CN116482583A - 跌落式熔断器在线监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种跌落式熔断器在线监测方法及系统，其中方法包括：实时获取区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息，并定时上报至上级服务器；根据所述熔管位置的变化情况以及线路负荷电流信息，判断熔管跌落状态；将所述熔管跌落状态的信息、所述熔管跌落前设定时间段内的线路负荷电流、环境温湿度信息以及对应的定位信息发送至上级服务器；通过上述步骤，实现对跌落式熔断器的实时在线监测。本发明能够对区域配电网中每一个熔断器跌落点进行快速、准确的定位并随之进行及时的维护，实现对区域配电网内的各个跌落式熔断器状态的实时在线监测。

Description

跌落式熔断器在线监测方法及系统

技术领域

本发明涉及跌落式熔断器技术领域，具体地，涉及一种跌落式熔断器在线监测方法及系统。

背景技术

跌落式熔断器是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关。当安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其有一个明显的断开点，具备了隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境。当安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护。

跌落式熔断器具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用，应用十分普及。

在跌落式熔断器广泛应用的背景下，随之而来的是大量的运维需求。当供电线路发生短路故障时，熔断器熔丝熔断、熔管跌落，这时一般需要运维人员尽快找到故障点，进行供电恢复。

目前传统方式主要靠人工查找，由运维人员进行线路巡检，循线路进行排查，直到找到熔管的跌落点，这种方式主要存在如下缺点：

1、无法快速定位到跌落点，在白天已经会耗费大量时间精力在寻找熔管跌落点上，当到了晚上或者在光线昏暗的情况下，寻找跌落点更加费时费力；

2、人工巡检排查有一定随机性，供电恢复时间也难以得到保障。

因此，在短路故障发生，熔断器熔管跌落时，尽快地对熔管跌落位置进行准确的定位，让运维人员尽快到达现场进行处理，对保证配电网的安全可靠运行，对提高配电网的运行水平都有重要的现实意义。

经过检索发现：

公开号为CN108321065A的中国发明专利申请《一种跌落式熔断器在线监测装置》，包括安装在跌落式熔断器熔丝管上的在线监测模块、安装在电线杆上的在线监测主机和软件平台，所述电线杆与跌落式熔断器之间的距离不大于50m；本发明能快速准确发现故障点，及时提醒运维人员，极大缩短停电时间；利用物联网技术手段，提供可视化操作软件平台；通过在线监测模块双重判断，杜绝误报，工作可靠，解决了跌落式熔断器“熔断不断”不易被排查的问题，同时，在线监测模块能耗极低，可以保证10年正常稳定工作。但是该装置仍然存在如下问题：

该装置架构为3个在线监测模块加1个在线监测主机，其中在线监测模块只具备数据近传功能，无数据远传功能，当其监测到有异常时，首先由各相对应的在线监测模块将检测到的数据发送给主机，然后主机再将异常信息远传上发至云端。在此基础上，当主机出故障时，任一监测模块检测到异常，都无法将信息成功上送云端；

该装置主机采用太阳能供电，加可充电锂电池备用电源的方案。当遇到连续的阴雨甚至雪天时，太阳能无法有效提供能量，锂电池的电能将会被很快耗尽。因此该装置对于使用场景也存在一定的局限。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种跌落式熔断器在线监测方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种跌落式熔断器在线监测方法，其特征在于，包括：

实时获取区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息，并定时上报至上级服务器；

根据所述熔管位置的变化情况以及线路负荷电流信息，判断熔管跌落状态；

将所述熔管跌落状态的信息、所述熔管跌落前设定时间段内的线路负荷电流、环境温湿度信息以及对应的定位信息发送至上级服务器；

通过上述步骤，实现对跌落式熔断器的实时在线监测。

优选地，所述根据所述熔管位置的变化情况以及线路负荷电流信息，判断熔管跌落状态，包括：

当所述熔管位置信息发生变化，所述线路负荷电流变为0时，判断熔管处于跌落状态；

当所述熔管位置信息在设定时间内发生大于设定次数阈值的变化，所述线路负荷电流先突变超过系统设置限值后变为0时，判断熔管处于异常状态；

当所述熔管位置信息未发生变化，所述线路负荷电流先突变超过系统设置限值后变为0时，判断熔管处于熔断未跌落状态；

当所述熔管位置信息未发生变化，所述线路负荷电流从正常范围值变为0时，判断线路处于停电状态；

当所述熔管位置信息未发生变化，所述线路负荷电流处于正常范围值时，判断线路处于正常运行状态。

优选地，所述方法还包括：

根据所述线路负荷电流信息，对区域配电网进行潮流分析，包括：

周期性地获取区域配电网内每一条线路的每一相上当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器汇总区域配电网内所有上报数据，以月或年为单位，通过大数据分析，生成负荷潮流曲线图，并根据用户关注点进行上报数据分析，对配网及并网自动化的运行提供数据指导。

优选地，所述方法还包括：

根据所述线路负荷电流信息，获得线路阶段性的运行情况，包括：

周期性地获取区域配电网内每一条线路的每一相上当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器统计区域配电网内各线路的上报数据，以月或年为单位，生成曲线图，获得各线路阶段性的运行情况。

优选地，所述方法还包括：

根据所述线路阶段性的运行情况，提供熔丝选型参考，具体为：

周期性地获取区域配电网内每一条线路的每一相上当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器统计区域配电网内各线路的上报数据，通过数据分析对比，推荐适合所对应线路节点的熔丝参数，并与已安装使用的同一参数不同型号的熔丝参数进行对比，获得最优的熔丝选型。

优选地，所述方法还包括：

通过上级服务器向若干个用户终端输出告警信息；

每一个所述用户终端通过上级服务器进行实时数据查询。

根据本发明的另一个方面，提供了一种跌落式熔断器在线监测系统，包括：

信息获取模块，该模块用于实时获取区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息；

信息处理模块，该模块用于接收所述定位信息、熔管位置信息和线路负荷电流信息，并根据所述熔管位置的变化情况，判断熔管跌落状态；

无线通信模块，该模块用于将实时获取的区域配电网内每一个跌落式熔断器的所述定位信息、所述熔管位置信息、环境温湿度信息和所述线路负荷电流信息定时上报至上级服务器；将所述熔管跌落状态的信息、所述熔管跌落前设定时间段内的线路负荷电流以及对应的定位信息发送至上级服务器；实现对跌落式熔断器的实时在线监测。

优选地，所述系统还包括：

应用程序模块，该模块用于通过上级服务器向若干个用户终端输出告警信息，同时，用于用户终端通过上级服务器进行实时数据查询。

优选地，所述系统还包括：

CT取电及电源管理模块，该模块用于从输电线路取电，并向所述信息处理模块、信息获取模块和无线通信模块供电。

优选地，所述系统还包括：

电池供电模块，该模块通过所述CT取电及电源管理模块进行充电，并在与输电线路脱离后，向所述信息处理模块、信息获取模块和无线通信模块供电。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：

本发明提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，对区域配电网中每一个熔断器跌落点进行快速、准确的定位并随之进行及时的维护，实现对区域配电网内的各个跌落式熔断器状态的实时在线监测。

本发明提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，在实现落点精确定位的同时，还具备周期性采集负荷电流及温湿度数据的功能，上级服务器通过积累的负荷电流及温湿度数据进行大数据分析。

本发明提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，通过对负荷电流数据进行深度分析，可优化配网并网的运行以及熔丝的物料选型，既提高配网系统运行效率，又有效降低运维成本。

本发明提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，通过对温湿度数据的深度分析，可探索环境温度、湿度对于熔断器工作的影响，例如热带对比寒带环境，同样负荷电流的情况下，熔丝的选型是否应该存在差异。空气湿度大对比干燥环境，考虑金属件容易生锈导致连接处导通阻抗增大，是否应缩短定期维护的周期，本发明充分考虑温湿度的影响，以温、湿度作为量化标准，因此对环境温湿度数据的采集具有了重要的指导意义。

本发明提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，通过对各项采集数据进行分析，可对配网系统进行各个方面、层面的优化，进一步提高配网系统运行效率，并有效降低运维成本。

本发明提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，内置无线远传模块，不需要额外的主机配合工作，且各功能模块之间各自独立，不相互影响。

本发明提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，采用CT取电加高功率密度锂电池供电的方案，CT取电与锂电池互为补充，不被使用环境限制。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中跌落式熔断器在线监测方法的工作流程图。

图2为本发明一实施例中跌落式熔断器在线监测系统的组成模块示意图。

图3为本发明一优选实施例中跌落式熔断器在线监测系统的工作逻辑流程图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对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。

图1为本发明一实施例提供的跌落式熔断器在线监测方法的工作流程图。

如图1所示，该实施例提供的跌落式熔断器在线监测方法，可以包括如下步骤：

S100，实时获取区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息，并定时上报至上级服务器；

S200，根据熔管位置的变化情况以及线路负荷电流信息，判断熔管跌落状态；

S300，将熔管跌落状态的信息、熔管跌落前设定时间段内的线路负荷电流、环境温湿度信息以及对应的定位信息发送至上级服务器；

通过上述步骤，实现对跌落式熔断器的实时在线监测。

在该实施例中，作为一优选实施例，根据熔管位置的变化情况以及线路负荷电流信息，判断熔管跌落状态，包括：

当熔管位置信息发生变化，线路负荷电流变为0时，判断熔管处于跌落状态；

当熔管位置信息在设定时间内发生大于设定次数阈值的变化，线路负荷电流先突变超过系统设置限值后变为0时，判断熔管处于异常状态；

当熔管位置信息未发生变化，线路负荷电流先突变超过系统设置限值后变为0时，判断熔管处于熔断未跌落状态；

当熔管位置信息未发生变化，线路负荷电流从正常范围值变为0时，判断线路处于停电状态；

当熔管位置信息未发生变化，线路负荷电流处于正常范围值时，判断线路处于正常运行状态。

在该实施例中，作为一优选实施例，该方法还可以衍生实现如下功能，包括：

根据线路负荷电流信息，对区域配电网进行潮流分析，包括：

周期性地获取区域配电网内每一条线路的每一相上当天(一个自然日的0：00～23:59)线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器汇总区域配电网内所有上报数据，以月或年为单位，通过大数据分析，生成负荷潮流曲线图，并根据用户关注点进行上报数据分析，对配网及并网自动化的运行提供数据指导。

在该实施例中，作为一优选实施例，该方法还可以衍生实现如下功能，包括：

根据线路负荷电流信息，获得线路阶段性的运行情况，包括：

周期性地获取区域配电网内每一条线路的每一相上当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器统计区域配电网内各线路的上报数据，以月或年为单位，生成曲线图，获得各线路阶段性的运行情况。

在该实施例中，作为一优选实施例，该方法还可以衍生实现如下功能，包括：

根据线路阶段性的运行情况，提供熔丝选型参考，具体为：

周期性地获取区域配电网内每一条线路的每一相上当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器统计区域配电网内各线路的上报数据，通过数据分析对比，推荐适合所对应线路节点的熔丝参数，并与已安装使用的同一参数不同型号的熔丝参数进行对比，做最佳选择，获得最优的熔丝选型。在一具体应用实例中，数据分析对比是指，具体分析对比一段时间内同一线路不同时刻的电流值，掌握该线路的实际运行情况，可以选择更适合的熔丝参数，既做到最大限度保护线路的同时，兼具灵敏度。

在该实施例中，作为一优选实施例，该方法还可以包括如下步骤：

S400，通过上级服务器向若干个用户终端输出告警信息；

S500，每一个用户终端通过上级服务器进行实时数据查询。

图2为本发明一实施例提供的跌落式熔断器在线监测系统的组成模块示意图。

如图2所示，该实施例提供的跌落式熔断器在线监测系统，可以包括如下模块：

信息获取模块，该模块用于实时获取区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息；

信息处理模块，该模块用于接收定位信息、熔管位置信息和线路负荷电流信息，并根据熔管位置的变化情况，判断熔管跌落状态；

无线通信模块，该模块用于将实时获取的区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息定时上报至上级服务器；将熔管跌落状态的信息、熔管跌落前设定时间段内的线路负荷电流以及对应的定位信息发送至上级服务器；实现对跌落式熔断器的实时在线监测。

上述跌落式熔断器在线监测系统在杆塔上每一相均安装有一个，一条线路分为三相，也就是每一条线路上安装三个该检测系统。

在该实施例中，作为一优选实施例，该系统还可以包括如下模块：

应用程序模块，该模块用于通过上级服务器向若干个用户终端输出告警信息，同时，用于用户终端通过上级服务器进行实时数据查询。

在该实施例中，作为一优选实施例，该系统还可以包括如下模块：

CT取电及电源管理模块，该模块用于从输电线路取电，并向信息处理模块、信息获取模块和无线通信模块供电。

在该实施例中，作为一优选实施例，该系统还可以包括如下模块：

电池供电模块，该模块通过CT取电及电源管理模块进行充电，并在与输电线路脱离后，向信息处理模块、信息获取模块和无线通信模块供电。

在该实施例中，作为一具体应用实例，信息获取模块，可以包括：GPS定位模块、位置传感模块和电流传感模块。

在该实施例中，作为一具体应用实例，信息处理模块，可以采用微处理器。

如图3所示，本发明上述实施例提供的跌落式熔断器在线监测系统，其工作逻辑为：

当熔断器熔丝熔断后，熔管位置发生变化时，首先信息获取模块会将熔管位置变化情况反馈给信息处理模块，信息处理模块再将熔管跌落状态信息、跌落前一段时间的电流采集值及当前定位信息等数据发送给无线通信模块，然后无线通信模块将相关数据发送至上级服务器，最后用户将在各个用户终端收到告警，并可进行实时数据查询。

需要说明的是，本发明提供的方法中的步骤，可以利用系统中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照方法的技术方案实现系统的组成，即，方法中的实施例可理解为构建系统的优选例，在此不予赘述。

本发明上述实施例提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，其核心为对跌落式熔断器的无线监测，并具体实现了如下功能：

实现熔断器熔管的位置状态监测，当前是跌落或是未跌落。

实现线路负荷电流值的采集。

实现熔断器的GPS位置定位。

实现各项数据通过无线通信远传，并能接收云端发送来的下行数据。

供电通过CT取电实现，无需额外外部接入电源。

本发明上述实施例提供的跌落式熔断器在线监测方法及系统，对区域配电网中每一个熔断器跌落点进行快速、准确的定位并随之进行及时的维护，实现对区域配电网内的各个跌落式熔断器状态的实时在线监测。

本发明上述实施例中未尽事宜均为本领域公知技术。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种跌落式熔断器在线监测方法，其特征在于，包括：

实时获取区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息，并定时上报至上级服务器；

根据所述熔管位置的变化情况以及线路负荷电流信息，判断熔管跌落状态；

将所述熔管跌落状态的信息、所述熔管跌落前设定时间段内的线路负荷电流、环境温湿度信息以及对应的定位信息发送至上级服务器；

通过上述步骤，实现对跌落式熔断器的实时在线监测。

2.根据权利要求1所述的跌落式熔断器在线监测方法，其特征在于，所述根据所述熔管位置的变化情况以及线路负荷电流信息，判断熔管跌落状态，包括：

当所述熔管位置信息发生变化，所述线路负荷电流变为0时，判断熔管处于跌落状态；

当所述熔管位置信息在设定时间内发生大于设定次数阈值的变化，所述线路负荷电流先突变超过系统设置限值后变为0时，判断熔管处于异常状态；

当所述熔管位置信息未发生变化，所述线路负荷电流先突变超过系统设置限值后变为0时，判断熔管处于熔断未跌落状态；

当所述熔管位置信息未发生变化，所述线路负荷电流从正常范围值变为0时，判断线路处于停电状态；

当所述熔管位置信息未发生变化，所述线路负荷电流处于正常范围值时，判断线路处于正常运行状态。

3.根据权利要求1所述的跌落式熔断器在线监测方法，其特征在于，还包括：

根据所述线路负荷电流信息，对区域配电网进行潮流分析，包括：

周期性地获取区域配电网内每一条线路的每一相上当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器汇总区域配电网内所有上报数据，以月或年为单位，通过大数据分析，生成负荷潮流曲线图，并根据用户关注点进行上报数据分析，对配网及并网自动化的运行提供数据指导。

4.根据权利要求1所述的跌落式熔断器在线监测方法，其特征在于，还包括：

根据所述线路负荷电流信息，获得线路阶段性的运行情况，包括：

周期性地获取区域配电网内每一条线路上每一相当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器统计区域配电网内各线路的上报数据，以月或年为单位，生成曲线图，获得各线路阶段性的运行情况。

5.根据权利要求4所述的跌落式熔断器在线监测方法，其特征在于，还包括：

根据所述线路阶段性的运行情况，提供熔丝选型参考，具体为：

周期性地获取区域配电网内每一条线路每一相上当天线路负荷电流的最小值、平均值、最大值及其对应时段并上报至上级服务器；

上级服务器统计区域配电网内各线路的上报数据，通过数据分析对比，推荐适合所对应线路节点的熔丝参数，并与已安装使用的同一参数不同型号的熔丝参数进行对比，获得最优的熔丝选型。

6.根据权利要求1所述的跌落式熔断器在线监测方法，其特征在于，还包括：

通过上级服务器向若干个用户终端输出告警信息；

每一个所述用户终端通过上级服务器进行实时数据查询。

7.一种跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于，包括：

信息获取模块，该模块用于实时获取区域配电网内每一个跌落式熔断器的定位信息、熔管位置信息、环境温湿度信息和线路负荷电流信息；

信息处理模块，该模块用于接收所述定位信息、熔管位置信息和线路负荷电流信息，并根据所述熔管位置的变化情况，判断熔管跌落状态；

无线通信模块，该模块用于将实时获取的区域配电网内每一个跌落式熔断器的所述定位信息、所述熔管位置信息、环境温湿度信息和所述线路负荷电流信息定时上报至上级服务器；将所述熔管跌落状态的信息、所述熔管跌落前设定时间段内的线路负荷电流以及对应的定位信息发送至上级服务器；实现对跌落式熔断器的实时在线监测。

8.根据权利要求7所述的跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于，还包括：

应用程序模块，该模块用于通过上级服务器向若干个用户终端输出告警信息，同时，用于用户终端通过上级服务器进行实时数据查询。

9.根据权利要求7所述的跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于，还包括：

CT取电及电源管理模块，该模块用于从输电线路取电，并向所述信息处理模块、信息获取模块和无线通信模块供电。

10.根据权利要求9所述的跌落式熔断器在线监测系统，其特征在于，还包括：

电池供电模块，该模块通过所述CT取电及电源管理模块进行充电，并在与输电线路脱离后，向所述信息处理模块、信息获取模块和无线通信模块供电。