一种非接触式低压停电感知装置的制作方法

本发明属于用户停电检测的技术领域，尤其涉及一种非接触式低压停电感知装置。

背景技术：

目前低压用户容易出现故障停电等停电事件，供电公司无法感知停电事件并及时做出相应措施，需要用户自行排查故障原因或通知供电公司相关人员进行故障排除。对于用户而言本身不具备专业知识，有些故障很难排查且处理起来存在安全隐患。对于供电公司而言，不能主动及时发现解决用户问题，降低了服务质量。

对于停电感知，申请号为2018105570372，名称为《一种调整计划停电时间窗口的方法》的专利申请文件公开了以下步骤：s1.根据95598用户来电信息库，获取用户咨询计划停电信息表，统计一天内咨询事件宗数分布图；s2.根据计划停电信息库，分解计划停电，形成一天内计划停电影响用户分布图；s3.比较停电咨询时间宗数分布图和停电影响用户分布图，得出用户计划停电感知敏感时段；s4.避开用户停电敏感时段，调整计划停电时间窗口。该发明提供的一种调整计划停电时间窗口的方法，利用历史同时段的数据，分析用电用户对停电感知敏感的时段，在供电部门停电不可避免的情况下，通过避开敏感时段，保持停电时间不变，降低用户停电感知，提高用户供电满意度。

还有申请号为2018116369508，名称为《一种智能10kv间隔旁路车及临时输电系统》的专利申请文件公开了通过进线电缆和出线电缆接入故障段，在10kv高压开关柜内设置电源、用于临时线路分和的断路器、实现过流、速断保护的保护装置以及负荷计量的计量装置。解决电力施工停电问题，尤其是户外变电站10kv线路间隔设备故障和10千伏配电线路开关等设备检修或故障时，提高了客户停电感知度，在满足安全停电检修的条件下，减少了停电时间，提升供电可靠性，在不间断供电的状态下，在短时间内构建一套临时供电系统，把损失降到最低。

上述两个专利申请文件都涉及停电感知，一个是在停电前为了有计划地安排停电时间，另一个是停电后为了解决电力施工停电问题，两者都未涉及供电公司如何及时地发现用户停电事件的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种非接触式低压停电感知装置，可使供电公司及时地发现用户停电事件，通知相关人员进行处理。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种非接触式低压停电感知装置，包括：

感知模块，用于感应入户火线上的工频电压信号；

停电判断模块，用于接收并处理所述感知模块发送的工频电压信号，判断是否发生停电事件，如是，则将停电事件与相应的用户进行关联；

通信模块，用于接收并转发所述停电判断模块上报的用户停电事件信息；

监控模块，用于接收所述通信模块发送的用户停电事件信息，分析得到发生停电事件的用户所在区域，通知相关人员进行处理。

根据本发明一实施例，所述感知模块为非接触式感知探头；

所述感知模块包括壳体、绕线芯体、感应线圈及连接部；所述绕线芯体设于所述壳体内，所述感应线圈绕设于所述绕线芯体上，且所述感应线圈的一端与外部导线相连；所述连接部固设于所述壳体的外表面。

根据本发明一实施例，所述壳体呈开口的圆筒形，外部导线通过开口与所述感应线圈相连。

根据本发明一实施例，所述连接部为扎带卡扣。

根据本发明一实施例，所述停电判断模块包括放大电路、隔离电路、控制电路及通信电路；

所述放大电路将工频电压信号进行放大后传输给所述隔离电路；

所述隔离电路将经所述放大电路放大后的信号进行电气隔离并传输给所述控制电路的i/o引脚；

所述控制电路实时检测i/o引脚上的信号，当检测到停电信号时，控制电路生成停电事件信息，根据工频电压信号中的表位信息，查找所述控制电路中预存的用户信息，得到发生停电事件的用户，将用户停电事件信息通过所述通信电路上传给所述通信模块。

根据本发明一实施例，所述放大电路为两级放大电路，所述放大电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻及第二电阻；

所述第一三极管的基极连接所述感知模块，接收所述感知模块发送的工频电压信号；所述第一三极管的集电极连接所述第一电阻的一端，所述第一三极管的发射极连接所述第二电阻的一端；

所述第二三极管的基极连接所述第二电阻的另一端，所述第二三极管的发射极接地。

根据本发明一实施例，所述隔离电路为光电隔离电路，所述隔离电路包括第三电阻、光电耦合器、第四电阻及电容；

所述第三电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端与所述光电耦合器的输入端相连；

所述光电耦合器的输出端与所述第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与电源相连；

所述电容连接所述光电耦合器中的光敏三极管的集电极和发射极。

根据本发明一实施例，所述通信模块包括下行载波单元、上行无线通信单元、mcu处理单元；

所述下行载波单元接收所述停电判断模块发送的用户停电事件信息并输出给所述mcu处理单元；

所述mcu处理单元将收到的用户停电事件信息整理后输出给所述上行无线通信单元；

所述上行无线通信单元将整理后的用户停电事件信息传输给所述监控模块。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明一实施例中的非接触式低压停电感知装置，针对现有的供电公司不能及时发现用于停电事件及主动进行处理的问题，采用感知模块感应入户火线上的工频电压信号，感应出来的信号通过线缆传输到停电判断模块中，将信号进行放大、隔离、采集判断出停电事件，并将停电事件与具体用户档案进行关联并上报给通信模块，通信模块将用户停电事件上报给供电公司的监控模块，供供电公司分析得到发生停电事件的用户所属片区。通过对用户的用电状态进行实时监控，当用户发生停电故障时，能及时反映给供电公司，通知相关人员进行处理，提高供电公司的服务质量。

2)本发明一实施例中的非接触式低压停电感知装置，其非接触式感知探头采用开口设计，安装方便，无需拆线。

附图说明

图1为本发明一实施例中的非接触式低压停电感知装置的框图；

图2为本发明一实施例中的非接触式感知探头的外观示意图；

图3为本发明一实施例中的非接触式感知探头的结构示意图；

图4为本发明一实施例中的停电判断模块中的放大电路及隔离电路图。

附图标记说明：

1：感知模块；101：壳体；102：绕线芯体；103：感应线圈；104：连接部；105：外部导线；2：停电判断模块；3：通信模块；4：监控模块；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种非接触式低压停电感知装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1，本发明提供的非接触式低压停电感知装置，包括：感知模块1、停电判断模块2、通信模块3、监控模块4。感知模块1用于感应入户火线上的工频电压信号。停电判断模块2用于接收并处理所述感知模块发送的工频电压信号，判断是否发生停电事件，如是，则将停电事件与相应的用户进行关联。通信模块3用于接收并转发所述停电判断模块上报的用户停电事件信息。监控模块4用于接收所述通信模块发送的用户停电事件信息，分析得到发生停电事件的用户所在区域，通知相关人员进行处理。通过对用户的用电状态进行实时监控，当用户发生停电故障时，能及时反映给供电公司，通知相关人员进行处理，提高供电公司的服务质量。

具体的，感知模块1可以是非接触式感知探头，该非接触式感知探头的结构参看图2、图3。该非接触式感知探头包括壳体101、绕线芯体102、感应线圈103及连接部104。壳体101呈开口的圆筒形；绕线芯体102为一曲形体，其上缠绕着感应线圈103，设于壳体101内。感应线圈103为0.4铜漆包线，在绕线芯体102上饶20圈；该感应线圈103的一端与外部导线105相连。该外部导线105通过壳体101上的开口与感应线圈103相连。连接部104固设于壳体101的外表面，该连接部可以是便于扎带捆绑的扎带卡扣，也可以是其他便于与火线固定的部件。该非接触式感知探头可固定在入户的火线上，当火线上有工频电压时，该非接触式感知探头可感应到该工频电压信号，输出相应的电动势。这里的工频电压是指国家规定的电力工业及用电设备的统一标准电压。而工频是指工业上用的交流电源的频率,单位赫兹(hz)。我国单相电源工频电压：50赫兹,220v。

在具体安装时，可以将壳体101的开口两端用绝缘胶进行封闭，再将该非接触式感知探头卡到待测火线上，使用扎带穿过扎带卡扣将非接触式感知探头与火线固定在一起。由于该非接触式感知探头采用开口设计，安装起来很方便，无需拆线。

停电判断模块2包括放大电路、隔离电路、控制电路及通信电路。其中，放大电路将工频电压信号进行放大后传输给隔离电路；隔离电路将经放大电路放大后的信号进行电气隔离并传输给所述控制电路的i/o引脚；控制电路实时检测i/o引脚上的信号，当检测到停电信号时，控制电路生成停电事件信息，根据工频电压信号中的表位信息，查找控制电路中预存的用户信息，得到发生停电事件的用户，将用户停电事件信息通过通信电路上传给通信模块3。

具体的，参看图4，放大电路为两级放大电路，该放大电路包括第一三极管v1、第二三极管v2、第一电阻r2及第二电阻r5。第一三极管v1的基极连接感知模块1，接收感知模块1发送的工频电压信号ac_gz；第一三极管v1的集电极连接第一电阻r2的一端，第一三极管v1的发射极连接第二电阻r5的一端；第二三极管v2的基极连接第二电阻r5的另一端，第二三极管v2的发射极接地。

隔离电路为光电隔离电路，该隔离电路包括第三电阻r3、光电耦合器e1、第四电阻r1及电容c1。第三电阻r3的一端与第一电阻r2的另一端相连，第三电阻r3的另一端与光电耦合器e1的输入端相连。光电耦合器e1的输出端与第四电阻r1的一端相连，第四电阻r1的另一端与电源相连；电容c1连接光电耦合器e1中的光敏三极管的集电极和发射极。

从图3中可以看出，信号ac_gz为感知探头输出到停电判断模块2的信号；信号ac_gz经过两级放大后输入到隔离电路；信号dygz即是隔离后的信号，当感知探头感应到用户用电正常时信号dygz为工频方波，当用户用电异常停电时信号dygz为3.3v高电平。信号dygz输入到停电判断模块的控制电路的i/o脚，控制电路通过管脚波形的变化判断用户是否出现异常停电。

停电判断模块2在安装时，需要将感知探头的编号与相应用户信息录入到控制电路中，以便后期将停电事件与用户信息对应起来。

通信模块3主要完成对下行信息的收集，并与上行的监控模块4进行连接。该通信模块3主要包括下行载波单元/小无线通信单元、上行无线通信单元、mcu处理单元。该下行载波单元要覆盖整个变压器台区的停电感知终端，通过载波/小无线与停电感知终端进行通信。这里的停电感知终端包括感知模块1、停电判断模块2。下行载波单元收到停电感知终端的信息，输出给mcu处理单元；mcu处理单元将信息输出给上行无线通信单元；上行无线通信单元将信息传输给监控模块4。供电公司可通过该监控模块4对低压用户的用电状态进行实时监控，当用户发生故障时，及时反应，通知相关人员进行处理。该上行无线通信单元可支持3g、4g、5g通信中的任意一种。

下面简要介绍一下本发明的实现原理：

通过一种非接触式感知探头安装在用户的火线上，感应出火线上工频电压信号；感应出来的信号通过线缆传输到停电判断模块2中，将信号进行放大、隔离、采集判断出停电事件，并将停电事件与具体用户档案进行关联，而一个停电判断模块2负载一个表箱内的所有用户的信息监控；停电判断模块2将具体用户的停电事件通过载波或微功率上报给通信模块3，而一个通信模块3负载一个变压器片区的所有用户监控，并将用户停电事件上报给监控模块4；供电公司通过监控模块4分析得到发生停电事件的用户所属片区，及时通知相关人员进行处理。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。