配电网漏电保护器智能巡检系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种配电网漏电保护器智能巡检系统，包括有便携式漏电保护器带电测试仪、服务器、后台管理系统及漏电保护器动作报警装置，所述的便携式漏电保护器带电测试仪通过服务器与后台管理系统相通讯连接，在对所需要巡检的辖区内所有的漏电保护器进行具有唯一ID的编号，并在每台漏电保护器上贴上唯一的条码，本发明的配电网漏电保护器智能巡检系统，采用固态继电器，由于其没有机械触点，具有接通断开时间短的特点，因此提高了测量的稳定性和动作时间的测量精度，同时还能实现电气隔离。
【专利说明】配电网漏电保护器智能巡检系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种配电网漏电保记器检测设备，特别是一种配电网漏电保护器智能巡检系统。
[0002]【背景技术】
[0003]随着智能电网建设的深入，农村电网改造后人们对安全用电的要求越来越高，对电网的智能化水平要求也是越来越高。漏电保护器是广泛应用于低压交流配电网中用来确保用电安全的重要设备，近年来得到了大力的普及推广。但漏电保护器在长期运行中，其性能指标不可避免的发生变化，有可能形成误动、拒动，人兽触电时不能动作保护；一些低压电网或用户私自退出保护器运行，给安全用电留下了隐患，危及电网的安全运行；电力生产及安全监察部门对此十分重视。为了改变以往的监管模式，适应配电网，尤其是农村电网的发展，对漏电保护器进行有效监管是目前的重要课题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种利用设备巡检技术与漏电保护器带电测试技术构建漏电保护器智能巡检系统，实现对配电网漏电保护器运行状态的有效监管及跳闸远程告警的配电网漏电保护器智能巡检系统。
[0005]一种配电网漏电保护器智能巡检系统，包括有便携式漏电保护器带电测试仪、月艮务器、后台管理系统及漏电保护器动作报警装置，所述的便携式漏电保护器带电测试仪通过服务器与后台管理系统相通讯连接，在对所需要巡检的辖区内所有的漏电保护器进行具有唯一 ID的编号，并在每台漏电保护器上贴上唯一的条码，
所述的便携式漏电保护器带电测试仪主要包括有通信模块、条码扫描模块、模拟开关、单片机控制单元、人机接口模块、测量模块、时钟模块及存储模块，所述的通信模块、条码扫描模块通过模拟开关与单片机控制单元相连，人机接口模块、测量模块、实时时钟模块及存储模块分别与单片机控制单元相连，测量模块包括两大部分，一部分是根据要求模拟不同大小的漏电流，按照常用漏电保护器的额定动作电流范围，设置多档的漏电流可调；另一部分是采用交流电脉冲检测电路，以测量漏电保护器的跳闸动作时间，在测量模块中通过模拟一定的漏电流流过漏电保护器使之跳闸动作，进而测得其动作电流和动作时间，所述的交流电脉冲检测电路由单片机控制单元、计数器单元、固态继电器、光电耦合器，及不同阻值的多个电阻，由单片机控制单元通过发关脉冲到计数器单元以控制固态继电器使得相应的档位接通，而后通过接入不同阻值的电阻来模拟不同的漏电流，通过光电耦合器检测交流脉冲，当漏电保护器动作后，交流电断电，交流脉冲消失，测得交流脉冲持续的时间即为漏电保护器的动作时间，从时钟模块中读取测量的时间和日期，和测量到的动作电流动作时间一起存储到存储模块中并显示在显示装置上，同时还通过通信模块发送到后台管理系统；
所述的后台管理系统与SQL数据库相连，以将便携式漏电保护器带电测试仪得来的数据在计算机上进行管理和保存； 所述的漏电保护器动作报警装置安装在漏电保护器上，包含有检测电路与通信模块构成。
[0006]本发明的配电网漏电保护器智能巡检系统，采用固态继电器，由于其没有机械触点，具有接通断开时间短的特点，因此提高了测量的稳定性和动作时间的测量精度，同时还能实现电气隔离。由于GPRS模块与条码扫描模块均要用连接到单片机的串口，在这里采用模拟开关选择分时复用，因此本发明具有特性参数测试、激光条码识别扫描、数据存储并远传功能，能准确带电测试漏电保护器的动作特性，测试数据可靠远传至后台漏电保护器数据库，实现对辖区所有漏电保护器运行状态的智能分析与监管，提高巡检效率，降低设备运行维护成本，全面提高配网安全用电的可靠性。
[0007]所述的人机接口模块包括按键和显示装置两部分，通过按键选择是手动档还是自动档，手动档即已知漏电保护器的额定动作电流，自行通过按键设定动作电流档位来测试动作时间，自动档则是单片机控制单元按漏电流从低到高轮询各档位，使漏电保护器动作跳闸，进而得到动作电流和动作时间。
[0008]所述的漏电保护器动作报警装置由便携式漏电保护器带电测试仪测量模块的单片机控制单元通过中断引脚INTO实时检测出线交流电压脉冲，出线断电时导致交流电压脉冲消失，漏电保护器动作报警装置检测到后立即触发通信模块向后台管理系统发送报警信号。
[0009]综上所述的，本发明相比现有技术如下优点:
①利用设备巡检技术与漏电保护器带电测试技术构建漏电保护器智能巡检系统，实现对配电网漏电保护器运行状态的有效监管及跳闸远程告警。
[0010]②发明了便携式智能漏电保护器测试仪，集单片机技术、激光条码扫描技术、数据存储及远传技术、漏电保护器带电测试技术于一体，解决了漏电保护器条码识别、动作特性的带电测试及数据自动存储与远传，价格便宜、利于推广。
[0011]③测试数据远传自动刷新漏电保护器数据库，不仅具有数据显示与越限报警，且对漏电保护器状态做出评价，越限报警信息同时传给工作人员手机。
[0012]④本发明在线路、台区等重要保护处安装了远程监控装置，实现了线路及台区重要保护装置的跳闸实时远程监控与报警，跳闸信息实时远传给工作人员手机，有利于配网故障查找及定位。
[0013]【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明配电网漏电保护器智能巡检系统的系统结构图。
[0015]图2为本发明配电网漏电保护器智能巡检系统架构图。
[0016]图3为本发明的便携式智能漏电保护器带电测试仪的结构图。
[0017]图4是本发明的携式智能漏电保护器带电测试仪测量模块电路图。
[0018]图5是漏电保护器动作报警装置的电路图。
[0019]图6是漏电保护器动作报警装置的工作流程图。
【具体实施方式】[0020]下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
[0021]实施例1
一种配电网漏电保护器智能巡检系统，包括有便携式漏电保护器带电测试仪、服务器、后台管理系统及漏电保护器动作报警装置，所述的便携式漏电保护器带电测试仪通过服务器与后台管理系统相通讯连接，
所述的便携式漏电保护器带电测试仪用以带电测量漏电保护器的动作电流和动作时间，并通过GPRS模块将数据自动发回后台上传至数据管理系统。其结构主要包括便携式智能漏电保护器带电测试仪由单片机控制单元、测量模块、人机接口模块、条码扫描模块、GPRS数据传送模块、存储模块、时钟模块等组成。(附图3)
巡检系统建立之初对辖区内所有的漏电保护器统一编号，使任一漏电保护器具有唯一的ID，并在每台漏电保护器上贴上唯一的条码。测量时首先使用测试仪的激光条码扫描器对条码进行扫描，得到被测漏电保护器的ID。
[0022]人机交互模块包括按键部分和液晶显示部分。可通过按键部分选择是手动档还是自动档，手动档即已知漏电保护器的额定动作电流，自行通过按键设定动作电流档位来测试动作时间，自动档则是单片机控制单元按漏电流从低到高轮询各档位，使漏电保护器动作跳闸，进而得到动作电流和动作时间。液晶模块用于数据显示(附图3)。
[0023]测量模块包括两大部分，一部分是根据要求模拟不同大小的漏电流，按照常用漏电保护器的额定动作电流范围，此测试仪设定为十档漏电流可调；另一部分是交流电脉冲检测电路，测量漏电保护器的跳闸动作时间(附图4)。在测量模块中通过模拟一定的漏电流流过漏电保护器使之跳闸动作，进而测得其动作电流和动作时间。其具体原理是:单片机U2通过发送脉冲到U3 (74HC4017)控制RELAY (固态继电器)使得相应的档位接通，通过接入不同阻值的电阻来模拟不同的漏电流(十档可选)，然后通过Ul (光电耦合器)检测220V交流脉冲，当漏电保护器动作后，交流电断电，220V交流脉冲消失，测得220V交流脉冲持续的时间即为漏电保护器的动作时间。(附图4)。
[0024]为便于管理，从时钟模块中读取测量的时间和日期，和测量到的动作电流动作时间等数据一起存储到测试仪内部的存储模块(EEPROM)中并显示在液晶显示器上，同时也通过GPRS模块将这些数据自动发回后台数据管理系统(附图3)。
[0025]由微控制器通过发送脉冲到74HC4017十进制计数器控制相应档位上的固态继电器接通，从而实现相应档位的接通。在这里使用固态继电器，由于其没有机械触点，具有接通断开时间短(相比机械继电器，在这里可忽略不计)的特点，因此提高了测量的稳定性和动作时间的测量精度，同时还能实现电气隔离。由于GPRS模块与条码扫描模块均要用连接到单片机的串口，在这里采用模拟开关选择分时复用(附图3)。
[0026]使用时，在开机后将两个表笔接入所测漏电保护器相应的两端，当漏电保护器动作跳闸后即可。
[0027]所述的后台管理系统内储存有漏电保护器运行管理数据库，所述的数据库结合农网的接地方式及漏电保护器的性能特点，科学配置电网三级漏电保护器，其中总保护和中级保护的范围是及时切除低压电网主干线路的分支线路上断线接地等产生较大漏电电流的故障，而末级保护是安装在用户受电端，其保护的范围是防止用户内部绝缘破坏，发生人身间接接触触电。根据实地情况以及农村低压电力技术规程中关于安装漏电保护器的规定，整定额定动作电流值和额定动作时间值，并将其保存至漏电保护器运行管理数据库，以方便在现场测试时与额定动作电流、时间进行比较、判断其运行状态。
[0028]漏电保护器工况评估方法:根据三级漏电保护器的故障分析建立状态评估信息体系，确定状态评估信息权重，做出三级漏电保护器状态评估模型。
[0029]便携式漏电保护器带电测试仪所检测扫描到的动作电流以及动作时间通过GSM模块发送至在计算机服务器终端上的漏电保护器管理系统，该系统与SQL数据库相连，这样就可以将测试仪得来的数据在计算机上进行管理和保存。在使用时，设置HS，安装SQL数据库，安装漏电保护器运行管理系统客户端，进入漏电保护器运行管理系统。
[0030]所述的漏电保护器动作报警装置当漏电保护器动作跳闸后，向后台管理系统发送报警信号。由单片机U2通过中断引脚INTO实时检测出线交流电压脉冲。出线断电时导致交流电压脉冲消失，漏电保护器动作报警装置检测到后立即触发GPRS模块向后台发送报警信号。(附图5)
主要由检测部分和GPRS模块组成(附图6)
漏电保护器动作报警装置安装到相应漏电保护器上即可。
[0031 ] 本实施例未述部分与现有技术相同。
【权利要求】
1.一种配电网漏电保护器智能巡检系统，其特征在于:包括有便携式漏电保护器带电测试仪、服务器、后台管理系统及漏电保护器动作报警装置，所述的便携式漏电保护器带电测试仪通过服务器与后台管理系统相通讯连接，在对所需要巡检的辖区内所有的漏电保护器进行具有唯一 ID的编号，并在每台漏电保护器上贴上唯一的条码， 所述的便携式漏电保护器带电测试仪主要包括有通信模块、条码扫描模块、模拟开关、单片机控制单元、人机接口模块、测量模块、时钟模块及存储模块，所述的通信模块、条码扫描模块通过模拟开关与单片机控制单元相连，人机接口模块、测量模块、实时时钟模块及存储模块分别与单片机控制单元相连，测量模块包括两大部分，一部分是根据要求模拟不同大小的漏电流，按照常用漏电保护器的额定动作电流范围，设置多档的漏电流可调；另一部分是采用交流电脉冲检测电路，以测量漏电保护器的跳闸动作时间，在测量模块中通过模拟一定的漏电流流过漏电保护器使之跳闸动作，进而测得其动作电流和动作时间，所述的交流电脉冲检测电路由单片机控制单元、计数器单元、固态继电器、光电耦合器，及不同阻值的多个电阻，由单片机控制单元通过发关脉冲到计数器单元以控制固态继电器使得相应的档位接通，而后通过接入不同阻值的电阻来模拟不同的漏电流，通过光电耦合器检测交流脉冲，当漏电保护器动作后，交流电断电，交流脉冲消失，测得交流脉冲持续的时间即为漏电保护器的动作时间，从时钟模块中读取测量的时间和日期，和测量到的动作电流动作时间一起存储到存储模块中并显示在显示装置上，同时还通过通信模块发送到后台管理系统； 所述的后台管理系统与SQL数据库相连，以将便携式漏电保护器带电测试仪得来的数据在计算机上进行管理和保存； 所述的漏电保护器动作报警装置安装在漏电保护器上，包含有检测电路与通信模块构成。
2.根据权利要求1所述的配电网漏电保护器智能巡检系统，其特征在于:所述的人机接口模块包括按键和显示装置两部分，通过按键选择是手动档还是自动档，手动档即已知漏电保护器的额定动作电流，自行通过按键设定动作电流档位来测试动作时间，自动档则是单片机控制单元按漏电流从低到高轮询各档位，使漏电保护器动作跳闸，进而得到动作电流和动作时间。
3.根据权利要求2所述的配电网漏电保护器智能巡检系统，其特征在于:所述的漏电保护器动作报警装置由便携式漏电保护器带电测试仪测量模块的单片机控制单元通过中断引脚INTO实时检测出线交流电压脉冲，出线断电时导致交流电压脉冲消失，漏电保护器动作报警装置检测到后立即触发通信模块向后台管理系统发送报警信号。
【文档编号】H02J13/00GK103595129SQ201310545530
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】陈琪琅, 辛伟平, 陈庚煌, 谢宗彬, 张建星 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司泉州供电公司