一種電力線路故障指示器探頭的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發明屬于故障檢測設備技術領域，具體涉及一種電力線路故障指示器探頭，采用紫蜂協議(Zigbee)無線通信方式將電力線路故障信息遠程上報，實現配電自動化的遠程監視功能。
【背景技術】
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[0002]電力運行在國民經濟中占主導地位，隨著國民經濟的發展，電力傳送及其配電設備的智能化和自動化程度越來越高，對配電終端裝置提出了遙測、遙信和遙控的功能，旨在實現電力線路的遠程監視、故障檢測和快速故障隔離并恢復供電。線路故障指示器是用來檢測輸電線路短路及接地故障的儀器設備，在環網配電系統中，特別是大量使用環網負荷開關的系統中，如果下一級配電網絡系統中發生了短路故障或接地故障，上一級的供電系統必須在規定的時間內進行分斷，以防止發生重大安全事故;線路故障指示器可以標示出發生故障的線路部位并發出報警信號使維修人員根據報警信號迅速找到發生故障的區段并分斷開故障區段，從而及時恢復無故障區段的供電，可節約大量的工作時間，減少停電時間和停電范圍。正在使用的電力線路沒有安裝電操作開關，不具備遙測、遙信和遙控的功能，在現有電力線路上安裝點操作開關，存在操作工藝復雜和安裝成本高昂的問題。目前的解決方案有三種:第一是就地檢測電力線路電流，故障發生時，通過翻牌或閃燈方式進行指示，巡線人員根據指示確定故障點，具有成本低的優點，但是不具備通信功能，無法實現自動化記錄電力線路運行過程中的數據，只能作為事故后的故障點查詢輔助手段;第二是采用433m無線通信或塑料光纖故障指示器探頭與指示器通信終端組合模式，將電力線路運行過程中的數據發送到通信終端，通信終端通過通用分組無線服務技術(GPRS)將數據發送到主站系統，具有通信方式可靠和維護簡便的優點，有手機信號的地域范圍均可使用，但是通信終端成本太高，433m無線模塊的距離最大只有幾百米，必須使用GPRS公網進行轉發，在電力線路故障指示器的整個生命周期中，GPRS的流量費超過設備采購價;第三是用Zigbee無線通信取代433m無線模塊，以增加通信距離，但是Zigbee無線通信的成本高昂，優勢并不明顯。因此，研發一種成本低、安裝簡便和免維護的電力線路故障指示器探頭，很有社會和經濟價值，應用前景廣闊。
【發明內容】
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[0003]本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，設計一種成本低、安裝簡便和免維護的電力線路故障指示器探頭，傳輸距離長，無線發射功率高。
[0004]為了實現上述目的，本發明涉及的電力線路故障指示器探頭的主體結構包括第一探頭、Zigbee通信探頭和第二探頭三個功能部分，Zigbee通信探頭分別與第一探頭和第二探頭電信息通信式連接，第一探頭和第二探頭的內部均設有433m無線模塊和433m無線模塊驅動電路，第一探頭、Zigbee通信探頭和第二探頭均具備檢測電力線路故障的功能，第一探頭和第二探頭將測量數據與故障數據通過433m無線模塊傳送到Zigbee通信探頭，Zigbee通信探頭再將測量數據與故障數據進行遠距離傳輸和上報;Zigbee通信探頭由主控模塊、取電CT、測量CT、Zigbee模塊、電源管理模塊、太陽能電池板、充電電池、超級電容、Zigbee天線、翻牌機構和指示燈配合構成;主控模塊分別與測量CT、電源管理模塊、翻牌機構和指示燈單向通信式連接，主控模塊與Zigbee模塊雙向通信式連接，主控模塊內設中央處理器、433m無線模塊、433m無線模塊驅動電路和印制電路板天線，用以采集電力線路數據，433m無線模塊采用印制電路板天線結構;取電CT與電源管理模塊單向通信式連接;Zigbee模塊與棒狀的Zigbee天線雙向通信式連接，進行電力線路數據的遠距離傳輸；電源管理模塊與太陽能電池板單向通信式連接，電源管理模塊分別與充電電池和超級電容雙向通信式連接，取電CT和太陽能電池板通過電源管理模塊轉換后為主控模塊、充電電池和超級電容提供電源，電能不足時，Zigbee通信探頭通過CT和太陽能兩種方式獲得電能后存儲在充電電池和超級電容中，充電電池和超級電容通過電源管理模塊轉換后再為主控模塊提供電能，充電次數為50萬次的超級電容優先釋放電能，充電電池為鋰電池。
[0005]本發明涉及的電力線路故障指示器探頭用于探測三相電力線路，適用于10KV、35KV和110KV的架空線路或電纜線路的過流故障檢測，通過433m和Zigbee無線通信方式進行電力線路數據的遠程上報主站;應用環境包括監控點相對集中的城市和監控點相對分散的空曠地域，在城市環境的傳輸距離為1000-2000m，在通信無法覆蓋的空曠地域的傳輸距離為3000-5000m，工作人員能夠在距離監控點1-10公里的道路上讀取電力線路數據，不需要跋山涉水，在保障人身安全的如提下提尚巡檢效率。
[0006]本發明涉及的電力線路故障指示器探頭使用時，Zigbee通信探頭的主控模塊通過測量CT獲取電力線路的電流幅值信號并通過433m無線模塊獲取第一探頭和第二探頭的電流幅值信號，主控模塊將三個探頭的電流幅值信號匯集成電力線路數據通過Zigbee模塊進行遠距離傳輸；當主控模塊在白天發現電力線路故障時，控制翻牌機構旋轉，翻牌機構由正常狀態下的白色轉換為故障狀態下的紅色，當主控模塊在夜間發現電力線路故障時，控制指示燈閃爍，為巡線人員提供指示。
[0007]本發明與現有技術相比，將故障指示器探頭數據通過Zigbee無線通信方式進行傳輸，采用外置天線，增加傳輸距離，采用CT取電和太陽能取電方式，提高無線發射功率，取消了故障指示器通信終端，降低了成本，不租用GPRS信道，節約了通信成本，提高了電力投資效率和配網自動化程度;其結構簡單，性能安全可靠，使用壽命長，使用成本低，操作和維護方便，實用性強，使用環境友好，應用范圍廣泛。
【附圖說明】
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[0008]圖1為本發明的主體結構原理示意圖。
[0009]圖2為本發明涉及的Zigbee通信探頭的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
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[0010]下面通過實施例并結合附圖對本發明做進一步描述。
[0011]實施例:
[0012]本實施例涉及的電力線路故障指示器探頭的主體結構包括第一探頭l、Zigbee通信探頭2和第二探頭3三個功能部分，Zigbee通信探頭2分別與第一探頭I和第二探頭3電信息通信式連接，第一探頭I和第二探頭3的內部均設有433m無線模塊和433m無線模塊驅動電路，第一探頭l、Zigbee通信探頭2和第二探頭3均具備檢測電力線路故障的功能，第一探頭