CN111487499A - 一种无接触线路参数测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无接触线路参数测量系统及测量方法，包括测量端设备、线路转换端设备、测量仪器和控制终端；测量端设备和线路转换端设备分别接入被试线路端，测量仪器接入测量端设备的出线端，控制终端与测量端设备、线路转换端设备、测量仪器之间通过无线通讯方式传输信号。测量端设备包括开关和球隙装置，本发明通过操作控制终端可无接触的对测试端模块和状态转换端模块进行控制，安全便捷进行线路状态切换，从而完成线路测量操作。安全便捷、操作简单、节省人工、作业效率高。

Description

一种无接触线路参数测量系统及测量方法

技术领域

本发明属于电力电力系统输电线路参数测量技术领域，涉及一种无接触线路参数测量系统及测量方法。

背景技术

在电力系统新建输电线路投入运行前，或在运线路定期检修时，都需要进行线路参数测量试验。线路参数测量是将被试线路等效成电阻、电容、电感及其组合，并测出相关数值。线路参数数值的测量是线路保护整定、故障测距及潮流计算的基础。一般来说，对线路参数进行测量的被试线路至少有50到100公里长。目前，在进行线路参数测量时，对线路接地、短接及悬空等多种功能的转换及实现都是通过人工在地面或者龙门架上改变接线方式实现的，转换线路状态所需周期较长、操作和测试过程中没有一个常设的防雷保护装置。在操作过程中，需要配戴绝缘手套，操作麻烦且费时费力，且无法保证操作人员免遭长距离线路落雷的冲击。因此，为了解决上述问题，需要一种能够快速进行线路状态切换、具有防雷保护、能够一键进行线路参数测量，且全程操作均与现场设备无接触等特点的线路参数测量系统解决方案。

在当前实际的输电线路参数测量中，还没有一套能够提供上述功能的装置或系统，作业人员经常是采用简易的球隙进行人工调节，需要频繁人工接地，需要戴上绝缘手套现场触摸线路倒闸设备和测量仪器，既不安全，又费时费力。在现有技术中，授权公告号为CN103616537B的中国发明专利公开了一种防雷倒闸装置及测量参数的方法，采用手动刀闸来实现线路不同状态的人工切换，在刀闸和线路引下线之间并联有放电棒实现防雷保护作用，测量端和状态转换端的作业人员各自操作，不方便交流，效率大大降低。这种技术还具有手动操作刀闸、防雷间隙不可调节、装置简易等缺点，在实际应用中仍然费时费力、具有安全隐患。因此，为实现安全、简便又快捷地测量线路参数，需要一种无接触式的线路参数测量系统。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种无接触线路参数测量系统及测量方法，无需手动切换刀闸和调节防雷间隙，安全便捷、操作简单、节省人工、作业效率高。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明实施例示出了一种无接触线路参数测量系统，包括测量端设备、线路转换端设备、测量仪器和控制终端；

所述测量端设备包括通讯模块、电源、主控模块、防雷球隙模块和第一开关；所述状态转换端设备、包括通讯模块、电源、主控模块和第二开关；

被试线路分别连接测量端设备的防雷球隙模块和状态转换端设备的第二开关；

所述第一开关连接测量仪器，测量仪器电性连接控制终端。

优选的，所述测量端设备进一步包括进线端、出线端和接地端，进线端分别接被试线路的引下线、防雷球隙模块和第一开关；出线端分别接第一开关和测量仪器。

优选的，所述防雷球隙模块包括放电棒，放电棒通过传动机构连接电机调节球隙的距离。

优选的，所述状态转换端设备进一步包括进线端、出线端和接地端，进线端别接被试线路的引下线和第二开关，第二开关接出线端。

优选的，当测量直流输电线路时，被试线路有两条；当测量交流输电线路时，被试线路有三条；当测量同塔双回直流线路时，被试线路有四条，当测量同塔双回交流线路时，被试线路有六条；

被试线路的数量与进线端、出线端、第一开关、防雷球隙模块、第二开关的数量对应相等。

第一开关和第二开关可以采用高压继电器、高压接触器或三位置刀闸开关，优选的，采用高压继电器。

本发明进而提供了一种所述系统的无接触线路参数测量方法，包括：

将测量端设备和状态转换端设备分别接于被试线路的第一引下线和第二引下线；将测量端设备的第一接地端和状态转换端设备的第二接地端分别接入各自试验现场的接地极点；

通过控制终端使测量端设备的第一开关接地，状态转换端设备的第二开关接地；调整防雷球隙装置的第二放电棒与第一放电棒距离；控制终端控制测量仪器对被试线路参数进行测量。

优选的，所述防雷球隙装置的调整过程如下：

1)通过电机驱动第二放电棒后退至与第一放电棒的间隙为最大；或者，通过电机驱动第二放电棒前进至与第一放电棒的间隙为0；

2)通过电机驱动第二放电棒缓慢前进，监测电流互感器的电流，当电流从无到有，电机停止运动；或者，通过电机驱动第二放电棒缓慢后退，监测电流互感器的电流，当电流变0时，电机停止运动；

3)记录此时的第二放电棒与第一放电棒的间距L1，即为感应电压击穿间隙；

4)将第一放电棒从试验线路的引下线取下，并接入试验电源，测量试验电压击穿间隙；

5)重复步骤1)、2)，得出此时的第二放电棒与第一放电棒的间距L2，即为感应电压击穿间隙；

6)将此间距求和L1+L2，得到测量击穿间距作为现场被试线路参数的保护基准值。

优选的，所述现场被试线路参数试验中放电保护间隙的参数值应不超过所述L1+L2之和的1.1倍。

与现有技术相比，本发明至少具有以下技术效果：

本发明提供了一种无接触线路参数测量系统及测量方法，通过操作控制终端可在距离试验设备一定安全距离之外快速实现对测试端模块和状态转换端模块的控制，进而便捷的进行线路状态切换，并将线路状态反馈到操作界面中，从而完成线路测量操作。操作人员与线路倒闸装置和测量仪器具有一定的安全距离。控制终端可以与测量端设备、线路转换端设备和测量仪器之间进行信息交互及远程控制，大大减少现场作业人员。球隙装置可进行调节，可实现带电快速调节放电间隙，适应不同的试验项目。本装置可极大程度的缩短线路状态转换时间，操作人员免于接触现场带电部分，具有便携性、操作简单、安全可靠、省时省力等优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明测量系统的原理框图。

图2是本发明测量端设备的一次主电气部分原理图。

图3是本发明状态转换端设备的一次主电气部分原理图。

其中：1为测量端设备；2为线路转换端设备；3为测量仪器；4为控制终端；5为被试线路；11为第一进线端；12为第一出线端；13为第一接地端；14为第一开关；15为通讯模块；16为电源；17为主控模块；18为防雷球隙模块；21为第二进线端；22为第二出线端；23为第二接地端；24为第二开关；51为第一引下线；52为第二引下线；141为第一位置；142为第二位置；143为第三位置；241为第四位置；242为第五位置；243为第六位置；181为第一放电棒；182为第二放电棒；183为传动机构；184为电机。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

请参阅图1所示，本发明提供了一种无接触线路参数测量系统，包括测量端设备1、状态转换端设备2、测量仪器3和控制终端4；测量端设备1和状态转换端设备2分别连接于被试线路5的第一引下线51和第二引下线52。

测量端设备1包括第一进线端11、第一出线端12、第一接地端13、第一开关14、通讯模块15、电源16、主控模块17和防雷球隙模块18；防雷球隙模块18包括第一放电棒181、第二放电棒182、传动机构183、电机184；被试线路5的第一引下线51接入第一进线端11；第一放电棒181与第一进线端11电性连接，第二放电棒182与第一接地端13电性连接。

如图2所示，第一开关14包括第一位置141、第二位置142、第三位置143；第一开关14的第一位置141与第一接地端13电性连接，第二位置142与第一出线端12电性连接；测量仪器3与测量端设备1的第一出线端12相连。

如图1、图3所示，状态转换端设备2包括第二进线端21、第二出线端22、第二接地端23、第二开关24、主控模块15、通讯模块16和电源17；被试线路5的第二引下线52接入第二进线端21；第二开关24包括第四位置241、第五位置242、第六位置243；第二开关24的第四位置241与第二进线端21电性连接，第五位置242与第二出线端22电性连接。状态转换端设备2与测量端设备1相比，除不包含防雷球隙模块18外，其余结构一致。

两台设备分别接于被试线路5的两端，通过第一开关14和第二开关24分别承担线路首末两端状态切换的功能。通过防雷球隙模块18保护线路首端的设备和作业人员免遭雷击。

控制终端具备无线传输功能，与测量端设备之间通过其通讯模块实现无线信号传输，与状态转换端设备之间通过其通讯模块实现无线信号传输，与测量仪器之间通过其通讯模块实现无线信号传输。

请继续参阅图1至图3，本发明阐述了一条被试线路在进行线路参数测量时的所有结构与配置，而进一步的，被试线路5至少为两条：当测量直流输电线路时，被试线路5有两条；当测量交流输电线路时，被试线路5有三条；当测量同塔双回直流线路时，被试线路5有四条，当测量同塔双回交流线路时，被试线路5有六条，所有输电线路类型均可在本方案的基础上实现。被试线路5的数量与第一进线端11、第一出线端12、第一开关14、防雷球隙模块18、第二进线端21、第二出线端22、第二开关24的数量对应相等。

作为优选方案，控制终端4具备无线传输功能，与测量端设备1之间通过其通讯模块15实现近距离无线信号传输，与状态转换端设备2之间通过其通讯模块15的移动数据网络等方式实现远距离无线信号传输，与测量仪器4之间通过其通讯模块实现近距离无线信号传输。

进一步的，将测量端设备1和控制终端4放置在第一便携箱中，将状态转换端设备2放置在第二便携箱中，携带和使用便捷，方便户外使用。

电机184通过主控模块17对所述防雷球隙模块18的传动机构183提供驱动力，驱动第二放电棒182运动。作业人员通过操作控制终端4上相应的应用程序，对防雷球隙模块18的放电间隙进行无线控制，安全、便捷、可靠，极大的提高了工作效率。

第一开关14和第二开关24采用高压继电器、高压接触器或三位置刀闸开关，作为优选方案，采用高压继电器，其体积小、耐受高压性能好。其触点或断口间可耐受较高的电压，并可以进行电动操作，可基本满足线路参数测量中的各种工况，并且便于控制终端4对其通断或分合闸进行控制。高压继电器体积小，通过线圈控制通断。

进一步，电源16采用外置220V或380V电源接入供电，或内置蓄电池供电。

作为优选方案，电机124采用步进电机，电机通过主控模块对所述防雷球隙模块的传动机构提供驱动力，驱动第二放电棒运动。具有控制简单、步长短、调节精密等优点，其驱动速率可调，适合测量作业时现场频繁调节球隙的距离，节省作业时间。

控制终端4优选的采用便携式平板电脑，便于通过屏幕进行状态显示和操作，也便于安装应用程序。同时，与测量设备之间没有物理接触，作业人员可以与测量现场保持一定安全距离。

请继续参阅图1-图3，本发明还提供了一种基于该无接触线路参数测量系统的测量方法，包括以下操作：

将测量端设备1和状态转换端设备2分别接于被试线路5的第一引下线51和第二引下线52；将测量端设备1的第一接地端13和状态转换端设备2的第二接地端23分别接入各自试验现场的接地极点；操作控制终端4中的应用程序，使测量端设备1的第一开关14接通第一位置141，使状态转换端设备2的第二开关24接通第四位置241；操作控制终端5中的应用程序，根据不同试验项目要求将所述防雷球隙装置18的第二放电棒182与第一放电棒181的距离调整到相应的状态和位置；通过控制终端4中的应用程序对测量仪器3发送测量指令。

以下给出单个被试线路5进行线路电感量的测试方法：关闭测量仪器3，将测量仪器3上的测试端子与测量端设备1的第一出线端12连接；将测量端设备1的第一进线端11与被试线路5的第一引下线51电性连接，状态转换端设备2的第二进线端21与被试线路5的第二引下线52电性连接；使第一开关14接通第一位置141，使被试线路5的首端先接地；然后，使第二开关24接通第四位置241，即被试线路5的末端接地；再使第一开关14接通第二位置142，即将第一引下线51与第一出线端12相连；打开测量仪器3进行测量。

防雷球隙装置(18)的调整过程如下：

1)通过电机184驱动第二放电棒182后退至与第一放电棒181的间隙为最大；或者，通过电机184驱动第二放电棒182前进至与第一放电棒181的间隙为0；

2)通过电机184驱动第二放电棒182缓慢前进，监测电流互感器的电流，当电流从无到有，电机184停止运动；或者，通过电机184驱动第二放电棒182缓慢后退，监测电流互感器的电流，当电流变0时，电机184停止运动；

3)记录此时的第二放电棒182与第一放电棒181的间距L1，即为感应电压击穿间隙；

4)将第一放电棒181从试验线路的引下线取下，并接入试验电源，测量试验电压击穿间隙；

5)重复步骤1)、2)，得出此时的第二放电棒182与第一放电棒181的间距L2，即为感应电压击穿间隙；

6)将此间距求和L1+L2，得到测量击穿间距作为现场被试线路5参数的保护基准值。

其中，现场被试线路5参数试验中放电保护间隙的参数值应不超过所述L1+L2之和的1.1倍。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无接触线路参数测量系统，其特征在于，包括测量端设备(1)、线路转换端设备(2)、测量仪器(3)和控制终端(4)；

所述测量端设备(1)包括通讯模块(15)、电源(16)、主控模块(17)、防雷球隙模块(18)和第一开关(14)；所述状态转换端设备(2)包括通讯模块(15)、电源(16)、主控模块(17)和第二开关(24)；

被试线路(5)分别连接测量端设备(1)的防雷球隙模块(18)和状态转换端设备(2)的第二开关(24)；

所述第一开关(14)连接测量仪器(3)，测量仪器(3)电性连接控制终端(4)。

2.根据权利要求1所述的一种无接触线路参数测量系统，其特征在于，所述测量端设备(1)进一步包括进线端、出线端和接地端，进线端分别接被试线路(5)的引下线、防雷球隙模块(18)和第一开关(14)；出线端分别接第一开关(14)和测量仪器(3)。

3.根据权利要求1或2所述的一种无接触线路参数测量系统，其特征在于，所述防雷球隙模块(18)包括放电棒，放电棒通过传动机构(183)连接电机(184)调节球隙的距离。

4.根据权利要求1所述的一种无接触线路参数测量系统，其特征在于，所述状态转换端设备(2)进一步包括进线端、出线端和接地端，进线端别接被试线路(5)的引下线和第二开关(24)，第二开关(24)接出线端。

5.根据权利要求1所述的一种无接触线路参数测量系统，其特征在于，被试线路至少有两条；

当测量直流输电线路时，被试线路为两条；当测量交流输电线路时，被试线路有三条；当测量同塔双回直流线路时，被试线路有四条，当测量同塔双回交流线路时，被试线路有六条；

被试线路(5)的数量与进线端、出线端、第一开关(14)、防雷球隙模块(18)、第二开关(24)的数量对应相等。

6.根据权利要求1所述的一种无接触线路参数测量系统，其特征在于，第一开关(14)和第二开关(24)采用高压继电器、高压接触器或三位置刀闸开关。

7.一种基于权利要求1所述系统的无接触线路参数测量方法，其特征在于，包括：

A.将测量端设备(1)和状态转换端设备(2)分别接于被试线路(5)的第一引下线(51)和第二引下线(52)；

B.将测量端设备(1)的第一接地端(13)和状态转换端设备(2)的第二接地端(23)分别接入各自试验现场的接地极点；

C.通过控制终端(4)使测量端设备(1)的第一开关(14)接地，状态转换端设备(2)的第二开关(24)接地；调整防雷球隙装置(18)的第二放电棒(182)与第一放电棒(181)距离；控制终端(4)控制测量仪器(3)对被试线路(5)参数进行测量。

8.根据权利要求7所述的无接触线路参数测量方法，其特征在于，所述防雷球隙装置(18)的调整过程如下：

1)通过电机(184)驱动第二放电棒(182)后退至与第一放电棒(181)的间隙为最大；或者，通过电机(184)驱动第二放电棒(182)前进至与第一放电棒(181)的间隙为0；

2)通过电机(184)驱动第二放电棒(182)缓慢前进，监测电流互感器的电流，当电流从无到有，电机(184)停止运动；或者，通过电机(184)驱动第二放电棒(182)缓慢后退，监测电流互感器的电流，当电流变0时，电机(184)停止运动；

3)记录此时的第二放电棒(182)与第一放电棒(181)的间距L1，即为感应电压击穿间隙；

4)将第一放电棒(181)从试验线路的引下线取下，并接入试验电源，测量试验电压击穿间隙；

5)重复步骤1)、2)，得出此时的第二放电棒(182)与第一放电棒(181)的间距L2，即为感应电压击穿间隙；

6)将此间距求和L1+L2，得到测量击穿间距作为现场被试线路(5)参数的保护基准值。

9.根据权利要求8所述的无接触线路参数测量方法，其特征在于，所述现场被试线路(5)参数试验中放电保护间隙的参数值应不超过所述L1+L2之和的1.1倍。

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