CN107968386B - 一种电路故障源切除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路故障源切除方法，步骤一、在原三相线路上并联一路备用三相线路，步骤二、在首、尾端三相断路器之间的三相线路上等间隔开断有若干节点，从每个节点上引出三对电连接端；步骤三、判断三相线路是否发生单相接地故障，判断发生单相接地故障的三相线路和故障相，将故障发生所在三相线路两端的三相断路器断开；步骤四、连续采集各个节点上故障相和另一三相线路对应相上电连接端之间的电流信号，判断出故障源发生位置；步骤五、将故障源所在故障相两侧的节点断开，并导电连接断开节点两侧的故障相，将故障源从所在相上切除；步骤六、将故障发生所在三相线路两端的三相断路器闭合。本发明保障电网系统的稳定持续运行。

Description

一种电路故障源切除方法

技术领域

本发明涉及一种智能检测系统，更具体地说，本发明涉及一种电路故障源切除方法。

背景技术

单相接地是10kV(35kV)小电流接地系统单相接地，单相接地故障是配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。

在实际运行中，砖厂塑料布因大风落到导线上，使变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压，产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。

单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾。

由此，急需一种电路故障源切除方法，以及时发现故障源并迅速切除，以免造成更大影响。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是针对以上输电线路的设计缺陷，提供一种电路故障源切除方法，通过故障采集单元和故障检测装置来自动对故障位置判断，并将故障源快速切除，以保障电网系统的稳定持续运行。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电路故障源切除方法，包括：

步骤一、在原三相线路上并联一路备用三相线路，将三相线路输入端与电源端连接，将三相线路输出端与用电设备连接，在原三相线路首、尾端和备用三相线路首、尾两端分别设置有一个三相断路器，将首端三相断路器设置在两路所述三相线路的输入并联端下游，将尾端三相断路器设置在两路所述三相线路的输出并联端上游；

步骤二、在首、尾端三相断路器之间的三相线路上等间隔开断有若干节点，所述节点将三相线路上的六根相线在同一位置处开断，每个所述节点上设置有一个故障采集单元，所述故障采集单元将所在位置处的节点两端选择性连接，且从每个所述故障采集单元上引出三对电连接端，其中，每一对所述电连接端连接两路三相线路的同名相；

步骤三、实时采集所述三相线路中性点上的电压信号、两路所述三相线路的输入端并联线上和输出端并联线上的电信号，根据中性点上的电压信号判断三相线路是否发生单相接地故障，随后根据两路所述三相线路的输入端并联线上和输出端并联线上的电信号判断发生单相接地故障的三相线路和故障相，通过一接地保护装置配合将故障发生所在三相线路两端的三相断路器断开；

步骤四、当单相接地故障发生时，通过扫描设备连续采集各个所述节点上故障相和另一三相线路对应相上电连接端之间的电流信号，取出连续的两个最大电流信号，即判断出故障源发生在该两个相邻节点之间的故障相上；

步骤五、将所述故障源所在故障相两侧的节点断开，并导电连接断开节点两侧的故障相，将故障源从所在相上切除；

步骤六、将故障发生所在三相线路两端的三相断路器闭合，将故障三相线路恢复运行。

优选的，设置有一故障检测装置，在该故障检测装置上设置有若干电接触端，将各个所述电接触端分布在所述故障检测装置的外周，同时将所述电接触端依次连接相邻两个节点上的同一对所述电连接端，在所述电接触端内侧空间至少设置有一角位移球栅尺，在所述角位移球栅尺两侧分别转动设置有一选择检测单元，每个选择检测单元底部设置有一转动套设在所述角位移球栅尺上的读数头，驱动选择检测单元在角位移球栅尺上转动，读数头采集选择检测单元的转动角度，将所述选择检测单元的输入、输出端与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触。

优选的，在所述故障检测装置中心两侧分别开设一柱形凹腔，将每个所述电接触端贯穿且凸出于所述故障检测装置两侧，所述柱形凹腔位于所述电接触端内侧，所述扫描设备设置柱形凹腔中；

在第一柱形凹腔中设置第一扫描设备，第一扫描设备具体包括第一角位移球栅尺、第一转动机构、第一转动台和第一选择检测单元，第一角位移球栅尺凸出设置在第一柱形凹腔底部外周，将所述第一转动台连接在所述第一转动机构的转动轴上，将第一选择检测单元设置在所述第一转动台上表面，通过第一转动机构驱动第一转动台在第一角位移球栅尺上转动；

在第二柱形凹腔中设置第二扫描设备，第二扫描设备具体包括第二角位移球栅尺、第二转动机构、第二转动台和第二选择检测单元，第二角位移球栅尺凸出设置在第二柱形凹腔底部外周，将所述第二转动台连接在所述第二转动机构的转动轴上，将第二选择检测单元设置在所述第二转动台上表面，通过第二转动机构驱动第二转动台在第二角位移球栅尺上转动。

优选的，在所述第一转动台底部设置有第一环形凹槽，所述第一转动台底部通过所述第一环形凹槽转动套设在所述第一角位移球栅尺上，在所述第一环形凹槽中还设置有第一读数头，所述第一读数头与所述第一转动台同步转动且套设在所述第一角位移球栅尺上，用于测量第一转动台的转动角度，以控制所述第一选择检测单元的输入、输出端与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触；

在所述第二转动台底部设置有第二环形凹槽，所述第二转动台底部通过所述第二环形凹槽转动套设在所述第二角位移球栅尺上，在所述第二环形凹槽中还设置有第二读数头，所述第二读数头与所述第二转动台同步转动且套设在所述第二角位移球栅尺上，用于测量第二转动台的转动角度，以控制所述第二选择检测单元的输入、输出端与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触。

优选的，所述选择检测单元向外凸出于所述柱形凹腔一定距离，在所述选择检测单元外周错开设置有一对导电柱，所述导电柱的长度与所述转动台中心到所述电接触端内侧之间的直线距离一致，将所述导电柱内侧连接所述选择检测单元的输入或输出端，同时，在所述导电柱外侧设置有一接触头，一对所述接触头之间的间距与两个相邻所述电接触端之间的间距对应一致，在转动机构的驱动下，将一对所述接触头与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触，将各对电连接端之间的电流信号采集至选择检测单元中。

优选的，所述选择检测单元中包括一依次串联设置的第一电阻、提示灯、电流采集单元和第二电阻，所述第一电阻连接第一导电柱，所述第二电阻连接第二导电柱。

优选的，第一选择检测单元和第二选择检测单元的转动方向相反，从三相线路两头分别对不同节点处的各对电连接端之间的电流进行检测，最后探测出两个电流最大的相邻节点，即故障源发生在这两个节点之间的线路上。

优选的，所述步骤三中，接地保护装置包括并联设置的第一电路和第二电路，所述第一电路和第二电路的第一共接端连接在所述三相线路的中性点上，所述第一电路和第二电路的第二共接端接地，所述第一电路包括串联连接的第一电抗和熔断器，所述第二电路包括串联连接的开关和第二电抗，所述第二电抗的电抗值大于第一电抗的电抗值，所述开关处于常开状态；

当发生接地故障后，熔断器熔断，开关闭合，中性点通过第二电路接地，直到故障修复后，更换熔断器，并断开开关。

优选的，所述步骤二中，所述故障采集单元包括三对单相断路器，每对所述单相断路器中的第一个单相断路器串联在原三相线路的某一相线上、第二个单相断路器串联在备用三相线路的对应相线上，在每个所述单相断路器输出端引出一电连接端，从而形成三对电连接端；

所述故障采集单元具体包括：

第一对单相断路器，其由第一单相断路器和第二单相断路器组成，所述第一单相断路器串联在原三相线路的第一相线的各个节点上，所述第二单相断路器串联在备用三相线路的第一相线的各个节点上；所述第一单相断路器输出端引出第一电连接端，所述第二单相断路器输出端引出第二电连接端；

第二对单相断路器，其由第三单相断路器和第四单相断路器组成，所述第三单相断路器串联在原三相线路的第二相线的各个节点上，所述第四单相断路器串联在备用三相线路的第二相线的各个节点上；所述第三单相断路器输出端引出第三电连接端，所述第四单相断路器输出端引出第四电连接端；

第三对单相断路器，其由第五单相断路器和第六单相断路器组成，所述第五单相断路器串联在原三相线路的第三相线的各个节点上，所述第六单相断路器串联在备用三相线路的第三相线的各个节点上；所述第五单相断路器输出端引出第五电连接端，所述第六单相断路器输出端引出第六电连接端。

优选的，所述步骤五中，在所述故障检测装置上设置一自动插接设备，所述自动插接设备上至少设置有一个插接件，所述插接件上设置有两个导电连接的插接端，控制每个所述插接端选择性插接至一个所述电接触端，将故障源所在位置处两侧电接触端导电接触，即将故障源旁路切除。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明方法可以对输电线路的故障性质进行快速判断，并可识别出故障发生的具体线路，并自动将故障源从线路中切除，避免故障范围进一步扩大，进而保证了输电线路的可靠性；

2、通过本发明方法，可以保证在输电线路正常供电的情况下进行故障维修，从而解决了停电作业而影响正常供电的技术问题。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图；

图2为实施例中电网电路的系统线路图；

图3为实施例中故障采集单元的结构示意图；

图4为实施例中故障检测装置内部结构示意图；

图5为实施例中故障检测装置上两个接触头悬空时的俯视图；

图6为实施例中故障检测装置上两个接触头与电接触端接触时的俯视图；

图7为实施例中转动台底部结构示意图；

图8为实施例中接触头的结构示意图；

图9为实施例中选择检测单元内部电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种电路故障源切除方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、在原三相线路上并联一路备用三相线路，将每个所述三相线路输入端并联后与三相电源端连接，将每个所述三相线路的输出端并联设置作为三相线路的输出端与用电设备连接，两路三相供电线路并联设置，互不影响，在原三相线路首、尾端和备用三相线路首、尾两端分别设置有一个三相断路器，将首端三相断路器设置在两路所述三相线路的输入并联端下游，将尾端三相断路器设置在两路所述三相线路的输出并联端上游。

至少两路输电三相线路并联设置的方式，本实施例中采用两路三相线路并联设置而搭建供电网络，如图2-9所示，两路输电三相线路在输入端和输出端处并联，本发明的电网系统采用两路并联设置的三相供电线路，其中一路三相线路发生故障后，可以及时切除，不会影响另一路电网系统的正常工作，从而提高了电网系统供电连续性，同时，故障发生后，可以在电网系统正常供电的情况下对发生故障的三相线路进行故障维修，从而避免对电网系统全部断电进行故障检修，提供了供电连续性和可靠性。

在所述三相线路的中性点上设置有第一电信号采集单元11，用于采集电网系统中三相供电线路的中性点电压，电网系统正常运行时，中性点电压为零，当三相线路上发生单相接地故障后，中性点电压为上升为相电压，通过第一电信号采集单元11采集到的中性点电压即可判断出三相线路中发生的单相接地故障。

两路所述三相线路的输入端并联线上设置有第二电信号采集单元12，两路所述三相线路的输出端并联线上设置有第三电信号采集单元13，其中，所述原三相线路首端设置有第一三相断路器K1，所述备用三相线路首端设置有第二三相断路器K2，所述原三相线路尾端设置有第三三相断路器K3，所述备用三相线路尾端设置有第四三相断路器K4，其中，第一三相断路器K1和第二三相断路器K2设置在两路所述三相线路的输入并联端下游，第三三相断路器K3和第四三相断路器K4设置在两路所述三相线路的输出并联端上游，当三相线路上发生故障后，即可通过第一三相断路器K1和第三三相断路器K3对原三相线路进行切除，通过第二三相断路器K2和第四三相断路器K4对备用三相线路进行切除，保证没有发生故障的三相线路正常供电运行。

步骤二、在首、尾端三相断路器之间的三相线路上等间隔开断有若干节点，所述节点将三相线路上的六根相线在同一位置处开断，每个所述节点上设置有一个故障采集单元，所述故障采集单元将所在位置处的节点两端选择性连接，正常状态下，各个故障采集单元将节点两端导电连接，当两个节点之间发生接地故障时，则将该两个节点断开，避免故障源影响线路正常运行，且从每个所述故障采集单元上引出三对电连接端，其中，每一对所述电连接端连接两路三相线路的同名相。

具体的，本实施例中，根据三相线路首尾两端之间线路的长度，对三相线路上等间距划分若干个节点，原三相线路和备用三相线路上的同一节点处设置有一个故障采集单元20，从而将所述故障采集单元20等间距间隔设置在所述三相线路上。

若干故障采集单元20间隔设置在首、尾端三相断路器之间的三相线路上，也就是说，故障采集单元20设置在第一三相断路器K1和第三三相断路器K3之间的原三相线路上，和设置在第二三相断路器K2和第四三相断路器K4之间的备用三相线路上，故障采集单元20用于判断接地故障发生的具体位置。

所述故障采集单元20包括三对单相断路器，每对所述单相断路器中的第一个单相断路器串联在原三相线路的某一相线上、第二个单相断路器串联在备用三相线路的对应相线上，每个所述单相断路器输出端引出一电连接端，正常运行时，各个单相断路器处于闭合状态。

具体的，所述故障采集单元20具体包括：

第一对单相断路器，其由第一单相断路器211和第二单相断路器212组成，所述第一单相断路器211的两个接点213、214串联在原三相线路的第一相线上，所述第二单相断路器212的两个接点215、216串联在备用三相线路的第一相线上；

第二对单相断路器，其由第三单相断路器221和第四单相断路器222组成，所述第三单相断路器221串联在原三相线路的第二相线上，所述第四单相断路器222串联在备用三相线路的第二相线上；

第三对单相断路器，其由第五单相断路器231和第六单相断路器232组成，所述第五单相断路器231串联在原三相线路的第三相线上，所述第六单相断路器232串联在备用三相线路的第三相线上。

本实施例中，根据三相线路首尾两端之间线路的长度，对三相线路上等间距划分若干个节点，原三相线路和备用三相线路上的同一节点处设置有一个故障采集单元20，从而将所述故障采集单元20等间距间隔设置在所述三相线路上。所述第一单相断路器211输出端引出第一电连接端217，所述第二单相断路器212输出端引出第二电连接端218，所述第三单相断路器221输出端引出第三电连接端227，所述第四单相断路器222输出端引出第四电连接端228，所述第五单相断路器231输出端引出第五电连接端237，所述第六单相断路器232输出端引出第六电连接端238。

步骤三、实时采集所述三相线路中性点上的电压信号、两路所述三相线路的输入端并联线上和输出端并联线上的电信号，根据中性点上的电压信号判断三相线路是否发生单相接地故障，随后根据两路所述三相线路的输入端并联线上和输出端并联线上的电信号判断发生单相接地故障的三相线路和故障相，通过一接地保护装置配合将故障发生所在三相线路两端的三相断路器断开。

第二电信号采集单元12可以采集备用三相线路上每相的电压大小、电流大小和流向，当电网电路正常供电运行时，第二电信号采集单元12和第三电信号采集单元13采集到的电流流向是一致的，当三相线路中某一相发生接地故障时，通过第二电信号采集单元12采集的三相电信号即可判断出发生故障的对应相及该故障相正常时的电压正负，具体的，没有发生接地故障两相各自的相电压上升为线电压，故障相电压变为0，根据非故障两相的电流大小和流向即可推算出故障相正常时的电压正负。

具体的，比如，电网电路三相线路上的第一相发生接地故障后，且推算出第一相在正常运行电压为正电压时，如果第二电信号采集单元12和第三电信号采集单元13中对应故障相的电流同时向外流出时，则原三相线路中的第一相发生接地故障；如果第二电信号采集单元12和第三电信号采集单元13中对应故障相的电流同时向内流入时，则备用三相线路中的第一相发生接地故障。电网电路三相线路上的第一相发生接地故障后，且推算出第一相在正常运行电压为负电压时，如果第二电信号采集单元12和第三电信号采集单元13 中对应故障相的电流同时向外流出时，则备用三相线路中的第一相发生接地故障；如果第二电信号采集单元12和第三电信号采集单元13中对应故障相的电流同时向内流入时，则原三相线路中的第一相发生接地故障。

由此，通过第一电信号采集单元11可以判断出电网电路发生接地故障，并发出报警信号，通过第二电信号采集单元12和第三电信号采集单元13可以具体判断出发生接地故障的三相线路和相线，如果原三相线路发生接地故障，则控制第一三相断路器K1和第三三相断路器K3同时开断，如果备用三相线路发生接地故障，则控制第二三相断路器K2 和第四三相断路器K4同时开断。

具体的，接地保护装置包括并联设置的第一电路和第二电路，所述第一电路和第二电路的第一共接端通过所述第一电信号采集单元11连接在所述三相线路的中性点上，所述第一电路和第二电路的第二共接端接地，所述第一电路包括串联连接的第一电抗71和熔断器72，所述第二电路包括串联连接的开关K5和第二电抗，所述第二电抗73的电抗值大于第一电抗71的电抗值，所述开关K5处于常开状态。

具体的，发生接地故障后，中性点通过第一电抗71和熔断器72接地，本实施例中，第一电抗71为小电抗值电抗器，当发生接地故障后，流经第一电抗71的接地电流较大，从而加快了接地线路两端三相断路器的动作响应时间，两端的三相断路器迅速开断，将故障线路切除，减小了故障发生时间，避免损害线路设备和避免造成上一级断路器跳闸，从而避免了故障影响范围的进一步扩大，由于第一电路上的接地电流很大，接地线路两端三相断路器响应时，熔断器72也随即熔断，避免大接地电流长时间进行，损害三相断路器触头，也有利于三相断路器开断，避免由于大电流而使得触头间长时间燃弧或开断失败，此后，开关K5闭合，中性点通过第二电路接地，第二电抗73为大电抗值电抗器，当发生接地故障后，流经第二电抗73的接地电流较小，有利于三相断路器直接开断，并减少开断时间，保护三相线路和设备。故障修复后，重新更换熔断器72，并断开开关K5。

另一方面，由于故障点的接地电流为容性电流，中性点不管是通过第一电抗71接地还是通过第二电抗73接地，该接地电流都是感性电流，方向与故障点接地电流相反，与故障点接地电流有效补偿，消除故障点接地弧电流，使得故障点快速灭弧，两端三相断路器快速开断，且保障了接地点的安全，提高了岸电系统的可靠性和安全性。

步骤四、当单相接地故障发生时，通过扫描设备连续采集各个所述节点上故障相和另一三相线路对应相上电连接端之间的电流信号，取出连续的两个最大电流信号，即判断出故障源发生在该两个相邻节点之间的故障相上。

为了实现连续采集各个节点上故障相和另一三相线路对应相上电连接端之间的电流信号，本实施例提供了一故障检测装置30，故障检测装置30包括若干绝缘设置的电接触端，各个所述电接触端分布在所述故障检测装置30的外周形成一周圈，所述电接触端内侧空间至少设置有一角位移球栅尺，所述角位移球栅尺两端分别转动设置有一选择检测单元40，所述选择检测单元40限制转动在所述角位移球栅尺上，每个选择检测单元40底部设置有一转动套设在所述角位移球栅尺上的读数头，所述选择检测单元40的输入、输出端与相邻的两个所述电接触端选择性接触，从而将同一节点处原三相线路和备用三相线路上同一相之间电流信号采集到一个选择检测单元40中。

具体的，本实施例需要三个故障检测装置30，一个故障检测装置30用于采集两个三相线路上同一节点处某一相之间的电流信号，三个故障检测装置30即可采集两个三相线路上同一节点处每一相之间的电流信号。

所述故障检测装置30外周设置有一圈等间距分布的所述电接触端，各个所述电接触端之间绝缘间隔设置，各个所述故障采集单元20上的第一电连接端217和第二电连接端218依次导电连接至第一个所述故障检测装置30上的所述电接触端，各个所述故障采集单元20上的第三电连接端227和第四电连接端228依次导电连接至第二个所述故障检测装置30上的所述电接触端，各个所述故障采集单元20上的第五电连接端237和第六电连接端238依次导电连接至第三个所述故障检测装置30上的所述电接触端。

具体的，第一个故障检测装置30外周设置有一圈等间距分布的电接触端311、312、313、314、315…，第一个故障采集单元20设置在第一节点处，第二个故障采集单元20 设置在第二节点处，以此类推，第一个故障采集单元20上的第一电连接端217连接电接触端311，第二电连接端218连接电接触端312；第二个故障采集单元20上的第一电连接端217连接电接触端313，第二电连接端218连接电接触端314；第三个故障采集单元20 上的第一电连接端217连接电接触端315，以此类推，全部故障采集单元20上的第一电连接端217和第二电连接端218依次连接第一个故障检测装置30外周的电接触端上，全部故障采集单元20上的第三电连接端227和第四电连接端228依次连接第二个故障检测装置30外周的电接触端上，全部故障采集单元20上的第五电连接端237和第六电连接端 238依次连接第三个故障检测装置30外周的电接触端上。

在所述故障检测装置30中心两侧分别设置有一柱形凹腔，所述扫描设备设置柱形凹腔中，在第一柱形凹腔中设置第一扫描设备，第一扫描设备具体包括第一角位移球栅尺、第一转动机构、第一转动台和第一选择检测单元，第一角位移球栅尺凸出设置在第一柱形凹腔底部外周，将所述第一转动台连接在所述第一转动机构的转动轴上，将第一选择检测单元设置在所述第一转动台上表面，通过第一转动机构驱动第一转动台在第一角位移球栅尺上转动；在第二柱形凹腔中设置第二扫描设备，第二扫描设备具体包括第二角位移球栅尺、第二转动机构、第二转动台和第二选择检测单元，第二角位移球栅尺凸出设置在第二柱形凹腔底部外周，将所述第二转动台连接在所述第二转动机构的转动轴上，将第二选择检测单元设置在所述第二转动台上表面，通过第二转动机构驱动第二转动台在第二角位移球栅尺上转动。

柱形凹腔中心到各个电接触端的距离一致，所述电接触端贯穿且凸出于所述故障检测装置30两侧，且所述柱形凹腔位于所述电接触端内侧；其中，第一柱形凹腔34底部外周凸出设置有第一角位移球栅尺32，第二柱形凹腔底部外周凸出设置有第二角位移球栅尺，所述第一柱形凹腔34中设置有第一转动机构和第一转动台33，所述第一转动台33连接在所述第一转动机构的转动轴上，第一转动台33通过第一转动机构在第一柱形凹腔34中自由转动，在所述第一转动台33底部设置有第一环形凹槽331，所述第一转动台33底部通过所述第一环形凹槽331转动套设在所述第一角位移球栅尺32上，所述第一环形凹槽 331中还设置有第一读数头332，所述第一读数头332同步套设在所述第一角位移球栅尺 32上，当第一转动台33在第一角位移球栅尺32上转动时，第一读数头332随第一转动台33同步绕设在第一角位移球栅尺32上，即可实时测量出第一转动台33的转动角度和位置。

同理，所述第二柱形凹腔中设置有第二转动机构和第二转动台，所述第二转动台连接在所述第二转动机构的转动轴上，所述第二转动台底部设置有第二环形凹槽，所述第二转动台底部通过所述第二环形凹槽转动套设在所述第二角位移球栅尺上，所述第二环形凹槽中还设置有第二读数头，所述第二读数头与所述第二转动台同步转动且套设在所述第二角位移球栅尺上，当第二转动台在第二角位移球栅尺上转动时，第二读数头随第二转动台同步绕设在第二角位移球栅尺上，即可实时测量出第二转动台的转动角度和位置。

所述第一转动台33外表面中心设置有第一选择检测单元，第一选择检测单元随所述第一转动台33同步转动，所述第二转动台外表面中心设置有第二选择检测单元，第二选择检测单元随所述第二转动台同步转动。

所述选择检测单元凸出于所述柱形凹腔，使得选择检测单元与凸出设置的电接触端处于同一平面内，在所述选择检测单元外周错开设置有一对导电柱，所述导电柱的长度与所述转动台中心到所述电接触端内侧之间的直线距离一致，所述导电柱内侧连接所述选择检测单元的输入或输出端，所述导电柱外侧设置有一接触头，一对所述接触头之间的间距与两个相邻所述电接触端之间的间距对应一致，使得在选择检测单元转动过程中，一对所述接触头与相邻的两个所述电接触端选择性接触。

具体的，如图5 所示，第一选择检测单元外周错开设置有一对导电柱41、42，导电柱 41、42之间的夹角与相邻两个电接触端与第一转动台33轴中心之间形成的夹角一致，导电柱41外侧设置有第一接触头411，导电柱42外侧设置有第二接触头422，当第一转动台转动时，导电柱41、42同步转动，并与电接触端选择性接触，当调整第一转动台的转动角度，即可使得第一接触头411和第二接触头422同时与两个相邻的电接触端导电接触，比如第一接触头411与电接触端311接触，同时，第二接触头422同时与电接触端312接触，由于电接触端311与第一个故障采集单元20上的第一电连接端217连接，电接触端312与第一个故障采集单元20上的第二电连接端218连接，因此，第一选择检测单元即可测量第一电连接端217与第二电连接端218之间的电信号，即第一节点处两个三相线路第一相之间的电信号，随着第一转动台的转动，第一选择检测单元采集第二节点处两个三相线路第一相之间的电信号，以此类推，第二故障检测装置30上的选择检测单元采集各个节点处两个三相线路第二相之间的电信号，第三故障检测装置30上的选择检测单元采集各个节点处两个三相线路第三相之间的电信号，角位移球栅尺和读数头配合使用，以精确控制转动台的转动角度，使得第一接触头411和第二接触头422每次都能与相邻两个电接触端接触，以采集两路三相线路同一相之间的电信号。

所述接触头内侧端与所述导电柱导电连接，所述接触头的外侧端与各个所述电接触端滑动导电接触，所述接触头包括固定导电座121、导电杆122、滑动导电座123和导电靴124，所述固定导电座连接所述导电柱上，所述导电杆垂直设置在所述固定导电座的中心，所述导电靴设置在所述滑动导电座上，所述滑动导电座套设活动在所述导电杆上，所述滑动导电座与所述导电杆弹性导电接触，以提供缓冲距离，所述导电靴设置有一与所述电接触端滑动配合的导槽126，所述导槽中设置有一向内凹陷的导电弧面125，所述导电弧面通过一弹性件127与所述导槽底部导电连接。所述导电弧面125与所述电接触端内侧面滑动贴合，当转动台转动时，接触头随导电柱转动，直到与一个电接触端接触，此时，电接触端滑入到导槽126中，由于所述滑动导电座与所述导电杆弹性导电接触，且所述导电弧面通过一弹性件127与所述导槽底部导电连接，通过两级弹性接触有效吸收了导电弧面 125与电接触端之间的超行程或欠行程，使得电接触端与导电弧面125形成有效的导电接触，实现选择检测单元采集各个节点处两个三相线路各相之间的电信号。

本实施例中，所述选择检测单元中包括一依次串联设置的第一电阻R1、提示灯51、电流采集单元52和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2为大电阻，使得当发生接地故障时，通过第一电阻R1和第二电阻R2形成大电阻接地系统，电流采集单元52采集到的电流即为通过第一电阻R1和第二电阻R2的接地电流。所述第一电阻连接第一导电柱，所述第二电阻连接第二导电柱，也就是通过选择检测单元将两个三相线路某一相之间导通，通过电流采集单元52采集两个三相线路某一相之间的电流，一旦有电流通过，提示灯51点亮，发出提示，正常运行时，两个三相线路任一相之间不会产生电流，当发生接地故障后，两个三相线路上的故障相之间会产生电流。

当接地故障发生后，将发生接地故障的三相线路切除，比如，探测到原三相线路的第一相发生接地故障后，通过第一三相断路器K1和第三三相断路器K3将原三相线路从电网电路中切除，通过备用三相线路保持电网电路正常运行，故障发生后，通过故障检测装置30来快速检测各个节点处两个三相线路上第一相之间的电流信号，具体的，第一选择检测单元从第一节点处采集两个三相线路上第一相之间的电流信号，第二选择检测单元从第最后一个节点处采集两个三相线路上第一相之间的电流信号，第一选择检测单元与第二选择检测单元相反转动，通过角位移球栅尺和读数头来控制转动角度，实现精确快速的两路三相线路第一相之间电流测量，当原三相线路第一相发生接地故障后，备用三相线路第一相正常运行，当通过选择检测单元接通两个三相线路上第一相之后，备用三相线路第一相通过第一电阻R1和第二电阻R2到原三相线路第一相的接地点形成大电阻接地系统，越接近接地点的接地电流越大，选择检测单元检查到的电流信号即为不同节点处的接地电流，第一选择检测单元和第二选择检测单元从线路两头分别对不同节点处的接地电流进行检测，加快了检测速度，最后探测出两个接点电流最大的节点，即接地点发生在这两个节点之间的线路上。

步骤五、将所述故障源所在故障相两侧的节点断开，并导电连接断开节点两侧的故障相，将故障源从所在相上切除。

每个所述故障检测装置30上还设置有自动插接设备，其选择性导电连接两个所述电接触端，具体的，所述自动插接设备上至少设置有一个插接件，所述插接件上设置有两个导电连接的插接端，每个所述插接端选择性插接至一个所述电接触端。

当判断出接地点后，断开接地点相邻两个故障采集单元上的单相断路器，自动插接设备的第一插接端导电连接接地点上游第二个故障采集单元上电连接端对应的电接触端，自动插接设备的第二插接端导电连接接地点下游第一个故障采集单元上电连接端对应的电接触端，从而将接地点前后两侧恢复导电连接，并且有效将接地点通过两个单相断路器切除，并将断开线路用自动插接设备导通，也就是将故障源旁路。

步骤六、将故障发生所在三相线路两端的三相断路器闭合，将故障三相线路恢复运行。

将接地点从线路中切除后，即可控制第一三相断路器K1和第三三相断路器K3同时导通，两路三相线路恢复导通，避免单路三相线路长期独立运行，因为一旦再发生接地故障，单路三相线路独立支撑的整个岸电系统即会全部断电，导致岸电系统瘫痪。接地点从线路中切除后，即可对故障线路进行维修，不影响岸电系统的正常运行，故障线路进行维修完成后，将断开的两个单相断路器闭合，并将自动插接设备两端从相应的电接触端断开，即可将被切除的线路重新接入到运行的三相线路中，整个岸电系统即可恢复如初

由上所述，本发明方法可以对输电线路的故障性质进行快速判断，并可识别出故障发生的具体线路，并自动将故障源从线路中切除，避免故障范围进一步扩大，进而保证了输电线路的可靠性；同时，通过本发明方法，可以保证在输电线路正常供电的情况下进行故障维修，从而解决了停电作业而影响正常供电的技术问题。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种电路故障源切除方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在原三相线路上并联一路备用三相线路，将三相线路输入端与电源端连接，将三相线路输出端与用电设备连接，在原三相线路首、尾端和备用三相线路首、尾两端分别设置有一个三相断路器，将首端三相断路器设置在两路所述三相线路的输入并联端下游，将尾端三相断路器设置在两路所述三相线路的输出并联端上游；

步骤二、在首、尾端三相断路器之间的三相线路上等间隔开断有若干节点，所述节点将三相线路上的六根相线在同一位置处开断，每个所述节点上设置有一个故障采集单元，所述故障采集单元将所在位置处的节点两端选择性连接，且从每个所述故障采集单元上引出三对电连接端，其中，每一对所述电连接端连接两路三相线路的同名相；

步骤三、实时采集所述三相线路中性点上的电压信号、两路所述三相线路的输入端并联线上和输出端并联线上的电信号，根据中性点上的电压信号判断三相线路是否发生单相接地故障，随后根据两路所述三相线路的输入端并联线上和输出端并联线上的电信号判断发生单相接地故障的三相线路和故障相，通过一接地保护装置配合将故障发生所在三相线路两端的三相断路器断开；

步骤四、当单相接地故障发生时，通过扫描设备连续采集各个所述节点上故障相和另一三相线路对应相上电连接端之间的电流信号，取出连续的两个最大电流信号，即判断出故障源发生在该两个相邻节点之间的故障相上；

步骤五、将所述故障源所在故障相两侧的节点断开，并导电连接断开节点两侧的故障相，将故障源从所在相上切除；

步骤六、将故障发生所在三相线路两端的三相断路器闭合，将故障三相线路恢复运行；

其中，设置有一故障检测装置，在该故障检测装置上设置有若干电接触端，将各个所述电接触端分布在所述故障检测装置的外周，同时将所述电接触端依次连接相邻两个节点上的同一对所述电连接端，在所述电接触端内侧空间至少设置有一角位移球栅尺，在所述角位移球栅尺两侧分别转动设置有一选择检测单元，每个选择检测单元底部设置有一转动套设在所述角位移球栅尺上的读数头，驱动选择检测单元在角位移球栅尺上转动，读数头采集选择检测单元的转动角度，将所述选择检测单元的输入、输出端与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触。

2.如权利要求1所述的电路故障源切除方法，其特征在于，在所述故障检测装置中心两侧分别开设一柱形凹腔，将每个所述电接触端贯穿且凸出于所述故障检测装置两侧，所述柱形凹腔位于所述电接触端内侧，所述扫描设备设置柱形凹腔中；

在第一柱形凹腔中设置第一扫描设备，第一扫描设备具体包括第一角位移球栅尺、第一转动机构、第一转动台和第一选择检测单元，第一角位移球栅尺凸出设置在第一柱形凹腔底部外周，将所述第一转动台连接在所述第一转动机构的转动轴上，将第一选择检测单元设置在所述第一转动台上表面，通过第一转动机构驱动第一转动台在第一角位移球栅尺上转动；

在第二柱形凹腔中设置第二扫描设备，第二扫描设备具体包括第二角位移球栅尺、第二转动机构、第二转动台和第二选择检测单元，第二角位移球栅尺凸出设置在第二柱形凹腔底部外周，将所述第二转动台连接在所述第二转动机构的转动轴上，将第二选择检测单元设置在所述第二转动台上表面，通过第二转动机构驱动第二转动台在第二角位移球栅尺上转动。

3.如权利要求2所述的电路故障源切除方法，其特征在于，在所述第一转动台底部设置有第一环形凹槽，所述第一转动台底部通过所述第一环形凹槽转动套设在所述第一角位移球栅尺上，在所述第一环形凹槽中还设置有第一读数头，所述第一读数头与所述第一转动台同步转动且套设在所述第一角位移球栅尺上，用于测量第一转动台的转动角度，以控制所述第一选择检测单元的输入、输出端与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触；

在所述第二转动台底部设置有第二环形凹槽，所述第二转动台底部通过所述第二环形凹槽转动套设在所述第二角位移球栅尺上，在所述第二环形凹槽中还设置有第二读数头，所述第二读数头与所述第二转动台同步转动且套设在所述第二角位移球栅尺上，用于测量第二转动台的转动角度，以控制所述第二选择检测单元的输入、输出端与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触。

4.如权利要求3所述的电路故障源切除方法，其特征在于，所述第一选择检测单元向外凸出于所述第一柱形凹腔一定距离；所述第二选择检测单元向外凸出于所述第二柱形凹腔一定距离；在所述选择检测单元外周错开设置有第一导电柱和第二导电柱，所述导电柱的长度与所述转动台中心到所述电接触端内侧之间的直线距离一致，将所述导电柱内侧连接所述选择检测单元的输入或输出端，同时，在所述导电柱外侧设置有一接触头，一对所述接触头之间的间距与两个相邻所述电接触端之间的间距对应一致，在转动机构的驱动下，将一对所述接触头与相邻的两个所述电接触端选择性导电接触，将各对电连接端之间的电流信号采集至选择检测单元中。

5.如权利要求4所述的电路故障源切除方法，其特征在于，所述选择检测单元中包括一依次串联设置的第一电阻、提示灯、电流采集单元和第二电阻，所述第一电阻连接第一导电柱，所述第二电阻连接第二导电柱。

6.如权利要求5所述的电路故障源切除方法，其特征在于，第一选择检测单元和第二选择检测单元的转动方向相反，从三相线路两头分别对不同节点处的各对电连接端之间的电流进行检测，最后探测出两个电流最大的相邻节点，即故障源发生在这两个节点之间的线路上。

7.如权利要求6所述的电路故障源切除方法，其特征在于，所述步骤三中，接地保护装置包括并联设置的第一电路和第二电路，所述第一电路和第二电路的第一共接端连接在所述三相线路的中性点上，所述第一电路和第二电路的第二共接端接地，所述第一电路包括串联连接的第一电抗和熔断器，所述第二电路包括串联连接的开关和第二电抗，所述第二电抗的电抗值大于第一电抗的电抗值，所述开关处于常开状态；

当发生接地故障后，熔断器熔断，开关闭合，中性点通过第二电路接地，直到故障修复后，更换熔断器，并断开开关。

8.如权利要求7所述的电路故障源切除方法，其特征在于，所述步骤二中，所述故障采集单元包括三对单相断路器，每对所述单相断路器中的第一个单相断路器串联在原三相线路的某一相线上、第二个单相断路器串联在备用三相线路的对应相线上，在每个所述单相断路器输出端引出一电连接端，从而形成三对电连接端；

所述故障采集单元具体包括：

第一对单相断路器，其由第一单相断路器和第二单相断路器组成，所述第一单相断路器串联在原三相线路的第一相线的各个节点上，所述第二单相断路器串联在备用三相线路的第一相线的各个节点上；所述第一单相断路器输出端引出第一电连接端，所述第二单相断路器输出端引出第二电连接端；

第二对单相断路器，其由第三单相断路器和第四单相断路器组成，所述第三单相断路器串联在原三相线路的第二相线的各个节点上，所述第四单相断路器串联在备用三相线路的第二相线的各个节点上；所述第三单相断路器输出端引出第三电连接端，所述第四单相断路器输出端引出第四电连接端；

第三对单相断路器，其由第五单相断路器和第六单相断路器组成，所述第五单相断路器串联在原三相线路的第三相线的各个节点上，所述第六单相断路器串联在备用三相线路的第三相线的各个节点上；所述第五单相断路器输出端引出第五电连接端，所述第六单相断路器输出端引出第六电连接端。

9.如权利要求8所述的电路故障源切除方法，其特征在于，所述步骤五中，在所述故障检测装置上设置一自动插接设备，所述自动插接设备上至少设置有一个插接件，所述插接件上设置有两个导电连接的插接端，控制每个所述插接端选择性插接至一个所述电接触端，将故障源所在位置处两侧电接触端导电接触，即将故障源旁路切除。