CN111208390A - 一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪及检测方法 - Google Patents

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刘光俊
罗永正
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Abstract

本发明公开了一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，包括箱体、支架、主板、电源插座、显示模块、高压脉冲模块、电流钳和接收器；电源插座通过外部电源为主板、显示模块和高压脉冲模块提供电源；支架安装在箱体内部，主板和高压脉冲模块均安装在支架上；主板上设有控制模块、电流检测模块和电压检测模块；显示模块、高压脉冲模块、电流检测模块和电压检测模块分别与控制模块电连接；接收器通过无线信号接收电流钳检测架空线路的电流数据。相应地，本发明还公开了一种采用高压脉冲信号的线路接地故障检测方法。本发明既可以测试小电阻接地故障，也能够检测高阻接地故障，同时还可以测试35kV以下线路接地故障。

Description

一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪及检测方法
技术领域
本发明涉及电力系统配电网单相接地故障检测技术领域，特别涉及一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪及检测方法。
背景技术
随着经济的不断发展，电力线路的负荷不断增加，配电网络所接设备数量及线路长度成倍增加。配电线路在阴雨、潮湿的天气下容易发生接地故障，当线路发生接地故障后，抢修人员需对线路进行全线巡视，排除故障的速度较慢，导致长时间停电，造成了经济损失的同时，也给用户带来了负面影响。
排除配电网接地故障，现多采用接地故障定位装置进行“二分法”查找。目前的故障定位装置对于小电阻接地容易检测出来，但是由于装置的电压过低，无法检测高阻接地故障。
发明内容
本发明要解决的技术问题是同时检测出小电阻接地故障和高阻接地故障，为此提出了一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪及检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，包括箱体、支架、主板、电源插座、显示模块、高压脉冲模块、电流钳和接收器；所述电源插座通过外部电源为所述主板、显示模块和所述高压脉冲模块提供电源；所述支架安装在所述箱体内部，所述主板和所述高压脉冲模块均安装在所述支架上；所述主板上设有控制模块、电流检测模块和电压检测模块；所述显示模块、高压脉冲模块、电流检测模块和所述电压检测模块分别与所述控制模块电连接；所述接收器通过无线信号接收所述电流钳检测架空线路的电流数据。
优选的，所述支架的顶部设有主机面板；所述显示模块设在所述主机面板上；所述主机面板上还设有输出、输入和接地端口以及测试按钮和复位按钮。
优选的，所述箱体上设有可拆卸安装的箱盖。
优选的，所述外部电源是直接的220V交流电或者是电池和逆变器连接后输出的220V交流电。
优选的，所述高压脉冲模块包括IGBT驱动模块、IGBT模块和高压包；所述控制模块与所述IGBT驱动模块电连接，所述IGBT驱动模块与所述IGBT模块电连接，所述IGBT模块与所述高压包电连接。
优选的，所述电流钳安装在绝缘杆上。
一种采用高压脉冲信号的线路接地故障检测方法，包括：
S1：确保故障线路已停电；
S2：故障定位仪接线；
S3：打开主机电源开关，按“测试”按钮开始测试；
S4：用电流检测装置沿故障线路进行巡视，当测得线路有电流时，说明故障点在测量点的下游，若无电流，说明故障点在测量点的上游；
S5：测试完成后，按“复位”按钮，断开电源线，拆除高压输出线、接地线。
优选的，步骤S4包括：
S41：线路只有一条主干线时，先测试主干线的中点，确定故障点是在上游还是下游，若在上游，则测试上游线路的中点，逐步缩短巡查线路的距离，最终找到故障点；
S42：线路有两条以上主干线时，首先检测各条主干线处的电流，电流较大的分支线路为故障线路，然后再用步骤S41的方法进行检测。
优选的，在故障点前后电流检测装置的指示有大幅度变化，根据电流值的明显变化判断故障点所在。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用高压脉冲模块，输出高压脉冲信号，电压幅值可以达到40～45kV，既可以测试出小电阻接地故障，也能检测出高阻接地故障，同时还可以测试35kV以下的线路接地故障。本发明的高压脉冲模块可以输出单极性脉动信号和双极性脉冲信号，双极性脉动信号具有去磁效果，降低对变压器的损伤。本发明不需要对线路进行全线巡视，排除故障的速度较快。
附图说明
图1为本发明一实施例中主机的工作状态图；
图2为本发明一实施例中高压脉冲模块的工作状态图；
图3为本发明一实施例中主机内部结构图；
图4为本发明一实施例中主机面板示意图；
图5为本发明一实施例中线路接地故障查找仪的输出波形示意图；
图6为本发明一实施例中线路接地故障查找仪的工作状态图。
图中，1-箱体；2-支架；3-主板；4-电源装置；5-高压脉冲模块；6-电流检测装置；7-主机面板；8-架空线路；9-变电站；11-箱盖；31-控制模块；32-电流检测模块；33-电压检测模块；41-电源模块；42-电源插座；51-IBGT驱动模块；52-IGBT模块；53-高压包；61-电流钳；62-接收器；63-绝缘杆；71-显示模块；72-输出端口；73-输入端口；74-接地端口；75-测试按钮；76-复位按钮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
请综合参考图1至图6，一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，包括箱体1、支架2、主板3、电源插座42、显示模块71、高压脉冲模块5和电流检测装置6；电源插座42通过外部电源为主板3、显示模块71和高压脉冲模块5提供电源；支架2安装在箱体1内部，主板3和高压脉冲模块5均安装在支架2上；主板3上设有控制模块31、电流检测模块32和电压检测模块33；显示模块71、高压脉冲模块5、电流检测模块32和电压检测模块33分别与控制模块31电连接；电流检测装置6用于检测架空线路8的电流信号。
本实施例中，当架空线路8出现接地故障，在确保故障线路已停电的情况下，将查找仪接线。控制模块31通过PWM信号控制高压脉冲模块5输出高压脉冲信号，控制模块31分别控制电流检测模块32和电压检测模块33检测高压脉冲模块5输出的电流信号和电压信号，并把测得的电流值和电压值显示在显示模块71上，同时，电流检测装置6用于排查架空线路8，根据测得的电流值判断线路接地故障点。
优选的，外部电源是直接的220V交流电或者是电池和逆变器连接后输出的220V交流电。
如图2所示，高压脉冲模块5包括IGBT驱动模块、IGBT模块52和高压包53；控制模块31与IGBT驱动模块电连接，IGBT驱动模块与IGBT模块52电连接，IGBT模块52与高压包53电连接。
本实施例中，控制模块31通过PWM信号控制IGBT驱动模块，IGBT驱动模块驱动IGBT模块52，IGBT模块52控制高压包53输出高压脉冲信号，输出波形示意图见图5。控制模块31可以通过PWM信号控制高压脉冲模块5输出高压脉冲信号的幅值和频率。
优选的，线路接地故障查找仪输出的波形既可以是单极性脉冲信号，也可以是双极性脉冲信号，脉冲信号的占空比为40％～60％。
优选的，线路接地故障查找仪输出的电压幅值为40～45kV，频率为15～30Hz。
优选的，线路接地故障查找仪的输出电流最大为100mA。
优选的，电流检测装置6包括电流钳61和接收器62，接收器62通过无线信号接收电流钳61检测架空线路8的电流数据。该设计中，当查找仪向架空线路8输出高压脉冲信号时，电流钳61用于排查架空线路8，当电流钳61测得电流值发生明显变化时，则认为此处线路为故障点。
优选的，电流钳61安装在绝缘杆63上。该设计中，通过用长绝缘杆63连接电流钳61，可使得检测电流时远离架空线路8，保证工人人员的安全，并且也能够更加方便地进行作业。
如图4所示，支架2的顶部设有主机面板7；显示模块71设在主机面板7上；主机面板7上还设有输出、输入和接地端口74以及测试按钮75和复位按钮76。该设计中，显示模块71用于显示电流检测模块32和电压检测模块33检测的高压脉冲模块5发出的高压脉冲信号的电流值和电压值；输出端口72用于向架空线路8输出高压脉冲信号；输入端口73和输出端口72连接形成回路；接地端口74用于接地，起到保护查找仪的作用；测试按钮75用于查找仪进行测试；复位按钮76用于查找仪进行复位。
优选的，箱体1上设有可拆卸安装的箱盖11。该设计中，箱盖11和箱体1铰接，箱盖11打开后，则看到主机面板7，通过主机面板7的各个端口进行连线，然后可以进行测试和复位操作。
实施例2
请综合参考图1至图6，一种采用高压脉冲信号的线路接地故障检测方法，包括：
S1：确保故障线路已停电，即变电站9停止向架空线路8供电；
S2：故障定位仪接线，接线示意图见图6，通过电源线将电源模块41与主机连接，主机的输出端口72输出线与故障线路连接，接地端口74与线路地连接；
S3：打开主机电源开关，按“测试”按钮开始测试；
S4：用电流检测装置6沿故障线路进行巡视，当测得线路有电流时，说明故障点在测量点的下游，若无电流，说明故障点在测量点的上游；
S41：线路只有一条主干线时，先测试主干线的中点，确定故障点是在上游还是下游，若在上游，则测试上游线路的中点，逐步缩短巡查线路的距离，最终找到故障点；
S42：线路有两条以上主干线时，首先检测各条主干线处的电流，电流较大的分支线路为故障线路，然后再用步骤S41的方法进行检测。
在故障点前后电流检测装置6的指示有大幅度变化，根据电流值的明显变化判断故障点所在。
如图6所示，先检测ab支线和ag支线的电流，若电流ab支线的电流值较大，ag支线的电流值较小，则故障在ab支线的下游，之后检测abcd线路的中点电流，若cd电流较大，cf电流较小，则故障在cd支线，再次检测cd支线的中点电流值，逐步找到故障点。
S5：测试完成后，按“复位”按钮，断开电源线，拆除高压输出线、接地线。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，其特征在于：包括箱体、支架、主板、电源插座、显示模块、高压脉冲模块、电流钳和接收器；所述电源插座通过外部电源为所述主板、显示模块和所述高压脉冲模块提供电源；所述支架安装在所述箱体内部，所述主板和所述高压脉冲模块均安装在所述支架上；所述主板上设有控制模块、电流检测模块和电压检测模块；所述显示模块、高压脉冲模块、电流检测模块和所述电压检测模块分别与所述控制模块电连接；所述接收器通过无线信号接收所述电流钳检测架空线路的电流数据。
2.根据权利要求1所述的一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，其特征在于：所述支架的顶部设有主机面板；所述显示模块设在所述主机面板上；所述主机面板上还设有输出、输入和接地端口以及测试按钮和复位按钮。
3.根据权利要求2所述的一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，其特征在于：所述箱体上设有可拆卸安装的箱盖。
4.根据权利要求1所述的一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，其特征在于：所述外部电源是直接的220V交流电或者是电池和逆变器连接后输出的220V交流电。
5.根据权利要求1所述的一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，其特征在于：所述高压脉冲模块包括IGBT驱动模块、IGBT模块和高压包；所述控制模块与所述IGBT驱动模块电连接，所述IGBT驱动模块与所述IGBT模块电连接，所述IGBT模块与所述高压包电连接。
6.根据权利要求1所述的一种采用高压脉冲信号的线路接地故障查找仪，其特征在于：所述电流钳安装在绝缘杆上。
7.一种采用高压脉冲信号的线路接地故障检测方法，其特征在于，包括：
S1：确保故障线路已停电；
S2：故障定位仪接线；
S3：打开主机电源开关，按“测试”按钮开始测试；
S4：用电流检测装置沿故障线路进行巡视，当测得线路有电流时，说明故障点在测量点的下游，若无电流，说明故障点在测量点的上游；
S5：测试完成后，按“复位”按钮，断开电源线，拆除高压输出线、接地线。
8.根据权利要求7所述的一种采用高压脉冲信号的线路接地故障检测方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41：线路只有一条主干线时，先测试主干线的中点，确定故障点是在上游还是下游，若在上游，则测试上游线路的中点，逐步缩短巡查线路的距离，最终找到故障点；
S42：线路有两条以上主干线时，首先检测各条主干线处的电流，电流较大的分支线路为故障线路，然后再用步骤S41的方法进行检测。
9.根据权利要求8所述的一种采用高压脉冲信号的线路接地故障检测方法，其特征在于，在故障点前后电流检测装置的指示有大幅度变化，根据电流值的明显变化判断故障点所在。
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