CN110514945A - 一种多功能直流接地试验装置及直流接地故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能直流接地试验装置及直流接地故障检测方法，多功能直流接地试验装置中的电源模块与交流检测模块和直流检测模块相连接，交流检测模块和直流检测模块与控制模块相连接，控制模块与显示模块相连接。直流接地故障检测方法为：①湿度检测，超过预警值，预警并进行检测；②正负母线的直流接地故障检测，若检测到故障则进行下一步，如无则继续进行湿度检测；③各个支路的直流接地故障检测，检测出故障的具体位置，如无则支路不存在故障。本发明的有益效果是：可以采用多种检测方法进行直流接地绝缘检测；在无市电的情况下依旧可以进行直流接地绝缘检测；检测的精度高；根据湿度判断对地绝缘电阻下降的程度，起到预警的作用。

Description

一种多功能直流接地试验装置及直流接地故障检测方法

技术领域

本发明涉及一种直流接地试验装置，尤其涉及一种多功能直流接地试验装置及直流接地故障检测方法。

背景技术

变电站中的直流系统为各种监控保护设备和操作回路提供电源，其运行状况的好坏直接关系到变电站是否正常工作。接地故障是直流系统中最常见的绝缘故障，若不能及时发现接地故障点并排除，当系统出现多处接地故障时，会引起严重的后果，因此直流接地试验装置是必要的。然而现有的直流接地试验装置其功能单一，一种类型的直流接地试验装置只能采用一种检测方法来检测直流接地故障，其检测的部位也只能是正负母线和支路中的其中一处，若两处都要检测则需要多个装置，不便于用户的操作。

例如，中国专利文献CN203324430U公开了“便携式直流接地选线装置”，包括电源模块、处理器模块、感应模块、功率放大模块和液晶屏显示模块，感应模块的输出端与功率放大模块相连，功率放大模块与处理器模块相连，处理器模块与液晶屏显示模块相连；所述感应模块包括一安装在被测试线路的正负电源线外层的直流漏电传感器。上述的装置只采用一种差流检测方法来检测直流接地故障，只能确定支路的故障点，不能够确定正负母线是否存在故障，故其功能单一。

发明内容

本发明主要解决原有的直流接地试验装置功能单一的技术问题；提供一种多功能直流接地试验装置及直流接地故障检测方法，采用交流检测法和直流检测法检测直流接地故障，能够检测正负母线和各个支路的直流接地故障。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的一种多功能直流接地试验装置，包括电源模块、交流检测模块、直流检测模块、控制模块和显示模块：

电源模块用于为整个装置供电；交流检测模块采用交流检测方法检测直流系统中的绝缘故障；直流检测模块采用直流检测方法检测直流系统中的绝缘故障；控制模块用于接收所述交流检测模块和直流检测模块传输的信息并对信息进行处理；显示模块用于显示信息。

电源模块的输出端与所述的交流检测模块和直流检测模块相连接，交流检测模块和直流检测模块的输出端与所述的控制模块相连接，控制模块的输出端与所述的显示模块相连接。

用户可以根据自身需求以及现场情况从而选择采用交流检测方法和直流检测方法的一种，或者两种方法都使用，控制模块对信息进行处理后将相关信息在显示模块中显示出来，便于用户进行观测，确认是否存在故障点。

作为优选，所述的直流检测模块包括AD/DC单元和检测电路单元，所述的AD/DC单元输入端与所述的电源模块相连接，AD/DC单元输出端与所述的检测电路单元输入端相连接，检测电路单元输出端与所述的控制模块相连接。

作为优选，所述的检测电路单元包括波段开关S1、波段开关S2，继电器K1、继电器K2，熔断器FU1、熔断器FU2，电阻R1～R6，电流表A1、电流表A2，电压表V1、电压表V2和欧姆表Ω1、欧姆表Ω2，波段开关S1、继电器K1、熔断器FU1、粗调电阻R1、细调电阻R2、电流表A1依次电连接，电压表V1和欧姆表Ω1的正极与波段开关S1电连接，负极与所述的电流表A1的负极电连接并接地，波段开关S1与电阻R5的第一端与正母线连接，电阻R5的第二端接地，波段开关S2、继电器K2、熔断器FU2、粗调电阻R3、细调电阻R4、电流表A2依次电连接，电压表V2和欧姆表Ω2的正极与波段开关S2电连接并接地，电压表V2、欧姆表Ω2、电流表A2的负极和电阻R6的第二端与负母线电连接，电阻R6的第一端接地。

AD/DC单元可以将市电转换成检测电路单元所需的直流电，检测电路单元由平衡电桥和不平衡电桥相结合，当能够采用平衡电桥检测到接地故障时，就不必采用不平衡电桥，减少功能的消耗，延长装置使用寿命。

作为优选，所述的电阻R1、电阻R3为粗调电阻，电阻R2、电阻R4为细调电阻。

粗调电阻和细调电阻可以提高检测的精度，使得检测结果更准确，防止因检测精度低而导致接地故障点的漏检。

作为优选，所述的多功能直流接地试验装置包括充电模块，充电模块输入端与所述的电源模块相连接，输出端与所述的直流检测模块相连接。

充电模块在无市电的情况下为直流检测模块供电，使得该装置在无市电的情况下也可以使用。

作为优选，所述的多功能直流接地试验装置包括警示模块，警示模块与所述的控制模块相连接。

警示模块在检测到直流系统出现接地故障时发出警报声，用于提醒用户。

作为优选，所述的多功能直流接地试验装置包括湿度检测模块，湿度检测模块与所述的控制模块和警示模块相连接。

当空气中的湿度达到一定值时，会导致直流系统中的对地绝缘电阻下降，严重时可能到零，形成接地，湿度检测模块可以通过检测空气中湿度来判断对地绝缘电阻下降的程度，从而发送警示信息给用户，注意检测直流接地故障。空气中的湿度会对最终的对地绝缘电阻计算结果造成一定的影响，因此在控制模块对对地绝缘电阻进行计算时需要加上湿度影响因子。

本发明的一种多功能直流接地试验装置的直流接地故障检测方法，包括下列步骤：

①湿度检测模块进行湿度检测，超过预警值，预警并进行检测；

②正负母线的直流接地故障检测，控制模块结合湿度因子对检测到的数据进行处理，若检测到故障则进行下一步，如无则继续进行湿度检测；

③各个支路的直流接地故障检测，控制模块结合湿度因子对检测到的数据进行处理，检测出故障的具体位置，如无则说明支路不存在直流接地故障点。

本发明的有益效果是：1）可以采用交流检测方法和直流检测方法进行直流接地绝缘检测，；2）在无市电的情况下依旧可以采用直流检测方法进行直流接地绝缘检测；3）检测的精度高，当接地电阻较小时，依旧能够检测出直流接地故障；4）通过空气中的湿度判断对地绝缘电阻下降的程度，起到预警的作用。

附图说明

图1是本发明的一种装置连接结构框图。

图2是本发明的一种直流检测法原理图。

图中1.电源模块，2.交流检测模块，3.直流检测模块，31.AD/DC单元，32.检测电路单元，4.控制模块，5.显示模块，6.警示模块，7.充电模块，8.湿度检测模块，9.无线通信模块A，10.无线通信模块B，11.无线通信模块C。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种多功能直流接地试验装置，如图1所示，包括电源模块1、交流检测模块2、直流检测模块3、控制模块4、显示模块5、警示模块6、充电模块7、湿度检测模块8、无线通信模块A9、无线通信模块B10和无线通信模块C11，直流检测模块包括AD/DC单元31和检测电路单元32。

电源模块的输出端分别与交流检测模块、直流检测模块的AD/DC单元、充电模块和湿度检测模块电连接，交流检测模块的输出端与无线通信模块A输入端连接，AD/DC单元与检测电路单元电连接，检测电路单元的输出端与无线通信模块A输入端连接，无线通信模块A输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与无线通信模块B输入端连接，无线通信模块B输出端与显示模块和警示模块的输入端连接，湿度检测模块的输出端与无线通信模块C输入端和无线通信模块A输入端连接，无线通信模块C输出端与警示模块的输入端连接，充电模块分别与直流检测模块和湿度检测模块电连接。

在实际的运用中，直流接地故障的位置会发生在正负母线处和各个支路，不同位置的直流接地故障检测所需的方法是不同的，直流系统正负母线的接地故障检测采用的方法为直流检测方法，在本实施例中，将平衡电桥和不平衡电桥相结合，如图2所示，波段开关S1、继电器K1、熔断器FU1、粗调电阻R1、细调电阻R2、电流表A1依次电连接，电压表V1和欧姆表Ω1的正极与波段开关S1电连接，负极与所述的电流表A1的负极电连接并接地，波段开关S1与电阻R5的第一端与正母线连接，电阻R5的第二端接地，波段开关S2、继电器K2、熔断器FU2、粗调电阻R3、细调电阻R4、电流表A2依次电连接，电压表V2和欧姆表Ω2的正极与波段开关S2电连接并接地，电压表V2、欧姆表Ω2、电流表A2的负极和电阻R6的第二端与负母线电连接，电阻R6的第一端接地。电阻R+和电阻R-分别代表正母线对地电阻、负母线对地电阻，电阻R5和电阻R6的电阻值相等。通过测量正负母线对地电压，回路电流以及回路电阻，根据欧姆定律求得正负母线对地电阻，在将对地电阻与预设的预警电阻值进行比较，判断是否存在直流接地故障。

支路中的接地故障采用交流检测法，在正负母线和地之间注入低频的交流信号，若环装在支路正负线上的交流互感器能够测得到地的低频电流则说明该支路存在直流接地故障，可以根据交流信号的流通路径得到具体的故障点。

上述多功能直流接地试验装置的直流接地故障检测方法，包括下列步骤：

①所述的湿度检测模块进行湿度检测，超过预警值，预警并进行检测；

②正负母线的直流接地故障检测，控制模块结合湿度因子对检测到的数据进行处理，若检测到故障则进行下一步，如无则继续进行湿度检测；

③各个支路的直流接地故障检测，控制模块结合湿度因子对检测到的数据进行处理，检测出故障的具体位置，如无则说明支路不存在直流接地故障点。

湿度检测模块检测空气中的湿度并将其与预警值进行比较，若检测到的湿度值大于预警值，则警示模块发出警示信息，通知用户进行直流接地故障检测。对直流系统的正负母线进行检测，先采用平衡电桥进行检测，即波段开关S1、波段开关S2置于电压测量时，控制模块根据检测到的电压值、电阻R5和电阻R6的电阻值以及空气中的湿度影响因子计算出正负母线对地绝缘电阻R+和R-，若电阻R+和电阻R-的值与预警值相差较大时则存在接地故障，控制模块发送故障信息给显示模块和警示模块，发出警示；若电阻R+和电阻R-的值相等或者相差较小时，平衡电桥无法检测出接地故障，这时采用不平衡电桥进行检测，根据测得的电压对粗调电阻和细调电阻进行调整，使得检测结果更加精准，控制模块根据检测到的电压值、电阻值、电流值以及空气中的湿度影响因子计算出正负母线对地绝缘电阻R+和R-，若电阻R+和电阻R-的值与预警值相差较大时则存在接地故障，控制模块发送故障信息给显示模块和警示模块，发出警示，反之则不存在接地故障。

正负母线检测到接地故障后，采用交流检测模块检测支路是否存在故障，若存在接地故障，则控制模块发送具体故障点信息给显示模块和警示模块，发出警示；正负母线没有检测到接地故障，则不需要采用交流检测模块检测支路是否存在故障。

当在无市电的情况下，本发明所述的装置依旧可以进行工作，其中的充电模块给装置中的除交流检测模块的所有模块进行供电，以维持装置的正常功能运转。

Claims (8)

1.一种多功能直流接地试验装置，其特征在于包括电源模块、交流检测模块、直流检测模块、控制模块和显示模块：

电源模块用于为整个装置供电；交流检测模块采用交流检测方法检测直流系统中的绝缘故障；直流检测模块采用直流检测方法检测直流系统中的绝缘故障；控制模块用于接收所述交流检测模块和直流检测模块传输的信息并对信息进行处理；显示模块用于显示信息；

电源模块的输出端与所述的交流检测模块和直流检测模块相连接，交流检测模块和直流检测模块的输出端与所述的控制模块相连接，控制模块的输出端与所述的显示模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能直流接地试验装置，其特征在于所述的直流检测模块包括AD/DC单元和检测电路单元，所述的AD/DC单元输入端与所述的电源模块相连接，AD/DC单元输出端与所述的检测电路单元输入端相连接，检测电路单元输出端与所述的控制模块相连接。

3.根据权利要求2所述的一种多功能直流接地试验装置，其特征在于所述的检测电路单元包括波段开关S1、波段开关S2，继电器K1、继电器K2，熔断器FU1、熔断器FU2，电阻R1～R6，电流表A1、电流表A2，电压表V1、电压表V2和欧姆表Ω1、欧姆表Ω2，波段开关S1、继电器K1、熔断器FU1、粗调电阻R1、细调电阻R2、电流表A1依次电连接，电压表V1和欧姆表Ω1的正极与波段开关S1电连接，负极与所述的电流表A1的负极电连接并接地，波段开关S1与电阻R5的第一端与正母线连接，电阻R5的第二端接地，波段开关S2、继电器K2、熔断器FU2、粗调电阻R3、细调电阻R4、电流表A2依次电连接，电压表V2和欧姆表Ω2的正极与波段开关S2电连接并接地，电压表V2、欧姆表Ω2、电流表A2的负极和电阻R6的第二端与负母线电连接，电阻R6的第一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种多功能直流接地试验装置，其特征在于所述的电阻R1、电阻R3为粗调电阻，电阻R2、电阻R4为细调电阻。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种多功能直流接地试验装置，其特征在于所述的多功能直流接地试验装置包括充电模块，充电模块输入端与所述的电源模块相连接，充电模块输出端与所述的直流检测模块相连接。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种多功能直流接地试验装置，其特征在于所述的多功能直流接地试验装置包括警示模块，警示模块与所述的控制模块相连接。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种多功能直流接地试验装置，其特征在于所述的多功能直流接地试验装置包括湿度检测模块，湿度检测模块与所述的控制模块相连接。

8.一种根据权利要求7所述的多功能直流接地试验装置的直流接地故障检测方法，其特征在于包括下列步骤：

①所述的湿度检测模块进行湿度检测，超过预警值，预警并进行检测；

②正负母线的直流接地故障检测，控制模块结合湿度因子对检测到的数据进行处理，若检测到故障则进行下一步，如无则继续进行湿度检测；

③各个支路的直流接地故障检测，控制模块结合湿度因子对检测到的数据进行处理，检测出故障的具体位置，如无则说明支路不存在直流接地故障点。