跌落式熔断器智能预警装置

于振国 李 锰 刘 海

（云南电网有限责任公司昆明供电局）

0 引言

对常见故障信息内容的传输方式进行自主创新和改进，开发设计了一款智能闸阀跌落预警信息设备，该装置实时监测系统断路器、熔断器流量数据信号，这样可以有效减少故障检测时间，便于快速故障检测，减少上报，提高服务水平。

1 跌落式熔断器问题分析

实时监测闸阀跌落，完成数据信号检测和常见故障报警功能，并在断路器烧毁时立即向配电维护人员推送预警信息，合理促进配电稳定性的提高。机械设备设计从数据信号采集、信号分析、信息内容消息推送、配电、机器设备保障几个方面进行分析，充分考虑必须在断路器周围的高压线上放置一个收集器来收集电磁能量并将功率检测结果发送到信号分析模块。根据现场具体规定，正确率99%以上，耐压17kV以上。在一般电压互感器结构的基础上，设计了一个穿刺电压互感器，用于收集断路器的出线电流。当保险丝熔断时，电流量发生变化，从而提高了电流量数据信号采集的准确性。信号分析模块是机器的心血管装置，其稳定性应在99%以上。嵌入式程序存储器和数据存储器，适用于通讯模块接口扩展，功能损耗低，运行时电流消耗小于50mA，休眠功能损耗小于5A。因此，单片机设计自动控制系统致力于解决、存储和传输聚合数据信息内容，具有模块化设计和可扩展性、可靠性和稳定性。对于信息内容消息推送，在设计智能闸阀报警信息内容消息推送方法时，首先要注意的是信息内容消息推送时间要控制在5s以内，转换成信息内容的准确度要达到99%。机器设备使用GSM上网，根据手机短信向维修人员推送机器设备报警。为了更好地保证机械设备的连续可靠配电，不仅限于在合适的变电站和分支区域进行0.4kV配电，提出了锂电池和太阳能发电的出路和分布。锂电池为机械设备提供所需的工作电压，当锂电池电压低于额定值时，太阳能电池板会逐渐给电池充电，设备重新工作［1］。

2 装置主要功能和总体设计

配电线路和配电变压器中的负载和短路故障会导致保险丝熔断，如果没有合理的监督方法来监督保险丝熔断时的情况，供电公司将无法掌握常见故障的原因和位置。缺陷修复首先被延迟，最后会降低客户满意度。通常，环形变压器安装在外部变压器块中，维护断路器安装在高压侧，质量差的螺栓会导致机械损坏和无法立即或自发分离的坠落，由此会毫无例外地关闭［2］。此外，由于人为因素，断路器长期得不到维护，危及常见故障的识别和电网的稳定运行。如果配电线路出现常见故障，保险丝的漏电是主要保障措施。在泄漏的保险丝消退并堵塞后，请务必使用配备现场操纵杆的电动执行器进行实际操作。众所周知，如今大城市的输配电塔数量普遍增加，为了应对电网林木、线路的矛盾，运营难度系数增加。由于安装地点高，实际操作难度很大，如遇雨、雷、雾等天气，运行全过程存在一定风险。根据安全阀的功能特点和客户体验需求，监控系统软件由相应的硬件和软件组成，重点分为前端情况监控、机器设备放置、后端系统数据处理方法。

3 智能化监测系统构建

前端定位管理系统监督控制模块由视频监控系统控制模块和传输数据控制模块组成，集成了GPS定位，主服务程序的数据处理方法和消息推送由数据处理系统和网络服务器组成。前情检测的精准定位控制模块主要由闸阀的智能监控模块组成，它由一个传输数据控制模块组成，滑阀视频监控系统控制模块负责监控滑阀情况和当前信息内容［3］。如果出现路由常见故障，闸阀监管模块根据433W无线网络连接，将常见故障信息内容发送给数据信息控制部分。数据信息控制单元解析数据信息后，通过无线网络将数据发送至后台管理云数据处理系统，解决信息融合处理的专用互联网APN。同时，传输数据模块的GPS功能可以精准定位常见故障位置，数据处理系统将常见故障数据信息和信息内容发送给服务客户。前置视频监控系统控制模块是系统软件的重要关键之一，适用于对10kV停电断路器的常见故障进行监控和主动上报，选用STC12LE56系列产品集成IC，具有速度快、低功耗等特点。内置专用延时电路和快速A／D转换电源电路，可根据位置变化控制相位传感器和角度传感器，视频监控系统的控制模块是模块化的，适用于有漏保险丝的保险丝管，当传感器连接到熔断器的视频监控系统模块时，熔断器中的熔断器会发生变化［4］。同时，设备正在主动传输数据，根据无线传输重新定位适用的传输数据模块。适用于传输数据模块，解决并推送位置和常见故障信息内容，方便常见故障的即时通知和准确定位。视频监控系统模块采用低功耗设计方案，监控模块由充电电池供电。如果配电设备电源电路工作正常，则处于低功耗模式。当达到唤醒条件时（检测到过压时），唤醒监控模块的供电电路执行数据处理方法，并发送到传输数据控制模块和后台系统，清除常见故障后，进入新的低功耗模式。监控模块配有及时报警系统，可按时唤醒并向传输数据控制模块和后台系统传输数据，后台管理数据处理系统通常是计算机软件。依托电子计算机强大高效的信息处理能力，对正面定位管理系统监控模块采集的数据进行研究比较［5］。同时，客户可根据PC-Web页面、微信公众号、手机信息等方式实时接收常见故障信息内容数据信息。微信公众平台网络服务器可以根据地形图可视化准确掌握常见故障的位置信息，也可以根据网络服务器显示路径监管数据信息，可以使用本软件在服务器主板上显示设备信息内容，同时消息推送不正确和型号规格信息。

4 硬件设计

变压器核心VT设计计划包括构建和制造直接连接VT的预设计计划，以满足现场应用的特定要求。其结构和实体图如下图所示。为了更好地达到99%的准确率和17kV以上运行的总体目标，在变压器的穿心式电压互感器上测试了各种功率开关比，最后对电压互感器进行了测试［6］。根据集成化、模块化的功能要求，明确LPC824M201JHI33E单片机的设计是信息资源管理的关键，该集成IC稳定可靠，质优价廉，易于开发设计。根据设计方案PCB板，打印出信号分析模块，数据信号收发控制模块，接收信号分析控制模块的程序控制，采集数据信息内容，完成推／接收功能短消息。经分析，M72D-04-NCH-LSC无线通信模块可以立即使用当前的4G手机卡收发短信，具有体积小、功能损耗低、温度范围宽、抗干扰能力强等特点。同时，它集成了丰富多彩、可靠、稳定的TCP协议，满足低成本、高效率的要求［7］。

图 后端技术方案架构图

开关电源模块采用基本的便携式锂电池和太阳能电池板对机械设备进行配电和运行，满足预警信息机械设备长期现场使用的要求。3.8V锂电池，手机标配1500mAh锂电池和太阳能电池板，太阳能电池板尺寸为250mm×160mm×3mm，可充电电池太阳能电池板，工作输出电压为6V［8］。

5 结束语

总体而言，跌落式熔断器智能预警信息设备改变了配电网常见故障信息内容的传输方式，解决了维修人员因断电无法及时获取信息和响应的问题。此外，可以改进扩大到输配电行业，使高压输电线路机械设备完成新版GMP、智能化系统、反射和市场推广，基于主动服务和快速故障检测，减少报告并提高服务质量。