CN102818970B - 配电线路故障检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种配电线路故障检测方法及装置，其将电流互感器套装于配电线路B相上采集线路电流信号，电子控制器的信号采集端接收来自电流互感器的线路电流信号，当正常的线路电流第一次通过电子控制器或当线路电路为故障电流且达到电子控制器设定的计数次数时，电子控制器的控制指令输出端分别发出相应的控制信号，GPRS通讯模块接收来自电子控制器的控制信号，通过GSM全球数字移动通讯系统将安装线路位置及线路状态的信息发送到设有指定接收手机号码的手机终端，实现手机终端对配电线路的状态监控。其能够尽快发现故障点，以便查明故障原因、消除故障，在保证电网安全可靠运行的情况下，检测精度高，性能可靠，检测装置安装和维护成本低。
Description
技术领域
本发明涉及配电线路故障检测技术，特别是一种配电线路故障检测方法及装置，适用于交流50Hz，额定电压10KV的三相配电系统。
背景技术
架空配电线路是供电公司电网的重要组成部分,它能否正常运行,直接影响电网的安全可靠。我国沿海气候常年潮湿，空气盐碱度大，大风雪、雷雨及霜雾等恶劣天气多，因此沿海地区配电线路及配电设备故障率极高。目前，为了解决上述问题，输配电线路（A、B、C）上通常安装线路故障寻址器，其主要由绝缘壳体、设置在绝缘壳体内的电流互感器、信号采集处理单元、报警显示单元组成，一旦线路发生故障，巡线人员可借助寻址器的报警显示单元，确定故障点，排除故障，但其仍存在如下缺点：
1、配电线路覆盖范围大，故障发生时，巡线人员需要检查各级配电线路上的寻址器，才能确定故障点，其快捷性要求仍得不到解决，无法快速、准确判断故障区段，巡线耗时长、难度大，不能对事故进行及时有效的处理，易造成电网损失。
2、其报警显示单元一般利用机械结构实现状态转换，长期使用后易失效，如一直保持报警状态等，所以其检测精度受到极大影响，同时造成安装和维护成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够尽快发现故障点，以便查明故障原因、消除故障的配电线路故障检测方法及装置，在保证电网安全可靠运行的情况下，检测精度高，性能可靠，安装和维护成本低。
本发明的技术方案是：
该配电线路故障检测方法，其特殊之处是，包括如下步骤：
1、将电流互感器套装于配电线路B相上采集线路电流信号，所述电流互感器的信号输出端与电子控制器的信号采集端相连；
2、电子控制器的信号采集端接收来自电流互感器的线路电流信号，当正常的线路电流第一次通过电子控制器或当线路电路为故障电流且达到电子控制器设定的计数次数时，电子控制器的控制指令输出端分别发出相应的控制信号；
3、内置有“安装线路位置及线路状态”和 “指定接收手机号码”的短信的GPRS通讯模块接收来自电子控制器的控制信号，通过GSM全球数字移动通讯系统将安装线路位置及线路状态的信息发送到设有指定接收手机号码的手机终端，实现手机终端对配电线路的状态监控。
上述配电线路故障检测方法，其特殊之处是，所述电子控制器预先设定额定启动电流，所述故障电流为超出额定启动电流的线路电流，电子控制器设定的计数次数为线路电流超出额定启动电流的计数次数。
上述配电线路故障检测方法，其特殊之处是，“安装线路位置及线路状态”的短信中包括同一安装线路位置的合闸有电和故障分闸两种状态内容，两种状态内容用“*”号隔开，以“#”号结束；当正常的线路电流第一次通过电子控制器时，GPRS通讯模块发出包含有安装线路位置合闸有电的内容的短信；当线路电路为故障电流且达到电子控制器设定的计数次数时，GPRS通讯模块发出包含有安装线路位置故障分闸的内容的短信。
上述配电线路故障检测方法，其特殊之处是，“指定接收手机号码”的短信中包括一个或多个手机号码，手机号码之间利用“*”号隔开，以“#”号结束。
上述配电线路故障检测方法，其特殊之处是，所述电子控制器设有用来设定额定启动电流和计数次数的拨码开关，所述拨码开关具有调整计数次数的1、2、3号拨动扭和调整启动电流的4号拨动扭，每个拨动扭分别设有开启位和关闭位，1号拨动扭处于开启位，2、3号拨动扭处于关闭位时，计数次数为1次，2号拨动扭处于开启位，1、3号拨动扭处于关闭位时，计数次数为2次，3号拨动扭处于开启位，1、2号拨动扭处于关闭位时，计数次数为3次，4号拨动扭的开启位和关闭位分别设定为两种额定启动电流。
用于上述配电线路故障检测方法的装置，包括电流互感器，用以采集配电线路的线路电流信号，其特殊之处是： 还包括电子控制器，所述电子控制器的信号采集端与所述电流互感器的信号输出端相连；GPRS通讯模块，所述GPRS通讯模块的接收端与所述电子控制器的控制指令输出端相连，所述GPRS通讯模块的供电端连接有由电子控制器控制的继电器控制电路；所述电流互感器、电子控制器、GPRS通讯模块设置于同一个绝缘壳体内。
所述GPRS通讯模块设有发射天线、SIM卡槽、工作测试开关和指示灯，所述工作测试开关具有工作位和测试GPRS通讯模块是否入网的测试位两档，所述指示灯由位于SIM卡槽外侧的GPRS通信模块入网指示灯和位于SIM卡槽内侧的SIM卡短信收发确认指示灯组成。
所述电子控制器上设有设定额定启动电流和计数次数的拨码开关，所述拨码开关具有调整计数次数的1、2、3号拨动扭和调整启动电流的4号拨动扭，每个拨动扭分别设有开启位和关闭位，当配电线路的线路电流超过启动额定电流并达到设定的计数次数时电子控制器输出控制信号。
所述绝缘壳体由顶盖、上壳体、下壳体、底盖组成，所述电流互感器的环形铁芯由上半环铁芯和下半环铁芯扣接而成，所述上半环铁芯设于绝缘壳体的顶盖与上壳体之间的容腔中，所述下半环铁芯设于绝缘壳体的下壳体中，所述上壳体与下壳体之间的中心处设有对应环形铁芯的压线通孔，所述压线通孔两侧分别设有压线扭簧，实现对配电线的压紧动作。
所述GPRS通讯模块和电子控制器设置在所述绝缘壳体的底盖与下壳体形成的容腔中，且GPRS通讯模块外设有屏蔽盒，以保证对GPRS通讯模块具有屏蔽电磁干扰及保护作用，提高故障检测精度。
本发明的有益效果是：
1、应用所述的检测方法将该检测装置安装在架空配电线路B相上后，电流互感器通过压线扭簧夹住配电线路，采集线路电流信号，传输至电子控制器的信号采集端。当上一级分段器开关合闸，第一次有电流流过本装置时，电子控制器记住合闸有电状态，启动继电器控制电路，打开电源使GPRS通信模块入网并工作，同时电子控制器通过其控制指令输出端发出指令给GPRS通讯模块，将合闸有电信息以短信方式通过GSM全球数字移动通讯系统发送给配电人员的手机号码，发送完成后，电子控制器关闭继电器，断开电源，使通讯模块处于不工作状态。当电子控制器采集电流超出额定启动电流（即故障电流）时，电子控制器开始计数，电子控制器完成设定的计数次数后，电子控制器识别该线路处于故障分闸状态，并启动继电器控制电路（如计数为一次直接启动继电器控制电路），接通电源，使GPRS通信模块入网并工作，同时电子控制器通过其指令输出端发出指令给GPRS通讯模块，将故障分闸信息以短信方式通过GSM全球数字移动通讯系统发送给配电人员的手机号码，发送完成后，由电子控制器控制使继电器控制电路断开GPRS通讯模块的电源， GPRS通讯模块处于不工作状态。生产人员及时掌握线路各点合闸有电或故障分闸状态，实现对配电系统的全天候监控，及时查出对应的安装位置（杆号负荷侧配电线路）的故障区段，尽快查明故障原因、消除故障，保证电网安全可靠运行。
2、每个检测装置的GPRS通讯模块接受电子控制器的指令后，立即发送信息给指定接受手机号码，使配电人员准确了解其安装位置线路状态，提高了故障检测精度、性能可靠。
3、 “夹线”安装方法简单快捷，大大提高了工作效率，同时安装成本和维护成本低。
4、可与分段器（配电网柱上开关）配合使用，也可单独使用，适用范围广。
附图说明
图1是本发明所述检测装置的结构示意图；
图2是图1中A-A的剖面图；
图3是图2中B向视图；
图4是本发明所述检测方法的电路原理框图。
图中：绝缘壳体1、顶盖101、压簧101a、导向柱101b、上壳体102、下壳体103、底盖104、压线扭簧2、压线通孔3、配电线路4、电流互感器5、环形铁芯501、上半环铁芯501a、下半环铁芯501b、GPRS通讯模块6、SIM卡槽601、工作测试开关602、电池槽603、发射天线604、GPRS通信模块入网指示灯605a、SIM卡短信收发确认指示灯605b、电子控制器7 、拨码开关701、屏蔽盒8、信号采集端9、控制指令输出端10、继电器控制电路11、豁口12、手机终端13。
具体实施方式
如图4所示，该配电线路故障检测方法，包括如下步骤：
1、将电流互感器5套装于配电线路4 B相上采集线路电流信号，电流互感器5的信号输出端与电子控制器7的信号采集端9相连。
2、电子控制器7的信号采集端9接收来自电流互感器5的线路电流信号，当正常的线路电流第一次通过电子控制器7或当线路电路为故障电流且达到电子控制器7设定的计数次数时，电子控制器7的控制指令输出端10分别发出相应的控制信号，其中，电子控制器7预先设定额定启动电流，所述故障电流为超出额定启动电流的线路电流，电子控制器7设定的计数次数为线路电流超出额定启动电流的计数次数。
3、内置有“安装线路位置及线路状态”和 “指定接收手机号码”的短信的GPRS通讯模块6接收来自电子控制器7的控制信号，通过GSM全球数字移动通讯系统将安装线路位置及线路状态的信息发送到设有指定接收手机号码的手机终端13，实现手机终端13对配电线路的状态监控。
“安装线路位置及线路状态”的短信中包括同一安装线路位置的合闸有电和故障分闸两种状态内容，两种状态内容用“*”号隔开，以“#”号结束；当正常的线路电流第一次通过电子控制器7时，GPRS通讯模块6发出包含有安装线路位置合闸有电的内容的短信；当线路电路为故障电流且达到电子控制器7设定的计数次数时，GPRS通讯模块6发出包含有安装线路位置故障分闸的内容的短信。 “指定接收手机号码”的短信中包括一个或多个手机号码，手机号码之间利用“*”号隔开，以“#”号结束。
电子控制器7设有用来设定额定启动电流和计数次数的拨码开关701，所述拨码开关701具有调整计数次数的1、2、3号拨动扭和调整启动电流的4号拨动扭，每个拨动扭分别设有开启位和关闭位，1号拨动扭处于开启位，2、3号拨动扭处于关闭位时，计数次数为1次，2号拨动扭处于开启位，1、3号拨动扭处于关闭位时，计数次数为2次，3号拨动扭处于开启位，1、2号拨动扭处于关闭位时，计数次数为3次，4号拨动扭的开启位和关闭位分别设定为两种额定启动电流。
以下表为例：
注：
表示拨扭处于开启位，
表示拨扭处于关闭位。
4号拨动扭负责控制额定启动电流，当其处于关闭位时，额定启动电流为160A，当其处于开启位时，额定启动电流为400A。
如图1-3所示，用于该配电线路故障检测方法的装置，包括电流互感器5，用以采集配电线路的线路电流信号；电子控制器7，电子控制器7的信号采集端9与电流互感器5的信号输出端相连；GPRS通讯模块6， GPRS通讯模块6的接收端与电子控制器的控制指令输出端10相连， GPRS通讯模块6的供电端连接有由电子控制器7控制的继电器控制电路13；电流互感器5、电子控制器7、GPRS通讯模块6设置于同一个绝缘壳体1内。
绝缘壳体1由顶盖101、上壳体102、下壳体103、底盖104压接组成，顶盖101、上壳体102、下壳体103、底端104之间的接口处分别设有豁口12，以方便撬开绝缘壳体各组成部分，完成调试安装。电流互感器的环形铁芯由上半环铁芯501a和下半环铁芯501b扣接而成，上半环铁芯501a设于绝缘壳体1的顶盖101与上壳体102之间的容腔内，下半环铁芯501b设于绝缘壳体1的下壳体103中，顶盖101内设有对应上半环铁芯501a的压簧101a和压簧用导向柱101b，以便于对上半环铁芯501a实现压紧定位。上壳体与下壳体之间的中心处设有对应环形铁芯501的压线通孔3，压线通孔3两侧分别设有压线扭簧2。电子控制器7、GPRS通讯模块6设置在绝缘壳体1的下壳体103与底盖104形成的容腔中，且GPRS通讯模块6外设有屏蔽盒8，以保证对GPRS通讯模块具有屏蔽电磁干扰及保护作用，提高故障检测精度。
电子控制器7上还设有设定额定启动电流和计数次数的拨码开关701，拨码开关701具有一个调整启动电流的拨动扭和三个调整计数次数的拨动扭，每个拨动扭分别设有开启位和关闭位。GPRS通讯模块6的供电端接有由电子控制器7控制的继电器控制电路11， GPRS通讯模块设有发射天线604、SIM卡槽601、工作测试开关602和指示灯，工作测试开关602具有工作位和测试GPRS通讯模块是否入网的测试位两档，指示灯由位于SIM卡槽601外侧的GPRS通信模块入网指示灯605a和位于SIM卡槽601内侧的SIM卡短信收发确认指示灯605b组成。
该检测装置的调试安装方法，包括如下步骤：
1、首先，记下将要安装的GPRS通讯模块6的SIM卡的手机号码。
2、将一字型螺丝刀对准豁口12撬开绝缘壳体1的底盖与下壳体，露出GPRS通讯模块6，将所述SIM卡插入GPRS通讯模块6的SIM卡槽601中，并在电池槽603内装入GPRS通讯模块6的电源电池。
3、将工作测试开关602拨到测试位，观察GPRS通信模块入网指示灯605a状态，指示灯开始为长闪，变为短闪时，证明安装有SIM卡601的GPRS通信模块6已入网（32k以下手机卡入网时间大约8秒左右，64k以上手机卡入网时间大约45秒左右），或向安装的SIM卡的手机号码打电话确认。
4、利用手机将“安装线路位置及线路状态”和“指定接收手机号码”分别编辑成短信并发送到安装好的SIM卡中，观察SIM卡短信收发确认指示灯605b状态，指示灯急速闪烁然后转为慢速闪烁最后常亮，确认SIM卡收到短信并保存完成，其中编辑有“安装线路位置及线路状态”的短信包括同一安装线路位置的合闸有电和故障分闸两种状态，用“*”号隔开，以“#”号结束，如“00000S 沙渤线114号合闸有电*00000S 沙渤线114号故障分闸#”，00000S为短信代码，沙渤线114号为检测装置安装线路位置。编辑有“指定接收手机号码”的短信包括一个或多个手机号码（最多十个），用“*”号隔开，以“#”号结束，如“00000C 13587654321*13887654321*13987654321#”, 00000C也为短信代码，13587654321等手机号可分别为专工、生产局长、班长、调度、巡线员的手机号码。
5、然后将工作测试开关602拨到工作位，确认保存状态，经过缓冲时间后再将工作测试开关602拨到测试位，确认SIM卡入网后，GPRS通讯模块6向指定接收手机号码发出短信，观察SIM卡短信收发确认指示灯605b状态，指示灯急速闪烁二次，证明短信已经发出，第一个指定接收手机号码就可以收到“安装线路位置及线路状态”的短信，如果收不到短信可能与通讯公司网络有关，长时间收不到短信，可重复上述步骤，直到第一个指定接收手机号码收到短信内容为止，最后将工作测试开关602拨到工作位。
6、拨动电子控制器7的拨码开关701，利用四个拨动扭的开/关组合预先设定额定启动电流和计数次数。
7、将底盖104盖好并与下壳体103推合为一体。
8、将一字型螺丝刀对准豁口12撬开绝缘壳体1的上壳体与下壳体，利用压线扭簧2将向该检测装置输入短信中杆号位置对应的B相配电线路4压装于压线通孔3中，扣合上壳体102和下壳体103，使B相配电线路4通过电流互感器5的环形铁芯501，保证该检测装置上端向上，不能倒置，完成调试安装。
本装置安装在配电网主段路的分段开关后方的配电线路的B相上，或各分级线路的分级开关后方的配电线路的B相上，安装位置处发生故障，可及时发送短信给相关人员，以便尽快解除故障，使配电网正常运行。
Claims (10)
1.一种配电线路故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、将电流互感器套装于配电线路B相上采集线路电流信号，所述电流互感器的信号输出端与电子控制器的信号采集端相连；
2）、电子控制器的信号采集端接收来自电流互感器的线路电流信号，当正常的线路电流第一次通过电子控制器或当线路电流为故障电流且达到电子控制器设定的计数次数时，电子控制器的控制指令输出端分别发出相应的控制信号；
3）、内置有“安装线路位置及线路状态”和 “指定接收手机号码”的短信的GPRS通讯模块接收来自电子控制器的控制信号，通过GSM全球数字移动通讯系统将安装线路位置及线路状态的信息发送到设有指定接收手机号码的手机终端，实现手机终端对配电线路的状态监控。
2.根据权利要求1所述的配电线路故障检测方法，其特征在于：所述电子控制器预先设定额定启动电流，所述故障电流为超出额定启动电流的线路电流，电子控制器设定的计数次数为线路电流超出额定启动电流的计数次数。
3.根据权利要求1所述的配电线路故障检测方法，其特征在于：“安装线路位置及线路状态”的短信中包括同一安装线路位置的合闸有电和故障分闸两种状态内容，两种状态内容用“*”号隔开，以“#”号结束；当正常的线路电流第一次通过电子控制器时，GPRS通讯模块发出包含有安装线路位置合闸有电的内容的短信；当线路电流为故障电流且达到电子控制器设定的计数次数时，GPRS通讯模块发出包含有安装线路位置故障分闸的内容的短信。
4.根据权利要求1所述的配电线路故障检测方法，其特征在于：“指定接收手机号码”的短信中包括一个或多个手机号码，手机号码之间利用“*”号隔开，以“#”号结束。
5.根据权利要求1或2所述的配电线路故障检测方法，其特征在于：所述电子控制器设有用来设定额定启动电流和计数次数的拨码开关，所述拨码开关具有调整计数次数的1、2、3号拨动扭和调整启动电流的4号拨动扭，每个拨动扭分别设有开启位和关闭位，1号拨动扭处于开启位，2、3号拨动扭处于关闭位时，计数次数为1次，2号拨动扭处于开启位，1、3号拨动扭处于关闭位时，计数次数为2次，3号拨动扭处于开启位，1、2号拨动扭处于关闭位时，计数次数为3次，4号拨动扭的开启位和关闭位分别设定为两种额定启动电流。
6.一种用于如权利要求1所述的配电线路故障检测方法的装置，包括电流互感器，用以采集配电线路的线路电流信号，其特殊之处是： 还包括电子控制器，所述电子控制器的信号采集端与所述电流互感器的信号输出端相连；GPRS通讯模块，所述GPRS通讯模块的接收端与所述电子控制器的控制指令输出端相连，所述GPRS通讯模块的供电端连接有由电子控制器控制的继电器控制电路；所述电流互感器、电子控制器、GPRS通讯模块设置于同一个绝缘壳体内。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述GPRS通讯模块设有发射天线、SIM卡槽、工作测试开关和指示灯，所述工作测试开关具有工作位和测试GPRS通讯模块是否入网的测试位两档，所述指示灯由位于SIM卡槽外侧的GPRS通信模块入网指示灯和位于SIM卡槽内侧的SIM卡短信收发确认指示灯组成。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述电子控制器上设有设定额定启动电流和计数次数的拨码开关，所述拨码开关具有调整计数次数的1、2、3号拨动扭和调整启动电流的4号拨动扭，每个拨动扭分别设有开启位和关闭位，当配电线路的线路电流超过启动额定电流并达到设定的计数次数时电子控制器输出控制信号。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述绝缘壳体由顶盖、上壳体、下壳体、底盖组成，所述电流互感器的环形铁芯由上半环铁芯和下半环铁芯扣接而成，所述上半环铁芯设于绝缘壳体的顶盖与上壳体之间的容腔中，所述下半环铁芯设于绝缘壳体的下壳体中，所述上壳体与下壳体之间的中心处设有对应环形铁芯的压线通孔，所述压线通孔两侧分别设有压线扭簧。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述GPRS通讯模块和电子控制器设置在所述绝缘壳体的底盖与下壳体形成的容腔中，且GPRS通讯模块外设有屏蔽盒。
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