[發(fā)明專利]農(nóng)網(wǎng)三級(jí)保護(hù)剩余電流故障快速定位裝置及定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410177860.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN103969551B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳從顏;伍丹;范存海;羅擁軍;陳從孝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08;G08C17/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種農(nóng)網(wǎng)檢測領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)網(wǎng)三級(jí)保護(hù)剩余電流故障快速定位裝置及定位方法。

背景技術(shù)

如今的農(nóng)村用電電網(wǎng)中，常常出現(xiàn)剩余電流情況，也就是入戶的火線和出戶的零線上的電流大小不一致，部分電流通過其他導(dǎo)體傳入大地，這有可能是電器漏電通過地線將剩余電流導(dǎo)入大地，也可能是人觸電。這種安全隱患將會(huì)對(duì)居民的人身、財(cái)產(chǎn)安全造成極大威脅。現(xiàn)在農(nóng)村居民用電配有剩余電流動(dòng)作斷路器，一旦檢測到剩余電流過額，用電總閘會(huì)跳閘以避免漏電危險(xiǎn)。但是，供電控制中心不能快速及時(shí)的得知剩余電流信息，容易造成用戶供電恢復(fù)慢。另外家用剩余電流動(dòng)作斷路器易發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)，影響供電可靠性。因此剩余電流在線檢測數(shù)據(jù)和故障位置定位信息的及時(shí)獲取是非常有必要的。

現(xiàn)有的剩余電流檢測一般用電流互感器實(shí)現(xiàn)，剩余電流故障信息的發(fā)送分為有線發(fā)送和無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送兩種。有線發(fā)送利用電網(wǎng)做載波，搭載包含剩余電流信息的高頻信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是使用簡單，不用另外搭建傳輸線路，但是其調(diào)制解調(diào)過程復(fù)雜，而且斷電情形下無法使用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種農(nóng)網(wǎng)三級(jí)保護(hù)剩余電流故障快速定位裝置及定位方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種農(nóng)網(wǎng)三級(jí)保護(hù)剩余電流故障快速定位裝置，包括市電供電系統(tǒng)、微控制器、ZigBee通信模塊、超級(jí)電容和升壓裝置，所述市電供電系統(tǒng)、超級(jí)電容、升壓裝置、微控制器和ZigBee通信模塊依次相連接，所述市供電系統(tǒng)與微控制器之間還有電流互感器，所述電流互感器將經(jīng)其檢測過的剩余電流調(diào)理后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并被微控制器在線循環(huán)讀取；所述微控制器在線循環(huán)檢測剩余電流大小，并將檢測到的電流信息傳輸至ZigBee通信模塊。

本發(fā)明還公開一種農(nóng)網(wǎng)三級(jí)保護(hù)剩余電流故障快速定位方法，具體包括以下步驟：

(1)將市供電系統(tǒng)輸送出的市電經(jīng)變壓、整流和穩(wěn)壓后為超級(jí)電容充電，同時(shí)，微控制器在線循環(huán)檢測剩余電流大小；

(2)當(dāng)ZigBee通信模塊檢測到剩余電流故障時(shí)，具體包括以下步驟：

(2-1)超級(jí)電容和升壓裝置將產(chǎn)生3.3V電源為整個(gè)定位裝置供電以保證其他設(shè)備能夠繼續(xù)穩(wěn)定工作30秒鐘以上；

(2-2)在步驟(2-1)中所述的超級(jí)電容和升壓裝置將產(chǎn)生3.3V電源為整個(gè)定位裝置供電后，微控制器通過RS232接口將采集到的剩余電流信息傳送給ZigBee通信模塊，再有該ZigBee通信模塊發(fā)送到ZigBee路由節(jié)點(diǎn)；

(2-3)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)通電后自動(dòng)尋找鄰近點(diǎn)做路由節(jié)點(diǎn)，并加入到由中心節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)中；該ZigBee通信模塊發(fā)送剩余電流故障信息時(shí)，經(jīng)過路由節(jié)點(diǎn)，將故障信息發(fā)送到中心節(jié)點(diǎn)；

(2-4)中心節(jié)點(diǎn)將收集到的故障信息打包傳送至GPRS通信模塊，GPRS通信模塊進(jìn)一步件故障信息發(fā)送到供電控制中心，供電控制中心根據(jù)接收到的農(nóng)戶編號(hào)確定故障點(diǎn)位置；

(3)當(dāng)ZigBee通信模塊沒有檢測到剩余電流故障時(shí)，則ZigBee通信模塊不向ZigBee路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障信息。

進(jìn)一步的，所述步驟(2-2)中微控制器利用無源穩(wěn)壓電源將失電前所采集的剩余電流信息傳送到ZigBee通信模塊并完成發(fā)送。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中當(dāng)超級(jí)電容和升壓裝置將產(chǎn)生3.3V電源為整個(gè)定位裝置供電后，ZigBee通信模塊的中心節(jié)點(diǎn)最先打開并設(shè)置PAN ID和頻段建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，然后終端節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)以相同的PAN ID和頻段并入該ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，離中心節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)的終端節(jié)點(diǎn)會(huì)選擇鄰近的節(jié)點(diǎn)作為路由節(jié)點(diǎn)并入ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)會(huì)分配到一個(gè)獨(dú)一無二的四位十六進(jìn)制短地址，以表示安裝在不同農(nóng)戶家中的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明采用短距離ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信，擁有動(dòng)態(tài)組網(wǎng)和低功耗等優(yōu)良特性，且能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶數(shù)據(jù)傳輸。

(2)本發(fā)明有別于以往的采用電池為ZigBee模塊等系統(tǒng)模塊供電，利用超級(jí)電容存儲(chǔ)的電量供電，在失電條件下也能夠發(fā)送剩余電流數(shù)據(jù)和故障位置信息。

(3)本發(fā)明具有在線檢測剩余電流的功能，從而有效判斷家用漏電保護(hù)器的狀態(tài)，是否存在誤動(dòng)、拒動(dòng)現(xiàn)象，提高農(nóng)村供電安全性和可靠性，不對(duì)家用漏電保護(hù)器原有操作構(gòu)成任何干擾。