可移動智能高故障表箱診斷儀的研制與應用技術方案分析

國網福建省電力有限公司龍巖供電公司 賴良發 鄧 曄 吳志垣 陳麗仙 張笑秋 毛 鵬 楊 鋒

1 可移動智能高故障表箱診斷系統分析

根據低壓配電臺區實際情況，進行智能高故障表箱診斷儀的系統設計，結合實際故障診斷需求，系統架構主要包括數據采集（實時數據采集、數據分析處理、數據系統上傳）、高級應用（移動終端、漏電預警分析、告警處理、漏電故障定位、可選功能如停復電等）、設備管理（設備檔案建立、設備檔案注銷、設備支路線路檔案維護）以及查詢處理（實時數據顯示、歷史數據查詢數、據統計報表）四個部分。

1.1 系統功能

實時數采是指系統對每一個上線設備、每個設備所監測的所有被測線路進行統一實時采集和管理，并將上線設備所有采集數據傳輸至系統平臺，統一分析處理；手持終端作為移動智能高故障表箱診斷儀而言，是保障其功能發揮的重要部分，因此需開發手機App 或微信小程序服務應用，確保相關工作人員能在手持終端上隨時隨地查看數據，實現設備信息創建、修改，被監測支路信息輸入、告警閾值更改、告警處理等維護功能；設備管理主要是對接入平臺的各個前端設備進行管理，可設置設備停用、啟用，設備名稱、線路名稱及閾值參數等。

數據分析功能是指系統平臺對各個前端上傳的數據進行后臺分析處理，可得出出現大的漏電的漏電區域或漏電支路及用戶，并對漏電支路進行預警分析，檢測漏電開關；告警處理是指，當低壓配電臺區漏電故障綜合診斷系統采集的某一線路漏電流值達到設定的閾值或發生異常突變時，數據將立即主動上送至平臺并發出告警；曲線繪制是指，在系統平臺上相關工作人員可隨時查詢各個前端設備每一條監測線路的歷史漏電曲線和實施漏電曲線，同時也可查詢注冊過設備的監測線路的歷史漏電曲線。

1.2 系統特點

可移動智能高故障表箱診斷儀系統的研制和開發設計有著極強的使用特點和優勢，通過應用數字化技術，使其有著較為廣泛地使用范圍且可靠性較高，極大地避免了維護工作。此外漏電流互感器無須停電方式安裝，極大提高了系統運行的穩定性及可靠性，減少停電頻率，同時該設備采用了可頻繁充電的超級電容電池，能保證前端采集設備因泄漏電流引起的停電問題，能短時間內完成數據的存儲和上傳功能。該設備還可長時間對漏電可疑點進行監控，并準確定位漏電故障線路或用戶，極大地提高了用電的可靠性。智能高故障表箱診斷設備還可方便快捷的檢測出表后漏電開關針對漏電跳閘的工作特性，且其所測量得到的數據具有時間上的一致性，能進行數據的分析處理，為后續故障防范和預測提供相應數據支持[1]。

2 可移動智能高故障表箱診斷儀硬件設計方案

2.1 功能描述

漏電流測量。滿足3～1000mA 測試范圍,開口互感器靈活適用于多種場合，可實現同時監測12個被監測線路及用戶；漏電流記錄。設備能記錄被監測線路最大漏電數值，漏電告警、超限的事件記錄等功能，同時還能進行本機查詢；閾值設置。設備需能設置主、分支路閥值，超過閥值時具備提示報警功能；用戶負載模擬功能。具備便攜式負載控制器，可實現單機或主機聯網控制，能對用戶表后開關性能進行檢驗；用戶漏保性能檢測。能實現0～500mA 漏電流模擬，以此檢測用戶漏保性能；通訊功能。該設備內置4G_LTE/NB-IOT 無線模塊，不僅能實時上傳檢測數據，還具備對時功能；數據交互功能。高故障表箱診斷儀使用的是485接口，可同時用于固件升級和數據交互。

2.2 主要技術參數

基于智能高故障表箱診斷儀實際情況，為保障其正常使用，應確保設備工作環境溫度范圍在-20～40℃之間，濕度范圍在90%Rh 以下，儲存環境溫度范圍為-20～60℃，相對濕度應小于80%Rh[2]。同時保障其外殼防護等級滿足IP30等級要求，使用診斷儀前需先進行設備地址、主分支路告警閾值、閾值告警時間、時間以及通訊參數設置。

其他主要技術參數詳細設置情況如下：AC220V±10%/50Hz，額定功率≤3W，測量模式開口式漏電流傳感器監測6～9條支路線路，測量精度1.5%±3mA（0～300mA、300～1000mA±2.0%，額定耐受電壓AC2500V（1min 工頻）， 負載調節范圍0～3000W輸出可調節，漏電流模擬輸出范圍0～500mA，額定絕緣電壓AC600V，漏電流開口互感器多種規格尺寸：鉗口大小范圍Φ16mm～Φ20mm。

3 可移動智能高故障表箱診斷儀手機應用設計

用戶界面。對于可移動智能高故障表箱診斷儀的研制和設計而言，其最為主要的設計內容就是智能控制端的可移動性，因此需進行手機應用端的設計。該綜合診斷系統的手機應用端是基于手機App及微信小程序進行設計的，因此用戶界面的設計就顯得尤為重要，在登錄界面中用戶需根據手機號或固定賬號進行登錄操作，并按照用戶登錄權限將登錄用戶劃分為管理員及普通用戶兩種類型。

功能列表。為滿足移動端操作需求，手機App和微信小程序須要具備信息統計、設備列表和事項列表功能。其中信息統計主要是對設備數量、在線設備、未安裝設備及故障情況等進行統計；而設備列表能查看當前所有低壓配電臺區漏電故障綜合診斷系統的狀態，包括設備編號、ID 及相應被監測支路漏電實施曲線、歷史曲線和閾值信息等；事項列表主要進行告警事件的展示，用于顯示告警的時間、類型及相關設備信息等。此外手機移動端還能查看設備采集數值、泄漏電流狀態等，若是某一被監測線路支路處于預警或告警狀態，還可通過手機App或微信小程序對故障情況進行定位，并在故障現場實地進行線路故障情況確認。

漏電流曲線。基于可移動智能高故障表箱診斷系統的實際需求，為進一步提高故障診斷效率和質量，手機應用的設計需具備顯示漏電流曲線功能。能在手機端系統中查看實時及歷史的漏電流曲線，可按照相應時間要求進行歷史查找，也可根據注冊的設備信息進行歷史波形的查詢和編輯，且無論設備是否處于在線狀態，手機端都能查看注冊設備的每一監測支路歷史漏電流數據曲線[3]。

4 可移動智能高故障表箱診斷儀研制的具體步驟

4.1 智能檢測數據的應用

為保障高故障表箱診斷儀的精準性，需先在設備中安裝具備二遙功能的表下智能漏電監測微型斷路器，然后將采集到的數據上傳到用電采集系統，以此實現對開關動作及故障電流情況的實時監測，其主要功能包括檢測功能、保護功能及設置功能三方面，通過多方面的監測和保護實現對故障范圍的準確判斷，進而做出相應保護反應，在保障故障判斷精度的同時確保故障處理的質量和效率。

在此過程中，智能漏電監測微型斷路器是實現故障精準判斷的重要前提基礎，通過表后智能漏電監測微型斷路器將通過藍牙通信與表箱總開形成聯絡，最終與配電臺區主干網絡建立連接，從而實現在低壓DMS 系統中對表下開關的實時監測功能，為低壓表后故障搶修效率的提升提供更加有力的支撐。不僅能夠進行漏電監測，還具備漏電保護功能和智能投切功能，能間接提供接觸保護、避免絕緣損壞問題，同時還可用于分配電能，保護電源以及線路，防止出現過載、短路、漏電等事故，并具備跳閘事件記錄和跳閘原因監控功能，準確記錄動作原因，包括漏電、試跳、過載、短路、人工拉閘等。

4.2 工單驅動治理

在出現表箱預警情況下，系統會自動將預警工單按照相應處理流程下派至指定處理部門，然后由相應部門進行現場處理，待處理完成后直接進行歸檔，但缺乏對于工單處理質量效果的審核和考察。對此需進一步完善工單處理流程，加強低壓多次停電預警工單閉環管控，做好工單處置情況的審核，一旦發現不合格工單需將其退回并重新進行預警故障處理，以此降低重復預警率，提高工單處理質量效果。此外還需加強對重復預警工單的處理，對重復預警情況不得下派新的工單而應激活歷史工單，以此將歷史預警情況、歷史處理情況等明確展示出來，一方面幫助相應處理部門明確故障歷史處理情況，提高處理質量和效率，另一方面提醒處理部門應確保現場搶修質量。

以前的工單處理流程為：系統預警-中心下派-現場處理歸檔；現在的工單處理流程為：系統預警-中心下派-現場處理-工單審核-歸檔或重新下派。

4.3 低壓自動化配電運營

為進一步提高供電系統的穩定性及可靠性，應加強低壓自動化配電運營方面的管理，建設低壓智能臺區?？赏ㄟ^優化低壓自動化0.4kV 設備的配電運營系統主站與配電終端之間通信，進一步提高故障定位的速度，使得隔離和非故障區域自動恢復供電，實現配電自動化毫秒級復電，將顯著提升城鄉配網供電可靠性，讓停電區域面積更小、居民停電次數更少，進一步縮短停電時間，保障供電的穩定性及可靠性[4]。