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)雪中尋找故障點的巡線員輕松了不少，看看如何實現(xiàn)。

我們經(jīng)歷過的停電，時間都并不太長，城市的任何一處電網(wǎng)故障都會得到搶修員的及時補(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。

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，中心城市對其電力覆蓋的輸送線長同時環(huán)境惡劣，人工檢修危險度大、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化改造，而在未來三年，這個趨勢還在延續(xù)及深化。

圖 2 用于架空電纜上的故障指示器

所以，實時監(jiān)控大區(qū)域電網(wǎng)運行狀況，精確獲悉故障節(jié)點及故障類型，形成閉環(huán)自動化修復(fù)指示系統(tǒng)，對于智能電網(wǎng)的智能化程度有直接影響，其間蘊含著巨大的市場。

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)探測電纜通過的電流，顯示器負(fù)責(zé)對傳感器傳送來的電流信息進(jìn)行判斷及做出故障指示動作，判斷結(jié)果通過數(shù)據(jù)傳輸層直接傳到后臺監(jiān)控層，對故障節(jié)點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個特性：

1、低功耗長時間在線運行

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，并可以長期安裝在戶外或電纜分支箱內(nèi)運行，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)匯總到后臺分配維修人員，同時需具備高亮度LED，晚上查找故障巡線時，可在300m范圍內(nèi)能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障報警位置。

3、故障指示自動復(fù)位

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

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

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，極適用于對功耗有較高要求的低功耗應(yīng)用場合。

2.工業(yè)級品質(zhì)，抗干擾

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

3.發(fā)射功率多級可調(diào)

l模塊集成了最大12.5dBm的功率放大器，并提供-8.5~12.5@Step 3dB多個可調(diào)的功率等級，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。