無(wú)線智能脫扣的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種無(wú)線智能脫扣，其包括用于獲取電網(wǎng)運(yùn)行信息的電力信息采集模塊，所述電力信息采集模塊與控制電路的輸入端連接，控制電路與無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊連接；控制電路內(nèi)預(yù)先設(shè)置有電網(wǎng)整定保護(hù)值，控制電路根據(jù)電力信息采集模塊傳輸?shù)牟杉畔⒌玫诫娏\(yùn)行信息，并將所述電力運(yùn)行信息進(jìn)行存儲(chǔ)；控制電路將電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值比較，當(dāng)電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值不匹配時(shí)，控制電路通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊無(wú)線傳輸預(yù)警信息，且控制電路提高電力信息采集模塊對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行信息的采樣頻率。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，能對(duì)電力信息檢測(cè)分析、故障預(yù)警告警以及相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)線收發(fā)，確保電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種脫扣裝置，尤其是一種無(wú)線智能脫扣，屬于電力安全保護(hù)的

【技術(shù)領(lǐng)域】。 無(wú)線智能脫扣

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)進(jìn)程的不斷深入，關(guān)系著公眾及社會(huì)利益的供電系統(tǒng)安全可靠性變 得非常重要。如電力變電站，無(wú)線電臺(tái)基站，鐵路信號(hào)系統(tǒng)、醫(yī)院、大型商場(chǎng)、高層建筑等都 需要高可靠性的供電系統(tǒng)。這就對(duì)傳統(tǒng)的中低壓配電設(shè)備提出了更高的可靠性要求，同時(shí) 對(duì)電網(wǎng)電力信息的檢測(cè)及故障預(yù)警、告警提出了更高的要求。
[0003] 為了保證電力系統(tǒng)的可靠性，傳統(tǒng)的供電子系統(tǒng)均配備了大量的低壓交流配電設(shè) 備、有些甚至還配有直流后備電源。這些系統(tǒng)大多采用冗余設(shè)計(jì)，電源子系統(tǒng)的復(fù)雜性越來(lái) 越高，投資越來(lái)越大，但是卻出現(xiàn)了可靠性反而下降的負(fù)面影響。而在故障發(fā)生的關(guān)鍵時(shí) 亥IJ，電網(wǎng)子系統(tǒng)的預(yù)警及保護(hù)功能仍可能無(wú)法正常發(fā)揮作用，甚至?xí)霈F(xiàn)某一子系統(tǒng)出現(xiàn) 故障時(shí)，沒(méi)有提前預(yù)警和及時(shí)告警，子系統(tǒng)不僅沒(méi)能得到及時(shí)的保護(hù)，反而使上級(jí)電力系統(tǒng) 出現(xiàn)癱瘓，從而使電力系統(tǒng)造成巨大的損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種無(wú)線智能脫扣，其結(jié) 構(gòu)緊湊，能對(duì)電力信息檢測(cè)分析、故障預(yù)警告警以及相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)線收發(fā)，確保電網(wǎng)安全可 靠運(yùn)行。
[0005] 按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述無(wú)線智能脫扣，包括用于獲取電網(wǎng)運(yùn)行信 息的電力信息采集模塊，所述電力信息采集模塊與控制電路的輸入端連接，控制電路與無(wú) 線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊連接。
[0006] 所述控制電路的電源端與電源連接，電源還分別提供電力信息采集模塊、無(wú)線數(shù) 據(jù)收發(fā)模塊的工作電壓。
[0007] 所述電力信息采集模塊包括羅氏互感器以及信號(hào)處理電路，控制電路包括主控芯 片，羅氏互感器通過(guò)信號(hào)處理電路與主控芯片的AD端口連接。
[0008] 所述無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括射頻收發(fā)集成電路，所述射頻收發(fā)集成電路與晶體諧 振器、控制電路以及天線連接。
[0009] 所述控制電路位于電路板上，所述電路板位于脫扣外殼內(nèi)；所述脫扣外殼包括底 殼以及位于底殼上端并與所述底殼匹配連接的上蓋，上蓋與底殼間形成有安裝腔，電路板 位于安裝腔內(nèi)并支撐在底殼上，電路板通過(guò)饋線與上蓋內(nèi)壁上的天線電連接。
[0010] 所述底殼內(nèi)設(shè)有電池，所述電池位于電路板的下方，電池與電路板的電源端連接。 [0011] 所述底殼安裝支撐在底座上，電力信息采集模塊包括羅氏互感器，羅氏互感器位 于脫扣外殼外部，羅氏互感器通過(guò)連接導(dǎo)線與電路板電連接。
[0012] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：采用羅氏互感器測(cè)量電網(wǎng)信息，能夠更加精確的測(cè)量電網(wǎng)電 力信息；控制電路通過(guò)對(duì)電力運(yùn)行信息的存儲(chǔ)，能實(shí)時(shí)對(duì)故障數(shù)據(jù)記錄，能夠在事后有效的 了解和分析事故原因；通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)技術(shù)，能夠在后臺(tái)觀 測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況；控制電路根據(jù)比較結(jié)果來(lái)控制采樣頻率及傳輸頻率，能夠在極短時(shí) 間內(nèi)快速計(jì)算出故障信息并發(fā)出告警信息；通過(guò)對(duì)電力線纜電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障分析， 確保電網(wǎng)子系統(tǒng)在出現(xiàn)故障前能夠提前發(fā)出預(yù)警信息并及時(shí)發(fā)出告警信息。由于獨(dú)立于電 力系統(tǒng)之外，因此并不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014] 圖2為本實(shí)用新型的具體實(shí)施框圖。
[0015] 圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖4為圖3的A-A剖視圖。
[0017] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：1_電力信息采集模塊、2-控制電路、3-無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、4-電 源、5-羅氏互感器、6-信號(hào)處理電路、7-主控芯片、8-晶體諧振器、9-射頻收發(fā)集成電路、 10-電池、11-脫扣外殼、12-連接導(dǎo)線、13-上蓋、14-底殼、15-底座、16-天線、17-安裝腔、 18-電路板及19-饋線。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019] 如圖1和圖2所示：為了能對(duì)電力信息檢測(cè)分析、故障預(yù)警告警以及相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú) 線收發(fā)，確保電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，本實(shí)用新型包括用于獲取電網(wǎng)運(yùn)行信息的電力信息采集 模塊1，所述電力信息采集模塊1與控制電路2的輸入端連接，控制電路2與無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā) 模塊3連接；控制電路2內(nèi)預(yù)先設(shè)置有電網(wǎng)整定保護(hù)值，控制電路2根據(jù)電力信息采集模塊 1傳輸?shù)牟杉畔⒌玫诫娏\(yùn)行信息，并將所述電力運(yùn)行信息進(jìn)行存儲(chǔ)；控制電路2將電力 運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值比較，當(dāng)電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值不匹配時(shí)，控制電路2 通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3無(wú)線傳輸預(yù)警信息，且控制電路2提高電力信息采集模塊1對(duì)電 網(wǎng)運(yùn)行信息的采樣頻率。
[0020] 具體地，控制電路2內(nèi)預(yù)先設(shè)置的電網(wǎng)整定保護(hù)值為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)整定的保護(hù)值，在 控制電路2將得到的電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值進(jìn)行比較時(shí)，電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整 定保護(hù)值匹配是指電力運(yùn)行信息的值位于電網(wǎng)整定保護(hù)值的范圍內(nèi)，電力運(yùn)行信息與電網(wǎng) 整定保護(hù)值不匹配是指電力運(yùn)行信息的值位于電網(wǎng)整定保護(hù)值的范圍外；當(dāng)電力運(yùn)行信息 位于電網(wǎng)整定保護(hù)值的范圍內(nèi)時(shí)，電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值對(duì)應(yīng)的參數(shù)間的差值較 小，當(dāng)電力運(yùn)行信息位于電網(wǎng)整定保護(hù)值的范圍外時(shí)，電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值對(duì) 應(yīng)參數(shù)間的差值較大，控制電路2可以根據(jù)上述比較結(jié)果來(lái)判斷是否為故障狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn) 故障狀態(tài)時(shí)，控制電路2通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3進(jìn)行傳輸預(yù)警信息，工作人員在收到預(yù)警 信息后能及時(shí)采集有效措施，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及可靠性。
[0021] 所述控制電路2得到的電力運(yùn)行信息包括電流值、電壓值、頻率值以及三次諧波。 本實(shí)用新型實(shí)施例中，電力信息采集模塊1檢測(cè)獲取電網(wǎng)的電流值，通過(guò)轉(zhuǎn)換后得到電壓 值，控制電路2根據(jù)所述電壓值能獲得上述電力運(yùn)行信息，即根據(jù)電壓值運(yùn)算后得到電流 值、電壓值、頻率值以及三次諧波值等，控制電路2運(yùn)算得到電力運(yùn)行信息的技術(shù)手段為本

【技術(shù)領(lǐng)域】人員所熟知，具體不再贅述。上述電力運(yùn)行信息與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)整定的保護(hù)值相對(duì)應(yīng)， 通過(guò)電力運(yùn)行信息中的類(lèi)型與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)整定的保護(hù)值進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)比較。
[0022] 所述控制電路2的電源端與電源4連接，電源4還分別提供電力信息采集模塊1、 無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3的工作電壓。本實(shí)用新型實(shí)施例中，電源4可以采用電池10,所述電池 10可以采用一次性高溫鋰I亞電池，通過(guò)電池10來(lái)提供整個(gè)脫扣的工作電壓。
[0023] 所述無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3以2. 4GHz的頻率將預(yù)警信息傳輸至上位機(jī)內(nèi)；無(wú)線數(shù)據(jù) 收發(fā)模塊3將預(yù)警信息傳輸至上位機(jī)內(nèi)，以便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觀察電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，在具體實(shí)施 時(shí)，無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3還可以其他無(wú)線的形式將預(yù)警信息發(fā)送至上位機(jī)內(nèi)，無(wú)線數(shù)據(jù)收 發(fā)模塊3采用其他形式的無(wú)線發(fā)送為本【技術(shù)領(lǐng)域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0024] 進(jìn)一步地，電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值不匹配時(shí)，控制電路2還提高無(wú)線數(shù) 據(jù)收發(fā)模塊3傳輸預(yù)警信息的頻率；當(dāng)電力運(yùn)行信息與電網(wǎng)整定保護(hù)值匹配時(shí)，控制電路2 降低電力信息采集模塊1對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行信息的采樣頻率。控制電路2提高無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊 3傳輸預(yù)警信息的頻率，以便于上位機(jī)能更及時(shí)有效地接收到預(yù)警信息，從而能夠根據(jù)預(yù)警 信息來(lái)采取有效措施。當(dāng)電力運(yùn)行信息與控制電路2內(nèi)的電網(wǎng)整定保護(hù)值匹配時(shí)，則可以 認(rèn)為電網(wǎng)處于安全運(yùn)行狀態(tài)，從能耗等多方面，可以降低電力信息采集模塊1的采樣頻率。 此外，控制電路2采用主控芯片7，主控芯片7可以為現(xiàn)有常用的集成電路芯片，主控芯片7 內(nèi)包含了 FLASH R0M，主控電路2可以將傳輸?shù)碾娏\(yùn)行信息傳輸至FLASH ROM內(nèi)，以便于 進(jìn)行后續(xù)的故障分析，得到故障造成的原因以及故障產(chǎn)生的時(shí)間。
[0025] 所述電力信息采集模塊1包括羅氏互感器5以及信號(hào)處理電路6,控制電路2包 括主控芯片7,羅氏互感器5通過(guò)信號(hào)處理電路6與主控芯片7的AD端口連接。本實(shí)用新 型實(shí)施例中，采用羅氏互感器5能夠更加精確地測(cè)量電網(wǎng)電力的信息，一般地，羅氏互感器 5能獲得電網(wǎng)的電流信息，通過(guò)信號(hào)處理電路6的轉(zhuǎn)換及處理后，得到主控芯片7能識(shí)別的 數(shù)字電壓信號(hào)，主控芯片7對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后，即能得到電力運(yùn)行信息。
[0026] 所述無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3包括射頻收發(fā)集成電路9，所述射頻收發(fā)集成電路9與晶 體諧振器8、控制電路2以及天線16連接。本實(shí)用新型實(shí)施例中，射頻收發(fā)集成電路9與主 控芯片7連接，晶體諧振器8提供射頻收發(fā)集成電路9所需的晶振，射頻收發(fā)集成電路9通 過(guò)天線16來(lái)進(jìn)行耦合收發(fā)信號(hào)。射頻收發(fā)集成電路9、晶體諧振器8的具體實(shí)現(xiàn)為本技術(shù) 領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。
[0027] 如圖3和圖4所示，所述控制電路2位于電路板18上，所述電路板18位于脫扣外 殼11內(nèi)；所述脫扣外殼11包括底殼14以及位于底殼14上端并與所述底殼14匹配連接的 上蓋13,上蓋13與底殼14間形成有安裝腔17,電路板18位于安裝腔17內(nèi)并支撐在底殼 14上，電路板18通過(guò)饋線19與上蓋13內(nèi)壁上的天線16電連接。
[0028] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，控制電路2以及無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3均位于電路板18上， 即信號(hào)處理電路6、主控芯片7以及射頻收發(fā)集成電路9與晶體諧振器8均位于電路板18 上。
[0029] 所述底殼14內(nèi)設(shè)有電池10,所述電池10位于電路板18的下方，電池10與電路板 18的電源端連接。所述底殼14安裝支撐在底座15上，電力信息采集模塊1包括羅氏互感 器5,羅氏互感器5位于脫扣外殼11外部，羅氏互感器5通過(guò)連接導(dǎo)線12與電路板18電連 接。
[0030] 本實(shí)用新型采用羅氏互感器5測(cè)量電網(wǎng)信息，能夠更加精確的測(cè)量電網(wǎng)電力信 息；控制電路2通過(guò)對(duì)電力運(yùn)行信息的存儲(chǔ)，能實(shí)時(shí)對(duì)故障數(shù)據(jù)記錄，能夠在事后有效的了 解和分析事故原因；通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊3實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)技術(shù)，能夠在后臺(tái)觀 測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況；控制電路2根據(jù)比較結(jié)果來(lái)控制采樣頻率及傳輸頻率，能夠在極短 時(shí)間內(nèi)快速計(jì)算出故障信息并發(fā)出告警信息；通過(guò)對(duì)電力線纜電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障分 析，確保電網(wǎng)子系統(tǒng)在出現(xiàn)故障前能夠提前發(fā)出預(yù)警信息并及時(shí)發(fā)出告警信息。由于獨(dú)立 于電力系統(tǒng)之外，因此并不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)線智能脫扣，其特征是：包括用于獲取電網(wǎng)運(yùn)行信息的電力信息采集模塊 (1 )，所述電力信息采集模塊（1)與控制電路（2 )的輸入端連接，控制電路（2 )與無(wú)線數(shù)據(jù)收 發(fā)模塊（3)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能脫扣，其特征是：所述控制電路（2)的電源端與電源 (4)連接，電源（4)還分別提供電力信息采集模塊（1)、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊（3)的工作電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能脫扣，其特征是：所述電力信息采集模塊（1)包括羅 氏互感器（5)以及信號(hào)處理電路（6)，控制電路（2)包括主控芯片（7)，羅氏互感器（5)通過(guò) 信號(hào)處理電路（6)與主控芯片（7)的AD端口連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能脫扣，其特征是：所述無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊（3)包括射 頻收發(fā)集成電路（9)，所述射頻收發(fā)集成電路（9)與晶體諧振器（8)、控制電路（2)以及天線 (16)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能脫扣，其特征是：所述控制電路（2)位于電路板 (18) 上，所述電路板（18)位于脫扣外殼（11)內(nèi)；所述脫扣外殼（11)包括底殼（14)以及位 于底殼（14)上端并與所述底殼（14)匹配連接的上蓋（13)，上蓋（13)與底殼（14)間形成有 安裝腔（17)，電路板（18)位于安裝腔（17)內(nèi)并支撐在底殼（14)上，電路板（18)通過(guò)饋線 (19) 與上蓋（13)內(nèi)壁上的天線（16)電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線智能脫扣，其特征是：所述底殼（14)內(nèi)設(shè)有電池（10)， 所述電池（10)位于電路板（18)的下方，電池（10)與電路板（18)的電源端連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線智能脫扣，其特征是：所述底殼（14)安裝支撐在底座 (15)上，電力信息采集模塊（1)包括羅氏互感器（5)，羅氏互感器（5)位于脫扣外殼（11)外 部，羅氏互感器（5)通過(guò)連接導(dǎo)線（12)與電路板（18)電連接。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203849345SQ201420249724
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】沈海平, 胡淼龍, 肖勻, 吳曦, 吳昊 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司無(wú)錫供電公司, 浙江維思無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司