CN110988769B - 一种便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪及测试方法，包括：线圈、导电杆、金属板、电流互感器、升压器、控制器、变流器以及用于给仪器内部供电的电源装置；可模拟10kV配电线路短路故障、单相接地故障状态量，测试被测单元是否正确动作。操作简便，安全可靠，广泛适用于就地动作型，外施信号型等类型被测单元的检测。可在低压状态下模拟短路和接地特征量，有效判断待测品的动作特性，提高故障定位准确率，解决故障指示器的失灵造成的误报、漏报问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统配网设备检测技术领域，更具体的说是一种便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪及测试方法。
背景技术
近年，故障指示器被广泛应用于10kV配电线路上,它可以判别、指示短路和接地故障并上送告警信号。当线路发生故障，采集单元便动作，翻牌并发出闪光信号。沿线巡视，电源侧至故障点之前的采集单元都出现翻牌，而故障点以后的则不翻牌，由此可大致判断故障点位置。部分带通信功能的采集单元还可与汇集单元通信，后者通过无线公网将遥测、遥信等数据发送至配电自动化主站，从而大大缩小故障巡视范围，有利于快速排除故障,恢复正常供电。
在实际应用中，存在以下问题：一是现场巡视人员发现部分采集单元存在问题，线路故障时未翻牌或是长时间不复归，对故障区间的判断造成一定困扰。二是故障指示器生产厂家众多，产品质量良莠不齐，产品检测仅局限于生产厂家与电科院等检测单位的专业检测设备。设备到货后安装前，用户无法验证其动作性能，导致很多异常故障指示器投入运行。由于以上问题，导致现场故障指示器误报、漏报情况时有发生，动作正确率不高，直接影响现场巡视人员的判断。
专业的故障指示器测试设备体型较大、功能完善、价格昂贵，适合固定场所的大批量产品检测。为模拟线路故障，需要产生高电压和大电流，不适宜“小、零、散”的班组作业需求。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供本发明提供一种便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，包括：线圈、导电杆、金属板、电流互感器、升压器、控制器、操作面板、变流器以及用于给仪器内部供电的电源装置；
被测单元卡设在线圈上，并与导电杆接触；
导电杆与升压器第一端连接，升压器第二端和金属板连接，且升压器第二端和金属板接地；
升压器第一电源连接端与电源装置电连接；升压器第二电源连接端通过开关K1与电源装置电连接；
变流器的电源连接端与电源装置连接；
变流器的输出端与线圈形成电流回路；电流回路上设有开关K2；
线圈上套有电流互感器；
控制器分别与变流器，操作面板，开关K1和开关K2有控制信号连接。
电流互感器的二次侧接入操作面板，形成电流监视回路；
其中，操作面板与控制器连接，控制器通过操作面板获取控制指令，并执行；
操作面板包括指针式电流表、工作指示灯、启动按钮、停止按钮和测试模式转换开关；
所述指针式电流表与电流互感器配合使用。
进一步需要说明的是，线圈采用铜漆包线绕制而成，呈矩形，外部包覆绝缘材料可耐受5kV高压；
导电杆固定于环氧树脂绝缘件上，与线圈一长边平行，两者构成平面与垂直立面存在约30°夹角；
被测单元取电磁环包夹住线圈后，受重力作用压线弹簧处紧贴于导电杆上。
进一步需要说明的是，测试仪外部包裹有外壳，外壳设有接保护地。
进一步需要说明的是，升压器第二端和金属板通过试验线以及香蕉插座接地。
本发明还提供一种测试方法，方法包括：
在操作面板上选择短路测试，并启动测试；
控制器控制着变流器输出预设负荷电流，经过预设时间后，输出突变电流在180A至210A，持续0.1至0.3s；
控制开关K2断开电流回路，判断被测单元是否正确动作。
进一步需要说明的是，在操作面板上选择外施信号型接地测试项目，接好测试线并启动测试后，控制器控制着变流器输出正常负荷电流，经过预设时长后，控制器控制着K1开关断开电压回路，并控制变流器在预设负荷电流上叠加一个特征序列电流以模拟线路接地后情况下，测试外施信号型被测单元是否正确动作。
在操作面板上选择暂态特征型接地测试项目，接好测试线并启动测试后，控制器控制着变流器输出正常负荷电流，经过预设时长后，控制器控制着K1开关断开电压回路，同时控制变流器在预设负荷电流上叠加一个电容电流以模拟线路接地后情况下，测试暂态特征型被测单元是否正确动作。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪可模拟10kV配电线路短路故障、单相接地故障状态量，测试被测单元是否正确动作。操作简便，安全可靠，广泛适用于就地动作型，外施信号型等类型被测单元的检测。
便携式测试仪可在低压状态下模拟短路和接地特征量，有效判断待测品的动作特性，提高故障定位准确率，解决故障指示器的失灵造成的误报、漏报问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪示意图。
图2为电流特征序列示意图。
具体实施方式
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本发明提供一种便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，如图1所示，包括：线圈（3）、导电杆（2）、金属板（4）、电流互感器（5）、升压器（8）、控制器（7）、操作面板（6）、变流器（9）以及用于给仪器内部供电的电源装置（10）；被测单元（1）卡设在线圈（3）上，并与导电杆（2）接触；导电杆（2）与升压器（8）第一端连接，升压器（8）第二端和金属板（4）连接，且升压器（8）第二端和金属板（4）接地；升压器（8）第一电源连接端与电源装置（10）电连接；升压器（8）第二电源连接端通过开关K1与电源装置（10）电连接；变流器（9）的电源连接端分别与电源装置（10）连接；变流器（9）的输出端与线圈（3）形成电流回路；电流回路上设有开关K2；线圈（3）上套有电流互感器（5）；控制器（7）分别与变流器（9），操作面板（6），开关K1和开关K2有控制信号连接。电流互感器（5）的二次侧接入操作面板（6），形成电流监视回路。
电流回路上设有开关K2；线圈3上连接有电流互感器5；控制器7分别与变流器9，电流互感器5，开关K1和开关K2连接。
这里的被测单元（1）也就是本发明主题中提到的故障指示器采集单元。
为了方便操作控制，本发明还包括操作面板；操作面板与控制器7连接，控制器7通过操作面板获取控制指令，并执行。操作面板包括指针式电流表、工作指示灯、启动按钮、停止按钮和测试模式转换开关。
线圈3采用铜漆包线绕制而成，呈矩形，外部包覆绝缘材料可耐受5kV高压；导电杆（2）固定于环氧树脂绝缘件上，与线圈（3）一长边平行，两者构成平面与垂直立面存在约30°夹角；被测单元取电磁环包夹住线圈后，受重力作用压线弹簧处紧贴于导电杆上。避免了人工掰压线弹簧对设备及人身造成的伤害。
升压器8第二端和金属板4通过试验线以及香蕉插座接地。便于操作，而且连接更为紧密。指针式电流表的量程为300A，与电流互感器（5）配合使用；升压器（8）为电子电源变压器，输出范围为950至1050V；变流器包括电源变压器、可调电阻、中间继电器节点开关，通过控制器控制节点开关，调节电阻值，改变输出电流大小。
控制器采用信捷XC3型可编程控制器，14点，通过RS-232接口可与上位机通信修改程序和参数；操作面板上带有信捷TE型4.3寸触屏，通过RS-232串行通讯接口与控制器相连接，通过 Modbus 协议实现操作人员的动作指令传达。通过操作面板可对测试仪的运行状态进行监视。
控制器还可以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessing)、数字信号处理装置(DSPD，Digital Signal Processing Device)、可编程逻辑装置(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器中并且由控制器执行。
基于上述便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，本发明还提供一种测试方法，方法包括：如图2所示，在进行短路测试时，在操作面板上选择短路测试，并启动测试；控制器控制着变流器输出预设负荷电流，经过预设时间后，输出突变电流在180A至210A，持续0.1至0.3s；控制开关K2断开电流回路，判断被测单元是否正确动作。
这里输出突变电流优选地为200A，持续0.2 s。
在进行接地测试时，在操作面板上选择外施信号型接地测试项目，接好测试线并启动测试后，控制器控制着变流器输出正常负荷电流，经过预设时长后，控制器控制着K1开关断开电压回路，并控制变流器在预设负荷电流上叠加一个特征序列电流以模拟线路接地后情况下，测试外施信号型被测单元是否正确动作。
在操作面板上选择暂态特征型接地测试项目，接好测试线并启动测试后，控制器控制着变流器输出正常负荷电流，经过预设时长后，控制器控制着K1开关断开电压回路，同时控制变流器在预设负荷电流上叠加一个电容电流以模拟线路接地后情况下，测试暂态特征型被测单元是否正确动作。
本发明涉及的被测单元（1）可以涉及JYW、JYZ、JJW、DYW等型被测单元，现在比较常用的是暂态特征型和外施信号型。
JYW为架空远传型故障指示器（外施信号型）；
JYZ为架空远传型故障指示器（暂态特征型）；
JJW为架空就地型故障指示器（外施信号型）；
DYW为电缆远传型故障指示器（外施信号型）。
选择接地测试项目并启动测试后，控制器控制着变流器输出正常负荷电流，经过预设时长后，控制器控制着K1开关断开电压回路，并控制变流器在预设负荷电流上叠加一个特征序列电流以模拟线路接地后情况下，测试被测单元是否正确动作。
外施信号型故障指示器应能识别以下接地故障外施典型信号。具体参数要求如下：
a) △T1：120ms（±30ms）。
b) △T2：800ms（±30ms）。
c) △T3：1000ms（±30ms）。
d) △I=I2-I1，最小识别电流不大于 10A。
每次单相接地故障产生的特征序列不少于4个。
这样本发明可模拟10kV配电线路短路故障、单相接地故障状态量，测试被测单元是否正确动作。操作简便，安全可靠，广泛适用于就地动作型，外施信号型等类型被测单元的检测。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，其特征在于，包括：线圈（3）、导电杆（2）、金属板（4）、电流互感器（5）、升压器（8）、控制器（7）、操作面板（6）、变流器（9）以及用于给仪器内部供电的电源装置（10）；
被测单元（1）卡设在线圈（3）上，并与导电杆（2）接触；
导电杆（2）与升压器（8）第一端连接，升压器（8）第二端和金属板（4）连接，且升压器（8）第二端和金属板（4）接地；
升压器（8）第一电源连接端与电源装置（10）电连接；升压器（8）第二电源连接端通过开关 K1 与电源装置（10）电连接；
变流器（9）的电源连接端与电源装置（10）连接；
变流器（9）的输出端与线圈（3）形成电流回路；电流回路上设有开关K2；
线圈（3）上套有电流互感器（5）；
控制器（7）分别与变流器（9），操作面板（6），开关 K1 和开关 K2 有控制信号连接；
电流互感器（5）的二次侧接入操作面板（6），形成电流监视回路；
其中，操作面板与控制器（7）连接，控制器（7）通过操作面板获取控制指令，并执行；
操作面板包括指针式电流表、工作指示灯、启动按钮、停止按钮和测试模式转换开关；
所述指针式电流表与电流互感器配合使用。
2.根据权利要求1所述的便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，其特征在于，线圈（3）采用铜漆包线绕制而成，呈矩形，外部包覆绝缘材料可耐受 5kV高压；
导电杆（2）固定于环氧树脂绝缘件上，与线圈（3）一长边平行，两者构成平面与垂直立面存在约 30°夹角；
被测单元（1）取电磁环包夹住线圈（3）后，受重力作用压线弹簧处紧贴于导电杆（2）上。
3.根据权利要求1所述的便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，其特征在于，测试仪外部包裹有外壳，外壳设有接保护地。
4.根据权利要求1所述的便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，其特征在于，升压器（8）第二端和金属板（4）通过试验线以及香蕉插座接地。
5.根据权利要求1所述的便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，其特征在于，指针式电流表量程为 300A；
升压器（8）为电子电源变压器，输出范围为 950 至 1050V；
变流器包括电源变压器、可调电阻、中间继电器节点开关，通过控制器控制节点开关，调节电阻值，改变输出电流大小。
6.根据权利要求1所述的便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪，其特征在于，控制器采用信捷 XC3 型可编程控制器，14 点，通过 RS-232 接口与上位机通信修改程序和参数；
操作面板上带有信捷 TE 型 4.3 寸触屏，通过 RS-232 串行通讯接口与控制器相连接，通过 Modbus 协议实现操作人员的动作指令传达；通过操作面板可对测试仪的运行状态进行监视。
7.一种测试方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任一所述的便携式配电线路故障指示器采集单元测试仪；方法包括：
在操作面板上选择短路测试，并启动测试；
控制器控制着变流器输出预设负荷电流，经过预设时间后，输出突变电流在 180A 至210A，持续 0.1 至 0.3s；
控制开关 K2 断开电流回路，判断被测单元是否正确动作。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，
在操作面板上选择外施信号型接地测试项目，接好测试线并启动测试后，控制器控制着变流器输出正常负荷电流，经过预设时长后，控制器控制着 K1开关断开电压回路，并控制变流器在预设负荷电流上叠加一个特征序列电流以模拟线路接地后情况下，测试外施信号型被测单元是否正确动作；
在操作面板上选择暂态特征型接地测试项目，接好测试线并启动测试后，控制器控制着变流器输出正常负荷电流，经过预设时长后，控制器控制着 K1开关断开电压回路，同时控制变流器在预设负荷电流上叠加一个电容电流以模拟线路接地后情况下，测试暂态特征型被测单元是否正确动作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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