一種輸電線路故障檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，涉及輸電線路檢測(cè)領(lǐng)域，電流傳感器將采集到的電流信號(hào)，電壓傳感器將采集到的電壓信號(hào)分別傳輸至信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路；信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路分別接收電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并對(duì)電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除掉干擾信號(hào)；信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路將過(guò)濾后的電流信號(hào)和電壓信號(hào)電傳輸至微控制器；微控制器接收過(guò)濾后的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并與存儲(chǔ)在內(nèi)部的預(yù)設(shè)電流信號(hào)和電壓信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)比，輸出故障電流信號(hào)和故障電壓信號(hào)至所述外部終端設(shè)備；外部終端設(shè)備獲取故障電流信號(hào)和電壓信號(hào)后，確定故障線路位置，發(fā)出報(bào)警。本發(fā)明可以及時(shí)的檢測(cè)到故障線路，提高了故障線路的維修效率，避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
【專利說(shuō)明】一種輸電線路故障檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)輸電線路故障檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種輸電線路故障檢測(cè)裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 輸電是用變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線 路來(lái)實(shí)現(xiàn)。按結(jié)構(gòu)形式，輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。架空輸電線路由線路桿 塔、導(dǎo)線、絕緣子、線路金具、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上。按照輸送 電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。19世紀(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電。 但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高，以致輸電能力和效益受到限制。 19世紀(jì)末，直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功，迎來(lái)了 20世紀(jì)電氣化社會(huì) 的新時(shí)代。
[0003] 輸電的基本過(guò)程是創(chuàng)造條件使電磁能量沿著輸電線路的方向傳輸。線路輸電能力 受到電磁場(chǎng)及電路的各種規(guī)律的支配。以大地電位作為參考點(diǎn)（零電位），線路導(dǎo)線均需 處于由電源所施加的高電壓下，稱為輸電電壓。
[0004] 輸電線路在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各項(xiàng)因素后所確定的最大輸送功率，稱為該線 路的輸送容量。輸送容量大體與輸電電壓的平方成正比。因此，提高輸電電壓是實(shí)現(xiàn)大容 量或遠(yuǎn)距離輸電的主要技術(shù)手段，也是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志。
[0005] 輸電線路檢查主要依靠運(yùn)行維護(hù)人員周期性巡視，雖能發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，但由于本 身的局限性，缺乏對(duì)特殊環(huán)境和氣候的檢測(cè)，在巡視周期真空期也不能及時(shí)掌握線路走廊 外力變化，極易在下一個(gè)巡視未到之前由于缺乏監(jiān)測(cè)發(fā)生線路事故。因此，輸電線路故障檢 測(cè)裝置監(jiān)測(cè)應(yīng)用而生，通過(guò)對(duì)線路各有效參數(shù)的監(jiān)測(cè)，能夠提高對(duì)輸電線路安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 的管理水平，并為輸電線路的狀態(tài)檢修工作提供必要的參考。
[0006] 發(fā)明人在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下缺點(diǎn)和不足：
[0007] 在實(shí)際的輸電線路故障檢測(cè)裝置中，由于故障電流或電壓小，以及天氣狀況的干 擾，很難及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，產(chǎn)生了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路的故障進(jìn)行 檢測(cè)，提高了維修效率，避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損失，詳見下文描述：
[0009] 一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，包括：微控制器，所述輸電線路故障檢測(cè)裝置還包 括：電流傳感器、電壓傳感器、信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路以及終端設(shè)備，
[0010] 所述電流傳感器和所述電壓傳感器分別安裝在桿塔上，所述信號(hào)調(diào)理電路與所述 微控制器電連接，所述微控制器通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接所述終端設(shè)備；
[0011] 所述電流傳感器實(shí)時(shí)采集某一輸電線路上的電流信號(hào)，所述電壓傳感器實(shí)時(shí)采集 某一輸電線路上的電壓信號(hào)，所述電流傳感器將采集到的電流信號(hào)，所述電壓傳感器將采 集到的電壓信號(hào)分別傳輸至所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路；
[0012] 所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路分別接收電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并對(duì)所述電流信號(hào)和所述 電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除掉干擾信號(hào)；所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路將過(guò)濾后的電流信號(hào)和 電壓信號(hào)電傳輸至所述微控制器；
[0013] 所述微控制器接收所述過(guò)濾后的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并與存儲(chǔ)在內(nèi)部的預(yù)設(shè)電 流信號(hào)和電壓信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)比，輸出故障電流信號(hào)和故障電壓信號(hào)至所述外部終端設(shè) 備；
[0014] 所述外部終端設(shè)備獲取所述故障電流信號(hào)和所述電壓信號(hào)后，確定故障線路位 置，發(fā)出報(bào)警。
[0015] 所述微控制器包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)，
[0016] 所述單片機(jī)通過(guò)第一信號(hào)線與所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路相連，所述單片機(jī)通過(guò)第二 信號(hào)線與所述外部終端設(shè)備相連；所述第二信號(hào)線采用有線或無(wú)線的通訊方式。
[0017] 所述第二信號(hào)線采用有線通訊方式時(shí)，具體為RS485通訊方式或RS232通訊方式。
[0018] 所述第二信號(hào)線采用無(wú)線通訊方式時(shí)，具體為紅外、藍(lán)牙或WIFI通信方式。
[0019] 所述單片機(jī)的型號(hào)為89C2051A。
[0020] 所述電流傳感器為：霍爾電流傳感器或羅柯夫斯基電流傳感器。
[0021] 所述電壓傳感器為霍爾電壓傳感器。
[0022] 所述外部終端設(shè)備具體為：PC機(jī)、平板電腦等。
[0023] 本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明通過(guò)電流傳感器、電壓傳感器采集信號(hào)，并經(jīng) 過(guò)信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路的處理，將濾波后的電流信號(hào)和電壓信號(hào)傳輸至微控制器，微控制器 與預(yù)設(shè)的信號(hào)對(duì)比后，將故障信號(hào)傳輸至外部終端設(shè)備，外部終端設(shè)備發(fā)出報(bào)警，工作人員 進(jìn)行及時(shí)的維修。本發(fā)明可以及時(shí)的檢測(cè)到故障線路，并對(duì)故障線路進(jìn)行維修，提高了故障 線路的維修效率，避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明提供的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明提供的微控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 附圖中，各部件的列表如下：
[0027] 1 :微控制器；2 :電流傳感器；
[0028] 3 :電壓傳感器；4 :信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路；
[0029] 5 :終纟而設(shè)備；11 :單片機(jī)；
[0030] A :第一信號(hào)線；B :第二信號(hào)線。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0032] 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的故障進(jìn)行檢測(cè)，提高了維修效率，避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損 失，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，參見圖1，該輸電線路故障檢測(cè)裝置 包括：微控制器1、電流傳感器2、電壓傳感器3、信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路4以及終端設(shè)備5，
[0033] 電流傳感器2和電壓傳感器3分別安裝在桿塔上，信號(hào)調(diào)理電路4與微控制器1 電連接，微控制器1通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接終端設(shè)備5。
[0034] 電流傳感器2實(shí)時(shí)米集某一輸電線路上的電流信號(hào)，電壓傳感器3實(shí)時(shí)米集某一 輸電線路上的電壓信號(hào)，電流傳感器2將采集到的電流信號(hào)，電壓傳感器3將采集到的電壓 信號(hào)分別傳輸至信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路4 ;信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路4分別接收電流信號(hào)和電壓信號(hào)， 并對(duì)電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除掉干擾信號(hào)；信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路4將過(guò)濾后 的電流信號(hào)和電壓信號(hào)電傳輸至微控制器1，微控制器1接收過(guò)濾后的電流信號(hào)和電壓信 號(hào)，并與存儲(chǔ)在內(nèi)部的預(yù)設(shè)電流信號(hào)和電壓信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)比，輸出故障電流信號(hào)和故障 電壓信號(hào)至外部終端設(shè)備5 ;外部終端設(shè)備5獲取故障電流信號(hào)和電壓信號(hào)后，確定故障線 路位置，發(fā)出報(bào)警。
[0035] 其中，電流傳感器2依據(jù)測(cè)量原理不同，主要可分為：分流器、電磁式電流互感器、 電子式電流互感器等。電子式電流互感器包括：霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器 等。
[0036] 本發(fā)明實(shí)施例中的電流傳感器2優(yōu)選為霍爾電流傳感器，霍爾原理電流傳感器是 基于霍爾磁平衡原理（閉環(huán)）和霍爾直測(cè)式（開環(huán)）兩種基本原理。開環(huán)電流傳感器的原 理：原邊電流IP產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中，霍爾元件固定在很小的氣隙中， 對(duì)磁通進(jìn)行線性檢測(cè)，霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過(guò)特殊電路處理后，副邊輸出與原邊波 形一致的跟隨輸出電壓，此電壓能夠精確反映原邊電流的變化?；魻栯娏鱾鞲衅骺梢詼y(cè)量 各種類型的電流，從直流電到幾十千赫茲的交流電，其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng)。
[0037] 其中，電壓傳感器3分直流電壓傳感器和交流電壓傳感器，交流電壓傳感器是一 種能將被測(cè)交流電流（交流電壓）轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流的儀器，廣 泛應(yīng)用于電力、郵電、石油、煤炭、冶金、鐵道、市政等部門的電氣裝置、自動(dòng)控制以及調(diào)度系 統(tǒng)。交流電壓傳感器具有單路、三路組合結(jié)構(gòu)形式。直流電壓傳感器是一種能將被測(cè)直流 電壓轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流的儀器，也廣泛應(yīng)用在電力、遠(yuǎn)程監(jiān)控、儀 器儀表、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自控等各個(gè)需要電量隔離測(cè)控的行業(yè)。
[0038] 本發(fā)明實(shí)施例中的電壓傳感器3優(yōu)選為霍爾電壓傳感器，即將原邊電壓通過(guò)外置 或內(nèi)置電阻，將電流限制在10mA，此電流經(jīng)過(guò)多匝繞組之后，經(jīng)過(guò)聚磁材料將原邊電流產(chǎn)生 的磁場(chǎng)被氣隙中的霍爾元件檢測(cè)到，并感應(yīng)出相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過(guò)電路調(diào)整后反饋 給補(bǔ)償線圈進(jìn)而補(bǔ)償，該補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通與原邊電流（被測(cè)電壓通過(guò)限流電阻產(chǎn)生） 產(chǎn)生的磁通大小相等，方向相反，從而在磁芯中保持磁通為零。實(shí)際上霍爾電壓傳感器利用 的是和磁平衡閉環(huán)霍爾電流傳感器一樣的技術(shù)，即零磁通霍爾電流傳感器。
[0039] 其中，信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路4中的濾波電路有無(wú)源濾波和有源濾波兩大類。若濾波 電路元件僅由無(wú)源元件（電阻、電容、電感）組成，則稱為無(wú)源濾波電路。無(wú)源濾波的主要 形式有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波（包括倒L型、LC濾波、LC π型濾波和RC π型濾波 等）。若濾波電路不僅由無(wú)源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運(yùn)放）組成， 則稱為有源濾波電路。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。本發(fā)明 實(shí)施例對(duì)濾波電路的型號(hào)不做限制。
[0040] 參見圖2,微控制器1包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)11，單片機(jī)11通過(guò)第一信號(hào)線Α與信號(hào)調(diào)制解 調(diào)電路4相連，單片機(jī)12通過(guò)第二信號(hào)線B與外部終端設(shè)備5相連；第二信號(hào)線采用有線 或無(wú)線的通訊方式。
[0041] 當(dāng)?shù)诙盘?hào)線采用有線通訊方式時(shí)，可以為RS485通訊方式，RS485通信電路的型 號(hào)優(yōu)選為MAX3443EAPA?；颍?br> [0042] 當(dāng)?shù)诙盘?hào)線采用有線通訊方式時(shí)，可以為RS232通訊方式。
[0043] 另，當(dāng)?shù)诙盘?hào)線采用無(wú)線通訊方式時(shí)，可以為紅外、藍(lán)牙或WIFI等通信方式。
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選單片機(jī)11的型號(hào)為89C2051A。
[0045] 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，外部終端設(shè)備5可以為：PC機(jī)、平板電腦等。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做 限制。
[0046] 當(dāng)外部終端設(shè)備5根據(jù)獲取到的故障信號(hào)發(fā)出報(bào)警時(shí)，工作人員可以根據(jù)實(shí)際的 規(guī)劃設(shè)計(jì)圖獲取到故障信號(hào)所對(duì)應(yīng)的輸電線位置，對(duì)故障進(jìn)行清除、維修，避免了進(jìn)一步的 經(jīng)濟(jì)損失，清除了安全隱患。
[0047] 綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)到 故障線路，并對(duì)故障線路進(jìn)行維修，提高了故障線路的維修效率，避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損 失。
[0048] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例 序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0049] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，包括：微控制器，其特征在于，所述輸電線路故障檢測(cè) 裝置還包括：電流傳感器、電壓傳感器、信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路以及終端設(shè)備， 所述電流傳感器和所述電壓傳感器分別安裝在桿塔上，所述信號(hào)調(diào)理電路與所述微控 制器電連接，所述微控制器通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接所述終端設(shè)備； 所述電流傳感器實(shí)時(shí)采集某一輸電線路上的電流信號(hào)，所述電壓傳感器實(shí)時(shí)采集某一 輸電線路上的電壓信號(hào)，所述電流傳感器將采集到的電流信號(hào)，所述電壓傳感器將采集到 的電壓信號(hào)分別傳輸至所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路； 所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路分別接收電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并對(duì)所述電流信號(hào)和所述電壓 信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除掉干擾信號(hào)；所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路將過(guò)濾后的電流信號(hào)和電壓 信號(hào)電傳輸至所述微控制器； 所述微控制器接收所述過(guò)濾后的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并與存儲(chǔ)在內(nèi)部的預(yù)設(shè)電流信 號(hào)和電壓信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)比，輸出故障電流信號(hào)和故障電壓信號(hào)至所述外部終端設(shè)備； 所述外部終端設(shè)備獲取所述故障電流信號(hào)和所述電壓信號(hào)后，確定故障線路位置，發(fā) 出報(bào)警。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述微控制器包 括：?jiǎn)纹瑱C(jī)， 所述單片機(jī)通過(guò)第一信號(hào)線與所述信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路相連，所述單片機(jī)通過(guò)第二信號(hào) 線與所述外部終端設(shè)備相連；所述第二信號(hào)線采用有線或無(wú)線的通訊方式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第二信號(hào)線 采用有線通訊方式時(shí)，具體為RS485通訊方式或RS232通訊方式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第二信號(hào)線 采用無(wú)線通訊方式時(shí)，具體為紅外、藍(lán)牙或WIFI通信方式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述單片機(jī)的型 號(hào)為 89C2051A。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流傳感器 為：霍爾電流傳感器或羅柯夫斯基電流傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電壓傳感器 為霍爾電壓傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的一種輸電線路故障檢測(cè)裝置，其特征在 于，所述外部終端設(shè)備具體為：PC機(jī)、平板電腦等。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104215883SQ201410464742
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】李玉燁, 王桂林, 梁仕偉, 劉政, 高振生, 牛榮杰, 張少杰, 王東海, 鄂家興, 袁宏華 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)天津?qū)氎婀╇娪邢薰?br>