LoRa超遠(yuǎn)距470模塊在故障指示器中的應(yīng)用

　　智能電網(wǎng)的改造，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)線路故障的精準(zhǔn)定位，至少讓過去提著手電漫山風(fēng)雪中尋找故障點(diǎn)的巡線員輕松了不少，看看如何實(shí)現(xiàn)。

　　我們經(jīng)歷過的停電，時(shí)間都并不太長(zhǎng)，城市的任何一處電網(wǎng)故障都會(huì)得到搶修員的及時(shí)補(bǔ)救，但是，跨越大山大河輸送到縣鎮(zhèn)里的電如果停了，巡線員也要再沿著大河大山循線排查，在古代的烽火臺(tái)已經(jīng)被戍邊哨所的無線電取代現(xiàn)在，無線故障指示器也構(gòu)筑了智能電網(wǎng)中的新烽火臺(tái)。

　　圖 1 群山大河間的電塔

　　我國郊區(qū)及農(nóng)村地區(qū)幅員遼闊且聚落零散，中心城市對(duì)其電力覆蓋的輸送線長(zhǎng)同時(shí)環(huán)境惡劣，人工檢修危險(xiǎn)度大、效率低、成本高，根據(jù)國家電網(wǎng)的規(guī)劃在過去三年(2017-2015年)投入了1200億人民幣用于電網(wǎng)改造，主要針D、E類用戶(郊區(qū)及農(nóng)村)，其中200億投入于配電自動(dòng)化改造，而在未來三年，這個(gè)趨勢(shì)還在延續(xù)及深化。

　　圖 2 用于架空電纜上的故障指示器

　　所以，實(shí)時(shí)監(jiān)控大區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行狀況，精確獲悉故障節(jié)點(diǎn)及故障類型，形成閉環(huán)自動(dòng)化修復(fù)指示系統(tǒng)，對(duì)于智能電網(wǎng)的智能化程度有直接影響，其間蘊(yùn)含著巨大的市場(chǎng)。

　　電網(wǎng)故障指示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　電網(wǎng)故障指示系統(tǒng)有三層，分別是故障采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、后臺(tái)監(jiān)控層，故障采集傳感器和顯示器兩部分組成，傳感器負(fù)責(zé)探測(cè)電纜通過的電流，顯示器負(fù)責(zé)對(duì)傳感器傳送來的電流信息進(jìn)行判斷及做出故障指示動(dòng)作，判斷結(jié)果通過數(shù)據(jù)傳輸層直接傳到后臺(tái)監(jiān)控層，對(duì)故障節(jié)點(diǎn)直接派出維修人員搶修。電網(wǎng)故障指示系統(tǒng)框圖如圖3。

　　圖 3 電網(wǎng)故障指示系統(tǒng)框圖

　　由于工作環(huán)境惡劣，故障指示器需要具備以下3個(gè)特性：

　　1、低功耗長(zhǎng)時(shí)間在線運(yùn)行

　　使用防護(hù)鍍層和外殼材料，能適應(yīng)各種環(huán)境使用，如浸入水中、高鹽霧和極端熱冷等條件，并可以長(zhǎng)期安裝在戶外或電纜分支箱內(nèi)運(yùn)行，要求設(shè)備功耗低;

　　圖 4 架空電纜上的故障指示器

　　2、遠(yuǎn)近距離故障指示

　　可以通過無線傳輸將故障信息傳到網(wǎng)關(guān)匯總到后臺(tái)分配維修人員，同時(shí)需具備高亮度LED，晚上查找故障巡線時(shí)，可在300m范圍內(nèi)能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障報(bào)警位置。

　　3、故障指示自動(dòng)復(fù)位

　　發(fā)生故障后，在無電流和電壓的情況下，按設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)復(fù)位，并能在下一次送電時(shí)自動(dòng)復(fù)歸到正常狀態(tài)，同時(shí)將異常信息及復(fù)位狀態(tài)通過無線通訊傳至后臺(tái)。

　　無線數(shù)據(jù)傳輸層方案：

　　圖 5 ZM470SX-L數(shù)據(jù)傳輸方案

　　ZM470SX-L用于電網(wǎng)故障指示系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

　　1. 低功耗

　　l 模塊集成了+12dBm的可調(diào)功率放大器，并可獲得超過-110dBm的接收靈敏度，鏈路預(yù)算能夠滿足大部分的近距離通信需要，集成業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的功耗控制技術(shù)，讓模塊功耗降至最低，極適用于對(duì)功耗有較高要求的低功耗應(yīng)用場(chǎng)合。

　　2. 工業(yè)級(jí)品質(zhì)，抗干擾

　　 工業(yè)級(jí)品質(zhì)可應(yīng)對(duì)諸如沿海高鹽度、高溫濕等各種惡劣環(huán)境，確保傳輸穩(wěn)定。

　　3. 發(fā)射功率多級(jí)可調(diào)

　　 模塊集成了最大12.5dBm的功率放大器，并提供-8.5~12.5@Step 3dB多個(gè)可調(diào)的功率等級(jí)，可根據(jù)故障指示器安放位置偏遠(yuǎn)程度，自由調(diào)整信號(hào)的覆蓋范圍。

　　同類應(yīng)用

　　電網(wǎng)故障指示器除了在架空電纜饋線分支處上使用外，也可直接安裝在箱式變、各種環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱、變電所進(jìn)出線上。