[实用新型]一种基于Zigbee的输电线路绝缘子在线故障定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于Zigbee的输电线路绝缘子在线故障定位装置，属于输电技术领域。

背景技术

输电线路担负着输送、分配电能的重要任务，是输电系统的重要环节。输电线路的可靠性直接影响着输电系统的安全可靠运行。而绝缘子的故障却是威胁输电线路安全运行的主要原因。据统计，绝缘子故障占输电线路所有故障的首位。其中雷击造成绝缘子闪络引起的跳闸率最高，而绝缘子的污秽闪络导致绝缘子短路及损坏最为严重。频繁的绝缘子故障又扩大了事故、延长了停电时间，给输电系统带来严重影响。为保证输电系统的运行安全，需对其经常进行检查和测量。

目前，对输电系统运行状态的检测一般依靠人工巡视的方法来进行，这种方法由于受环境和条件限制，所以一般难于检查出绝缘子的隐性故障，更不能确定绝缘子的实际运行绝缘水平，这样就不能预先找出绝缘子故障的苗头，防患于蔚然。同时，当绝缘子发生短路故障，如果绝缘子短路故障区域在巡视人员可视区域之外的话，那么故障定位就会花费较长的时间，从而导致输电系统恢复供电时间增大。

Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词。是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其物理层和MAC层协议为IEEE802.15.4协议标准，网络层由Zigbee技术联盟制定，应用层的开发应用根据用户自己的应用需要，对其进行开发。根据这个协议规定无线通信技术特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，Zigbee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

Zigbee技术主要具有以下特点：（1）低功耗。Zigbee芯片具有多种电源管理模式，这些管理模式可以有效的对节点的工作和休眠进行配置，从而使得系统在不工作是可以关闭无线设备，极大地降低系统功耗，节约电池能量。（2）低成本。Zigbee网络协议较为简单，而且现有的Zigbee芯片一般都是基于8051单片机内核，成本很低。目前Zigbee芯片成本在3美元左右，Zigbee设备成本的最终目标是在1美元以下。（3）网络结构灵活。Zigbee既支持星型结构网络，也可以是对等拓扑的网络网格，既可以单跳也可以通过路由实现多跳。（4）网络容量大。在一个单独的Zigbee网络内，可以容纳最多2¹⁶个设备。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种基于Zigbee的输电线路绝缘子在线故障定位装置。

一种基于Zigbee的输电线路绝缘子在线故障定位装置，包括一个Zigbee监测主站（简称主站）及分布在各个杆塔需要检测的绝缘子金属构件上安装的多个Zigbee测量点设备（简称测量点设备）。主站与测量点设备之间、各个测量点设备之间构成的Zigbee网络是对等网络拓扑结构;

主站的结构为主站Zigbee模块连接微机装置。

测量点设备的结构为：环形磁芯，第一霍尔电流传感器分别连接第二霍尔电流传感器、差分放大模块，差分放大模块的输出端分别连接数控分压模块、测量点Zigbee模块，数控分压模块的输出端连接控制开关触发模块、数控分压模块的受控端连接测量点Zigbee模块，控制开关触发模块的输出端连接测量点Zigbee模块；测量点设备安装在杆塔的绝缘子金属构件上，第一霍尔电流传感器和第二霍尔电流传感器安置在环形磁芯的环体直径位置上，环形磁芯为可开合结构，环形磁芯套在绝缘子金属构件上。

一种基于Zigbee的输电线路绝缘子在线故障定位装置,采用的Zigbee网络是对等网络。对等网络中的任何一个设备，只要是在它的通信范围内，就可以和其他设备进行通信。对等拓扑网络结构能够构成较为复杂的网络结构。对等网络是一种高可靠性网络，具有“自恢复”能力，它可为传输的数据包提供多条路径，一旦一条路径出现故障，则存在另一条或多条路径可供选择，但正是由于两个节点之间存在多条路径，它也是一种“高冗余”的网络。

每个杆塔上装有至少一个测量点设备，杆塔的数量大于2个。

测量点设备中，第一霍尔电流传感器、第二霍尔电流传感器、差分放大模块、数控分压模块及控制开关触发模块都采用微功耗电路，测量点设备使用的电源为3V，由电池构成。

数控分压模块的门槛电压U_M通过测量点Zigbee模块控制和设置，测量点Zigbee模块又通过主站控制和设置，并且这种控制和设置可以随时通过主站调整。