CN112327207A - 一种便携式直流系统接地故障判断装置及其使用方法 - Google Patents

一种便携式直流系统接地故障判断装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式直流系统接地故障判断装置，此装置包括供电单元和输出单元，其中，供电单元，其包括辅助母线、并联于所述辅助母线上的电源组件和超级电容；输出单元，并联于所述辅助母线上，其包括并联开关、与所述并联开关相连的接线柱和设置于所述接线柱之间的指示支路；本发明的检测装置构造简单，供电单元提供临时电源为馈线支路供电，而输出单元通过连接线夹接通至馈线支路上；操作过程简单，可杜绝采用现有技术存在的风险，并且此判断方法不会间断保护装置供电，较常规方法判断更直观。同时该装置作为小型可调直流电源，也可在直流改造、装置调试、低电压动作测试等场合使用。

Description

一种便携式直流系统接地故障判断装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及馈线接地故障检修技术领域，尤其涉及一种便携式直流系统接地故障判断装置及其使用方法。
背景技术
变电站直流电源系统为浮地运行系统，即不接地系统；在每个馈线支路上安装差流CT，并配置绝缘监测装置，当馈线支路发生直流接地时，利用馈线差流CT可检测到正负极的差流，以此判断该回路是否存在接地。但是由于受现场环境影响，比如环路、寄生回路、对地电容干扰，至少有50％的几率检测不出具体的接地支路，这就需要检修人员迅速到现场进行排查，并且即便装置查到接地支路，也需要断开接地回路来进一步确认，从安全运行的角度来说，仍然是存在风险的。进一步的，1)受现场环境影响，在线装置往往不能确定良好效果，直流电源供电设备多，供电线缆长，供电回路复杂查找接地点花费时间长。2)即便装置检测到故障支路，由于误报率高，一般也都要采取瞬时拉开对应支路空开来进一步确认，避免装置误判导致查找方向错误，瞬时断开疑似支路法同样存保护拒动误动的风险。
直流系统出现接地故障的方式多种多样，维护人员查找故障的时候，是根据个人的经验和习惯选择其中的一种方法一查到底，而任何一种查找方法都不可避免有所局限和不足之处。当采用一种方法没有找到故障的时候便随机选取别的方法，致使整个查找过程盲目、杂乱无章，耗费很多时间,欠缺科学性。
发生直流接地必须尽快处理，否则保护装置运行风险将变大，但是在现场查找直流接地多年来仍然是运维人员的一个大难题，虽然可以借助系统绝缘监测装置或便携式直流接地探测仪，但是受现场环境影响较大，往往不能绝对取得很好的效果。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有馈线支路接地故障判断装置存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明要解决的一个问题是提供一种便携式直流系统接地故障判断装置，其目的在于通过一个简易的检测装置来简化判断馈线支路接地故障的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种便携式直流系统接地故障判断装置，此装置包括供电单元和输出单元，其中，供电单元，其包括辅助母线、并联于所述辅助母线上的电源组件和超级电容；输出单元，并联于所述辅助母线上，其包括并联开关、与所述并联开关相连的接线柱和设置于所述接线柱之间的指示支路。
作为本发明所述便携式直流系统接地故障判断装置的一种优选方案，其中：所述电源组件包括蓄电池、DC/DC升压模块和开关，三者相互串联，构成回路，并且并联接入所述辅助母线内。
作为本发明所述便携式直流系统接地故障判断装置的一种优选方案，其中：所述辅助母线上还并联有电压表。
作为本发明所述便携式直流系统接地故障判断装置的一种优选方案，其中：所述接线柱包括正极接线柱和负极接线柱，所述正极接线柱与并联开关的支路上连接有二极管，而所述负极接线柱与并联开关的支路上串联有电流表。
作为本发明所述便携式直流系统接地故障判断装置的一种优选方案，其中：所述指示支路连接于所述正极接线柱和负极接线柱之间，其线路中串联有发光二极管和电阻。
作为本发明所述便携式直流系统接地故障判断装置的一种优选方案，其中：还包括，连接线夹，通过导线分别与所述正极接线柱和负极接线柱相连，其包括连接台、设置于所述连接台上端的第一夹持杆和设置于所述连接台下端的夹持件。
作为本发明所述便携式直流系统接地故障判断装置的一种优选方案，其中：所述第一夹持杆包括第一扭簧和通过所述第一扭簧连接与所述连接台上的杆体，所述杆体的侧壁中开设有安装孔，所述安装孔设置有导电环，所述导电环的环内配合连接有导电杆；所述导电环与导线相连。
本发明要解决的另一个问题是提供一种便携式直流系统接地故障判断装置的使用方法，其目的在于通过使用上述简易的检测装置来简化判断馈线支路接地故障的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种便携式直流系统接地故障判断装置的使用方法，包括以下操作步骤：
先打开所述开关，所述蓄电池通过所述DC/DC升压模块变压为所述超级电容充电，达到预定电压值；连接前，断开所述并联开关；通过所述连接线夹与馈线支路上的馈线空开相连，通过所述发光二极管的状态判断连接情况；连接正确后，合上所述并联开关，将万用表外接在所述馈线空开的接线端子上，再断开所述馈线空开，观察所述万用表的电压变化示数。
作为本发明所述便携式直流系统接地故障判断装置的一种优选方案，其中：当所述万用表监测的电压值为原馈线支路的电压值时，则该馈线支路无接地故障；当所述万用表监测的电压值为所述辅助母线提供的预定电压值时，则该馈线支路存在接地故障。
本发明的有益效果：
本发明的检测装置构造简单，供电单元提供临时电源为馈线支路供电，而输出单元通过连接线夹接通至馈线支路上；操作过程简单，可杜绝采用现有技术存在的风险，并且此判断方法不会间断保护装置供电，较常规方法判断更直观。同时该装置作为小型可调直流电源，也可在直流改造、装置调试、低电压动作测试等场合使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明便携式直流系统接地故障判断装置的整体模块示意图。
图2为本发明便携式直流系统接地故障判断装置的供电单元模块示意图。
图3为本发明便携式直流系统接地故障判断装置的输出单元模块示意图。
图4为本发明便携式直流系统接地故障判断装置的馈电线路连接示意图。
图5为本发明便携式直流系统接地故障判断装置的连接线夹结构示意图。
图6为本发明便携式直流系统接地故障判断装置的连接线夹仰视结构示意图。
图7为本发明便携式直流系统接地故障判断装置的连接线夹内部结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
参照图1～4，为本发明第一个实施例，为解决现有馈线支路中接地故障检测判断困难的问题，提供了一种便携式直流系统接地故障判断装置，此装置包括供电单元100和输出单元200，其中，供电单元100，其包括辅助母线101、并联于辅助母线101上的电源组件102和超级电容103；输出单元200，并联于辅助母线101上，其包括并联开关201、与并联开关201相连的接线柱202和设置于接线柱202之间的指示支路203。
电源组件102包括蓄电池102a、DC/DC升压模块102b和开关102c，三者相互串联，构成回路，并且并联接入辅助母线101内。
辅助母线101上还并联有电压表101a。
接线柱202包括正极接线柱202a和负极接线柱202b，正极接线柱202a与并联开关201的支路上连接有二极管202a-1，而负极接线柱202b与并联开关201的支路上串联有电流表202b-1。
指示支路203连接于正极接线柱202a和负极接线柱202b之间，其线路中串联有发光二极管203a和电阻203b。
其中，此装置本身包括两个单元，供电单元100和输出单元200，供电单元100用于为馈线支路提供临时的供电，而供电单元100内具有辅助母线101，方便装置内各输入、输出支路相连，并通过电压表时刻检测101a辅助母线101的端电压，便于DC/DC升压模块102b的电压调节；电源组件102为装置的电源组件，保持辅助母线101端部电压的稳定，并且可通过辅助母线101来为超级电容103进行充电，电源组件102的连接电路内蓄电池102a通过DC/DC升压模块102b升压至馈线支路端电压相近的电压值，蓄电池102a可采用低压直流锂电池，而通过DC/DC升压模块102b升压至馈线支路端电压相近的电压值的目的在于，通过电压的差值来区分馈线支路是由原母线供电还是辅助母线101供电。并且，当馈线支路的负荷正常工作时，由DC/DC升压模块102b供电，而当馈线支路的负荷出现异常时，如保护动作发生，负荷出现冲击电流时，则冲击负荷由超级电容103提供，避免因负荷过大，DC/DC升压模块102b无输出的情况发生，导致保护装置及断路器可靠动作。
进一步的，输出单元200自辅助母线101上并联引出，通过并联开关201控制辅助母线101与馈线支路的通断，接线柱202为输出单元200的引出端口，指示支路203则用于反馈接线柱202与馈线支路正极和负极连接是否正确。具体的，并联开关201自辅助母线101的两端引出，一端通过二极管202a-1与正极接线柱202a相连，另一端通过串联电流表202b-1与负极接线柱202b相连，电流表202b-1用于显示输出支路上的电流值，可用于辅助接地故障的判断。而指示支路203连接于正极接线柱202a和负极接线柱202b之间，单向导通，当接线端连接极性正确时，发光二极管203a点亮，当接线端极性接入错误，则发光二极管203a不被点亮。
实施例2
参照图5～6，为本发明的第二个实施例，上述的装置为实现与馈线空开K的接线端子连接，还需要通过导线与接线端子实现连接，而当馈线支路存在接地故障时，由于馈线支路数量众多，无法确定是某一具体支路时，就需要逐个排查，需要将上述装置通过导线依次与各馈线支路的馈线空开K的接线端子相连，而馈线空开K的端子为内嵌式结构，为保持接线端连接稳定的前提下，方便在馈线空开K上快速切换，通过以下结构实现，该实施例不同于第一个实施例的是：
还包括，连接线夹300，通过导线分别与正极接线柱202a和负极接线柱202b相连，其包括连接台301、设置于连接台301上端的第一夹持杆302和设置于连接台301下端的夹持件303。
第一夹持杆302包括第一扭簧302d和通过第一扭簧302d连接与所述连接台301上的杆体302a，杆体302a的侧壁中开设有安装孔302a-1，安装孔302a-1设置有导电环302b，导电环302b的环内配合连接有导电杆302c；导电环302b与导线相连。
夹持件303包括第二夹持杆303a、第三夹持杆303b和第二扭簧303c，第二夹持杆303a、第三夹持杆303b形状相同，且通过第二扭簧303c对称铰接于连接台301的两侧。
相较于实施例1，进一步的，为方便将此装置的输出端与馈线空开K的接线端子相连，设计了连接线夹300，通过导线分别与正极接线柱202a和负极接线柱202b相连。其中，连接台301为第一夹持杆302和夹持件303之间的连接体，夹持件303通过连接台301与第一夹持杆302之间配合形成纵向的夹持，可使得第一夹持杆302可配合夹持在接线端子的上端，使得第一夹持杆302上的导电杆302c与接线端子上的金属件相连，使得电路到导通。具体的，当第一夹持杆302可配合夹持在接线端子的上端时，使得导电杆302c位于接线端子的上端，导电杆302c通过螺纹转动配合在导电环302b内，而导电环302b又通过导线与接线柱202相连，使得当导电杆302c的底端与接线端子的金属件相连时，电路形成回路；还需要说明的时，导电杆302c分为两段，上段为绝缘材料制成，下段为金属材料制成，上段可手持，通过控制下段深入导电环302b的深度，可用于匹配不同内嵌深度的馈线空开K的接线端子。
而夹持件303自身为对称式结构，其整体可用于实现横向的夹持，包括第二夹持杆303a和第二夹持杆303b，二者通过第二扭簧303c铰接。当馈线空开K固定在墙上或者板上，无法进行纵向的夹持时，即可通过夹持件303进行馈线空开K的横向夹持。大大提高了连接线夹300的适用性。
其余结构与实施例1的结构相同。
实施例3
参照图1～7，为本发明的第三个实施例，该实施例提供了一种便携式直流系统接地故障判断装置的使用方法，包括以下操作步骤：
先打开开关102c，蓄电池102a通过DC/DC升压模块102b变压为超级电容103充电，达到预定电压值；连接前，断开并联开关201；通过连接线夹300与馈线支路上的馈线空开K相连，通过发光二极管203a的状态判断连接情况；连接正确后，合上并联开关201，将万用表W一端外接在所述馈线母线正或负极上，另一端接系统接地端，再断开馈线空开K，观察万用表W的电压变化示数。
当万用表W监测的对地电压值恢复至正常值时(即正、负对地电压值为系统电压的1/2)，则该馈线支路存在接地故障。当万用表W监测的对地电压值无变化时，则该馈线支路无接地故障。
其中，在此装置接入馈线支路前，需要先开启开关102c，使得电源组件102连通，蓄电池102a提供直流电，通过DC/DC升压模块102b将12V/24V的直流电升压为与馈电母线端电压相近的电压，并通过辅助母线101为超级电容103充电，辅助母线101上的端电压通过电压表101a实时监控。在检测某一馈线支路前，断开并联开关201，将连接线夹300夹持在馈线空开K的侧壁上，并将第一夹持杆302的导电杆302c底部与接线端子相连，若正极和负极的极性连接正确，则指示支路203在馈线空开K的接线端获得电压而导通，发光二极管203a被点亮，反之，若极性连接错误，则发光二极管203a不会被点亮。
在极性连接正确之后，合上并联开关201，使得此装置中辅助母线101的端电压并联在馈线空开K的接线端子上。而后通过外部的万用表W监测馈线母线的对地电压值。
进一步的，万用表W连接后，显示为馈电母线(或相近)的对地电压值，再断开馈电空开K，此时馈线支路与馈电母线断开，完全由辅助母线101进行临时供电，相当于该馈线与系统完全隔离，即可判断该馈线是否存在接地。当万用表W显示的对地电压值无变化时，则此馈线支路正常；判断正常的馈线支路在确认正常后，及时合上馈电空开K，保障支路负载正常运行，再断开并联开关201，卸下此装置的连接。当万用表W的显示恢复至正常值时，则表示此馈线支路存在故障，需及时进一步对故障支路进行处理。
通过此装置及此方法的好处在于无需使得馈线支路处于断电的状态，避免了因判断直流接地时需要断开馈电空开K的问题，保证在判断和处理直流接地时，保护或自动化装置供电的连续性，极大的保证了工作的安全性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：包括，
供电单元(100)，其包括辅助母线(101)、并联于所述辅助母线(101)上的电源组件(102)和超级电容(103)；
输出单元(200)，并联于所述辅助母线(101)上，其包括并联开关(201)、与所述并联开关(201)相连的接线柱(202)和设置于所述接线柱(202)之间的指示支路(203)。
2.根据权利要求1所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：所述电源组件(102)包括蓄电池(102a)、DC/DC升压模块(102b)和开关(102c)，三者相互串联，构成回路，并且并联接入所述辅助母线(101)内。
3.根据权利要求1或2所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：所述辅助母线(101)上还并联有电压表(101a)。
4.根据权利要求3所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：所述接线柱(202)包括正极接线柱(202a)和负极接线柱(202b)，所述正极接线柱(202a)与并联开关(201)的支路上连接有二极管(202a-1)，而所述负极接线柱(202b)与并联开关(201)的支路上串联有电流表(202b-1)。
5.根据权利要求1、2和4任一所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：所述指示支路(203)连接于所述正极接线柱(202a)和负极接线柱(202b)之间，其线路中串联有发光二极管(203a)和电阻(203b)。
6.根据权利要求5所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：还包括，
连接线夹(300)，通过导线分别与所述正极接线柱(202a)和负极接线柱(202b)相连，其包括连接台(301)、铰接于所述连接台(301)上端的第一夹持杆(302)和设置于所述连接台(301)下端的夹持件(303)。
7.根据权利要求6所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：所述第一夹持杆(302)包括第一扭簧(302d)和通过所述第一扭簧(302d)连接与所述连接台(301)上的杆体(302a)，所述杆体(302a)的侧壁中开设有安装孔(302a-1)，所述安装孔(302a-1)设置有导电环(302b)，所述导电环(302b)的环内配合连接有导电杆(302c)；
所述导电环(302b)与导线相连。
8.根据权利要求6或7所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：所述夹持件(303)包括第二夹持杆(303a)、第三夹持杆(303b)和第二扭簧(303c)，所述第二夹持杆(303a)、第三夹持杆(303b)形状相同，且通过所述第二扭簧(303c)对称铰接于所述连接台(301)的两侧。
9.一种使用如权利要求1～8所述的直流系统接地故障判断装置的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
先打开所述开关(102c)，所述蓄电池(102a)通过所述DC/DC升压模块(102b)变压为所述超级电容(103)充电，达到预定电压值；
连接前，断开所述并联开关(201)；
通过所述连接线夹(300)与馈线支路上的馈线空开(K)相连，通过所述发光二极管(203a)的状态判断连接情况；
连接正确后，合上所述并联开关(201)，将万用表(W)外接在所述馈线空开(K)的接线端子上，再断开所述馈线空开(K)，观察所述万用表(W)的电压变化示数。
10.根据权利要求9所述的便携式直流系统接地故障判断装置，其特征在于：当所述万用表(W)监测的电压值为原馈线支路的电压值时，则该馈线支路无接地故障；
当所述万用表(W)监测的电压值为所述辅助母线(101)提供的预定电压值时，则该馈线支路存在接地故障。
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