[发明专利]一种基于CAN通信电缆型故障定位装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆故障定位领域，特别是一种基于CAN通信电缆型故障定位装置及方法。

背景技术

近年来，伴随着社会经济和工业水平的不断发展，电力系统也发生了巨大的变化，在电力系统建设当中，尤其是智能电网的提出，对电力系统的故障检测提出了新的要求。

传统的电力线路故障的排查，需要抢修人员在故障范围内，对每一个线路节点进行确认，直到找到故障发生的具体位置，然后再判断故障类型为接地故障还是短路故障。这样的排查方式，会消耗大量的人力物力，而且往往效率不高。

而故障定位装置则能实现迅速的故障类型检测并能报出准确的故障点。这对缩短停电时间和减小停电范围有非常重要的作用。电缆型故障定位装置与继电保护装置相结合使用，是对电缆型电力系统(主要包含城市环网柜)保持稳定运行的一种有效的技术措施。

当前，电缆型线路故障定位装置已获得了广泛应用，是保障电力系统的安全、稳定运行，减少故障维护成本所不可或缺的重要设备，在科研、设计、制造、试验、投入使用中已积累了丰富的技术经验，符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，是具备成熟运行经验的自动化装置。

电缆型故障定位装置是及时发现线路故障并立即告警的辅助线路故障排查的装置。它的主要工作机制是当发生线路故障时能立即检测到故障信息，通过将故障信息主动上报给后台并以短信通知的形式向相关工作人员发送告警内容。能大大减少故障巡查和故障处理时间。

现有的故障定位装置大多数采用433MHz及以上频段的无线通讯方式。但是在环网柜内存在电磁干扰，容易出现同频干扰，导致终端接收采样数据出现混乱，严重影响后台数据监测以及故障上报。因此，本装置选择采用CAN通讯机制，能够在强电磁干扰环境下，保证传输数据快速稳定。

发明内容

本发明旨在提供一种基于CAN通信电缆型故障定位装置及方法，有效、低成本地解决电缆线路的故障排查，以实现对配电网运行的监测及故障定位，大大提高配电网运行的可靠性；在强电磁干扰环境下，保证传输数据快速稳定。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于CAN通信电缆型故障定位装置，包括指示器和终端；所述指示器包括采集单元MCU模块；所述采集单元MCU模块与模拟输入模块、CAN通讯模块、第一电源模块连接，当CAN模块检测到总线错误的时候，MCU模块对错误进行相应处理；所述CAN通讯模块与汇集单元连接；所述终端包括汇集单元MUC模块；所述汇集单元MUC模块与第二电源模块、开关输入模块、所述CAN通讯模块、GPRS通讯模块、按键模块、显示模块连接；所述CAN通讯模块还与采集单元连接。

所述指示器与所述终端之间采用CAN标准数据帧格式进行数据传输。

本发明中，所述CAN标准数据帧格式包括：

起始帧；

设置于起始帧之后的仲裁字段；

设置于仲裁字段之后的控制字段；

设置于控制字段之后的数据字段；

设置于数据字段之后的循环冗余校验字段；以及

设置于数据字段之后的确认字段。

所述起始帧为显性状态，允许所有节点的硬同步。

所述仲裁字段包括11个标识位和1个远程发送请求RTR位；所述RTR位用于区分报文是数据帧还是远程帧；或者所述仲裁字段包括11位为29位标识符的最高有效位、设置于最高有效位之后的替代远程请求SRR位，设置于SRR之后的IDE位、设置于IDE位之后的标识符和设置于标识符之后的远程发送请求位。

所述控制字段第一位为标识扩展IDE位，所述IDE位是显性状态，用来指定标准帧；标识扩展位的下一位为零保留位，定义为显性位；控制字段的其余4位为数据长度码DLC，用来指定报文中包含的数据字节数；或者，所述控制字段前两位为保留位，其余四位为DLC。

所述循环冗余校验字段包含一个15位的CRC序列和设置于CRC序列后的隐性的CRC定界位。

所述确认字段以隐性确认定界符结束。

相应地，本发明还提供了一种利用上述故障定位装置进行故障检测的方法，包括：

短路故障检测：若线路负荷正常运行，直到t1时刻检测到有一个150A及以上的突变电流，在t2时刻电流下降为0A，且零漂电流不超过5A，t1与t2之间的时间差不超过设定的3ms，则判定为短路故障；

接地故障检测：检测到线路电流突变，突变电流持续5s后，各相电场强度下降，且残余电流不超过5A零漂值，则判断发生接地故障。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：