一种断路器的故障在线监测系统的制作方法

本实用新型属于电力设备技术领域，尤其涉及一种断路器的故障在线监测系统。

背景技术：

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可以用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当他们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠压继电器等的组合，而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。

目前高电压线路存在的特点是线路复杂、故障多、断路器跳闸现象频繁等特点。尤其是在目前较广泛使用的工作电压等级为10kv的电力系统，由于10kv电力系统通常应用于长距离输电，一般应用于长距离绵延至村庄到户。为了避免由于变压器出现短路故障等出现大电流情况烧毁变压器，一般情况下会在变压器侧设置断路器，通过断路器检测是否有出现过流现象，一旦出现过流现象则由断路器实现分闸操作，从而保护变压器。

然而，由于目前一条10kv线路中可能会设置有多个断路器，一旦线路发生故障很难查找确定是哪个变压器发生故障导致断路器合闸，需要逐一对断路器进行排查，造成排查时间长、维修效率低等问题。但是，随着故障处理时间延长，可能会造成故障扩大，进一步发展为相间短路或者损坏电气设备等，从而严重影响用电需求，造成供电系统运行的安全性和稳定性受到影响。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种断路器的故障在线监测系统，旨在解决现有技术中线路发生故障时无法确认因为什么故障导致断路器合闸，需要注意排查断路器合闸以及故障，造成排查时间长、维修效率低等问题。

本实用新型实施例提供一种断路器的故障在线监测系统，包括：远程监控平台、多个馈线终端和多个断路器，多个断路器均分布于10kv输电线路的变压器中，每个断路器分别对应设置有一个馈线终端，且每个馈线终端均无线连接于所述远程监控平台，其中，

所述断路器上分别设置有用于采集线路电压的电压传感器、将10kv电压变为市电的电压互感器、采集相间电流的电流互感器和采集零序电流的零序电流互感器；

所述馈线终端分别与所述电压传感器、电压互感器、电流互感器和零序电流互感器电连接。

可选地，所述馈线终端包括箱体和箱盖，所述箱盖盖合于所述箱体，靠近箱盖的所述箱体顶部可拆卸安装有封装板，所述箱体内部封装有电路主板、信号控制板、液晶显示板、无线通信模块、电池管理模块和蓄电池，其中，

所述电路主板分别与所述信号控制板、液晶显示板和电池管理模块电连接，所述电池管理模块分别与所述电压互感器和所述蓄电池电连接，且所述电池管理模块还与信号控制板和液晶显示板电连接；

所述信号控制板与所述无线通信模块电连接，所述无线通信模块与所述远程监控平台通信连接；

所述电路主板还分别与所述电压传感器、电流互感器和零序电流互感器电连接。

可选地，所述电路主板上安装有pt采样电路、ct采样电路以及多个连接端子，所述pt采样电路通过a/d转换器以及六芯航插连接断路器的电压传感器和电池管理模块，所述ct采样电路通过六芯防开路航插连接断路器的电流传感器和零序电流互感器，所述电路主板通过连接端子由串口线路与液晶显示板通信连接。

可选地，所述信号控制板上安装有遥信采集电路和分合闸电路；其中，

所述遥信采集电路分别与电路主板和无线通信模块通信连接，所述分合闸电路与电路主板电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型实施例提供了一种断路器的故障在线监测系统，包括：远程监控平台、多个馈线终端和多个断路器，多个断路器均分布于10kv输电线路的变压器中，每个断路器分别对应设置有一个馈线终端，且每个馈线终端均无线连接于所述远程监控平台，其中，所述断路器上分别设置有用于采集线路电压的电压传感器、将10kv电压变为市电的电压互感器、采集相间电流的电流互感器和采集零序电流的零序电流互感器；所述馈线终端分别与所述电压传感器、电压互感器、电流互感器和零序电流互感器电连接。通过馈线终端对断路器的状态进行监控和信息采集，从而将断路器以及线路状态信息等发送给远程控制平台，由远程控制平台进行实时监控，并且在断路器合闸的状况下判断出故障类型以及故障点，从而对相应的断路器进行自动远程合闸和故障处理，从而能够极大的提高故障处理效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种断路器的故障在线监测的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的馈线终端的电路框图。

图3是本实用新型实施例提供的一种断路器的故障在线监测方法的流程示意图；

图4是本实用新型实施例提供的馈线终端判断断路器开合闸的流程示意图；

图5是本实用新型实施例提供的远程监控平台如何判断断路器开合闸的流程示意图；

图6是本实用新型实施例提供的图3中步骤s400的详细流程示意图；

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，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见附图1所示的断路器的故障在线监测系统结构示意图，如图1所示，断路器的故障在线监测系统包括：远程监控平台30、多个馈线终端20和多个断路器10，多个断路器10均分布于10kv输电线路的变压器中，每个断路器10分别对应设置有一个馈线终端20，且每个馈线终端20均无线连接于所述远程监控平台30。

其中，再具体实施过程中，所述断路器10上分别设置有用于采集线路电压的电压传感器、将10kv电压变为市电(如220v、110v或者是24v)的电压互感器、采集相间电流的电流互感器和采集零序电流的零序电流互感器；所述馈线终端分别与所述电压传感器、电压互感器、电流互感器和零序电流互感器电连接。

在具体实施过程中，可参见图2所示，所述馈线终端20包括箱体和箱盖，所述箱盖盖合于所述箱体，靠近箱盖的所述箱体顶部可拆卸安装有封装板，所述箱体内部封装有电路主板、信号控制板、液晶显示板、无线通信模块、电池管理模块和蓄电池，其中，所述电路主板分别与所述信号控制板、液晶显示板和电池管理模块电连接，所述电池管理模块分别与所述电压互感器和所述蓄电池电连接，且所述电池管理模块还与信号控制板和液晶显示板电连接；所述信号控制板与所述无线通信模块电连接，所述无线通信模块与所述远程监控平台通信连接；所述电路主板还分别与所述电压传感器、电流互感器和零序电流互感器电连接。

其中，所述电路主板上安装有pt采样电路、ct采样电路以及多个连接端子，所述pt采样电路通过a/d转换器以及六芯航插连接断路器的电压传感器和电池管理模块，所述ct采样电路通过六芯防开路航插连接断路器的电流传感器和零序电流互感器，所述电路主板通过连接端子由串口线路与液晶显示板通信连接。所述信号控制板上安装有遥信采集电路和分合闸电路；其中，所述遥信采集电路分别与电路主板和无线通信模块通信连接，所述分合闸电路与电路主板电连接。

具体实施过程中，电池管理模块具有对蓄电池进行智能充放电管理功能和电池活化管理功能，能够有效防止蓄电池的过充、过放和钝化；所述液晶显示器可以查看实施运行数据、查看定值参数信息并配合按键操作就地修改定值和参数。

结合上述图1和图2，在断路器的故障在线监测系统的基础上，参见图3所示，本实用新型实施例提供的一种断路器的故障在线监测方法，应用于远程监控平台，远程监控平台通信连接于馈线终端，所述馈线终端与断路器一一对应连接，在具体实施过程中，该远程监控平台可有云服务器组成，包括显示平台和计算处理模块，在此不详细阐述；馈线终端即用于采集断路器的相关参数信息并发送给远程监控平台的控制器，同时也可控制断路器的开合闸工作。

如图3所示，该断路器的故障在线监测方法包括如下步骤：

步骤s100，馈线终端采集对应的所述断路器所在线路的状态，并将采集监测信息发送至远程监控平台。

具体实施过程中，馈线终端用于采集断路器及其所在线路的状态信息，该状态信息即采集监测信息，所述采集监测信息包括至少包括线路状态信息以及断路器开合闸状态信息。

另外，在具体实施过程中，所述馈线终端分别采集断路器所在线路的线路电流值、线路电压值、零序电流值以及断路器开合闸状态信息。从而根据所述线路电流值、线路电压值计算线路的总有功功率、总无功功率、总视在功率、功率因数以及频率，并将计算的相关信息以及零序电流值、断路器开合闸状态信息发送至远程监控平台。具体实施过程中，如何计算有功功率、无功功率等计算公式可参看现有技术，在此不详细阐述。

步骤s200，所述远程监控平台实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送的采集监测信息。

具体实施过程中，一个断路器通常均安装有一个馈线终端，通过馈线终端采集断路器上的相关参数信息，从而将相关信息发送至远程监控平台，由远程监控平台接收该信息，以便对当前断路器以及整个线路进行监测。

步骤s300，所述远程监控平台根据所述断路器开合闸状态信息判断当前断路器是否处于开闸状态。

在具体实施过程中，可参见如图5所示的实施方式，如图5，步骤s300进一步包括：

步骤s301：所述远程监控平台接收所述断路器开合闸状态信息的状态标识码。

具体实施过程中，馈线终端发送给远程监控平台的开合闸状态信息包括状态标识码，该状态标识码可以有一位二进制码表示，可以用0和1分别表示断路器的开合闸状态，例如0表示断路器合闸状态，1表示断路器开闸状态。

步骤s302：根据所述状态标识码判断所述断路器为开闸状态或合闸状态。

根据步骤s301，当接收到熬状态标识码时，根据分析得知标识码的数字，从而确定断路器的开闸状态或合闸状态。若当前断路器处于开闸状态，则执行步骤s400，若当前断路器处于合闸状态，则继续执行步骤s100。

步骤s400：所述远程监控平台根据所述线路状态信息判断故障类型，并根据所述故障类型对故障进行处理。

在具体实施过程中，可参见图4所示，馈线终端采集断路器相关状态信息的流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤s101：所述馈线终端判断所述线路电流值是否大于相间短路过流阈值或所述零序电流值是否大于单相接地电流阈值；

步骤s102：若所述线路电流值大于相间短路过流阈值或所述零序电流值大于单相接地电流阈值，则控制断路器的操作机构自动开闸，并采集所述断路器为开闸状态，否则所述断路器为合闸状态。

另外，参见图6所示，为本实用新型实施例提供的断路器的故障在线监测方法的流程示意图，在具体实施例中，所述线路状态信息包括线路电流值、线路电压值、零序电流值，如图6所示，所述远程监控平台根据所述线路状态信息判断故障类型包括如下步骤：

步骤s401：判断所述线路电流值是否大于相间短路过流阈值和所述零序电流值是否大于单相接地电流阈值；

步骤s402：若所述零序电流值大于单相接地电流阈值，则确定故障类型为永久故障；

步骤s403：若所述线路电流值大于相间短路过流阈值，则开始计时；

步骤s404：判断在预设计时时间段内采集的所有线路电流值是否均大于短路过流阈值；

步骤s405：当预设计时时间段内采集的所有线路电流值均大于短路过流阈值，则确定故障类型为永久故障；

步骤s406：当预设计时时间段内采集的线路电流值中有小于短路过流阈值时，则确定故障类型为损失故障。

在具体实施过程中当确定故障类型为损失故障时，发送一合闸信号给馈线终端，由馈线终端控制断路器的操作机构合闸；当确定故障类型为永久故障时，发送一维修信息至与该断路器所在变压器相对应的维修人员，以便维修人员进行故障排除和故障修复，所述维修信息至少包括断路器的地理位置坐标。

采用本实用新型实施例提供的断路器的故障在线监测方法，通过馈线终端对断路器的状态进行监控和信息采集，从而将断路器以及线路状态信息等发送给远程控制平台，由远程控制平台进行实时监控，并且在断路器合闸的状况下判断出故障类型以及故障点，从而对相应的断路器进行自动远程合闸和故障处理，从而能够极大的提高故障处理效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。