LoRa超远距470模块在故障指示器中的应用

智能电网的改造，已经初步实现电网线路故障的精准定位，至少让过去提着手电漫山风雪中寻找故障点的巡线员轻松了不少，看看如何实现。

我们经历过的停电，时间都并不太长，城市的任何一处电网故障都会得到抢修员的及时补救，但是，跨越大山大河输送到县镇里的电如果停了，巡线员也要再沿着大河大山循线排查，在古代的烽火台已经被戍边哨所的无线电取代现在，无线故障指示器也构筑了智能电网中的新烽火台。

图 1  群山大河间的电塔

我国郊区及农村地区幅员辽阔且聚落零散，中心城市对其电力覆盖的输送线长同时环境恶劣，人工检修危险度大、效率低、成本高，根据国家电网的规划在过去三年（2017-2015年）投入了1200亿人民币用于电网改造，主要针D、E类用户（郊区及农村），其中200亿投入于配电自动化改造，而在未来三年，这个趋势还在延续及深化。

图 2  用于架空电缆上的故障指示器

所以，实时监控大区域电网运行状况，精确获悉故障节点及故障类型，形成闭环自动化修复指示系统，对于智能电网的智能化程度有直接影响，其间蕴含着巨大的市场。

电网故障指示系统结构

电网故障指示系统有三层，分别是故障采集层、数据传输层、后台监控层，故障采集传感器和显示器两部分组成，传感器负责探测电缆通过的电流，显示器负责对传感器传送来的电流信息进行判断及做出故障指示动作，判断结果通过数据传输层直接传到后台监控层，对故障节点直接派出维修人员抢修。电网故障指示系统框图如图3。

图 3  电网故障指示系统框图

由于工作环境恶劣，故障指示器需要具备以下3个特性：

1、低功耗长时间在线运行

使用防护镀层和外壳材料，能适应各种环境使用，如浸入水中、高盐雾和极端热冷等条件，并可以长期安装在户外或电缆分支箱内运行，要求设备功耗低；

图 4  架空电缆上的故障指示器

2、远近距离故障指示

可以通过无线传输将故障信息传到网关汇总到后台分配维修人员，同时需具备高亮度LED，晚上查找故障巡线时，可在300m范围内能准确发现故障报警位置。

3、故障指示自动复位

发生故障后，在无电流和电压的情况下，按设定的时间自动复位，并能在下一次送电时自动复归到正常状态，同时将异常信息及复位状态通过无线通讯传至后台。

无线数据传输层方案：

图 5  ZM470SX-L数据传输方案

ZM470SX-L用于电网故障指示系统的优势

1． 低功耗

 模块集成了+12dBm的可调功率放大器，并可获得超过-110dBm的接收灵敏度，链路预算能够满足大部分的近距离通信需要，集成业内领先的功耗控制技术，让模块功耗降至最低，极适用于对功耗有较高要求的低功耗应用场合。

2． 工业级品质，抗干扰

 工业级品质可应对诸如沿海高盐度、高温湿等各种恶劣环境，确保传输稳定。

3． 发射功率多级可调

 模块集成了最大12.5dBm的功率放大器，并提供-8.5~12.5@Step 3dB多个可调的功率等级，可根据故障指示器安放位置偏远程度，自由调整信号的覆盖范围。

同类应用

电网故障指示器除了在架空电缆馈线分支处上使用外，也可直接安装在箱式变、各种环网柜、电缆分支箱、变电所进出线上。