CN108039701B - 一种电路故障保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路故障保护系统，至少两路并联设置的三相线路，所述三相线路的中性点上设置有第一电信号采集单元，两路三相线路的输入端并联线上设置有第二电信号采集单元，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；若干故障采集单元；若干故障检测装置，至少一个故障隔离装置，其上设置有一导电连接臂，所述导电连接臂两端分别设置有一导电插接头，所述导电插接头与故障源两端的电连接端选择性导电接触；本发明解决了因线路故障而导致电路瘫痪的技术问题。

Description

一种电路故障保护系统

技术领域

本发明涉及一种电路智能防护系统，更具体地说，本发明涉及一种电路故障保护系统。

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，急需一种电路故障保护系统，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，提供一种电路故障保护系统，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，通过故障隔离装置将故障源切除，以保障三相线路正常运行，保护电网安全，避免扩大跳闸范围，从而提高了输电线路的可靠性，本发明解决了因线路故障而导致电路瘫痪的技术问题。

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保护系统，包括：

备用三相线路，其并联设置的原三相线路上，所述三相线路输入端与电源端连接，所述三相线路的输出端与用电设备连接，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，所述三相线路的中性点上设置有第一电信号采集单元；

若干故障采集单元，其间隔设置在首、尾端三相断路器之间的三相线路上，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，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，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，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；

故障检测装置，其包括一绝缘扫描平台，所述绝缘扫描平台上纵向贯穿开设若干对导电通孔，各个所述导电通孔间隔设置，所述绝缘扫描平台的长度方向侧壁上端横向设置有一齿轮带，所述齿轮带下端间隔设置有一导轨，所述导轨下端间隔开设有一凹槽，所述凹槽内设置有一第一直线位移球栅尺，所述第一直线位移球栅尺的方向与所述绝缘扫描平台的长度方向一致；所述绝缘扫描平台的侧壁上设置有一转动机构，所述转动机构沿着所述齿轮带移动，所述转动机构上设置有一第一读数头，所述第一读数头套设在所述第一直线位移球栅尺上，所述转动机构上端绝缘间隔设置有一对导电接触端，第一所述导电接触端连接一选择检测单元的输入端，第二所述导电接触端连接所述选择检测单元的输出端；其中，每个所述电连接端电连接至一个导电柱，所述故障采集单元上的同一对所述电连接端通过所述导电柱依次插设在故障检测装置上的同一对所述导电通孔中，一对所述导电接触端受所述转动机构驱动依次与插设在各对所述导电通孔中的导电柱导电接触；以及

故障隔离装置，其设置在所述绝缘扫描平台的两侧壁上，所述故障隔离装置横向移动设置在所述导轨上，所述导轨内设有第二直线位移球栅尺，所述故障隔离装置上设置有第二读数头，所述第二读数头套设在所述第二直线位移球栅尺上，所述故障隔离装置上伸缩设置有一导电连接臂，所述导电连接臂的伸缩方向与所述绝缘扫描平台的宽度方向一致，所述导电连接臂的长度与连续的三个所述导电通孔之间的直线间距一致，所述齿轮带与导轨之间的所述绝缘扫描平台侧壁上间隔开设有若干绝缘通孔，每个所述绝缘通孔从侧向对准一个所述导电通孔且与所在位置处的导电通孔贯通，所述导电连接臂两端分别设置有一导电插接头，所述导电插接头贯穿所述绝缘通孔与所述导电通孔选择性导电接触。

优选的，所述原三相线路首端设置有第一三相断路器，所述备用三相线路首端设置有第二三相断路器，所述原三相线路尾端设置有第三三相断路器，所述备用三相线路尾端设置有第四三相断路器，其中，第一三相断路器和第二三相断路器设置在两路所述三相线路的输入并联端下游，第三三相断路器和第四三相断路器设置在两路所述三相线路的输出并联端上游。

优选的，各个所述故障采集单元依次设置在所述第一三相断路器和第三三相断路器之间的三相线路上，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上，所述第二单相断路器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上，所述第四单相断路器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上，所述第六单相断路器串联在备用三相线路的第三相线上。

优选的，各个所述故障采集单元等间距间隔设置在所述三相线路上，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，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，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，若干对所述导电通孔等间距间隔开设在所述绝缘扫描平台上，各个所述故障采集单元上的第一电连接端和第二电连接端通过所述导电柱依次导电插接至第一个所述绝缘扫描平台上的各对所述导电通孔中，各个所述故障采集单元上的第三电连接端和第四电连接端通过所述导电柱依次导电插接至第二个所述绝缘扫描平台上的各对所述导电通孔中，各个所述故障采集单元上的第五电连接端和第六电连接端通过所述导电柱依次导电插接至第三个所述绝缘扫描平台上的各对所述导电通孔中；

其中，各个所述导电柱凸出于所述导电通孔一定距离，一对所述导电接触端之间的距离与一对所述导电通孔之间的距离一致。

优选的，所述转动机构包括：

电机，其转动轴上端设置有一齿轮，所述齿轮与所述齿轮带啮合连接；

导向块，其设置在所述电机侧壁上，所述第一读数头设置在所述导向块内，所述导向块沿所述第一直线位移球栅尺移动；

安装台，其转动设置在所述齿轮上端，所述安装台上横向设置有一绝缘杆，一对所述导电接触端间隔设置在所述绝缘杆上，各对所述导电柱正好位于一对所述导电接触端的移动路径上；以及

导向装置，其横向设置在所述转动机构的上下两端，所述导向装置上凸出设置有一导块，所述绝缘扫描平台上下两端分别对应开设有一导向槽，所述导块滑动设置在所述导向槽内。

优选的，所述导电接触端下端设置有一导电接触头，所述导电接触端通过所述导电接触头与各个导电柱上端滑动导电接触，所述导电接触头包括固定导电座、导电杆、滑动导电座和导电靴，所述固定导电座固定在所述导电接触端上，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，所述导电靴设置有一与所述导电柱滑动配合的导槽，所述导槽外侧设置有导入角，所述导槽中设置有一向内凹陷的导电弧面，所述导电弧面通过一弹性件与所述导槽底部导电连接。

优选的，所述导轨凸出设置在所述绝缘扫描平台侧壁上，所述故障隔离装置横向活动在所述电机的转动轴与绝缘扫描平台之间的间隙中，所述故障隔离装置具体包括：

移动块，其沿所述导轨移动，所述第二读数头设置在所述移动块内，所述第二读数头包络在所述第二直线位移球栅尺外周，所述移动块中设置有驱动所述移动块移动的驱动机构，且所述移动块上端设置有一滑槽，所述滑槽方向与所述绝缘扫描平台的宽度方向一致；

伸缩座，其伸缩设置在所述滑槽中，所述导电连接臂设置在所述伸缩座上，所述导电连接臂端头横向设置有一个所述导电插接头，所述导电插接头的长度不小于所述绝缘通孔的深度，所述伸缩座的伸缩距离不小于所述绝缘通孔的深度。

优选的，所述选择检测单元中包括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个导电接触头，所述第二电阻连接第二个导电接触头。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明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，以提供工作人员快速发现故障并得到及时解决，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、当故障发生后，本发明的输电线路可以定位故障的发生地，并将故障发生地有效切除，从而提高了工作人员的解决故障的效率；

3、本发明的输电线路采用两路并联设置的三相供电线路，其中一路发生故障后不会影响输电线路的正常工作，提高了输电线路供电连续性，同时，故障发生后，通过故障采集单元、故障检测装置和故障隔离装置可以将故障点从电网中切除，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为本发明输电线路的系统线路图；

图2为故障采集单元的结构示意图；

图3为故障隔离装置和故障检测装置的装配结构示意图；

图4为导电接触端与对应的导电柱导电接触时的结构示意图；

图5为导电接触头的结构示意图；

图6为绝缘扫描平台顶部结构示意图；

图7为选择检测单元内部电路结构示意图；

图8为转动机构的结构示意图；

图9为故障隔离装置的结构示意图。

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保护系统，如图1-图 9所示，包括一备用三相线路，其并联设置的原三相线路上，本实施例中采用两路三相线路并联设置而搭建供电网络，两路输电三相线路在输入端和输出端处并联，本发明的输电线路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，不会影响另一路输电线路的正常工作，从而提高了输电线路供电连续性，同时，故障发生后，可以在输电线路正常供电的情况下对发生故障的三相线路进行故障维修，从而避免对输电线路全部断电进行故障检修，提供了供电连续性和可靠性。

每个所述三相线路输入端并联后与三相电源端连接，每个所述三相线路的输出端并联后与用电设备连接，两路三相供电线路并联设置，互不影响，所述三相线路的中性点上设置有第一电信号采集单元11，用于采集输电线路中三相供电线路的中性点电压，输电线路正常运行时，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。

具体的，还包括一接地保护装置，图中未示出，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。

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。

设置有一报警单元分别连接所述第一电信号采集单元11、第二电信号采集单元12和第三电信号采集单元13，当第一电信号采集单元11采集到故障电压后，即可控制报警单元报警，发出故障信号，以利于工作人员及时发现并解决故障。

同时，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，当输电线路正常供电运行时，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，输电线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。输电线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可以判断出输电线路发生接地故障，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，发生接地故障后，中性点通过第一电抗和熔断器接地，本实施例中，第一电抗为小电抗值电抗器，当发生接地故障后，流经第一电抗的接地电流较大，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，开关闭合，中性点通过第二电路接地，第二电抗为大电抗值电抗器，当发生接地故障后，流经第二电抗的接地电流较小，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，并断开开关。

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接地还是通过第二电抗接地，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，提高了输电线路的可靠性和安全性。

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，从而形成三对电连接端，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。

故障检测装置包括一绝缘扫描平台30，所述绝缘扫描平台30上纵向贯穿开设若干对导电通孔34，各个所述导电通孔34间隔设置，如图6所示，各对导电通孔沿着绝缘扫描平台30的长度方向依次开设，每个所述电连接端电连接至一个导电柱，所述故障采集单元上的同一对所述电连接端通过所述导电柱依次插设在故障检测装置上的同一对所述导电通孔34中。

所述绝缘扫描平台30的长度方向侧壁上端横向设置有一齿轮带31，所述齿轮带31下端间隔设置有一导轨33，所述导轨33下端间隔开设有一凹槽32，所述凹槽32内设置有一第一直线位移球栅尺321，所述第一直线位移球栅尺的方向与所述绝缘扫描平台30 的长度方向一致；所述绝缘扫描平台30的侧壁上设置有一转动机构40，所述转动机构40 沿着所述齿轮带31移动，所述转动机构40上设置有一第一读数头，所述第一读数头套设在所述第一直线位移球栅尺321上，用于测量转动机构40的移动距离和所在位置，所述转动机构40上端绝缘间隔设置有一对导电接触端45、46，第一所述导电接触端45连接一选择检测单元的输入端，第二所述导电接触端46连接所述选择检测单元的输出端；其中，一对所述导电接触端受所述转动机构40驱动依次与插设在各对所述导电通孔34中的导电柱导电接触。

具体的，所述转动机构40包括：

电机41，其转动轴42上端设置有一齿轮43，所述齿轮43与所述齿轮带31啮合连接，当电机41转动时，通过齿轮43沿着齿轮带31转动，即可带动整个转动机构40在绝缘扫描平台30侧壁上来回移动；

导向块，其设置在所述电机41侧壁上，图中未示出，所述第一读数头设置在所述导向块内，导向块套设在第一直线位移球栅尺321上，所述导向块沿所述第一直线位移球栅尺移动，当驱动转动机构40移动时，第一读数头即可读出转动机构40的移动距离和所在位置，从而反馈至控制器，通过控制电机来精确控制转动机构40的移动距离和所在位置；

安装台49，其转动设置在所述齿轮43上端，随着转动机构40移动而同步移动，且所述安装台49不随齿轮43转动而转动，所述安装台49上横向设置有一绝缘杆44，一对所述导电接触端45、46间隔设置在所述绝缘杆44上，一对所述导电接触端之间的距离与一对所述导电通孔之间的距离一致，各对插设在导电通孔34内的所述导电柱正好位于一对所述导电接触端的移动路径上，且各个所述导电柱凸出于所述导电通孔一定距离，当导电接触端45、46受电机驱动而移动时，导电接触端45、46正好与移动路径上的各个导电柱上端导电接触；以及

导向装置，其横向设置在所述转动机构的上下两端，具体的，齿轮内侧设置有一导向装置48，电机底部内侧设置有一导向装置47，间隔设置的一对导向装置，用于将转动机构40滑动固定在绝缘扫描平台侧壁上，所述导向装置上凸出设置有一导块，导块方向与导向装置的宽度方向一致，所述绝缘扫描平台上下两端表面上分别对应开设有一导向槽，所述导块滑动设置在所述导向槽内，从而为转动机构40提供移动导向，转动机构40沿着导向槽在绝缘扫描平台外侧壁上移动。

所述选择检测单元的输入、输出端与同一对的两个所述导电柱接触，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中。

具体的，本实施例需要三个故障检测装置，一个故障检测装置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。

所述故障检测装置中的绝缘扫描平台上等间距贯穿开设若干对导电通孔34，各个所述导电通孔之间绝缘间隔设置，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分别连接一导电柱35，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通过各自的导电柱35依次导电插接连接至第一个所述故障检测装置上的所述导电通孔中，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 通过各自的导电柱35依次导电插接连接至第二个所述故障检测装置上的所述导电通孔中，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通过各自的导电柱35依次导电插接连接至第三个所述故障检测装置上的所述导电通孔中。

具体的，如图6所示，第一个绝缘扫描平台包括第一对导电通孔341、342，第二对导电通孔343、344，第三对导电通孔345、346，依次类推，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通过导电柱插接至导电通孔341中，第二电连接端218通过导电柱插接至导电通孔342中，第二个故障采集单元20上的第一电连接端217通过导电柱插接至导电通孔343中，第二电连接端218通过导电柱插接至导电通孔344中；第三个故障采集单元20上的第一电连接端217通过导电柱插接至导电通孔345中，第二电连接端218通过导电柱插接至导电通孔346中，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依次导电插接至第一个故障检测装置上绝缘扫描平台的导电通孔中，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依次导电插接至第二个故障检测装置上绝缘扫描平台的导电通孔中，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依次导电插接至第一个故障检测装置上绝缘扫描平台的导电通孔中。

导电柱插接至导电通孔后，导电柱的上端凸出于绝缘扫描平台表面一定距离，以便于导电接触端在移动过程中与之导电接触，将各节点之间的电流采集至选择检测单元中。

故障隔离装置50设置在所述绝缘扫描平台30的两侧壁上，第一侧的故障隔离装置50用于短接原三相线路，第二侧的故障隔离装置用于短接备用三相线路，所述故障隔离装置50横向移动设置在所述导轨33上，所述导轨33内设有第二直线位移球栅尺，所述故障隔离装置50上设置有第二读数头，所述第二读数头套设在所述第二直线位移球栅尺上，用于测量故障隔离装置50的移动距离和所在位置。

所述故障隔离装置50上伸缩设置有一导电连接臂54，所述导电连接臂54的伸缩方向与所述绝缘扫描平台30的宽度方向一致，所述导电连接臂54的长度与连续的三个所述导电通孔34之间的直线间距一致，所述齿轮带与导轨33之间的所述绝缘扫描平台侧壁上间隔开设有若干绝缘通孔36，每个所述绝缘通孔36从侧向对准一个所述导电通孔34且与所在位置处的导电通孔34贯通，所述导电连接臂54两端分别设置有一导电插接头55，所述导电插接头55贯穿所述绝缘通孔36与所述导电通孔34选择性导电接触，将导电插接头55插入到绝缘通孔36直到与所在位置处的导电通孔34导电接触。

具体的，所述导轨33凸出设置在所述绝缘扫描平台侧壁上，所述故障隔离装置50横向活动在所述电机的转动轴与绝缘扫描平台之间的间隙中，使得故障隔离装置50的移动和转动机构的移动互不影响。

所述故障隔离装置50具体包括：

移动块51，其沿所述导轨33移动，所述第二读数头设置在所述移动块51内，所述第二读数头包络在所述第二直线位移球栅尺外周，用于测量故障隔离装置50的移动距离和所在位置，所述移动块51中设置有驱动所述移动块51移动的驱动机构，且所述移动块 51上端设置有一滑槽53，所述滑槽53方向与所述绝缘扫描平台30的宽度方向一致；

伸缩座52，其伸缩设置在所述滑槽53上，所述导电连接臂54设置在所述伸缩座52上，所述导电连接臂54端头横向设置有一个所述导电插接头55，所述导电插接头55的长度不小于所述绝缘通孔36的深度，所述伸缩座52的伸缩距离不小于所述绝缘通孔36 的深度。

当检测到故障源后，将故障源通过单相断路器切除，比如检测到原三相线路上发生接地故障后，第二直线驱动机构驱动所在侧的故障隔离装置移动，将一对导电插接头55对准与故障源对应的两个绝缘通孔，通过伸缩座52将导电插接头55插设到绝缘通孔中，直到与导电通孔导电接触，将故障源两侧的节点通过导电连接臂连通，电路恢复正常运行。

驱动机构驱动故障隔离装置50在绝缘扫描平台侧壁上来回移动，第二直线位移球栅尺和第二读数头用于检测故障隔离装置50的移动距离和所处位置，正常状态下，导电插接头55位于绝缘通孔外侧，以不影响障隔离装置50的移动，当故障隔离装置50移动到目标位置时，伸缩座52控制在滑槽53中的伸缩位置，将导电连接臂54两侧的导电插接头55伸入至对应位置处的绝缘通孔中，直达与所在位置处的导电通孔34导电接触，从而将两个导电通孔通过导电连接臂54导电连接。

具体的，如图3-图 4所示，当转动机构移动时，两个导电接触端45、46同步移动，并与导电柱上端选择性接触，当调整转动机构的位置时，即可使得导电接触端45、46同时与一对导电柱导电接触，比如导电接触端45与导电通孔341中的导电柱导电接触，同时，导电接触端46同时与导电通孔342中的导电柱导电接触，由于导电通孔341中的导电柱与第一个故障采集单元20上的第一电连接端217连接，导电通孔342中的导电柱与第一个故障采集单元20上的第二电连接端218连接，因此，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，随着转动机构的移动，两个导电接触端45、46与下一对导电柱导电接触，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，第一直线位移球栅尺和第一读数头配合使用，以精确控制转动机构的位置，使得导电接触端45、46每次都能与一对导电柱导电接触，以采集两路三相线路同一相之间的电信号。

所述导电接触端下端设置有一导电接触头，所述导电接触端通过所述导电接触头与各个导电柱上端滑动导电接触，所述导电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接触端上，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，所述导槽外侧设置有导入角，以利于导电柱与导电接触头滑动接触，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与所述导电柱上端滑动贴合，当转动机构移动时，导电接触端45、46同步移动，直到与一对导电柱接触，此时，导电接触头通过导入角滑入到导槽中，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与导电柱之间的超行程或欠行程，使得导电柱与导电弧面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依次串联设置的第一电阻R1、提示灯61、电流采集单元62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62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个导电接触头，所述第二电阻连接第二个导电接触头，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62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61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将原三相线路从输电线路中切除，通过备用三相线路保持输电线路正常运行，故障发生后，通过故障检测装置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，在绝缘扫描平台两侧分别设置一个转动机构，选择检测单元从第一节点和线路的末端节点处同时采集两个三相线路上第一相之间的电流信号，通过第一直线移球栅尺和第一读数头来控制转动机构的移动距离，实现精确快速的两路三相线路第一相之间电流测量，两个转动机构上的选择检测单元同时检测同一相路上的各个节点间电流，加快了采集速度，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，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。

上述技术方案中，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，故障隔离装置50开始动作，调整故障隔离装置50位置和移动距离，使得第一个导电插接头55插入至接地点上游第二个故障采集单元上电连接端对应的绝缘通孔中，直到与该位置处的导电通孔导电接触，第二个导电插接头55插入至接地点下游第一个故障采集单元上电连接端对应的绝缘通孔中，直到与该位置处的导电通孔导电接触，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，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输电线路即会全部断电，导致输电线路瘫痪。接地点从线路中切除后，即可对故障线路进行维修，不影响输电线路的正常运行，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，整个输电线路即可恢复如初。

由上所述，本发明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，以提供工作人员快速发现故障并得到及时解决，避免故障范围进一步扩大，进而保证了输电线路的可靠性；当故障发生后，本发明的输电线路可以定位故障的发生地，并将故障发生地有效切除，从而提高了工作人员的解决故障的效率；同时，本发明的输电线路采用两路并联设置的三相供电线路，其中一路发生故障后不会影响输电线路的正常工作，提高了输电线路供电连续性，同时，故障发生后，通过故障采集单元、故障检测装置和故障隔离装置可以将故障点从电网中切除，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 (8)

1.一种电路故障保护系统，其特征在于，包括：

备用三相线路，其并联设置在原三相线路上，三相线路输入端与电源端连接，三相线路的输出端与用电设备连接，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，所述三相线路的中性点上设置有第一电信号采集单元；

若干故障采集单元，其间隔设置在首、尾端三相断路器之间的三相线路上，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，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，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，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；

故障检测装置，其包括一绝缘扫描平台，所述绝缘扫描平台上纵向贯穿开设若干对导电通孔，各个所述导电通孔间隔设置，所述绝缘扫描平台的长度方向侧壁上端横向设置有一齿轮带，所述齿轮带下端间隔设置有一导轨，所述导轨下端间隔开设有一凹槽，所述凹槽内设置有一第一直线位移球栅尺，所述第一直线位移球栅尺的方向与所述绝缘扫描平台的长度方向一致；所述绝缘扫描平台的侧壁上设置有一转动机构，所述转动机构沿着所述齿轮带移动，所述转动机构上设置有一第一读数头，所述第一读数头套设在所述第一直线位移球栅尺上，所述转动机构上端绝缘间隔设置有一对导电接触端，第一所述导电接触端连接一选择检测单元的输入端，第二所述导电接触端连接所述选择检测单元的输出端；其中，每个所述电连接端电连接至一个导电柱，所述故障采集单元上的同一对所述电连接端通过所述导电柱依次插设在故障检测装置上的同一对所述导电通孔中，一对所述导电接触端受所述转动机构驱动依次与插设在各对所述导电通孔中的导电柱导电接触；以及

故障隔离装置，其设置在所述绝缘扫描平台的两侧壁上，所述故障隔离装置横向移动设置在所述导轨上，所述导轨内设有第二直线位移球栅尺，所述故障隔离装置上设置有第二读数头，所述第二读数头套设在所述第二直线位移球栅尺上，所述故障隔离装置上伸缩设置有一导电连接臂，所述导电连接臂的伸缩方向与所述绝缘扫描平台的宽度方向一致，所述导电连接臂的长度与连续的三个所述导电通孔之间的直线间距一致，所述齿轮带与导轨之间的所述绝缘扫描平台侧壁上间隔开设有若干绝缘通孔，每个所述绝缘通孔从侧向对准一个所述导电通孔且与所在位置处的导电通孔贯通，所述导电连接臂两端分别设置有一导电插接头，所述导电插接头贯穿所述绝缘通孔与所述导电通孔选择性导电接触；

其中，所述转动机构包括：

电机，其转动轴上端设置有一齿轮，所述齿轮与所述齿轮带啮合连接；

导向块，其设置在所述电机侧壁上，所述第一读数头设置在所述导向块内，所述导向块沿所述第一直线位移球栅尺移动；

安装台，其转动设置在所述齿轮上端，所述安装台上横向设置有一绝缘杆，一对所述导电接触端间隔设置在所述绝缘杆上，各对所述导电柱正好位于一对所述导电接触端的移动路径上；以及

导向装置，其横向设置在所述转动机构的上下两端，所述导向装置上凸出设置有一导块，所述绝缘扫描平台上下两端分别对应开设有一导向槽，所述导块滑动设置在所述导向槽内。

2.如权利要求1所述的电路故障保护系统，其特征在于，所述原三相线路首端设置有第一三相断路器，所述备用三相线路首端设置有第二三相断路器，所述原三相线路尾端设置有第三三相断路器，所述备用三相线路尾端设置有第四三相断路器，其中，第一三相断路器和第二三相断路器设置在两路所述三相线路的输入并联端下游，第三三相断路器和第四三相断路器设置在两路所述三相线路的输出并联端上游。

3.如权利要求2所述的电路故障保护系统，其特征在于，各个所述故障采集单元依次设置在所述第一三相断路器和第三三相断路器之间的三相线路上，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上，所述第二单相断路器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上，所述第四单相断路器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上，所述第六单相断路器串联在备用三相线路的第三相线上。

4.如权利要求3所述的电路故障保护系统，其特征在于，各个所述故障采集单元等间距间隔设置在所述三相线路上，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，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，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。

5.如权利要求4所述的电路故障保护系统，其特征在于，若干对所述导电通孔等间距间隔开设在所述绝缘扫描平台上，各个所述故障采集单元上的第一电连接端和第二电连接端通过所述导电柱依次导电插接至第一个所述绝缘扫描平台上的各对所述导电通孔中，各个所述故障采集单元上的第三电连接端和第四电连接端通过所述导电柱依次导电插接至第二个所述绝缘扫描平台上的各对所述导电通孔中，各个所述故障采集单元上的第五电连接端和第六电连接端通过所述导电柱依次导电插接至第三个所述绝缘扫描平台上的各对所述导电通孔中；

其中，各个所述导电柱凸出于所述导电通孔一定距离，一对所述导电接触端之间的距离与一对所述导电通孔之间的距离一致。

6.如权利要求5所述的电路故障保护系统，其特征在于，所述导电接触端下端设置有一导电接触头，所述导电接触端通过所述导电接触头与各个导电柱上端滑动导电接触，所述导电接触头包括固定导电座、导电杆、滑动导电座和导电靴，所述固定导电座固定在所述导电接触端上，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，所述导电靴设置有一与所述导电柱滑动配合的导槽，所述导槽外侧设置有导入角，所述导槽中设置有一向内凹陷的导电弧面，所述导电弧面通过一弹性件与所述导槽底部导电连接。

7.如权利要求6所述的电路故障保护系统，其特征在于，所述导轨凸出设置在所述绝缘扫描平台侧壁上，所述故障隔离装置横向活动在所述电机的转动轴与绝缘扫描平台之间的间隙中，所述故障隔离装置具体包括：

移动块，其沿所述导轨移动，所述第二读数头设置在所述移动块内，所述第二读数头包络在所述第二直线位移球栅尺外周，所述移动块中设置有驱动所述移动块移动的驱动机构，且所述移动块上端设置有一滑槽，所述滑槽方向与所述绝缘扫描平台的宽度方向一致；

伸缩座，其伸缩设置在所述滑槽中，所述导电连接臂设置在所述伸缩座上，所述导电连接臂端头横向设置有一个所述导电插接头，所述导电插接头的长度不小于所述绝缘通孔的深度，所述伸缩座的伸缩距离不小于所述绝缘通孔的深度。

8.如权利要求7所述的电路故障保护系统，其特征在于，所述选择检测单元中包括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个导电接触头，所述第二电阻连接第二个导电接触头。

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