CN109507539A - 低压对地故障点查找仪及查找方法 - Google Patents

低压对地故障点查找仪及查找方法 Download PDF

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管晓杰
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Abstract

本发明公开了一种低压对地故障点查找仪及查找方法，通过测试电源对处于隔离的故障线路和大地之间加交流电压形成电流，通过绝缘杆式无线交流钳形电流表测量经接地点的电流流向，顺着经接地点的电流流向逐步向未知故障点靠近，逐渐找到低压对接地故障点。采用本发明的方法，现场采用市电经测试电源加压查找故障点，由于测试电源限流作用，不论现场接地为高阻或低阻，即使接地不稳定也不会损坏测试仪器，且保证测试的正确性。

Description

低压对地故障点查找仪及查找方法
技术领域
本发明涉及一种低压电力系统故障点查找技术领域，具体是专门针对低压配网低压对地故障点的低压对地故障点查找仪及查找方法。
背景技术
400V低压电力系统中性点采取直接接地的方式运行。直接接地的优点是三相可以分别向客户供电，这样提高了设备利用率和供电可靠性。但由于中性点直接接地，容易发生人员触电事件，另外，由于中性点直接接地的电阻阻值较大，造成相线对地短路时短路电流较小，大部分情况下小于变压器额定电流，低压电流型保护如熔断器、电磁型空气开关等不能正确运作，导致相线对地短路长期存在，中性点电压位移，零线带电，轻则客户电压不正常，电压高烧坏电器或电压低不能正常使用，重则发生触电伤亡事故。
为防止故障扩大为事故，在发现低压对地故障时需查找到故障点并立即处理。由于低压对地故障点涉及千家万户，包括电力线路在内的长期运行设备、电饭煲等在内的短时间段运行设备、电冰箱等在内的自动设备，均是低压对地故障点很难在短时间内凭肉眼或简单仪表查找到的原因。
发明内容
针对上述情况，本发明提供了低压对地故障点查找仪及查找方法，能在最短的时间内发现故障点，并尽快转入故障抢修流程，缩短停电面积和停电时间。
本发明采用的技术方案如下：低压对地故障点查找仪，包括测试电源和绝缘杆式无线钳形电流表，所述测试电源为现场查找故障点从配电箱母线上取电及显示测试电流的装置，所述测试电源最高提供230V交流电和10A左右的电流，所述绝缘杆式无线钳形电流表测试电流流向以确认故障点方向。
低压对地故障点查找方法，采用变压器中性点接地引线上流过故障电流，通过绝缘杆式钳形电流表测量这一电流大小确定低压对地故障的存在。
低压对地故障点查找方法，具体包括以下步骤：（1）测试电源对处于隔离的故障线路和大地之间加交流电压；（2）通过绝缘杆式无线钳形电流表测量经对地故障点电流流向，顺着经对地故障点电流流向逐步向未知故障点靠近，找到低压对地故障点。
上述技术方案步骤（1）中，测试电源加压的具体步骤为：1、将故障线路停电；2、解开故障线路侧零线并悬空；3、采用黄、绿、红、黑4根线，将四根线的一端与测试电源对应颜色的输出端子相连，另一端与已停电并解开故障线路零线的A、B、C、N（简称四相）四根线通过鳄鱼夹对应连接；4、从母线上取市电，按测试按钮后进行查找测试。
低压线路在高阻值接地时即为漏电，这时测试电源对地输出全电压230V，经漏电点形成漏电流；低压线路在低阻值接地时即为对地短路，这时测试电源通过短路点形成测试电流，通过绝缘杆式无线钳形电流表测量电流流向，变压器中性点上流过故障电流，通过测量这一电流确定大小确定低压对地故障的存在。
上述技术方案步骤（2）中，采用二分法选取测量点，具体做法为：选取故障线路大约在一半的位置处登杆测量，若测得有流向接地点的电流，故障即在测量点与加压点这段线路之外，否则在测量点与加压点之间；接着在刚才确定故障点存在段的线路段约中心位置处登杆测量，判断故障存在的线路段，进一步缩小范围，按此方法继续测量，即可找到低压对地故障点。
上述技术方案中，二分法选取测量点的方法适用于故障线路较长的选点测试，故障线路较短时优选为顺序测试。
进一步的，低压对地故障点查找方法，故障相别判断直接通过测试电源面板上A、B、C、N电流大小直接判断。
进一步的，故障相别具体的判断方法为：对TN-S低压系统，A、B、C相和N中电流最大的一相即为故障相；对TN-C低压系统，N相电流不考虑，A、B、C三相中电流最大相为故障相。
上述技术方案中，所述测试电源包括输入接线端子和输出接线端子，所述输入接线端子通过限流电容后分成四个回路，即a、b、c、n四个回路，每个回路串联一只电流表和保险单元，通过继电器接点到输出接线端子，测试开关控制继电器线圈得失电达到继电器接点的接通或断开，从而控制测试电源的输出。具体的，所述测试电源包括输入接线端子、继电器（线圈）、测试开关、限流电容、电流表、继电器接点（接触器）、保险单元和输出接线端子，所述输入接线端子为从母线上取市电的接线端子，所述输出接线端子为故障线路侧接线端子，所述继电器线圈的一端连接输入接线端子，所述继电器线圈的另一端依次连接测试开关、限流电容、电流表、继电器接点、保险单元和输出接线端子，所述电流表、继电器接点、保险单元和输出接线端子均为四个，每个所述电流表依次连接对应的继电器接点、保险单元和输出接线端子。
本发明的有益效果：
1、本发明的故障点查找仪装置结构简单，成本低，重量轻，便于携带，判断准确，操作简单，是电力系统查找低压配网系统对地故障点理想的廉价产品。
2、能够很快发现故障点，并顺利转入故障抢修流程，缩短停电面积和停电时间，提高了供电企业综合效益。
3、现场采用市电经测试电源加压故障线路查找故障点，限流式施加测试电压，不论现场接地为高阻或低阻，即使接地不稳定也不会损坏测试仪器，且保证高压侧电流不超过限定值，该特征针对不稳定接地故障，击穿时所需电压较高，击穿后电压严重下降特别适用。
附图说明
图1为本发明测试电源的结构框图。
图2为测试电源与故障线路连接示意图。
图3为低压对地故障点查找测试原理图。
其中：1、母线，2、故障线路出线侧，3、测试电源，4、变压器，5、配电箱出线开关，6、输入接线端子，7、继电器线圈，8、测试开关，9、限流电容，10、电流表，11、继电器接点，12、保险单元，13、输出接线端子。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
低压对地故障点查找仪，包括测试电源和绝缘杆式无线钳形电流表，测试电源为现场查找故障点从配电箱母线上取电及显示测试电流的装置的简称，测试电源具备提供交流电最高230V（不恒定）交流电和最大10A左右电流的能力，对地输出交流查找故障点。
如图1所示，测试电源包括输入接线端子6、继电器线圈（亦可称接触器线圈）7、测试开关8、限流电容9、电流表10、继电器接点（亦可称接触器接点）11、保险单元12和输出接线端子13，输入接线端子6为从母线1上取市电的接线端子，输出接线端子13为故障线路出线侧2接线端子，继电器线圈7的一端连接输入端子6，继电器线圈7的另一端依次连接测试开关8、限流电容9、电流表10、继电器接点11、保险单元12和输出接线端子13，电流表10、继电器接点11、保险单元12和输出接线端子14均为四个，每个电流表10依次连接对应的继电器接点11、保险单元12和输出接线端子13。
简单地说，输入接线端子6通过限流电容9后分成四个回路，即a、b、c、n四个回路，每个回路串联一只电流表10和保险单元12，通过继电器接点11到输出接线端子，测试开关8控制继电器线圈7得失电达到继电器接点12的接通或断开，从而控制测试电源的输出。
绝缘杆式无线钳形电流表用于测试交流电流，用来不断换地点登杆测量市电通过测试电源经对地故障点的电流流向，对地故障点简称接地点，通过逐步向接地点靠近，最终查找到故障点。绝缘杆式无线钳形电流表避免了杆上人员繁杂的测量，流经故障点的电流由地面人员从无线数据接收机上读取。
采用电流巡迹法的测试原理，即现场故障线路的故障相和大地之间模拟加压，这样经故障点形成的回路中就有电流，从加压点开始测量这个电流流向，该电流流向故障点。
如图1、2所示，现场需进行如下操作：（1）将故障线路停电；（2）解开故障线路出线侧2零线并悬空；（3）将黄、绿、红、黑4根线的一端与测试电源3上对应颜色的四个输出接线端子a、b、c、n相连，另一端与已停电并解开故障线路零线的A、B、C、N四根线通过鳄鱼夹对应连接；（4）从母线1上取市电，先零线取市电，后相线取市电，按测试按钮后进行查找测试。
低压对地故障点查找具体操作步骤：变压器4中性点接地引线上流过故障电流，通过测量这一电流确定大小确定低压对地故障的存在。测试电源3对处于隔离的故障线路和大地之间加交流电压后形成测试电流，通过绝缘杆式无线钳形电流表测量经接地点的电流流向，顺着经接地点的电流流向逐步向未知故障点靠近，逐渐找到低压对地故障点，并顺利转入故障抢修流程，缩短停电面积和停电时间，提高供电企业综合效益。现场加电压由地面人员操作，这样现场测试人员只需4人，一人监护，一人操作测试电源，另一人员登杆测量，还有一人对登杆人员进行监护。
低压在高阻值接地时即为漏电，这时测试电源对地输出全电压230V，经漏电点形成漏电流；低压在低阻值接地时即为对地短路，这时测试电源输出处于恒流状态对对地短路点形成限定测试电流。再通过绝缘杆式无线钳形电流表测量电流流向。
故障相别判断直接通过测试电源面板上A、B、C、N四相电流大小直接判断。TN-C低压系统是允许中性点重复接地，零线无需考虑对地旁路电流，只需查找A、B、C三相对地故障，因此，N相电流不考虑，A、B、C三相中电流最大相为故障相；对于TN-S低压系统只允许中性点一点接地，零线严禁对地旁路电流，否则剩余电流保护器就会动作跳闸，因此，要查找A、B、C、N 四相对地故障，A、B、C相和N(零线)中电流最大的一相即为故障相。
低压对地故障点查找过程，采用二分法选取测量点。选取故障线路一半的位置处的电杆上测量，测得有流向接地点电流时，故障即在测量点与加压点这段线路之外，否则故障就在测量点与加压点之间，然后在刚才确定故障点存在段的地方，登杆测量，判断故障存在的线路段，进一步缩小范围，按此方法继续测量，即可找到单相接地故障点。一般登杆5至6次范围缩小至整个故障线路长度的1.6%左右，很快能查找到故障点。
如图3所示，M处为B相假设对地故障点，短路。测试电源加电压，在配电箱故障线路侧，零线已解头并悬空，A、B、C、N与大地之间加电压，因A、B、C、N通过测试线与测试电源的火线相连，这时测试电源显示B相电流最大，B相回路阻值最小，且远远大于其他两相和N线上电流，实线X与虚线Y构成现场模拟经接地故障点构成的电流回路，其中，实线X为现场查找故障点模拟电源在故障线路上的电流回路，虚线Y为故障点与加压测试点通过大地形成电流回路。开始测试只有与B相相连的导线上，然后不断变换登杆用钳形电流表测量电流流向。用绝缘杆式交流钳形电流表在2号杆处登杆测量B相电流，2号杆小号侧和大号侧（小号侧和大号侧以电杆或本杆上线路搭接点为基准点，线路前进方向为大号侧，线路后退方向为小号侧，下同）都有与测试电源显示B相差不多的电流，2号B相左右支接线电流几乎为0，然后到7号杆测量，7号杆小号侧和左支线侧有流经故障点的电流，7号杆大号侧电流为0，再到7号杆支接线测量，用此方法判断，最终就查到7-10杆故障点。以上为顺序测试，也可用二分法选点测量，顺序测试适用于故障线路不长的故障查找，二分法用于故障线路较长的故障点查找，这样节约了时间。

Claims (8)

1.低压对地故障点查找仪，其特征在于，包括测试电源和绝缘杆式无线钳形电流表，所述测试电源为现场查找故障点从配电箱母线上取电及显示测试电流的装置，所述测试电源最高提供230V交流电和10A左右的电流，所述绝缘杆式无线钳形电流表测试电流流向以确认故障点方向。
2.低压对地故障点查找方法，其特征在于：采用变压器中性点接地引线上流过故障电流，通过钳形电流表测量这一电流大小确定低压对地故障的存在。
3.低压对地故障点查找方法，具体包括以下步骤：（1）测试电源对处于隔离的故障线路和大地之间加交流电压；（2）通过绝缘杆式无线钳形电流表测量经对地故障点电流流向，顺着经对地故障点电流流向逐步向未知故障点靠近，找到低压对地故障点。
4.根据权利要求3所述的低压对地故障点查找方法，其特征在于：步骤（1）中测试电源加压的具体步骤为：1、将故障线路停电；2、解开故障线路侧零线并悬空；3、采用黄、绿、红、黑4根线，将四根线的一端与测试电源对应颜色的输出端子相连，另一端与已停电并解开故障线路零线的A、B、C、N四根线通过鳄鱼夹对应连接；4、从母线上取市电，按测试按钮后进行查找测试。
5.根据权利要求3或4所述的低压对地故障点查找方法，步骤（2）中，采用二分法选取测量点，具体做法为：选取故障线路大约在一半的位置处登杆测量，若测得有流向接地点的电流，故障即在测量点与加压点这段线路之外，否则在测量点与加压点之间；接着在刚才确定故障点存在段的线路段约中心位置处登杆测量，判断故障存在的线路段，进一步缩小范围，按此方法继续测量，即可找到低压对地故障点。
6.根据权利要求2-4任意一项所述的低压对地故障点查找方法，其特征在于：故障相别判断直接通过测试电源面板上A、B、C、N电流大小直接判断；对TN-S低压系统，A、B、C相和N中电流最大的一相即为故障相，对TN-C低压系统，N相电流不考虑，A、B、C三相中电流最大相为故障相。
7.根据权利要求5所述的低压对地故障点查找方法，其特征在于：故障相别判断直接通过测试电源面板上A、B、C、N电流大小直接判断；对TN-S低压系统，A、B、C相和N中电流最大的一相即为故障相，对TN-C低压系统，N相电流不考虑，A、B、C三相中电流最大相为故障相。
8.根据权利要求1、3、4、6和7任意一项所述的低压对地故障点查找方法，其特征在于：所述测试电源包括输入接线端子和输出接线端子，所述输入接线端子通过限流电容后分成四个回路，即a、b、c、n四个回路，每个回路串联一只电流表和保险单元，通过继电器接点到输出接线端子，测试开关控制继电器线圈得失电达到继电器接点的接通或断开，从而控制测试电源的输出。
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