无安装位置限制的LORA故障指示器的制作方法

本发明涉及配电自动化，尤其涉及一种无安装位置限制的lora故障指示器，并提供了其通讯方案。

背景技术：

1、故障指示器是挂到输电线路上的设备，需要在线路上取电才能保证正常工作，故架空型故障指示器要求安装在线路电流较大的位置，一般要求架空线路上的负荷电流达到10a。但是在农网中很多架空线上的电流小于10a，使得故障指示器的使用范围受到很大的限制。而且输电线上的电流是变化的，在某个时间段线路上的电流大于10a，下个时间段就可能小于10a，这样也使得指示器的可靠性得不到保证。

2、为此，相关现有技术中提出在故障指示器的电流互感器ct次级侧经过电阻后接到比较器，并在比较器的正端并联一个电容，当线路上的电流发生变化，原本比较器的正负端的信号都会随之增大，由于正端接有电容，使得比较器的负端电压增加较正端快，比较器输出产生变位。然而，由于ct的供电能力存在很大的差异，使得比较器容易误动；并且，没有防非故障相重合闸电路，从而重合闸时区分不出是否为非故障相。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种故障指示器及其通讯方法，以实现故障指示器的无安装位置限制，实现在较低功耗下故障指示器对线路的实时监测，延长故障指示器寿命，且保证故障信息的准确性。

2、其基本设计为：故障指示器设置在配电线路上，包括：供电模块，包括电流互感器和备用电池，电流互感器的初级侧连接在配电线路上；采集模块，与电流互感器的次级侧连接，用于采集配电线路上的电流和电压；唤醒模块，与采集模块连接，用于在故障指示器启用备用电池供电，且电流和电压满足预设条件时，唤醒控制模块工作；控制模块，用于在被唤醒时进行故障判断，并在判断发生故障时输出故障信息。该故障指示器可安装在配电线路的任意位置，并可在较低功耗下实现对线路的实时监测，寿命较长，且可准确指示故障信息。

3、本发明具体采用以下技术方案：

4、本发明第一方面提出了故障指示器的装置设计方案，其设置在配电线路上，包括：

5、供电模块，包括电流互感器和备用电池，所述电流互感器的初级侧连接在配电线路上；

6、采集模块，与电流互感器的次级侧连接，用于采集配电线路上的电流和电压；

7、唤醒模块，与所述采集模块连接，用于在故障指示器启用备用电池供电，且电流和电压满足预设条件时，唤醒控制模块工作；

8、控制模块，用于在被唤醒时进行故障判断，并在判断发生故障时输出故障信息。

9、作为优选，故障指示器还包括：

10、lora通讯模块，与控制模块连接，用于将故障信息发送至汇集单元，或发送至上级故障指示器，并通过上级故障指示器发送至汇集单元。

11、作为优选，唤醒模块具体用于：在根据电压确定配电线路上存在电压信号，且根据电流确定存在电流突变时，判定电流和电压是否满足预设条件。

12、唤醒模块具体包括：

13、电压检测电路，与所述采集模块中的电压采集单元连接，用于根据电压采集单元采集的电压判断是否存在电压信号；

14、停电闭锁突变电路，与所述电压检测电路连接，用于在不存在电压信号时输出开启信号，以及在存在电压信号时输出关闭信号；

15、突变检测电路，分别与所述停电闭锁突变电路和采集模块中的电流采集单元连接，用于根据电流采集单元采集的电流判断是否存在电流突变，并在接收到关闭信号且存在电流突变时，输出唤醒控制信号；

16、突变唤醒电路，与所述突变检测电路连接，用于在唤醒控制信号的作用下输出唤醒信号至控制模块，以唤醒控制模块。

17、作为优选，所述电压检测电路包括：第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一比较器；

18、其中，所述第一二极管的阳极与电压采集单元的输出端连接，阴极与第一比较器的正输入端连接，并形成第一节点；

19、所述第一电容的一端与第一节点连接，另一端接地；

20、所述第一电阻的一端与第一节点连接，另一端接地；

21、所述第二电阻的一端与预设电源连接，另一端与第一比较器的负输入端连接，并形成第二节点；

22、所述第三电阻的一端与第二节点连接，另一端接地；

23、所述第四电阻的一端与预设电源连接，另一端与第一比较器的输出端连接，并与停电闭锁突变电路连接。

24、作为优选，所述停电闭锁突变电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一开关管、第二开关管、第二电容和第三电容；

25、其中，所述第五电阻的一端与预设电源连接，另一端与第一开关管的第一端连接；

26、所述第一开关管的控制端与电压检测电路连接，第一开关管的第二端与第六电阻的一端连接，并形成第三节点，第六电阻的另一端接地；

27、所述第二电容的一端与第三节点连接，另一端接地；

28、所述第七电阻的一端与第三节点连接，另一端与第三电容的一端连接，并形成第四节点，第三电容的另一端接地；

29、所述第二开关管的控制端与第四节点连接，第一端接地，第二端与突变检测电路连接。

30、作为优选，所述突变检测电路包括：第二二极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、第五电容和第二比较器；

31、其中，所述第二二极管的阳极与电流采集单元的输出端连接，阴极与第八电阻的一端连接，第八电阻的另一端分别与第四电容的一端、第五电容的一端连接；第四电容的另一端接地，第五电容的另一端分别与第九电阻的一端、第十电阻的一端连接，第九电阻的另一端接地，第十电阻的另一端分别与第二比较器的正输入端、第十一电阻的一端连接，第十一电阻的另一端与停电闭锁突变电路连接；

32、所述第十二电阻与第十三电阻串联，且串联后的一端接地，另一端分别与第十四电阻的一端、第二比较器的负输入端连接；

33、所述第十四电阻的另一端与第二比较器的输出端连接，并与突变唤醒电路连接。

34、作为优选，所述突变唤醒电路包括：第三开关管、第十五电阻和第十六电阻；

35、其中，所述第三开关管的控制端与突变检测电路连接，第一端分别与第十五电阻的一端、第十六电阻的一端连接，第十五电阻的另一端与预设电源连接，第十六电阻的另一端与控制模块连接。

36、作为优选，所述唤醒模块还包括：全波提取电路，连接在电流采集单元与突变检测电路之间，用于对电流采集单元采集的电流进行全波提取，并将提取后的电流信号输入至突变检测电路。

37、唤醒模块还用于在配电线路上的电流小于电流阈值时，判定故障指示器启用备用电池供电。

38、为了实现本发明目的，本发明还提出了一种故障指示器的通讯方法，用于上述的故障指示器，方法包括：故障指示器利用lora网络将故障信息发送至汇集单元，或者，发送至上级故障指示器，并通过上级故障指示器发送至汇集单元。

39、本发明及其优选方案提供的故障指示器及其通讯方法，可实现故障指示器的无安装位置限制，实现在较低功耗下故障指示器对线路的实时监测，延长故障指示器寿命，且可保证故障信息的准确性。