CN112731057A - 一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置，目的是通过信号注入模块，采用自适应闭环反馈调节信号注入装置适配参数，降低信号注入装置功耗，再通过脉冲编码方式向电缆中注入编码脉冲电流信号，同时通过信号检测装置采用罗氏线圈采集、微分电缆中的编码脉冲电流信号，并对脉冲电流信号进行放大、滤波、积分，提高电流检测灵敏度，进而安全、高效、准确的定位电缆在运行过程中出现的接地故障位置，迅速处理接地故障，缩短停电时间。
Description
技术领域
本发明涉及配用电领域，具体是一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置。
背景技术
近年来，我国城市建设步伐的加快，各种类型的电力电缆在企业、城市供配电系统中应用越来越多。若电缆在运行过程中一旦发生接地故障，不能及时排除故障恢复供电，往往给生产带来很大的损失，给人们生活带来不便。如何快速准确地定位电缆接地故障位置，迅速处理接地故障，缩短停电时间，具有广泛的社会效益和经济效益。
目前离线电缆接地故障定位主要有三种方法，冲击高压闪络测试法、声测定点法、高频感应定位法。其中，冲击高压闪络测试法与声测定点法均向电缆接地故障线路中注入高压信号，信号注入装置功耗大、安全性差；高频感应定位法，通过接收电缆接地故障线路周边的高频磁场强度大小判断故障点位置，定位精度较低。
发明内容
为解决上述现有技术存在的不足或缺陷，本发明提出了一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置，通过自适应闭环反馈调节信号注入装置适配参数，降低信号注入装置功耗，提高了安全性高；通过脉冲编码方式向电缆中注入编码脉冲电流，信号检测装置采用罗氏线圈检测编码脉冲电流，提高电流检测灵敏度，进而提高故障位置检测精度。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置，包含信号注入模块和信号检测模块，其中：
信号注入模块，采用自适应闭环反馈调节向电缆中注入携带编码信息的脉冲电流信号；
信号检测模块，采用罗氏线圈接收携带编码信息的脉冲电流信号，并进行实时检测，判断接地故障点位置。
进一步的，信号注入模块，包含电源、电源管理电路、升压电路、接入电阻控制电路、S控制模块、脉冲调理电路、电流采样电路，其中：
电源，采用锂电池进行供电；
电源管理电路，对信号注入模块进行充电、电量监控，同时能够实现DC-DC与LDO电源转换的功能；
升压电路，采用推挽逆变原理，对电源进行升压，输出电压值Vmax；
接入电阻控制电路，控制信号注入模块的输出电阻，防止直接接地；
控制模块，控制接入电阻控制电路切换不同阻值的电阻，同时调节升压电路输出电压值Vmax；
脉冲调理电路，以MOS管为核心，实现输出峰值电压为Vmax的携带编码信息的脉冲电流信号；
电流采样电路，实时采集脉冲输出的脉冲电流信号，并将脉冲电流信号输出至电缆接地故障线路。
进一步的，信号检测模块，包含罗氏线圈、放大电路、滤波电路、积分电路、主控模块，其中：
罗氏线圈，接收接地线路中携带编码信息的脉冲电流信号，对脉冲电流信号进行微分，输出携带编码信息的脉冲电流的微分信号；
放大电路，将携带编码信息脉冲电流的微分信号放大到所需要的的幅值；
滤波电路，对放大过的携带编码信息的脉冲电流的微分信号进行滤波调理；
积分电路，对调理后的微分信号进行积分，还原携带编码信息的脉冲电流信号；
主控模块，采集携带编码信息的脉冲电流信号并进行记录、分析和结果显示，定位电力电缆接地故障点位置。
本发明的有益效果：
1.通过自适应闭环反馈调节信号注入装置适配参数，降低信号注入装置功耗，提高安全性。
2.通过脉冲编码方式向电缆中注入编码脉冲电流，信号检测装置采用罗氏线圈检测编码脉冲电流，提高电流检测灵敏度，进而提高故障位置检测精度。
附图说明
图1为本发明基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置的信号注入模块系统框图。
图2为本发明基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置的信号检测模块系统框图。
图3为本发明基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置的应用方案框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置，包含信号注入模块和信号检测模块，其中：
信号注入模块，采用自适应闭环反馈调节向电缆中注入携带编码信息的脉冲电流信号；
信号检测模块，采用罗氏线圈接收携带编码信息的脉冲电流信号，并进行实时检测，判断接地故障点位置。
如图1所示，信号注入模块，包含电源、电源管理电路、升压电路、接入电阻控制电路、控制模块、脉冲调理电路、电流采样电路，其中：
电源，采用锂电池进行供电；
电源管理电路，对信号注入模块进行充电、电量监控，同时能够实现DC-DC与LDO电源转换的功能；
升压电路，采用推挽逆变原理，对电源进行升压，输出电压值Vmax；
接入电阻控制电路，控制信号注入模块的输出电阻，防止直接接地；
控制模块，控制接入电阻控制电路切换不同阻值的电阻，同时调节升压电路输出电压值Vmax；
脉冲调理电路，以MOS管为核心，实现输出峰值电压为Vmax的携带编码信息的脉冲电流信号；
电流采样电路，实时采集脉冲输出的脉冲电流信号，并将脉冲电流信号输出至电缆接地故障线路。
如图2所示，信号检测模块，包含罗氏线圈、放大电路、滤波电路、积分电路、主控模块，其中：
罗氏线圈，接收接地线路中携带编码信息的脉冲电流信号，对脉冲电流信号进行微分，输出携带编码信息的脉冲电流的微分信号；
放大电路，将携带编码信息脉冲电流的微分信号放大到所需要的的幅值；
滤波电路，对放大过的携带编码信息的脉冲电流的微分信号进行滤波调理；
积分电路，对调理后的微分信号进行积分，还原携带编码信息的脉冲电流信号；
主控模块，采集携带编码信息的脉冲电流信号并进行记录、分析和结果显示，定位电力电缆接地故障点位置。
一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置的具体应用，如图3所示：
信号注入模块的正向端子(A)将当携带编码信息的脉冲电流信号注入电缆接地故障线路，信号注入模块的负向端子(B)与大地相连，此时信号注入模块两端与电缆接地故障点(C)构成闭合回路，携带编码信息的脉冲电流信号沿电缆线接地故障点流入大地，携带编码信息的电流不会流过远离信号注入模块的接地故障点。
信号检测装置通过采集流经过电缆接地故障线路不同位置的携带编码信息的脉冲电流信号，并对脉冲电流信号进行放大、滤波和积分，再通过主控模块对脉冲电流信号进行记录和分析，最终显示电缆接地故障点位置。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置，包含信号注入模块和信号检测模块，其特征在于：
信号注入模块，采用自适应闭环反馈调节向电缆中注入携带编码信息的脉冲电流信号；
信号检测模块，采用罗氏线圈接收携带编码信息的脉冲电流信号，并进行实时检测，判断接地故障点位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置，其特征在于，所述信号注入模块，包含电源、电源管理电路、升压电路、接入电阻控制电路、控制模块、脉冲调理电路、电流采样电路，其中：
电源，采用锂电池进行供电；
电源管理电路，对信号注入模块进行充电、电量监控，同时能够实现DC-DC与LDO电源转换的功能；
升压电路，采用推挽逆变原理，对电源进行升压，输出电压值Vmax；
接入电阻控制电路，控制信号注入模块的输出电阻，防止直接接地；
控制模块，控制接入电阻控制电路切换不同阻值的电阻，同时调节升压电路输出电压值Vmax；
脉冲调理电路，以MOS管为核心，实现输出峰值电压为Vmax的携带编码信息的脉冲电流信号；
电流采样电路，实时采集脉冲输出的脉冲电流信号，并将脉冲电流信号输出至电缆接地故障线路。
3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲编码的离线低压电缆接地故障定位装置，其特征在于，所述信号检测模块，包含罗氏线圈、放大电路、滤波电路、积分电路、主控模块，其中：
罗氏线圈，接收接地线路中携带编码信息的脉冲电流信号，对脉冲电流信号进行微分，输出携带编码信息的脉冲电流的微分信号；
放大电路，将携带编码信息脉冲电流的微分信号放大到所需要的的幅值；
滤波电路，对放大过的携带编码信息的脉冲电流的微分信号进行滤波调理；
积分电路，对调理后的微分信号进行积分，还原携带编码信息的脉冲电流信号；
主控模块，采集携带编码信息的脉冲电流信号并进行记录、分析和结果显示，定位电力电缆接地故障点位置。
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