一种电网故障定位系统的制作方法

本实用新型涉及电网监控技术领域，具体涉及一种电网故障定位系统。

背景技术：

在输配电系统中，如果配电网络系统中发生了短路故障或接地故障，必须尽快找到故障点，以防止发生重大事故，以往的供电系统由于智能化不足，需要大量的人力去巡线，逐一排查故障点，随着科学技术的发展，通过使用故障指示器，可以标出发生故障的部分，维修人员可以根据指示器的报警信号快速找到发生故障的区段，断开故障区段，从而及时恢复无故障区段的供电，减少停电时间和停电范围，排除安全隐患。虽然目前有安装在配电线路中的故障指示器和故障指示器通讯终端来识别故障，但检测原理都是被动检测，监测单相接地故障前后配电网参数的变化，但大部分接地系统所产生的接地故障信号本身较弱，在受到谐波污染和电磁干扰，导致故障指示器无法准确判断出是否故障，以及故障点在哪里。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电网故障定位系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种电网故障定位系统，包括移动终端、中继装置和若干检测装置；

所述移动终端包括第一处理器以及分别与该第一处理器电连接的第一无线信号收发模块、显示模块、声音警报模块、第一存储模块和第一电源模块；

所述中继装置包括第二处理器以及分别与第二处理器电连接的第二无线信号收发模块、第一时钟电路、第二存储模块、授时电路模块和第二电源模块；

所述检测装置包括第三处理器、分别与该第三处理器电连接的信号输出执行模块、模数转换模块、第二时钟电路、第三电源模块和第三无线信号收发模块，以及与所述模数转换模块电连接的若干电流互感器；

所述第三无线信号收发模块与所述第二无线信号收发模块无线连接；

所述第二无线信号收发模块与所述第一无线信号收发模块无线连接。

进一步地，所述系统还包括与所述第一处理器电连接的闪光提示模块。

进一步地，所述闪光提示模块包括led闪光灯。

进一步地，所述第一处理器、所述第二处理器和所述第三处理器为单片机、mcu、arm芯片或cpu。

进一步地，所述声音警报模块包括蜂鸣器和耦合在所述蜂鸣器一个引脚与地电势端之间的三极管；其中，所述三极管的集电极与所述蜂鸣器的一个引脚连接，所述三极管的发射极与地电势端连接，所述三极管的基极接有两个并联的电阻，一个所述电阻与所述核心主控板的对应引脚连接，另一个所述电阻与所述地电势端连接。

进一步地，所述授时电路模块包括天线和gps定位模块，所述天线与所述gps定位模块的rf-in引脚连接。

进一步地，所述信号输出执行模块包括依次电连接的缓冲器、继电器以及负载电阻。

进一步地，所述第一时钟电路和第二时钟电路包括rtc模块，所述第一时钟电路的rtc模块的引脚与所述第一处理器的对应引脚连接；所述第二时钟电路的rtc模块的scl引脚和sda引脚分别与所述第二处理器的对应引脚连接。

进一步地，所述第一电源模块、所述第二电源模块和所述第三电源模块为电池或太阳能电池板。

进一步地，所述第一存储模块和所述第二存储模块包括sd卡。

本实用新型实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型实施例提供的电网故障定位系统，包括移动终端、中继装置和若干检测装置，通过多个检测装置主动向电网中施加特征电流信号，然后再采集该特征电流信号，中继装置根据各检测装置对该特征电流信号的采集状况判断是否存在故障，若存在故障则将故障信号发送至移动终端，提醒工作人员采取处理措施，从而使得本系统能够更加准确地对接地故障进行检测和定位。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例的系统结构框图；

图2为本申请一实施例中的信号输出执行模块电路原理示意图；

图3为本申请一实施例中的时钟电路的电路原理示意图；

图4为本申请一实施例中的无线信号收发模块电路原理示意图；

图5为本申请一实施例中的存储模块的电路原理示意图；

图6为本申请一实施例中的模数转换模块电路原理示意图；

图7为本申请一实施例中的声音警报模块电路原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1所示，本申请的一个实施例提供了一种电网故障定位系统，包括移动终端、中继装置和若干检测装置。

所述移动终端包括第一处理器以及分别与该第一处理器电连接的第一无线信号收发模块、显示模块、声音警报模块、第一存储模块、闪光提示模块和第一电源模块。

所述中继装置包括第二处理器以及分别与第二处理器电连接的第二无线信号收发模块、第一时钟电路、第二存储模块、授时电路模块和第二电源模块。

所述检测装置包括：第三处理器、分别与该第三处理器电连接的信号输出执行模块、模数转换模块、第二时钟电路、第三电源模块和第三无线信号收发模块，以及与所述模数转换模块电连接的若干个(可以为一个或多于一个，具体数目根据实际需要而定)电流互感器。在一些实施例中，所采用的信号输出执行模块的电路原理示意图如图2所示，所采用的模数转换模块的电路原理示意图如图6所示。

每一所述检测装置均通过第三无线信号收发模块与所述中继装置的第二无线信号收发模块无线连接。

中继装置的第二无线信号收发模块与移动终端的第一无线信号收发模块无线连接。

第一处理器、第二处理器和第三处理器可以为单片机、mcu、arm芯片或cpu，优选cc2530芯片，用于控制与其连接的各个硬件模块的工作。

第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块可以为电池或太阳能电池板，用于为相关硬件模块供电。

所述闪光提示模块包括led闪光灯，用于发出闪光警报提示工作人员查看信息及采取措施。

可选地，所述声音警报模块包括蜂鸣器，用于根据故障发出声音警报。

可选地，所述声音警报模块包括蜂鸣器和耦合在所述蜂鸣器一个引脚与地电势端之间的三极管；其中，所述三极管的集电极与所述蜂鸣器的一个引脚连接，所述三极管的发射极与地电势端连接，所述三极管的基极接有两个并联的电阻，一个电阻与所述核心主控板的对应引脚连接，另一个电阻与所述地电势端连接。所述声音警报模块用于当电网中发生故障时，发出声音警报。在一些实施例中所采用的声音警报模块电路原理示意图如图7所示。

可选地，所述第一存储模块和第二存储模块包括sd卡，用于相关信息数据的存储。在一些实施例中所采用的存储模块的电路原理示意图如图5所示。

可选地，所述第一时钟电路和第二时钟电路包括rtc模块，用于提供实时时钟。所述第一时钟电路的rtc模块的引脚与所述第一处理器的对应引脚连接；所述第二时钟电路的rtc模块的scl引脚和sda引脚分别与所述第二处理器的对应引脚连接。在一些实施例中，所采用的时钟电路的电路原理示意图如图3所示。

所述电流互感器，用于采集电网中的电流信号。

可选地，所述授时电路模块包括gps模块，用于为相应的发送数据加以时间戳。

可选地，所述授时电路模块包括天线、gps定位模块及外围电气元件。其中，所述天线通过相关外围电气元件与所述gps定位模块的rf-in引脚连接。所述授时电路模块通过所述gps定位模块的rxd1引脚和txd1引脚进而与所述第二处理器的对应引脚连接。所述授时电路模块用于实时通过天线获取gps时间信息，所述时间信息用于对特征电流信号加以时间戳，以及对故障警报信号加以时间戳。

可选地，所述信号输出执行模块包括依次电连接的缓冲器、继电器以及负载电阻，用于向电网中施加特征电流信号。所述缓冲器通过相应引脚与所述第三处理器的io-out引脚和ttl-in引脚相连。所述缓冲器的ttl-out引脚用于通过具体接口模块进而与继电器连接。

第一无线信号收发模块、第二无线信号收发模块和第三无线信号收发模块所采用的通信模块包括：3g无线通信模块、sim卡以及外围电气元件。所述3g无线通信模块的w-disable-n引脚与相应的处理器的对应引脚连接，所述3g无线通信模块的pon-reset-n引脚与相应的处理器的对应引脚连接；所述3g无线通信模块的usb-dm引脚和usb-dp引脚与相应的处理器的对应引脚连接。需说明的是，本实用新型中的3g无线通信模块还可以替换为2g无线通信模块、4g无线通信模块或wifi通信模块等其他无线通信模块。在一些实施例中所采用的无线信号收发模块的电路原理示意图如图4所示。

每一检测装置都有对应的编号；每一检测装置对电网进行检测的过程包括：在第三处理器的控制下，周期性地生成特征信号并通过所述信号输出执行模块向电网中施加特征电流信号；通过所述电流互感器采集电网中的特征电流信号，特征电流信号经过模数转换模块进行模数转换后传输至第三处理器；第三处理器通过第三无线信号收发模块将特征电流信号无线发送出去，由第二无线信号收发模块接收该特征电流信号；如果该检测装置所在的位置的电网发生故障，则其电流互感器无法采集到特征电流信号，则该检测装置不会向中继装置发送特征电流信号。

中继装置的工作流程包括：第二无线信号收发模块接收特征电流信号并将其传输至第二处理器，通过授时电路模块对特征电流信号加以时间戳后在第二存储模块中存储起来，以便工作人员查看；第二处理器检查是否已经接收到所有检测装置发送的特征电流信号，若是，则表明该系统所检测的电网无故障，否则，第二处理器将未发送特征电流信号的检测装置的编号及其所对应的位置等信息生成故障警报信号并加以时间戳，通过第二无线信号收发模块发送出去，由第一无线信号收发模块接收该故障警报信号。

移动终端的第一无线信号收发模块接收到该故障警报信号之后，将该故障警报信号所包含的信息通过显示模块显示出来，同时通过声音警报模块发出声音警报，通过闪光提示模块发出光闪烁警报，提醒工作人员查看信息并及时采取措施处理电网故障，同时将该故障警报信号所包含的信息存储到第一存储模块中，以便后续查看。

将多个检测装置设置在电网的不同位置，能够实现对电网的不同部分的大范围检测，提高了对整个电网的检测效率。

本实用新型实施例提供的电网故障定位系统，包括移动终端、中继装置和若干检测装置，通过多个检测装置主动向电网中施加特征电流信号，然后再采集该特征电流信号，中继装置根据各检测装置对该特征电流信号的采集状况判断是否存在故障，若存在故障则将故障信号发送至移动终端，提醒工作人员采取处理措施，从而使得本系统能够更加准确地对接地故障进行检测和定位，不需要通过人工去巡线检查故障，降低了人力成本。

需要说明的是：

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。