本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种基于无线通信配网实时信息采集及故障快速诊断装置。
背景技术：
配网是指在电力网中主要起分配作用的网络，根据配电线路不同，分为架空配电网、电缆配电网和架空电缆混合配电网，配电网作为我国电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行起着重要作用，在我国，配电系统主要采用中性点不接地系统。配网发生的接地故障类型有单相接地故障、两相接地短路等，其中通常为单相接地故障。
发生单相接地故障的影响主要有：
对供电可靠性的影响
发生单相接地故障后：①要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性；②发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、大风、雨等恶劣气候条件和林区等复杂地区以及夜间，不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响，使线路的维护工作量成倍增大。
对供电量的影响
发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运发生单相接地故障配电线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。据不完全统计，每年由于配电线路发生的单相接地故障，将少供电十几万度，影响供电企业的供电量指标和经济效益。
对线损的影响
发生单相接地故障时，由于配电线路接地相直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗，如果按规程规定运行一段时间，将造成更大的电能损耗。
所以10kv配电线路一旦出现单相接地故障后，需要尽快找出故障线路和故障点以隔离故障。传统的方法是通过检测变电站母线上零序电压的数值来判断是否发生接地故障。若发生接地故障，则采用人工逐条线路拉闸的方法判断哪条线路发生了故障，然后在故障线路上人工沿线巡检寻查故障点。人工拉路使得正常线路会产生短暂停电，拉闸后自动重合不成功则导致停电时间更长；同时拉路还可能产生操作过电压和谐振过电压，再一次造成对设备的冲击，导致绝缘损坏，增加了事故的危险性和设备绝缘负担。因此，小电流接地系统故障选线和定位技术的研究具有非常重要的工程实用价值。多年来，新的选线和定位技术层出不穷，但是小电流接地系统故障选线和定位仍然是一个一直未能很好解决的难题。微机时代，多种更智能化的微机选线装置被开发出来，但实际运行效果并不好。究其本质，所谓智能化只是在故障特征提取算法和判据选择上做了纯数学改进，并没有从根本上利用全域信息。
在授权公告为cn101666851b中公开了一种绝缘测试、接地查找装置及方法以及一种使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的方法。所述绝缘接地测试及接地查找装置由主机及信号接收器组成；所述信号接收器用来接收被检测信号；所述主机包含cpu、供电单元、高压单元、绝缘/电压测试单元、接地测试单元、接地查找单元、复位单元、存贮单元、输入输出单元及通信单元；及其所述绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的使用方法；以及一种使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的方法；但是其并未实现快速查找接地源，并对事发线路进行标记，然后将位置数据与接地源数据发给运维人员，使其前往进行维护。
在授权公告号cn203119628u一种基于无线传感器网络的变电站接地线远程监测装置，其包括：主机模块、无线传感器网络基站、接地线远程监测节点和可编码接地装置，所述的主机模块通过有线方式连接无线传感器网络基站，所述的无线传感器网络基站通过数字无线通讯连接多个接地线远程监测节点，接地线远程监测节点与可编码接地装置连接。可编码接地装置包括使用磁性地址编码的可编码接地头和可编码接地桩，可编码接地头固定在可编码接地桩上并电气连接，所述接地线远程监测节点被固定在可编码接地桩上；可编码接地桩的物理位置与地址编码一起录入在主机模块的数据库中。但是其并未实现快速查找接地源，并对事发线路进行标记，然后将位置数据与接地源数据发给运维人员，使其前往进行维护。
尽管国内外在小电流接地系统单相接地故障选线和定位方法做了一些研究，但这些研究存在一定缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决上述技术中所存在的不足，提供一种基于无线通信配网实时信息采集及故障快速诊断装置，采用大数据采集与对比的方式能够在最短的时间内获取三相电各条线路在特定时间内的零序电流值，然后进行智能比对，进而判断出出现问题线路的具体区间范围，并进行标识，然后由运维人员直接携带工具前往进行维修，极大的缩短了检修的难度与维修时间。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于无线通信配网实时信息采集及故障快速诊断装置，包括设置在输电线路上的多个电流传感模块，与多个所述电流传感模块无线信号互联的监控后台服务器，与所述监控后台服务器信号互联的云计算模块、数据库，与所述监控后台服务器信号互联的智能移动终端；
所述电流传感模块包括底座，设置在底座上且一侧边与所述底座铰接的盖体，设置在所述底座上与盖体相配合的下凹槽，设置在所述盖体上与所述下凹槽相配合的上凹槽，所述上凹槽与下凹槽内均设置铁磁硅钢片，缠绕在所述铁磁硅钢片上的线圈，所述线圈与设置在底座下部的低功耗处理器相连接，所述低功耗处理器与接地识别模块相连接，所述底座内设置用于数据转换且与所述低功耗处理器信号互联的adc模块，用于将信号与监控后台服务器进行交互的无线信号通信模块，以及所述底座上设用于与盖体配合锁紧的锁紧模块。
所述锁紧模块包括设置在所述盖体上的螺纹孔，设置在底座上用于与所述螺纹孔相配合的螺栓，以及设置在所述螺栓下端的操作环。
所述底座内还设置有用于定位且与低功耗处理器信号互联的定位模块，以及用于数据交换的光纤通信接口。
所述定位模块包括为gps全球定位系统或北斗导航系统。
所述无线信号通信模块为3g/4g通信模块。
所述接地识别模块包括红灯与绿灯，且所述底座内设置用于与低功耗处理器相连接的备用电池。
一种基于无线通信配网实时信息采集及故障快速诊断装置的使用方法：
1）变电站开口电压的突变量越过告警定值，接地告警信息传送至监控后台服务器；
2）监控后台服务器发起查询，获得突变时刻所有线路电流传感模块测得的电流数据，电流数据通过3g/4g通信模块的无线网络传输到监控后台服务器；
3）监控后台服务器通过云计算，计算每组电流传感模块安装地点流过的三相电流相量和，结果不为零即发生接地故障，沿线各区段进行查询，结果最最大值所在的区段即为故障区段；
4）监控后台服务器向线路上的电流传感模块发送告警指令，使运行接地识别模块变为红色。
5）监控后台服务器向设备运维发送处理故障指令，所示有数据均存于数据库，在现场运维人员可以通过智能移动终端的app软件，实时了解故障信息：如在什么位置发生接地，接地电流大小，是间歇性故障还是永久性故障，便于采取有利措施进行故障处理，故障处理结束后，所有数据存于数据库，存档保存。
采用变电站零序电压作为接地短路故障突变量起动元件，采用线路传感器沿线测量的零序电流进行互相关。
本发明针对现有技术中存在的故障不便于直接检查到，需要通过运维人员到现场进行逐一拉闸停电，增加了运维人员的工作强度，而且也会增加停电的时间和停电的面积，会影响到人民生活水平，采用大数据采集与对比的方式能够在最短的时间内获取三相电各条线路在特定时间内的零序电流值，然后进行智能比对，进而判断出出现问题线路的具体区间范围，并进行标识，然后由运维人员直接携带工具前往进行维修，极大的缩短了检修的难度与维修时间；将有效解决困扰我国配电网多年的接地故障的选线和定位问题，有效提高10kv配电线路的可靠性，对于降低配网系统平均停电时间(saidi)和平均停电次数(saifi)、及增强其他可靠性指标等都具有重要意义和价值，从而产生巨大的社会效益和经济效益。
另外，采用电流传感模块能够快速检测到线路上的电流变化，然后将数据通过无线通信网络传递给监控后台服务器，并有监控后台服务器进行数据运算，然后判断其下一步该如何进行，并通过变电站接地识别模块，确定问题的区间，并进行标识，然后使得运维人员通过移动终端去现场进行快速检修。
另外，采用的电流传感模块包括底座，其作为线路检测传感器的基体，并在其上设置盖体实现与线路的快速夹紧功能，也是为了实现便于安装的功能，同时为了更好的对线路电流进行检测，在底座上设置下凹槽，并在盖体上设置与下凹槽相配合的上凹槽，然后在上凹槽与下凹槽内均设置铁磁硅钢片，并在其上缠绕两个线圈，分别是电压线圈和电流线圈，然后将电压线圈与底座下部的低功耗处理器进行连接，能够通过其获取感应电压，来为低功耗处理器提供能量来源，电流线圈能够对线路进行检测来获取线路的运行情况，并在其下部设置接地识别模块，来进行显示，为运维人员指引方向，而且底座内设置的adc模块能够将检测到的电信号转化成数字信号，确保数据传输的稳定性与准确性，而通过无线信号通信模块进行数据交互，而为了保证与线路结合的稳定性，在底座上设置与盖体相配合的锁紧模块。
另外，采用的锁紧模块包括设置在盖体上的螺纹孔，能够通过底座上与螺纹孔相配合的螺栓进行锁紧，而为了实现高空作业时的可操作性，在螺栓下端设置操作环，来进行保证；而为了实现定位的准确性，在底座内设置定位模块，为了实现该装置的可操作性，在底座上设置用于数据交换的光纤通信备用接口，以便配网线路架设光缆后，接入使用，而采用的定位模块为gps全球定位系统或北斗导航系统的一种或者两种组合，而采用的无线通信模块为3g/4g通信模块；而采用的接地识别模块包括红灯与绿灯，来为运维人员进行指引，另外为了避免线路没电的现象，在底座内设置用于与低功耗处理器相连接的备用电池。
附图说明
图1：发明零序电压原理图；
图2：发明电流传感模块的二次原理图；
图3：发明电流传感模块的立体结构示意图；
图4：发明电流传感模块的第一种侧面结构示意图；
图5：发明电流传感模块的第二种侧面结构示意图；
图6：发明电流传感模块在线路上安装的结构示意图；
图7：发明使用方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-7，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种基于无线通信配网实时信息采集及故障快速诊断装置，包括设置在输电线路17上的多个电流传感模块，通过无线信号模块17与多个所述电流传感模块信号互联的监控后台服务器18，与所述监控后台服务器18信号互联的云计算模块21、数据库19，与所述监控后台服务器18通过移动网络信号互联的智能移动终端20；
所述电流传感模块包括底座2，设置在底座2上且一侧边与所述底座2铰接的盖体1，设置在所述底座2上与盖体1相配合的下凹槽9，设置在所述盖体1上与所述下凹槽9相配合的上凹槽6，所述上凹槽6与下凹槽9内均设置铁磁硅钢片7，缠绕在上凹槽的铁磁硅钢片7上电流线圈13，缠绕在下凹槽的铁磁硅钢片7上的电压线圈14，所述电流线圈13和电压线圈14与设置在底座2下部的低功耗处理器10相连接，所述低功耗处理器10与接地识别模块5相连接，所述底座2内设置用于数据转换且与所述低功耗处理器10信号互联的adc模块11，用于将信号与监控后台服务器进行交互的无线信号通信模块12，以及所述底座2上设用于与盖体1配合锁紧的锁紧模块。
所述锁紧模块包括设置在所述盖体上的螺纹孔8，设置在底座2上用于与所述螺纹孔8相配合的螺栓3，以及设置在所述螺栓3下端的操作环4。
所述底座2内还设置有用于定位且与低功耗处理器10信号互联的定位模块15。
所述定位模块15包括为北斗导航系统。
所述无线信号通信模块17为3g/4g通信模块。
所述接地识别模块5包括红灯与绿灯，采用变电站零序电压作为接地短路故障突变量起动元件，采用线路传感器沿线测量的零序电流进行互相关。
该实施例中对小电流接地系统由于单相接地短路不产生大电流，故障特征不明显的现象，在线路上设置电流传感模块并同步采样的三相电流并计算出零序电流，计算同一线路段相邻两点的零序电流相量和，相量和最大的区段即为故障段，其工作原理如图1所示，该方案的故障定位算法受负载波动、谐波、接地电阻及故障合闸角等因素影响小，并且故障特征提取有效利用了故障暂态信息和对端信息，可望彻底解决小接地电流系统单相接地故障选线和定位不准问题。
另外，本发明中采用的电流传感模块，其不仅是低功耗的而且其能够自取电，确保了该机构在线路上的使用在线时长，有效的避免了传统的箱柜式测量装置，其包括配电终端如ftu，dtu和ttu之类，主要与电压互感器、电流互感器二次相连，需要较大的安装占地空间、独立供电电源和远程通信设备等基础设施支持，施工安装困难且投资较大。本发明的电流传感模块本身无需外接电源，通过自身的感应取电电路从电力线中获取电能，同时通过对传感器内部各硬件模块的分时通断控制实现超低功耗设计。免去传统电力测量设备耗电大，需要采用pt取电供电、外接蓄电池等独立供电电源的要求，省去了建设电源系统的投资、施工和维护等需要。
实施例二
其与实施例一的区别在于：
所述定位模块15包括为gps全球定位系统。
实施例三
其与实施例二的区别在于：
所述底座内设置用于与低功耗处理器10相连接的备用电池24。
所述底座2内还设置有用于数据交换的光纤通信接口23。
实施例四
一种基于无线通信配网实时信息采集及故障快速诊断装置的使用方法：
1）变电站开口电压的突变量越过告警定值，接地告警信息传送至监控后台服务器；
2）监控后台服务器发起查询，获得突变时刻所有线路电流传感模块测得的电流数据，电流数据通过3g/4g通信模块的无线网络传输到监控后台服务器；
3）监控后台服务器通过云计算，计算每组电流传感模块安装地点流过的三相电流相量和，结果不为零即发生接地故障，沿线各区段进行查询，结果最最大值所在的区段即为故障区段；
4）监控后台服务器向线路上的电流传感模块发送告警指令，使运行接地识别模块变为红色。
5）监控后台服务器向设备运维发送处理故障指令，所示有数据均存于数据库，在现场运维人员可以通过智能移动终端的app软件，实时了解故障信息：如在什么位置发生接地，接地电流大小，是间歇性故障还是永久性故障，便于采取有利措施进行故障处理，故障处理结束后，所有数据存于数据库，存档保存。
该实施例中的电流传感模块不但要求安装于a、b、c三相的电流传感器之间精确同步，而且要求电流传感器于不同地点的电流传感器之间精确同步，即广域同步。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员在所附权利要求的范围内不需要创造性的劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。