源,所述的CT取能電源的電源單元優(yōu)選為光伏電池或者電流感應(yīng)電源,可以通過(guò)光照供能或者電流感應(yīng)供能,自給自足,不需要額外增加電源,單相電流信號(hào)輸入端口與CT取能電源結(jié)合用于獲取三相線路中每個(gè)單相線路的實(shí)時(shí)電流等信號(hào),判斷線路的相間短路、單相接地等故障狀態(tài),無(wú)線接收單元?jiǎng)t用無(wú)線接收的方式獲取智能線路故障器的信號(hào),同步各相智能線路故障指示器的采樣,計(jì)算零序電流,零序?qū)Φ仉妶?chǎng),側(cè)凹面上密封固定有側(cè)盒3,箱體的頂部設(shè)有頂凹面12,頂凹面內(nèi)設(shè)有GPRS無(wú)線信號(hào)發(fā)射器41,通過(guò)GPRS無(wú)線公網(wǎng)與主站系統(tǒng)相連接,并將三相線路的實(shí)時(shí)電流、線路的相間短路、對(duì)地電場(chǎng)、單相接地等故障狀態(tài)定時(shí)上報(bào)給主站系統(tǒng),以提尚故障的響應(yīng)速度,提尚供電質(zhì)量;頂凹面上密封固定有天窗盒4,天窗盒用于保護(hù)GPRS無(wú)線信號(hào)發(fā)射器41,同時(shí)防止雨水等通過(guò)GPRS無(wú)線信號(hào)發(fā)射器41滲透進(jìn)入箱體內(nèi),所述的單相電流信號(hào)輸入端口為航空插座,CT取能電源、短距無(wú)線接收單元、GPRS無(wú)線信號(hào)發(fā)射器與箱體內(nèi)部控制電路相連,航空插座匹配用的為航空插頭,航空插座、插頭也稱作軍工插座、插頭,原多用于飛機(jī)而得名?,F(xiàn)在廣泛應(yīng)用于航海、航天、電力等領(lǐng)域,外殼材質(zhì)常采用鎂鋁合金,堅(jiān)固耐用。而且航空插座、插頭用金屬殼體封閉,部分阻止內(nèi)部電磁輻射或外界電磁場(chǎng)對(duì)裝置的干擾,可實(shí)現(xiàn)即插即用,非常方便,本例中三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口為航空插座,實(shí)地檢測(cè)時(shí)方便插拔進(jìn)行單獨(dú)排查,所述的箱體與側(cè)盒、天窗盒、箱門之間均通過(guò)雙密封條密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封。采用本方案的優(yōu)點(diǎn)在于綜合了零序電流檢測(cè)法和首半波法,零序電流檢測(cè)法作為單相接地故障判斷的啟動(dòng)條件,在電路正常的情況下,無(wú)需進(jìn)行大量的的運(yùn)算工作以及無(wú)線通信的工作,大幅度地降低配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端的功耗,減輕對(duì)配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端電源系統(tǒng)的壓力,首半波法檢測(cè)的前提是基于零序電流檢測(cè)法,零序電流的有效獲得,一方面可為首半波法提供佐證,在首半波判斷前后,如果零序電流有了較大的波動(dòng),即可進(jìn)一步肯定單相接地故障,另一方面也可減小單純采用首半波法時(shí)的盲區(qū),兩種方法結(jié)合提高了故障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度,并借助GPRS無(wú)線信號(hào)發(fā)射器及時(shí)將故障信號(hào)傳輸?shù)娇傉?,可以第一時(shí)間進(jìn)行故障排除,同時(shí),本終端箱體采用防水、防塵的密封結(jié)構(gòu),能夠保證采集終端的內(nèi)部電子元件正常使用不出錯(cuò),進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性。
[0034]如圖3和圖4所示,所述的箱體外側(cè)壁設(shè)有散熱孔13,所述的散熱孔外壁設(shè)有防雨罩14,散熱孔可以有助于箱體內(nèi)電子元件散熱,而且加裝防雨罩后可以防止外部雨水從散熱孔進(jìn)入箱體內(nèi),優(yōu)選的,所述的散熱孔呈傾斜狀,外側(cè)口高度低于內(nèi)側(cè)口高度,該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于:箱體放置在露天,很多時(shí)候散熱孔外側(cè)口處會(huì)聚集一些小水珠,這些小水珠會(huì)因?yàn)轱L(fēng)吹等外力影響流入箱體內(nèi),長(zhǎng)期受潮后影響箱體內(nèi)的電子元件,將散熱孔設(shè)置成傾斜狀,使得這些小水珠在受外力進(jìn)入箱體之前首先要克服自身重力才能進(jìn)入,減少箱體受潮程度,當(dāng)然為了將防水、防塵效果達(dá)到最理想效果,所述的散熱孔內(nèi)側(cè)口設(shè)有卡槽15,卡槽內(nèi)設(shè)有防塵過(guò)濾網(wǎng)16,因?yàn)檎麄€(gè)箱體的唯一開口處就是在散熱孔處,在該處設(shè)置防塵過(guò)濾網(wǎng)可以將微塵進(jìn)入箱體的唯一渠道有效遏制,同時(shí)防塵過(guò)濾網(wǎng)一般都有吸水成分,這部分吸水成分還可以阻隔一部分克服自身重力進(jìn)入箱體內(nèi)的小水珠,防塵、防水兩不誤。
[0035]如圖5所示,以箱門與箱體的連接處為例,所述的雙密封條密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)于箱體上的兩根平行而設(shè)的環(huán)形密封條61,所述的側(cè)盒、天窗盒、箱門上設(shè)有一根內(nèi)嵌于兩條環(huán)形密封條之間的單根密封圈62,兩條平行而設(shè)的環(huán)形密封條固定在箱體內(nèi)壁靠近開口處,兩條環(huán)形密封條中間留有空隙,該空隙剛好可以塞下另一條密封條,即本例中的單根密封圈62,單根密封圈塞緊后分別與兩條環(huán)形密封條過(guò)盈配合,外部的水要進(jìn)入箱體內(nèi),則要通過(guò)兩層密封圈的保護(hù),防水、防塵效果突出。
[0036]如圖6所示,所述的側(cè)盒上設(shè)有出線口,所述的側(cè)凹面位于箱體的底部,側(cè)凹面與側(cè)盒設(shè)于側(cè)面時(shí)雨水容易積聚,而且防雨罩上的雨水順流下了也會(huì)積聚到側(cè)盒上,萬(wàn)一側(cè)盒的密封效果出現(xiàn)問(wèn)題容易引起箱體內(nèi)部潮濕,而設(shè)置在箱體底面可以避免這個(gè)問(wèn)題,雨水順流下到箱體底面后會(huì)因自身重力原因往下掉落,不會(huì)滲透進(jìn)側(cè)盒內(nèi),優(yōu)選的,所述的箱體底面為內(nèi)凹曲面17,而設(shè)置內(nèi)凹曲面后,內(nèi)凹曲面的高度高于箱體底面,順滑下的雨水不會(huì)滑到內(nèi)凹曲面上,更不會(huì)滲透到內(nèi)凹面上。
[0037]如圖7所示,本方案的采集方法流程如下:
[0038]1:由CT取能電源與三個(gè)單相電路信號(hào)輸入端口結(jié)合,直接獲取三個(gè)單相線路上的電流信號(hào),并將此信號(hào)傳輸給采集終端內(nèi)的內(nèi)部控制電路,進(jìn)行零序電流檢測(cè)判斷;同時(shí)采集終端上的短距無(wú)線接收單元也接收來(lái)自每個(gè)單相線路上的智能電路故障指示器發(fā)出的故障信號(hào),并將此信號(hào)也傳輸給采集終端內(nèi)的內(nèi)部控制電路,進(jìn)行首半波法檢測(cè)判斷;
[0039]2:內(nèi)部控制電路將兩種信號(hào)進(jìn)行分析判斷,當(dāng)同時(shí)判定兩種信號(hào)均為故障信號(hào)時(shí),將此信號(hào)傳輸?shù)紾PRS無(wú)線發(fā)射器;
[0040]3:GPRS無(wú)線發(fā)射器將信號(hào)通過(guò)遠(yuǎn)距無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇傉?,并由總站最終派出人員進(jìn)行在線排查或?qū)嵉嘏挪椤?br>
[0041]以上僅就本實(shí)用新型較佳的實(shí)例作了說(shuō)明,但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本實(shí)用新型不僅局限與以上實(shí)例,其具體結(jié)構(gòu)允許有變化,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型作出各種改變和變形,只要不脫離本實(shí)用新型的精神,均應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,包括箱體(1)及與箱體連接的箱門(2),其特征在于:所述的箱體外壁設(shè)有側(cè)凹面(11),側(cè)凹面內(nèi)設(shè)有三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口(31)及一個(gè)用于接收單相故障指示器信號(hào)的短距無(wú)線接收單元(32),三個(gè)單相電流信號(hào)輸入端口均連接到取能電源,側(cè)凹面上密封固定有側(cè)盒(3),箱體的頂部設(shè)有頂凹面(12),頂凹面內(nèi)設(shè)有無(wú)線信號(hào)發(fā)射器(41),頂凹面上密封固定有天窗盒(4),所述的單相電流信號(hào)輸入端口為航空插座,所述的箱體與側(cè)盒、天窗盒、箱門之間均通過(guò)雙密封條密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的雙密封條密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)于箱體上的兩根平行而設(shè)的環(huán)形密封條(61),所述的側(cè)盒、天窗盒、箱門上設(shè)有一根內(nèi)嵌于兩條環(huán)形密封條之間的單根密封圈(62)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的兩根環(huán)形密封條分別設(shè)于側(cè)凹面?zhèn)缺?、頂凹面?zhèn)缺凇⑾潴w正面開口側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的箱體外側(cè)壁設(shè)有散熱孔(13),所述的散熱孔外壁設(shè)有防雨罩(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的散熱孔呈傾斜狀,外側(cè)口高度低于內(nèi)側(cè)口高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的散熱孔內(nèi)側(cè)口設(shè)有卡槽(15),卡槽內(nèi)設(shè)有防塵過(guò)濾網(wǎng)(化)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的側(cè)盒上設(shè)有出線口,所述的側(cè)凹面位于箱體的底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的箱體底面為內(nèi)凹曲面(17),所述的側(cè)凹面設(shè)于內(nèi)凹曲面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持三相同步采集的配電線路在線監(jiān)測(cè)采集終端,其特征在于:所述的取能電源的電源單元為光伏電池或者電流感應(yīng)電源。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK204188750SQ201420734690
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】張頁(yè), 莊曉丹, 蘇毅方, 陳蕾, 朱義勇, 盧峰, 蔣建杰, 周安仁, 劉笑園, 季旭, 張兵, 林才富, 欽偉, 崔小菱, 邢翼, 岑梁, 黃益軍, 王震宇, 李波, 聶崢 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司, 國(guó)網(wǎng)浙江長(zhǎng)興縣供電公司