专利名称：10kv以上高压配电线路故障无线自动报警装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种报警装置，涉及一种10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置。
10KV以上高压配电线路除少量电缆在地下敷设以外，大部分都是露天架设。由于设备裸露在大自然中，各种外界因素对配电线路的安全运行影响较大，如每逢雷、雨、风、雾、雪天气时，总有一些线路设备因无法抵抗这些自然灾害而发生线路故障；再如由于线路是露天架设，会发生汽车撞杆、施工碰线等意外；另外，在砍伐树木时，砸线事故也是频繁发生。而线路一旦发生故障，现有巡查手段不先进，全靠人工沿线查找。线路维护班有时为了一个故障点要查找好几天时间。查找事故时，必须拉闸断电。由于事故发生点判断不清，拉闸断电的范围广、时间长、会给工农业生产、居民生活用电造成严重影响，有时还会造成一定的政治影响。
本发明的目的是设计一种10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，该装置可迅速测报故障地段，给高压线路的维修及维护带来极大的方便。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置主要由室外无线报警装置(子站)和室内无线接收装置(主站)两部分组成。室外无线报警装置包括电压互感器、电压变换器、过载脱扣的分段开关、信号检测器、调制解调器、收发信子机及发射天线等；室内无线接收装置包括接收天线、收发信主机、电压变换器、调制解调器、屏幕显示器、微机、声光报警器、打印机等。其中过载脱扣的分段开关的一次侧连接10KV电源侧，分段开关的二次侧连接10KV电源负荷侧，分段开关内的CT输出端连接信号检测器，检测器的信号输出端顺序连接调制解调器及收发信子机，收发信子机的R/T端连接发射天线；室内无线接收装置的接收天线连接收发信主机，收发信主机输出端顺序连接调制解调器、微机、屏幕显示器、声光报警器、打印机等。
本发明具有以下优点1、缩小故障停电范围。配电线路支线上安装无线报警装置后，能把故障限制在局部范围内，只有故障段的局部线路停电，非故障段线路照常运行，这样可极大的减少用户停电损失(据调查有的工厂停电一天就要损失100多万元产值)，提高产量和产值，增加经济效益。
2、缩短线路运行人员查找和处理故障时间。线路工作人员接到线路故障报警后，可直接开车到故障段去处理，准确及时恢复供电，节省人力、物力，提高工效。避免以往线路故障全线大面积停电，大批人员出动查找故障费时费力的缺点(以往线路故障停电查找，超过12小时是经常的事，实现故障报警后一般事故两小时内可以处理完，工效可提高6-10倍)。
3、提高电网运行稳定性。支线上安装过载脱扣的分段开关和无线报警装置后，相当于在10KV线路上增加了一级保护。故障段开关跳开后，变电站开关不再动作，这样可防止10KV事故越级造成大面积停电的可能性。
总之在10KV配网支线上安装故障报警装置后，对降低停电户时数，提高供电可靠性有较大的作用。
图1为本发明中室外无线报警装置的组成方框2为本发明中室外无线报警装置的安装示意3为本发明中室外无线报警装置中检测电路的电原理4为本发明中室内无线接收装置的组成方框图下面结合附图对本发明作进一步说明。
高压配电线路故障无线自动报警装置主要由室外无线报警装置(子站)和室内无线接收装置(主站)两部分组成。其中室外无线报警装置包括电压互感器、电压变换器、过载脱扣的分段开关、信号检测器、调制解调器、收发信子机及发射无线等；室内无线接收装置则包括接收天线、收发信主机、电压变换器、调制解调器、屏幕显示器、微机、声光报警器、打印机等。
由图1可知，室外无线报警装置(子站)的电压互感器1采用V/V接线方式，其一次侧连接高压电源侧，二次侧连接电压变换器2的一次侧。电压变换器2的二次侧通过整流二极管3分别连接调制解调器4及收发信子机5。所述电压互感器1为交流10KV/220V，可作为电压变换器2的电源，而电压变换器2为交流220V/直流5V，可作为调制解调器4及收发信子机5的工作电源。在高压电源侧还连接有分段开关6的一次侧，高压电源负荷侧连接分段开关6的二次侧，分段开关6的CT输出端连接信号检测器7，检测器7的信号输出端连接调制解调器4，调制解调器4的输出端连接收发信子机5，收发信子机5的R/T输出端连接发射天线8。
由图2可知，所述高压输电线路的电线杆9上，固定装配有上、下支撑架10，其上分别固定安放着分段开关6、电压互感器1、天线8及由信号检测器7、调制解调器4、收发信子机5所组成的报警装置11。
由图3可知，分段开关6的CT输出端连接信号检测电路。所述信号检测电路由稳压管、施密特反相器、单稳态触发器、A/D转换极、CPU及电阻、电位器、电容等组成。信号检测电路可对高压线路的运行情况进行检测，并将信号传输给收发信子机。所述CT输出端通过稳压管12、电容13、电位器14滤波并稳压后，连接施密特反相器(74LS14)15，其输出端连接单稳态触发器(74LS123)16，该输出连接A/D转换器17，从而将电压模拟量转化为数字量。A/D板17的输出端连接CPU18，可将A/D转换器输入的数据进行转换处理后输入调制解调器4及收发信子机5。
室内无线接收装置(主站)如图4所示。其中接收天线19连接收发信主机20，收发信主机20的输出端顺序串接调制解调器21、微机22、微机23。由图4可知，电压变换器24将220V交流市电变换为直流电后，分别连接收发信主机20及调制解调器21，以供给工作电压。微机22通过数据总线连接显示屏26，并通过串口线连接声光报警器25；微机23通过数据总线连接显示屏幕27，并通过串口线连接打印机28；两微机间则通过同轴电缆相互连接。
工作原理10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置是在高压线路支线上安装过载脱扣的分段开关6和无线报警装置11；而在值班室安装带声、光、屏幕显示的无线接收装置。当高压线路支线发生故障，分段开关6会因过载而机械脱扣(其动作值可按支线短路电流的大小来选择)。当短路电流超过定值掉闸后，通过分段开关内，负荷侧瓷套管上安装的CT(电流互感器)将断电信号传入信号检测器，经信号检测器进行数据转换和处理后输入收发信子机5发出报警信号，并无线传输到由微机控制的接收装置。而高压电源侧则通过V/V接线方式的电压互感器，将10KV高压转换为交流220V，然后再经过电压交换器2将交流220V变为直流5V，成为子机的供电电源。接收装置中的微机22经过信号转换和数据编码识别出故障线路，并以声、光、屏幕显示方式通知值班人员发生故障的开关及故障线路的名称、地点、时间，同时将这些数据存入数据库内。微机23通过网络访问微机22硬盘上的数据库，通过程序判断出与微机23内线路图相同的数据，并由显示器27显示出来；同时通过串口线给打印机28发出命令(PRINT命令)，由打印机28自动打印出故障通知书交外勤抢修人员赶赴现场处理。
本发明所述装置中，主要设备的功能阐述如下。
线路图微机23内10KV及以上线路图是集GPS(卫星自动定位系统)与GIB(地理信息系统)于一体，经现场测绘并通过软盘将相关数据考贝入机的某地区10KV及以上高压线路设备分布图。报警装置发出故障信号后，通过计算机控制，将故障段线路准确的显示在屏幕上，便于指挥人员及抢修人员明确事故发生地，及时消除事故，恢复正常供电。
收发信子机5发送子站故障检测信号，接收主站巡检信号，断电后能保持2分钟，发射功率25W，灵敏度0.25μv。
收发信主机20能接收任一子站信号，能给任一子站发送巡检信号，检查子站设备是否正常工作。
微机22准确判断故障线路的开关号、故障地点及时间，并给出声光报警，屏幕显示信号，同时还有数据管理功能。
微机23将微机22传输过来的开关号及以下线路，经查询，选择后在5秒之内给屏幕27信号。同时通过串行口给打印机28打印信号。
屏幕显示26显示故障线路开关号，故障段地名(或杆号)及故障发生时间。
屏幕显示27显示故障段开关及以下配电线路。
声光报警25用铃声和闪烁灯光警示值班员线路发生了故障。
打印机28打印线路故障通知单、月度、年度报表。
权利要求
1.10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，主要由室外无线报警装置和室内无线接收装置两部分组成，其特征在于室外无线报警装置包括电压互感器(1)、电压变换器(2)、过载脱扣的分段开关(6)、信号检测器(7)、调制解调器(4)、收发信子机(5)及发射天线(8)等；室内无线接收装置包括接收天线(19)、收发信主机(20)、电压变换器(24)、调制解调器(21)、屏幕显示器(26、27)、微机(22、23)、声光报警器(25)、打印机(28)等，其中过载脱扣的分段开关(6)的一次侧连接10KV电源侧，分段开关(6)的二次侧连接10KV电源负荷侧，分段开关内的CT输出端连接信号检测器(7)，检测器(7)的信号输出端顺序连接调制解调器(4)及收发信子机(5)，收发信子机(5)的R/T端连接发射天线(8)；室内无线接收装置的接收天线(19)连接收发信主机(20)，收发信主机(20)输出端顺序连接调制解调器(21)、微机(22、23)、屏幕显示器(26、27)、声光报警器(25)、打印机(28)等。
2.根据权利要求1所述的10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，其特征在于所述的高压电源侧通过V/V接线方式连接有电压互感器(1)，将10KV高压转换为交流220V的线路上连接有电压变换器(2)。
3.根据权利要求1所述的10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，其特征在于所述的分段开关(6)内，负荷侧瓷套管上安装的CT输出连接信号检测器(7)。
4.根据权利要求1所述的10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，其特征在于信号检测器中，分段开关(6)的CT输出端通过稳压管(12)、电容(13)、电位器(14)滤波并稳压后，连接施密特反相器(15)，其输出端连接单稳态触发器(16)，该输出连接A/D转换器(17)，A/D(17)的输出端连接CPU(18)。
5.根据权利要求1所述的10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，其特征在于所述的高压输电线路的电线杆(9)上，固定装配有上、下支撑架(10)，其上分别固定安放着分段开关(6)、电压互感器(1)、天线(8)及由信号检测器(7)、调制解调器(4)、收发信子机(5)所组成的报警装置(11)。
6.根据权利要求1所述的10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，其特征在于所述的室内无线接收装置中，接收天线(19)连接收发信主机(20)，收发信主机(20)的输出端顺序串接调制解调器(21)、微机(22)、微机(23)，微机(22)通过数据总线连接显示屏(26)，并通过串口线连接声光报警器(25)；微机(23)通过数据总线连接显示屏幕(27)，通过串口线连接打印机(28)；两微机(22、23)间则通过同轴电缆相互连接。
7.根据权利要求1所述的10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置，其特征在于所述电压变换器(24)的二次侧分别连接收发信主机(20)及调制解调器(21)。
全文摘要
10KV以上高压配电线路故障无线自动报警装置主要由室外无线报警装置和室内无线接收装置两部分组成。室外无线报警装置包括电压互感器、电压变换器、过载脱扣的分段开关、信号检测器、调制解调器、收发信子机及发射天线等;室内无线接收装置包括:接收天线、收发信主机、电压变换器、调制解调器、屏幕显示器、微机、声光报警器、打印机等。该报警装置可迅速准确测报故障地,为高压线路的维修及维护带来极大的方便。
文档编号G08B25/10GK1188952SQ9711636
公开日1998年7月29日 申请日期1997年8月18日 优先权日1997年8月18日
发明者包显良 申请人:北京供电公司