CN107247211A - 一种交、直流绝缘故障定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动判别系统运行状态的信号发生器，包括数据分析处理及控制模块、电压检测模块、绝缘检测模块、超低频信号产生模块、交直流隔离模块及人机交互模块。电压检测模块包括直流电压检测电路与交流电压检测电路；绝缘检测模块包括直流系统绝缘检测电路和交流系统绝缘检测电路；人机交互模块包括显示器及键盘；数据分析处理及控制模块包括CPU及外围控制电路；交直流隔离模块接在被测线路与超低频信号产生模块之间，电压检测模块和绝缘检测模块分别接在被测线路与数据处理分析及控制模块之间；人机交互模块与数据处理分析及控制模块连接。本发明可以解决检测设备对被测系统的交直流、电压的判断以及判断系统接地故障的极性和绝缘程度等技术问题。

Description

一种交、直流绝缘故障定位系统

技术领域

本发明涉及一种电力系统的安全检测技术，特别是涉及一种交、直流绝缘故障定位系统。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，生产与生活对电力的需求量越来越大，对供电质量的要求也愈来愈高，这就要求电力部门确保电力系统安全可靠的运行。一旦系统发生绝缘严重下降情况，不仅要求准确找出绝缘下降的支路，而且要求能在不断电的情况下找出绝缘下降故障点。随着传感技术、数字分析技术及计算机技术的发展与应用，绝缘故障在线诊断技术及定位技术得到迅速发展，如国内各生产厂家生产的适用于直流系统的有：直流系统绝缘检测仪、直流系统绝缘故障定位仪等；适用于交流系统的有：交流系统绝缘检测仪(如JLJD-A交流系统接地检测仪)。对于交流系统故障点的定位，目前国内并没有厂家生产相关设备，国外有德国BENDER生产的EDS3090便携式绝缘故障定位系统，但由于其价格高、检测灵敏度低、且抗电容能力差等原因并没有在我国推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种交、直流绝缘故障定位系统，以解决即可以用于直流系统，也可用于单相或三相不接地的交流系统；可以与单独的信号发生器配合使用寻找故障点，也可以配合在线检测装置，如采用低频交流法的检测装置，寻找故障点等技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种交、直流绝缘故障定位系统，包括主体仪器和检测探头；主体仪器包括信号选择处理模块、数据处理模块、人机交互模块及同步信号检测模块；检测探头是移动来检测分支母线上的接地点的钳式检测探头；信号选择处理模块包括信号选择电路、级联带通滤波电路、相位同步电路，它将选择卡在当前被测支路的检测探头信号，并将信号经过级联滤波电路、相位比较电路，再送往A/D转换芯片；数据处理模块包括A/D转换芯片和计算被测系统的绝缘情况并以电阻值的方式输出报警信号的单片机；显示被测系统的运行状况、键入设置参数及提供报警的人机交互模块包括显示器、键盘和报警电路；同步信号检测模块的检测端提取馈送到被测系统上的低频信号，并将它转换为同步信号，输出端与信号选择处理模块连接。

所述级联带通滤波电路是将两组带通滤波电路进行级联，构成四阶滤波的级联带通滤波电路。

本发明的优点及积极效果如下：

1、相对于在线的绝缘检测仪，本定位系统是根据钳形式检测探头移动来检测分支母线上的接地点的，从而准确的确定接地点。

2、为克服母线系统的工频及谐波干扰，防止定位系统误报乱报，在信号采集电路中我们将原来的一级带通滤波电路改为将两组带通滤波电路进行级联，构成4阶滤波的级联带通滤波电路，更有效地消除了工频及谐波的干扰。

3、通过同步信号的作用克服因容性及感性负载而引起的干扰。同步信号检测模块的功能是提取馈送到被测系统上的低频信号并将它转换为同步信号，这样可以省去信号产生电路部分与定位系统之间的导线连接，方便定位系统的移动测量。

附图说明

图1是本发明在直流系统或单相交流系统上的应用示意图。

图2是本发明在三相交流系统上的应用示意图。

具体实施方式

本发明由主体仪器与检测探头组成。主体仪器由信号选择处理模块、数据处理模块、人机交互模块及同步信号检测模块组成。数据处理模块是本发明的核心部分，它的功能是选择、接收并处理检测探头的检测信号，该模块由16位A/D转换芯片和32位STM32系列单片机组成。A/D转换芯片将接收到的检测信号转换成数字信号并送给CPU，CPU接收转换数据并进行处理，计算出被测系统的绝缘情况并以电阻值的方式显示，如果被测系统绝缘下降到设定的门限值以下，则本系统发出语音报警及显示系统接地电阻值。信号选择处理模块由信号选择、级联带通滤波、相位同步等电路组成，它的作用是选择卡在当前被测支路的检测探头信号，并将信号经过级联滤波、相位比较等电路再送往A/D。其中信号选择电路就是一个模拟门电路，是通过CPU的控制选择位于多个不同位置的钳式检测探头中的某个对应信号。人机交互模块的功能是显示被测系统的运行状况、键入设置参数及提供语音报警。同步信号检测模块的功能是提取馈送到被测系统上的低频信号并将它转换为同步信号，克服母线上分布电容对计算的影响。

本发明的工作原理参见图1、2所示。检测探头卡在低频信号注入点后面，沿线向后移动，查寻接地故障点。如果被查线上有接地故障、这时超低频信号源发出的超低频信号电流，流经被查线路、接地电阻及分布电容形成电流回路。卡在被测支路线上的检测探头中产生感应电流，感应电流的大小与接地电阻及电容构成的电抗成反比，电阻小或电容大，检测探头产生的感应电流就大。该感应电流经放大，级联带通滤波、相位同步、A/D转换再送CPU进行数字处理，CPU求出接地电阻与接地分布电容值，并送人机交互模块显示。当被测接地电阻小于门限设置值时，CPU发现语音报警信号及点亮故障报警灯，确定接地故障点位置。

本发明的相对于现有技术改进创新点具体体现在下面几个方面：

1、相对于在线的绝缘检测仪，本定位系统是根据钳形式检测探头移动来检测分支母线上的接地点的。由于是在线检测，与在线的绝缘检测仪配套的传感器通常被固定安装在母线与各支路熔丝之间，当某一支路上有接地时，安装在该支路的的传感器上会有感电流产生，信号采集模块依据传感器上的感电流大小来判断接地电阻的大小，然后将计算数据送给主机。由于分支母线的布线可能会拉得很长，即使人工也很难找到接地点。在此基础上我们采用钳形式检测探头来检测接地点。如图1所示：当检测探头卡的该支路上有接地，检测探头被从a点沿箭头方移动时，定位系统会一直用声光报警告诉操作人员有接地，当移动到b时，报警消失，表示接地点就在b点上方附近，从而确定接地点。

2、为克服母线系统的工频及谐波干扰，防止定位系统误报乱报，在信号采集电路中我们将原来的一级带通滤波电路(JLJD-A交流系统接地检测仪在信号采集电路中采用的电路)改为将两组带通滤波电路进行级联，构成4阶滤波的级联带通滤波电路，更有效地消除了工频及谐波的干扰。

3、同步信号的作用是克服因容性及感性负载而引起的干扰。如图1所示：当分支路上有纯电容接地时，检测探头感应的信号与纯电阻时相比是超前90度，纯电感接地时信号则滞后90度，利用信号的同步作用可以消除因分布电容而引起定位系统误报。我公司生产的JLJD-A交流系统接地检测仪中同步信号是由信号产生电路产生的，主机必须通过导线将同步信号连接到各信采集模块。导线拉得过长，容易引起同步信号衰竭，使信采集模块工作不正常，引起误报。本定位系统中同步信号检测模块的功能是提取馈送到被测系统上的低频信号并将它转换为同步信号，这样可以省去信号产生电路部分与定位系统之间的导线连接，方便定位系统的移动测量。

Claims (2)

1.一种交、直流绝缘故障定位系统，包括主体仪器和检测探头；主体仪器包括信号选择处理模块、数据处理模块、人机交互模块及同步信号检测模块；其特征在于，检测探头是移动来检测分支母线上的接地点的钳式检测探头；信号选择处理模块包括信号选择电路、级联带通滤波电路、相位同步电路，它将选择卡在当前被测支路的检测探头信号，并将信号经过级联滤波电路、相位比较电路，再送往A/D转换芯片；数据处理模块包括A/D转换芯片和计算被测系统的绝缘情况并以电阻值的方式输出报警信号的单片机；显示被测系统的运行状况、键入设置参数及提供报警的人机交互模块包括显示器、键盘和报警电路；同步信号检测模块的检测端提取馈送到被测系统上的低频信号，并将它转换为同步信号，输出端与信号选择处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种交、直流绝缘故障定位系统，其特征在于，所述级联带通滤波电路是将两组带通滤波电路进行级联，构成四阶滤波的级联带通滤波电路。