电力配网故障检测装置及系统
技术领域
本发明涉及电力检测技术领域，特别是涉及电力配网故障检测装置及系统。
背景技术
电力配网是可以直接向用户配电的供电系统。其供电能力和供电质量是否可靠对用户的影响极大。
传统技术中，电力配网的故障与否及故障位置通常由人工检测。
发明人在实现传统技术的过程中发现：人工检测电力配网的故障位置需要耗费大量的人力、物力和时间。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中人工检测电力配网的故障位置需要耗费大量的人力、物力和时间的问题，提供一种电力配网故障检测装置及系统。
一种电力配网故障检测装置，用于对电力配网进行故障检测，所述电力配网具有待测线路，所述电力配网故障检测装置包括：
检测组件，与所述待测线路电连接，以获取所述待测线路的电路参数，所述电路参数包括所述待测线路的电流信号、漏电流信号、温度信号和局部放电信号的大小；
控制器，与所述检测组件电连接，以获取所述电路参数，并根据所述电路参数生成控制指令；
开关器件，电连接于所述待测线路，所述开关器件还与所述控制器电连接，以根据所述控制指令控制所述待测线路的电路通断；
无线通信器，与所述控制器电连接，用于获取所述电路参数，并将所述电路参数转换为无线通信信号进行传输。
在其中一个实施例中，所述检测组件包括电流互感器，所述电流互感器与所述待测线路电连接，以获取所述待测线路的所述电流信号；
所述电流互感器还与所述控制器电连接，以使所述控制器获取所述待测线路的所述电流信号。
在其中一个实施例中，所述检测组件包括漏电流传感器，所述漏电流传感器与所述待测线路电连接，以获取所述待测线路的所述漏电流信号；
所述漏电流传感器还与所述控制器电连接，以使所述控制器获取所述待测线路的所述漏电流信号。
在其中一个实施例中，所述检测组件包括温度传感器，所述温度传感器与所述待测线路相贴连接，以获取所述待测线路的所述温度信号；
所述温度传感器还与所述控制器电连接，以使所述控制器获取所述待测线路的所述温度信号。
在其中一个实施例中，所述检测组件包括局部放电测试仪，所述局部放电测试仪与所述待测线路电连接，以获取所述待测线路的所述局部放电信号；
所述局部放电测试仪还与所述控制器电连接，以使所述控制器获取所述待测线路的所述局部放电信号。
在其中一个实施例中，所述的电力配网故障检测装置还包括：
信号屏蔽器，与所述控制器电连接，以使所述控制器工作时，控制所述信号屏蔽器工作，所述检测组件位于所述信号屏蔽器的屏蔽范围内。
在其中一个实施例中，所述无线通信器包括蓝牙通信器和蜂窝通信器的至少一种。
在其中一个实施例中，所述控制器包括信号处理电路，所述信号处理电路包括滤波电路、放大电路、模数转换电路和比较电路，所述滤波电路、所述放大电路、所述模数转换电路和所述比较电路沿电信号传输方向依次电连接。
在其中一个实施例中，所述的电力配网故障检测装置还包括：
报警器，与所述控制器电连接，以获取所述控制指令，并根据所述控制指令工作。
一种电力配网故障检测系统，包括如上述任意一个实施例中所述的电力配网故障检测装置。
上述电力配网故障检测装置，可以对电力配网的待测线路进行故障检测。该电力配网故障检测装置，包括检测组件、控制器、开关器件和无线通信器。检测组件用于对待测线路的电路参数进行检测，无线通信器可以将电路参数转换为无线通信信号进行传输，从而便于电路参数的远程监控。当电路参数超出预设阈值时，控制器可以控制开关器件断开，使待测线路断电，从而保证电力配网的供电安全。该电力配网故障检测装置，可以远程监控待测线路的电路参数，从而判断待测线路的故障与否。通过对电力配网的待测线路进行故障检测，即可得到电力配网的故障位置，从而避免人工检测电力配网的故障位置所带来的不便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例中电力配网故障检测装置的结构示意图；
图2为本申请另一个实施例中电力配网故障检测装置的结构示意图；
图3为本申请又一个实施例中电力配网故障检测装置的结构示意图；
图4为本申请一个实施例中电力配网故障检测系统的结构示意图。
其中，各附图标号所代表的含义分别为：
10、电力配网；12、干路；14、支路；20、电力配网故障检测装置；210、检测组件；212、电流互感器；214、漏电流传感器；216、温度传感器；218、局部放电测试仪；220、控制器；221、信号处理电路；222、滤波电路；224、放大电路；226、模数转换电路；228、比较电路；229、单片机；230、开关器件；240、无线通信器；250、信号屏蔽器；260、报警器；30、电力配网故障检测系统；32、监控终端。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
电力配网是可以直接向用户配电的供电系统。如图1所示，电力配网可以包括干路和多个与干路电连接的支路。本申请提供一种电力配网的故障检测装置，可以对电力配网的故障与否，及电力配网的故障所发生的位置进行检测。
在本申请的实施例中，两个器件之间的电连接是指两个器件之间通过导线或无线相连，以使两个器件之间可以进行电信号的传输。两个器件之间的通信连接是指两个器件之间通过有线或无线连接，从而进行通线信号的传输。
在一个实施例中，如图1所示，本申请提供一种电力配网故障检测装置20，用于对电力配网10的待测线路进行故障检测，从而判断待测线路的故障与否。这里的待测线路可以是电力配网10的任意干路12和支路14。该电力配网故障检测装置20包括检测组件210、控制器220、开关器件230和无线通信器240。
具体的，检测组件210可以与待测线路电连接，从而对待测线路进行检测，以得到待测线路的电路参数。在本申请的实施例中，待测线路的电路参数包括待测线路的电流信号、漏电流信号、温度信号和局部放电信号的大小的至少一个。其中，待测线路的电流信号的大小，指待测线路中的电流大小。待测线路的漏电流信号的大小，指待测线路中漏电流的大小。待测线路的温度信号的大小，指待测线路的温度值。待测线路的局部放电信号的大小，指待测线路中局部放电的电流大小。
控制器220可以与检测组件210电连接，从而获取电路参数，并根据电路参数生成控制指令。换句话说，检测组件210获取待测线路的电路参数后，可以将待测线路的电路参数传递至控制器220。控制器220内可以预设有预设程序及预设阈值，从而在获取待测线路的电路参数后，运行预设程序，将待测线路的电路参数和预设阈值进行比较。在本申请的实施例中，电路参数可以包括待测线路的电流信号、漏电流信号、温度信号和局部放电信号的大小的至少一个。因此，针对电路参数，预设阈值也可以分别设有电流阈值、漏电流阈值、温度阈值和局部放电阈值。控制器220将电路参数和预设阈值进行比较后，可以根据比较结果生成控制指令。
开关器件230电连接于待测线路中，从而控制待测线路的电路通断。当开关器件230闭合时，待测线路导通，可以向用户配电。当开关器件230断开时，待测线路无法导通，无法实现配电。开关器件230还与控制器220电连接，从而获取控制器220生成的控制指令，并根据控制指令工作。换句话说，控制器220可以通过控制指令控制开关器件230的闭合或断开，从而控制待测线路的导通与否。在本申请的实施例中，开关器件230可以是三端器件，如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极性晶体管)。开关器件230可以具有第一端、第二端和第三端，第一端用于控制第二端和第三端之间的导通与否。以此，开关器件230的第二端和第三端可以电连接于待测线路之中。开关器件230的第一端可以与控制器220电连接，从而使控制指令传递至开关器件230的第一端后，控制第二端和第三端之间的导通与否。
无线通信器240与控制器220电连接，用于获取电路参数，并将电路参数转换为无线通信信号进行传输。换句话说，无线通信器240用于将有线信号转换为无线信号并发射出去。控制器220获取待测线路的电路参数后，可以将该电路参数传递至无线通信器240。无线通信器240可以将电路参数转换为无线通信信号进行传输。以此，当其它具有无线通信功能的终端获取该无线通信信号后，即可得到待测线路的电路参数。
更具体的，本申请的电力配网故障检测装置20工作时，检测组件210可以检测得到待测线路的电路参数。检测组件210获取电路参数后，可以将该电路参数传输至控制器220。控制内可以预设有预设程序及预设阈值，从而在获取待测线路的电路参数后，运行预设程序，将待测线路的电路参数和预设阈值进行比较，并根据比较结果得到控制指令。控制器220根据该控制指令，控制开关器件230的闭合或断开，进而控制待测线路的导通与否。同时，控制器220还可以将电路参数传递至无线通信器240，从而将电路参数通过无线通信的方式发射出去，便于电路参数的远程监控。该电力配网故障检测装置20，可以远程监控待测线路的电路参数，从而判断待测线路的故障与否。本申请的电力配网10行检测装置，可以对电路参数进行远程监控，从而判断每一项电路参数是否正常，便于在电力配网10中发生短路、漏电流、高温和局部放电等故障时，通过控制器220控制开关器件230切断待测线路。通过对电力配网10的待测线路进行故障检测，即可得到电力配网10的故障位置，从而避免人工检测电力配网10的故障位置所带来的不便，提升电力配网10中电路的安全性。
需要注意的是，在上述实施例中，为便于描述，引入了电力配网10对本申请的电力配网故障检测装置20进行解释说明。然而在实际应用中，本申请的电力配网故障检测装置20是用于对电力配网10进行故障检测的，并不包括电力配网10。也就是说，电力配网10是本申请的电力配网故障检测装置20的环境元件，其引入与否不应理解为对本申请的电力配网故障检测装置20的保护范围的限定。
需要说明的是，本申请的电力配网故障检测装置20，可以预先设定于电力配网10的待测线路中，以便于在待测线路中的电路参数出现异常时，确定故障位置，提升电力配网10中线路的安全性。
在一个实施例中，电力配网10每一个支路14和干路12都可以是待测线路，待进行故障检测的电力配网10可以具有若干个待测线路。本申请的电力配网故障检测装置20，可以包括若干个检测组件210及若干个开关器件230。对应若干个待测线路，控制器220内也可以设有若干个预设阈值和若干个预设程序。其中，每一检测组件210可以与一个待测线路电连接，从而获取该待测线路的电路参数。每一开关器件230可以电连接于一个待测线路，从而控制该待测线路的通断。该电力配网故障检测装置20工作时，控制器220可以根据每一个待测线路的电路参数生成控制指令，以控制该待测线路的导通与否。
在一个实施例中，本申请的电力配网故障检测装置20，还包括与检测组件210、控制器220和无线通信器240电连接，以向检测组件210、控制器220和无线通信器240供电的电源。在本申请的一些实施例中，电源可以是锂电池或干电池。在本申请的另一些实施例中，电源还可以是交直流转换电路。当电源为交直流转换电路时，电源的输入端可以与市电连接，从而获取市电中的交流电，并将该交流电转换为直流电。电源的输出端可以与检测组件210、控制器220和无线通信器240电连接，从而将直流电输出至检测组件210、控制器220和无线通信器240。检测组件210、控制器220和无线通信器240在直流电的电能供给下工作。
在一个实施例中，如图2所示，本申请的电力配网故障检测装置20，其检测组件210包括电流互感器212。
具体的，电流互感器212可以套设在电力配网10的待测线路上，并与待测线路电连接，从而获取待测线路中的电流信号。电流互感器212还可以与控制器220电连接，从而在获取电流信号后，将电流信号传递至控制器220。
在本申请的实施例中，电流互感器212是利用电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器212可以由闭合的铁芯和缠绕于该铁芯上的两个绕组组成。其中匝数较少的绕组为一次侧绕组，匝数较多的绕组为二次侧绕组。一次侧绕组可以电串联于待测线路中。二次侧绕组可以与测量仪表电连接。电流互感器212工作时，待测线路中的电流需要全部通过一次侧绕组，以此，即可通过电磁感应原理，利用测量仪表测量出待测线路中的电流大小，即待测线路的电流信号。本申请的电力配网故障检测装置20，通过电流互感器212可以测量待测线路中的电流信号，从而有效识别电路打火等隐患，提高电力配网故障检测装置20在电力配网10中的可靠性。
在一个实施例中，如图2所示，本申请的电力配网故障检测装置20，其检测组件210包括漏电流传感器214。
具体的，漏电流传感器214可以套设于电力配网10的待测线路上，并与待测线路电连接，从而获取待测线路中的漏电流信号。漏电流传感器214还可以与控制器220电连接，从而在获取漏电流信号后，将漏电流信号传递至控制器220。
在本申请的实施例中，漏电流传感器214可以是一个钳形的电流互感器。漏电流传感器214也包括铁芯和缠绕与该铁芯上的两个绕组，两个绕组均电连接于待测线路中。若待测线路中无漏电流，当待测线路中有电流通过时，由于每个绕组中电流大小相等，方向相反，因此两个绕组中电流矢量和为零。若待测线路中有漏电流，则两个绕组中电流矢量和不再等于零，此时漏电流传感器214中有感应电势产生。据此即可检测出漏电流的产生与否，并根据感应电势的大小，可以检测出漏电流大小。本申请的电力配网故障检测装置20，通过漏电流传感器214可以检测出待测线路中的漏电流信号，从而提升电力配网故障检测装置20在电力配网10中的可靠性。
在一个实施例中，如图2所示，本申请的电力配网故障检测装置20，其检测组件210包括温度传感器216。
具体的，温度传感器216可以与待测线路相贴连接，从而获取待测线路的温度信号。这里的相贴连接指温度传感器216贴附于待测线路的表面。温度传感器216还可以与控制器220电连接，从而在获取温度信号后，将温度信号传递至控制器220。
在本申请的实施例中，温度传感器216可以是NTC(Negative TemperatureCoeffiCient，负温度系数热敏电阻)型温度传感器216或者PTC(Positive TemperatureCoeffiCient，正温度系数热敏电阻)型温度传感器216。在待测线路出现短路等故障时，待测线路会产生高温。此时温度传感器216即可检测到待测线路的高温情况，并将温度信号传递至控制器220。本申请的电力配网故障检测装置20，通过温度传感器216可以测量待测线路的温度信号，从而实现电力配网10中线路的高温保护。
在一个实施例中，如图2所示，本申请的电力配网故障检测装置20，其检测组件210包括局部放电测试仪218。
具体的，局部放电测试仪218与待测线路电连接，从而获取待测线路中的局部放电信号。局部放电测试仪218还可以与控制器220电连接，从而在获取局部放电信号后，将局部放电信号传递至控制。
一般的，电力配网10中变压装置的故障多是由于局部放电引起的，电力配网10的局部放电信号可以有效的反应电力配网10的绝缘状况。本申请的电力配网故障检测装置20，通过局部放电测试仪218对电力配网10的局部放电信号进行检测，实时性好，灵敏度高。同时，对每一待测线路进行局部放电信号的检测，即可对电力配网10进行故障定位，从而分别出电力配网10的局部放电是外部干扰还是内部局部放电，提升了电力配网故障检测装置20在电力配网10中的可靠性。
在一个实施例中，如图2所示，本申请的电力配网故障检测装置20，还包括信号屏蔽器250。
具体的，信号屏蔽器250用于屏蔽电磁干扰信号。信号屏蔽器250可以与控制器220电连接，从而当控制器220通电工作时，控制信号屏蔽器250通电工作。信号屏蔽器250工作时，可以产生一个屏蔽范围，在该屏蔽范围内屏蔽外界电磁干扰信号。在本申请的实施例中，检测组件210可以与信号屏蔽器250相邻设置，从而使检测组件210位于信号屏蔽器250的屏蔽范围内，从而在检测组件210进行电路参数的检测时减少外界的电磁干扰，提高检测结果的精度。
在一个实施例中，本申请的电力配网故障检测装置20，其无线通信器240可以是WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)通信器、蓝牙通信器、4G通信器、5G通信器或蜂窝通信器的至少一种。
在一个实施例中，如图3所示，本申请的电力配网故障检测装置20，其控制器220包括信号处理电路221和与信号处理电路221电连接的单片机229。其中，信号处理电路221包括沿电信号传输方向依次电连接的滤波电路222、放大电路224、模数转换电路226和比较电路228。
具体的，信号处理电路221用于获取检测组件210输出的电路参数，并将电路参数与预设阈值进行比较，得到比较结果。单片机229与信号处理电路221电连接，用于获取信号处理电路221得到的比较结果，并根据该比较结果生成控制指令。换句话说，信号处理电路221用于实现上述实施例中的“预设程序”，单片机229用于实现上述实施例中的“根据比较结果生成控制指令”。
信号处理电路221可以包括滤波电路222、放大电路224、模数转换电路226和比较电路228。其中，滤波电路222可以与检测组件210电连接。检测组件210获取待测线路的电路参数后，将该电路参数以电信号的方式传输至滤波电路222。滤波电路222可以对该电信号进行滤波，从而消除电信号中的噪音。放大电路224可以与滤波电路222电连接。换句话说，滤波电路222电连接于检测组件210与放大电路224之间。放大电路224用于对滤波后的电信号进行线性放大。模数转换电路226可以与放大电路224电连接。换句话说，放大电路224电连接于滤波电路222和模数转换电路226之间。模数转换电路226可以将放大后的电信号转换为数字信号，以供比较电路228识别。比较电路228可以具有第一输入端、第二输入端和输出端。比较电路228的第一输入端可以与模数转换电路226连接，用于获取数字信号，该数字信号表征待测线路的电路参数。比较电路228的第二输入端可以用于输入预设阈值。例如，比较电路228的第二输入端可以连接有只读存储器，该只读存储器内可以存储有预设阈值。比较的线路可以将电路参数与预设阈值进行比较，并得到比较结果。比较电路228的输出端可以与单片机229电连接，从而将比较结果输出至单片机229。
单片机229根据比较结果生成控制指令。一般来说，比较电路228的比较结果包括“电路参数在预设阈值内”或“电路参数超出预设阈值”两种。当比较结果为“电路参数在预设阈值内”时，单片机229可以生成第一控制指令，从而控制开关器件230闭合，使待测线路保持导通。当比较结果为“电路参数超出预设阈值”时，单片机229可以生成第二控制指令，从而控制开关器件230断开，使待测线路断开。
在一个实施例中，如图2所示，本申请的电力配网故障检测装置20，还包括报警器260。
具体的，报警器260与控制器220电连接，从而获取控制器220的控制指令，并根据控制指令工作。当电路参数超出预设阈值时，控制器220可以发出控制指令，控制开关器件230断开，同时控制报警器260工作，从而发出报警信号。在本申请的实施例中，报警器260可以是蜂鸣器等。
在一个实施例中，本申请还提供一种电力配网故障检测系统30，包括如上述任意一个实施例中的电力配网故障检测装置20。
具体的，该电力配网故障检测装置20用于对电力配网10进行故障检测。电力配网10具有待测线路，电力配网故障检测装置20包括检测组件210、控制器220、开关器件230和无线通信器240。其中，检测组件210与待测线路电连接，以获取待测线路的电路参数，电路参数包括待测线路的电流信号、漏电流信号、温度信号和局部放电信号的大小。控制器220与检测组件210电连接，以获取电路参数，并根据电路参数生成控制指令。开关器件230电连接于待测线路，开关器件230还与控制器220电连接，以根据控制指令控制待测线路的电路通断。无线通信器240与控制器220电连接，用于获取电路参数，并将电路参数转换为无线通信信号进行传输。
在一个实施例中，如图4所示，本申请的电力配网故障检测系统30，还可以包括监控终端32。
具体的，监控终端32与无线通信器240通信连接，从而获取无线通信器240发出的无线通信信号，并根据该无线通信信号得到电路参数。一般的，该监控终端32可以是具有无线接收功能的手机、平板电脑、个人电脑或掌上电脑等。
该电力配网故障检测系统30，可以远程监控待测线路的电路参数，从而判断待测线路的故障与否。通过对电力配网10的待测线路进行故障检测，即可得到电力配网10的故障位置，从而避免人工检测电力配网10的故障位置所带来的不便。
进一步的，本申请的电力配网故障检测系统30，也可以通过监控终端32向无线通信器240发出指令，从而对预设参数进行设定。
具体的，用户可以通过监控终端32输入预设阈值。监控终端32获取该预设阈值后，将预设阈值转换为无线通信信号传递至无线通信器240。控制器220可以通过无线通信器240获取该预设阈值，从而完成预设阈值的设定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
