一种基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置的制作方法

本实用新型涉及熔断器故障分析技术领域，具体为一种基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置。

背景技术：

跌落式熔断器是安装于户外的高压保护设备，具有经济、操作方便和适应户外环境等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器作为保护和设备投、切操作之用，目前大量的农网配电设备地处偏远山区，其巡视、检修困难，当配变出现缺相运行或停电故障，目前主要通过台区低压智能表上传的异常电压数据进行判断，但无法区分跌落式开关的熔丝过流熔断、跌落式开关人为操控、高压线路断线、低压设备缺相这几种类别，检修人员可能要多次往返现场，本实用新型在不改变普通跌落式熔断器结构的基础上增加物联网部件，跌落式开关位置状态无线传送至云平台，云平台通过行为识别及线路拓扑区分原因及时发现故障范围，以期达到减少供电公司电费损失，提升客户服务能力的目的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置，具备区分故障类别、精准判断故障范围和减少供电公司电费损失的优点，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置，包括采集终端和开关状态采集器，采集终端与开关状态采集器之间采用LoRa无线通讯方式通讯，采集终端包括核心控制板、触屏、GPRS无线模块、通讯模块、智能表、云平台控制模块、远程控制模块和跌落式熔断器，核心控制板的输出端与触屏的输入端电性连接，核心控制板的输出端与GPRS无线模块的输入端电性连接，GPRS无线模块的输出端与云平台控制模块的输入端电性连接，云平台控制模块的输出端与远程控制模块的输入端电性连接，核心控制板的输出端与通讯模块的输入端电性连接，通讯模块的输出端与智能表的输入端电性连接，核心控制板的输入端与跌落式熔断器的输出端电性连接，跌落式熔断器包括熔丝管和绝缘支架，熔丝管的两端与绝缘支架连接，熔丝管的外壁中段安装有开关状态采集器，开关状态采集器包括环形开口卡箍和采集盒，环形开口卡箍环绕熔丝管，环形开口卡箍的末端用螺丝固定，环形开口卡箍安装在采集盒的背部，采集盒包括单片机、水银重力开关、LoRa无线通讯模块、锂电池和缓冲弹簧，单片机的上方安装有水银重力开关，单片机通过导线与锂电池连接，LoRa无线通讯模块位于单片机的内部，LoRa无线通讯模块的一端设有缓冲弹簧。

优选的，所述采集盒采用ABS塑料制成，采集盒的外壁标注上、下方向。

优选的，所述采集盒的内壁贴敷铝箔，采集盒的下部留空5mm*20mm不贴敷铝箔。

优选的，所述采集盒的下部开设有无线窗口。

优选的，所述核心控制板与GPRS无线模块以TTL串口方式通讯，GPRS无线模块与GSM公网双向数据传输, 通讯协议支持TCP/UDP，内嵌云平台控制模块，核心控制板以透传方式与云平台控制模块数据传输。

优选的，LoRa无线通讯模块的芯片为SX1278/SX1276，外置天线通讯频段为470MHZ，功率100mw ，通讯距离大于1000米。

优选的，锂电池输入电压范围AC 150-285V，输出为DC5V 3A。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置，通过云平台控制模块的数据管理平台输入高压线路拓扑，采集终端收采集台区总表电压值，电压异常则激活智能表向量角度的采集，若有断相但跌落式熔断器未跌落，则判断为前端线路断线，云平台控制模块再根据高压线路拓扑及线路关联台区的电压监测结果，完成对故障范围的大致诊断，当跌落式熔断器跌落和合上时，水银重力开关的开关状态分别为导通和断开，位置状态发生变动，导致单片机被唤醒并通过LoRa无线通讯模块上传开关状态和变位时间至采集终端，完成对跌落式熔断器的开关量采集。

2、本基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置，采集终端或云平台控制模块对配变三只跌落式熔断器分、合的时间进行采集分析：若三只都已动作，且每一只的分、合时间间隔大于5秒，则判断为人工操作，否则为故障熔断，跌落式熔断器的断开操作顺序为先中相、再边相，合上操作顺序为先边相、再中相则符合安全规程，否则为违反规程，操作发生时间与电力PMS工作票时间比对，判别现场工作人员是否办理工作票，对跌落式熔断器的操作行为进行识别。

附图说明

图1为本实用新型的采集终端示意图；

图2为本实用新型的跌落式熔断器结构示意图；

图3为本实用新型的开关状态采集器结构示意图；

图4为本实用新型的采集盒内部结构示意图；

图5为本实用新型的单片机电路示意图；

图6为本实用新型的LoRa无线通讯模块电路示意图。

图中：1、采集终端；11、核心控制板；12、触屏；13、GPRS无线模块；14、485通讯模块；15、智能表；16、云平台控制模块；17、远程控制模块；18、跌落式熔断器；181、熔丝管；182、绝缘支架；2、开关状态采集器；21、环形开口卡箍；211、螺丝；22、采集盒；221、单片机；222、水银重力开关；223、LoRa无线通讯模块；224、锂电池；225、缓冲弹簧；226、无线窗口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1-6，一种基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置，包括采集终端1和开关状态采集器2，采集终端1与开关状态采集器2之间采用LoRa无线通讯方式通讯，采集终端1包括核心控制板11、触屏12、GPRS无线模块13、485通讯模块14、智能表15、云平台控制模块16、远程控制模块17和跌落式熔断器18，云平台控制模块16的数据管理平台输入高压线路拓扑，采集终端1收采集台区总表电压值，电压异常则激活智能表15向量角度的采集，若有断相但跌落式熔断器18未跌落，则判断为前端线路断线；云平台控制模块16再根据高压线路拓扑及线路关联台区的电压监测结果，判断故障大致范围，核心控制板11的输出端与触屏12的输入端电性连接，核心控制板11的输出端与GPRS无线模块13的输入端电性连接，GPRS无线模块13的输出端与云平台控制模块16的输入端电性连接，云平台控制模块16的输出端与远程控制模块17的输入端电性连接，核心控制板11的输出端与485通讯模块14的输入端电性连接，485通讯模块14的输出端与智能表15的输入端电性连接，核心控制板11的输入端与跌落式熔断器18的输出端电性连接，跌落式熔断器18包括熔丝管181和绝缘支架182，熔丝管181的两端与绝缘支架182连接，熔丝管181的外壁中段安装有开关状态采集器2，开关状态采集器2用锂电池224供电，低功耗睡眠模式管理，与采集终端1的心跳信号周期为30分钟，保证了锂电池224的使用寿命，开关状态采集器2包括环形开口卡箍21和采集盒22，环形开口卡箍21环绕熔丝管181，环形开口卡箍21的末端用螺丝211固定，环形开口卡箍21安装在采集盒22的背部，采集盒22包括单片机221、水银重力开关222、LoRa无线通讯模块223、锂电池224和缓冲弹簧225，单片机221的上方安装有水银重力开关222，当跌落式熔断器18跌落和合上时，水银重力开关222的开关状态分别为导通和断开，位置状态发生变动，导致单片机221被唤醒并通过LoRa无线通讯模块223上传开关状态和变位时间至采集终端1，完成对跌落式熔断器18的开关量采集，单片机221通过导线与锂电池224连接，LoRa无线通讯模块223位于单片机221的内部，LoRa无线通讯模块223的一端设有缓冲弹簧225，采集盒22采用ABS塑料制成，采集盒22的外壁标注上、下方向，采集盒22的内壁贴敷铝箔，采集盒22的下部留空5mm*20mm不贴敷铝箔，采集盒22的下部开设有无线窗口226，核心控制板11与GPRS无线模块13以TTL串口方式通讯，GPRS无线模块13与GSM公网双向数据传输, 通讯协议支持TCP/UDP，内嵌云平台控制模块16，核心控制板11以透传方式与云平台控制模块16数据传输，LoRa无线通讯模块223的芯片为SX1278/SX1276，外置天线，通讯频段为470MHZ，功率100mw ,通讯距离大于1000米，锂电池224输入电压范围AC 150-285V，输出为DC5V 3A，电压误差小于±0.01V，采集终端1或云平台控制模块16对配变三只跌落式熔断器18分、合的时间进行采集分析：若三只都已动作，且每一只的分、合时间间隔>5秒，则判断为人工操作，否则为故障熔断，跌落式熔断器18的断开操作顺序为先中相、再边相，合上操作顺序为先边相、再中相则符合安全规程，否则为违反规程，操作发生时间与电力PMS工作票时间比对，判别现场工作人员是否办理工作票，对跌落式熔断器18的操作行为进行识别。

综上所述：本基于物联网的跌落式熔断器状态传送及故障分析装置，通过云平台控制模块16的数据管理平台输入高压线路拓扑，采集终端1收采集台区总表电压值，电压异常则激活智能表15向量角度的采集，若有断相但跌落式熔断器18未跌落，则判断为前端线路断线，云平台控制模块16再根据高压线路拓扑及线路关联台区的电压监测结果，完成对故障范围的大致诊断，当跌落式熔断器18跌落和合上时，水银重力开关222的开关状态分别为导通和断开，位置状态发生变动，导致单片机221被唤醒并通过LoRa无线通讯模块223上传开关状态和变位时间至采集终端1，完成对跌落式熔断器18的开关量采集。

采集终端1或云平台控制模块16对配变三只跌落式熔断器18分、合的时间进行采集分析：若三只都已动作，且每一只的分、合时间间隔>5秒，则判断为人工操作，否则为故障熔断，跌落式熔断器18的断开操作顺序为先中相、再边相，合上操作顺序为先边相、再中相则符合安全规程，否则为违反规程，操作发生时间与电力PMS工作票时间比对，判别现场工作人员是否办理工作票，对跌落式熔断器18的操作行为进行识别。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。