输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置的制作方法

专利名称：输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输电线路的故障监测定位装置，更具体地说 涉及一种输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置。
背景技术：
目前电力系统用于检测污闪故障的方法主要是使用一个叫作转牌 的装置，就是利用故障时候产生的电磁力驱动转牌旋转一定角度，在 转牌的不同角度事先涂上不同的颜色，从而根据颜色的变化就可以知 道是否发生过故障。该装置虽然可以指示故障，但是存在几个弊端1、 不能记录故障的波形及有效值及发生时间等重要的故障信息，不利于 分析和解决故障；2、故障发生后不能主动通知检修人员，而是等检修 人员到现场巡査是才能发现，不利于提高工作效率。
发明内容
本实用新型的目的是对现有技术进行改进，提供一种输电线路绝 缘子闪络故障监测定位装置，可以提高电网运行的可靠性，将被监测 对象上的电流值、波形和故障发生时间等信息通过调频通讯方式向变 电站的接收设备传递，并且可在自带的可充电电池和太阳能电池的支 持下免维护工作长期运行，采用的技术方案如下
本实用新型的输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置，包括大电 流监测电路、供电电源及其管理电路、模数转换模块、单片微处理器、 时钟电路和微功耗无线通讯模块，其特征在于所述供电电源及其管 理电路负责给整个装置供电；微功耗无线通讯模块与单片微处理器的 通讯接口连接，负责数据的发送和接收；时钟电路通过I2C总线与单 片微处理器连接，作为装置内部的实时时钟，以确定故障发生时间；
模数转换模块采样大电流监测电路的模拟输出和供电电源及其管理电 路中电池的电压，经模拟/数字转换后将数据传给单片微处理器。
所述大电流监测电路由大电流传感器、信号调理电路、整流电路
依次串联，整流电路的信号输出端连接模数转换模块，信号调理电路 的信号输出端连接模数转换模块。
所述供电电源及其管理电路由太阳能电池、太阳能电源处理及隔 离电路、充电管理单元一、充电管理单元二、电池组一、电池组二、 隔离电路、主电源管理单元、通讯电源管理单元组成；太阳能电池的 输出端连接太阳能电源处理及隔离电路，太阳能电源处理及隔离电路 的第一个输出端依次通过充电管理单元一、电池组一连接隔离电路， 第二个输出端依次通过充电管理单元二、电池组二连接隔离电路，第 三个输出端连接隔离电路，隔离电路的两个输出端分别连接主电源管 理单元和通讯电源管理单元，主电源管理单元的输出端连接单片微处 理器，通讯电源管理单元的输出端连接微功耗无线通讯模块，电池组 一的信号输出端连接模数转换模块、电池组二的信号输出端连接模数 转换模块，单片微处理器的3个控制信号输出端分别连接通讯电源管 理单元、充电管理单元一和充电管理单元二。
上述电池组一和电池组二通过隔离电路采用并联运行和互为热备 用方式，提高装置的供电可靠性；在太阳能电池有输出的情况下，由 太阳能电池通过太阳能电源处理及隔离电路连接隔离电路，再分别通 过主电源管理单元、通讯电源管理单元给整个装置各模块供电，同时 分别通过充电管理单元一、充电管理单元二给电池组一、电池组二充 电；在太阳能电池无输出的情况下，由电池组一和电池组二通过隔离 电路，分别由主电源管理单元、通讯电源管理单元给整个装置各模块 供电；而单片微处理器通过充电管理单元一、充电管理单元二及通讯 电源管理单元对电池组一、电池组二实施智能化的充放电管理，防止
过充和过放，保证电池的正常使用寿命，通过通讯电源管理单元控制 对微功耗无线通讯模块的供电。
微功耗无线通讯模块通过无线通讯的算法保证多个通讯模块之间 不会因为同时有通讯而发生干扰；同时，可通过单片微处理器根据需 要通过通讯电源管理单元调节发射和接收的功率，以降低微功耗无线
通讯模块的功耗。
所述模数转换模块即可采用独立的A/D转换器，通过串行或并行 数据线与单片微处理器连接，也可集成在单片微处理器内部(即釆用
含模数转换模块的单片微处理器)。
本实用新型对照现有技术的有益效果是，本装置安装在输电线路 杆塔上，实时监测输电线路运行状况， 一旦绝缘子发生闪络，能快速 准确将故障信息以无线通讯的方式传送到远程计算机，有效提高输电 线路故障检测的自动化和现代化水平；作为一种在野外运行的设备， 装置采用太阳能电池和可充电电池双重电源供电，同时采用独特的微 功耗技术和电源管理技术，有效解决了野外设备取电困难的问题，具 有很好的环境适用性。


图1是本实用新型优选实施例的电路原理框图； 图2是图1所示优选实施例单片微处理器、时钟电路和微功耗无 线通讯模块的电路原理图3是图1所示优选实施例大电流监测电路的电路原理图； 图4是图1所示优选实施例供电电源及其管理电路的电路原理图。
具体实施方式

如图1-4所示，本优选实施例中的输电线路绝缘子闪络故障监测 定位装置，包括大电流监测电路l、供电电源及其管理电路2、模数转 换模块3、单片微处理器4、时钟电路5和微功耗无线通讯模块6，所 述供电电源及其管理电路2负责给整个装置供电；微功耗无线通讯模 块6与单片微处理器4的通讯接口连接，负责数据的发送和接收；时 钟电路5通过I2C总线与单片微处理器4连接，作为装置内部的实时 时钟(含年、月、日、时、分、秒等信息)，以确定故障发生时间；模 数转换模块3采样大电流监测电路1的模拟输出和供电电源及其管理 电路2中的电池电压，经模拟/数字转换后将数据传给单片微处理器4， 作为故障判断和电池管理的依据。
所述大电流监测电路1由大电流传感器11、信号调理电路12、整
流电路13依次串联，整流电路13的信号输出端连接模数转换模块3， 信号调理电路12的信号输出端连接模数转换模块3。
供电电源及其管理电路2由太阳能电池21、太阳能电源处理及隔 离电路22、充电管理单元一23、充电管理单元二24、电池组一25、 电池组二 26、隔离电路27、主电源管理单元28、通讯电源管理单元 29组成。
太阳能电池21的输出端连接太阳能电源处理及隔离电路22，太 阳能电源处理及隔离电路22的第一个输出端依次通过充电管理单元 一23、电池组一25连接隔离电路27，第二个输出端依次通过充电管 理#^元二 24、电池组二 26连接隔离电路27，隔离电路27的两个输出 端分别连接主电源管理单元28和通讯电源管理单元29，主电源管理 单元28的输出端连接单片微处理器4，通讯电源管理单元29的输出 端连接微功耗无线通讯模块6，电池组一 25的信号输出端连接模数转 换模块3、电池组二26的信号输出端连接模数转换模块3，单片微处 理器4的3个控制信号输出端分别连接通讯电源管理单元29、充电管 理单元一 23和充电管理单元二 24。
电池组一 25和电池组二 26通过隔离电路27采用并联运行和互为 热备用方式，提高装置的供电可靠性。在太阳能电池21有输出的情况 下，由太阳能电池21通过太阳能电源处理及隔离电路22连接隔离电 路27，再分别通过主电源管理单元28、通讯电源管理单元29给整个 装置各模块供电，并分别通过充电管理单元一23、充电管理单元二24 给电池组一 25、电池组二 26充电；在太阳能电池21无输出的情况下， 由电池组一25和电池组二26通过隔离电路27 ，分别由主电源管理 单元28、通讯电源管理单元29给整个装置各模块供电。单片微处理 器4通过充电管理单元一25、充电管理单元二26及通讯电源管理单 元29对电池组一25、电池组二26实施智能化的充放电管理，防止过 充和过放，保证电池的正常使用寿命。
微功耗无线通讯模块6通过无线通讯的算法保证多个通讯模块之 间不会因为同时有通讯而发生干扰；同时，可通过单片微处理器4根
据需要通过通讯电源管理单元29调节发射和接收的功率，以降低微功 耗无线通讯模块6的功耗。
以下结合附图，介绍一下本实施里中各电路的具体情况
参照图2，单片微处理器4采用内置A/D转换器(即数转换模块3) 的51系列微功耗单片机,其A/D转换的输入脚AD0和AD1连接大电流 监测电路1电压输出接口 ，输入脚AD2和AD3供电电源及其管理电路 2的电池电压输出接口； TXD、 RXD脚分别接微功耗无线通讯模块6的 TXD、 RXD脚。时钟电路5采用时钟芯片，其数据接口SDA和时钟同步 接口 SCL连接单片微处理器4的标准输入输出口 PL 1和Pl. 2。
参照图3，大电流监测电路1包括大电流传感器L、由电阻R1、 R2、 R3和电容C1、 C2组成的信号调理电路、二极管D1、 D2、 D3、 D4 组成的整流电路组成。经该电路处理后的模拟信号VI、 V2分别接入单 片机的ADO和AD1。
参照图4，供电电源及其管理电路2包括太阳能电池B—sun，电池 组B1、 B2，隔离二极管D1、 D2、 D3，充电管理芯片U3、 U4，电源管 理芯片U5、 U6。太阳能电池B—sun经隔离二极管Dl与U3、 U4、 U5、 U6的电源输入端VDD或Vin连接。充电管理芯片U3的电源输出接电 池组Bl，并经隔离二极管D2与电源管理芯片U5、U6的电源输入端Vin 连接，同时电池电压的模拟信号Vbl与单片机的AD3脚连接。充电管 理芯片U4的电源输出接电池组B2，并经隔离二极管D3与电源管理芯 片U5、 U6的电源输入端Vin连接，同时电池电压的模拟信号Vb2与单 片机的AD4脚连接。充电管理芯片U3、 U4的状态输出引脚Bstl、 Bst2 与单片机的标准输入输出引脚P1.4、 P1.5连接。电源管理芯片U5的 电源输出Vout接单片机Ul和时钟芯片U2的Vcc引脚。电源管理芯片 U5的电源输出Vout接通讯管理模块COM的Vcc引脚，同时其0n/0ff 引脚接单片机U1的P1.3脚。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新 型的实施范围；即凡依本实用新型的权利要求范围所做的等同变换， 均为本实用新型权利要求范围所覆盖。
权利要求1、一种输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置，包括大电流监测电路、供电电源及其管理电路、模数转换模块、单片微处理器、时钟电路和微功耗无线通讯模块，其特征在于所述供电电源及其管理电路负责给整个装置供电；微功耗无线通讯模块与单片微处理器的通讯接口连接，负责数据的发送和接收；时钟电路通过I2C总线与单片微处理器连接，作为装置内部的实时时钟，以确定故障发生时间；模数转换模块采样大电流监测电路的模拟输出和供电电源及其管理电路中电池的电压，经模拟/数字转换后将数据传给单片微处理器。
2、 如权利要求1所述的输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置， 其特征在于所述大电流监测电路由大电流传感器、信号调理电路、 整流电路依次串联，整流电路的信号输出端连接模数转换模块，信号 调理电路的信号输出端连接模数转换模块。
3、 如权利要求1或2所述的输电线路绝缘子闪络故障监测定位装 置，其特征在于所述供电电源及其管理电路由太阳能电池、太阳能 电源处理及隔离电路、充电管理单元一、充电管理单元二、电池组一、 电池组二、隔离电路、主电源管理单元、通讯电源管理单元组成；太 阳能电池的输出端连接太阳能电源处理及隔离电路，太阳能电源处理 及隔离电路的第一个输出端依次通过充电管理单元一、电池组一连接 隔离电路，第二个输出端依次通过充电管理单元二、电池组二连接隔 离电路，第三个输出端连接隔离电路，隔离电路的两个输出端分别连 接主电源管理单元和通讯电源管理单元，主电源管理单元的输出端连 接单片微处理器，通讯电源管理单元的输出端连接微功耗无线通讯模 块，电池组一的信号输出端连接模数转换模块、电池组二的信号输出 端连接模数转换模块，单片微处理器的3个控制信号输出端分别连接 通讯电源管理单元、充电管理单元一和充电管理单元二。
4、 如权利要求1所述的输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置，其特征在于所述模数转换模块为独立的A/D转换器，通过串行或并行数据线与单片微处理器连接。
5、 如权利要求1所述的输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置， 其特征在于所述模数转换模块集成在单片微处理器内部。
6、 如权利要求3所述的输电线路绝缘于闪络故障监测定位装置， 其特征在于所述模数转换模块为独立的A/D转换器，通过串行或并 行数据线与单片微处理器连接。
7、 如权利要求3所述的输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置， 其特征在于所述模数转换模块集成在单片微处理器内部。
专利摘要一种输电线路绝缘子闪络故障监测定位装置，包括大电流监测电路、供电电源及其管理电路、模数转换模块、单片微处理器、时钟电路和微功耗无线通讯模块，所述供电电源及其管理电路负责给整个装置供电；微功耗无线通讯模块与单片微处理器的通讯接口连接，负责数据的发送和接收；时钟电路通过I²C总线与单片微处理器连接，作为装置内部的实时时钟，以确定故障发生时间；模数转换模块采样大电流监测电路的模拟输出和供电电源及其管理电路中电池的电压，经模拟/数字转换后将数据传给单片微处理器。
文档编号G01R31/08GK201014998SQ20062015455
公开日2008年1月30日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者孟宪龙, 彤 张, 云 洪, 纯 郑, 泽 陈 申请人:广州长川科技有限公司