[发明专利]一种电力线路故障指示器探头

说明书

技术领域：

本发明属于故障检测设备技术领域，具体涉及一种电力线路故障 指示器探头，采用紫蜂协议(Zigbee)无线通信方式将电力线路故障 信息远程上报，实现配电自动化的远程监视功能。

背景技术：

电力运行在国民经济中占主导地位，随着国民经济的发展，电力 传送及其配电设备的智能化和自动化程度越来越高，对配电终端装置 提出了遥测、遥信和遥控的功能，旨在实现电力线路的远程监视、故 障检测和快速故障隔离并恢复供电。线路故障指示器是用来检测输电 线路短路及接地故障的仪器设备，在环网配电系统中，特别是大量使 用环网负荷开关的系统中，如果下一级配电网络系统中发生了短路故 障或接地故障，上一级的供电系统必须在规定的时间内进行分断，以 防止发生重大安全事故；线路故障指示器可以标示出发生故障的线路 部位并发出报警信号使维修人员根据报警信号迅速找到发生故障的 区段并分断开故障区段，从而及时恢复无故障区段的供电，可节约大 量的工作时间，减少停电时间和停电范围。正在使用的电力线路没有 安装电操作开关，不具备遥测、遥信和遥控的功能，在现有电力线路 上安装点操作开关，存在操作工艺复杂和安装成本高昂的问题。目前 的解决方案有三种：第一是就地检测电力线路电流，故障发生时，通 过翻牌或闪灯方式进行指示，巡线人员根据指示确定故障点，具有成 本低的优点，但是不具备通信功能，无法实现自动化记录电力线路运 行过程中的数据，只能作为事故后的故障点查询辅助手段；第二是采 用433m无线通信或塑料光纤故障指示器探头与指示器通信终端组合 模式，将电力线路运行过程中的数据发送到通信终端，通信终端通过 通用分组无线服务技术(GPRS)将数据发送到主站系统，具有通信方 式可靠和维护简便的优点，有手机信号的地域范围均可使用，但是通 信终端成本太高，433m无线模块的距离最大只有几百米，必须使用 GPRS公网进行转发，在电力线路故障指示器的整个生命周期中，GPRS 的流量费超过设备采购价；第三是用Zigbee无线通信取代433m无线 模块，以增加通信距离，但是Zigbee无线通信的成本高昂，优势并 不明显。因此，研发一种成本低、安装简便和免维护的电力线路故障 指示器探头，很有社会和经济价值，应用前景广阔。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计一种成本低、 安装简便和免维护的电力线路故障指示器探头，传输距离长，无线发 射功率高。

为了实现上述目的，本发明涉及的电力线路故障指示器探头的主 体结构包括第一探头、Zigbee通信探头和第二探头三个功能部分， Zigbee通信探头分别与第一探头和第二探头电信息通信式连接，第 一探头和第二探头的内部均设有433m无线模块和433m无线模块驱动 电路，第一探头、Zigbee通信探头和第二探头均具备检测电力线路 故障的功能，第一探头和第二探头将测量数据与故障数据通过433m 无线模块传送到Zigbee通信探头，Zigbee通信探头再将测量数据与 故障数据进行远距离传输和上报；Zigbee通信探头由主控模块、取 电CT、测量CT、Zigbee模块、电源管理模块、太阳能电池板、充电 电池、超级电容、Zigbee天线、翻牌机构和指示灯配合构成；主控 模块分别与测量CT、电源管理模块、翻牌机构和指示灯单向通信式 连接，主控模块与Zigbee模块双向通信式连接，主控模块内设中央 处理器、433m无线模块、433m无线模块驱动电路和印制电路板天线， 用以采集电力线路数据，433m无线模块采用印制电路板天线结构； 取电CT与电源管理模块单向通信式连接；Zigbee模块与棒状的 Zigbee天线双向通信式连接，进行电力线路数据的远距离传输；电 源管理模块与太阳能电池板单向通信式连接，电源管理模块分别与充 电电池和超级电容双向通信式连接，取电CT和太阳能电池板通过电 源管理模块转换后为主控模块、充电电池和超级电容提供电源，电能 不足时，Zigbee通信探头通过CT和太阳能两种方式获得电能后存储 在充电电池和超级电容中，充电电池和超级电容通过电源管理模块转 换后再为主控模块提供电能，充电次数为50万次的超级电容优先释 放电能，充电电池为锂电池。