CN115102144A - 小电流接地系统故障保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路故障定位的技术领域，尤其涉及小电流接地系统故障保护装置及方法。本发明提供具有应急措施，针对故障紧急处理的小电流接地系统故障保护装置及方法。小电流接地系统故障保护装置及方法，包括有母线、主线、显示屏、第一电控开关和电流电压监控模块等，母线右侧固定连接有两根主线，两根主线呈对称分布，母线顶部固定安装有用于显示故障位置的显示屏，主线左侧均固定连接有第一电控开关，两根主线上都均匀安装有三个用于检测故障的电流电压监控模块。通过电流电压监控模块对主线电流进行监测，在出现故障时，能够控制警报器发出警报进而警示人们，方便人们定位，减轻工作负担。

Description

小电流接地系统故障保护装置及方法

技术领域

本发明涉及电路故障定位的技术领域，尤其涉及小电流接地系统故障保护装置及方法。

背景技术

小电流接地系统是指中性点不接地或经过消弧线圈和高阻抗接地的三相系统，又称中性点间接接地系统。当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以这种系统被称为小电流接地系统，小电流接地系统由于接地故障电流比负荷电流小得多，所以在发生故障后，往往需要耗费较多时间对线路进行排出检修，如此在针对电路维修时，不能及时做出应对，容易导致故障蔓延，加重故障造成的损失。

目前公布了公开号为CN205786964U的小电流接地系统故障定位装置，该装置包括电压采样模块、电流采样模块、无线传输模块、32位ARM处理器及移动终端，电压采样模块和电流采样模块将输电线路信息通过无线传输模块传送给32位ARM处理器；32位ARM处理器将信息发送至移动终端。该发明提高了故障判断准确率和工作效率、降低生产运行成本及日常维护费用，可及时了解故障状态、快速确定故障位置、进行数据查询、参与排障处理。虽然上述专利提高了故障判断准确率和工作效率、降低生产运行成本及日常维护费用，然而在单相接地故障发生后，并未对其他两相的过压情况做应急处理，进而在故障发生后，仍需要人为去对其他两相的短路进行处理，最终影响线路整体的绝缘效果等。

鉴于上述原因，需要设计具有应急措施，针对故障紧急处理的小电流接地系统故障保护装置及方法。

发明内容

为了克服现有的小电流接地系统故障保护装置在故障发生后仍需要人为去对故障进行处理，在人到达的期间，故障极易发生蔓延的缺点，本发明的技术问题是：提供具有应急措施，针对故障紧急处理的小电流接地系统故障保护装置及方法。

本发明的技术实施方案为：小电流接地系统故障保护装置，包括有母线、主线、显示屏、第一电控开关、电流电压监控模块，母线上固定连接有两根主线，两根主线呈对称分布，母线顶部固定安装有用于显示故障位置的显示屏，两根主线一侧均固定连接有第一电控开关，第一电控开关能够控制对应主线上的电流，两根主线上都均匀安装有三个用于检测故障的电流电压监控模块，电流电压监控模块均与相近的第一电控开关电性相连，电流电压监控模块均与显示屏电性相连，还包括有警报机构、磁感应机构、转动机构和推动机构，电流电压监控模块上设有用于提示故障位置的警报机构，电流电压监控模块上设有用于定位故障位置的磁感应机构，主线上设有用于避免故障蔓延的转动机构，电流电压监控模块上设有用于启动转动机构转动的推动机构。

在本发明一个较佳实施例中，警报机构包括有支撑块和警报器，每个电流电压监控模块上均固定连接有支撑块，支撑块上均安装有用于提示故障位置的警报器，警报器均与相近的第一电控开关电性相连，电流电压监控模块均与相近的警报器电性相连。

在本发明一个较佳实施例中，磁感应机构包括有导向杆和磁针，互相靠近的两个电流电压监控模块之间固定连接有导向杆，每根导向杆上均滑动式连接有用于定位故障位置的磁针。

在本发明一个较佳实施例中，转动机构包括有套筒、转动板和密封圈，每根主线上都均匀连接有三个套筒，套筒顶部均开有通风口，每根套筒上均转动式设有转动板，转动板通过转动能够挡住相近的通风口，两个电流电压监控模块互相靠近的一侧均胶粘有密封圈，密封圈均与相近的套筒和转动板接触，能够提高套筒与转动板之间的密封性。

在本发明一个较佳实施例中，推动机构包括有电动推杆、推动杆和温度传感器，电流电压监控模块上远离警报器的一侧均固定连接有电动推杆，警报器均与相近的电动推杆电性相连，电动推杆伸缩杆上均连接有推动杆，转动板上均开有斜槽，推动杆均在相近的斜槽内滑动，每个电流电压监控模块上均固定安装有用于检测主线表面温度的温度传感器，温度传感器均与相近的警报器、电流电压监控模块和电动推杆电性连接。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有防护壳，显示屏上转动式设有防护壳。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有降温机构，降温机构包括有壳体、箱体、连接管、活动板和弹簧，每个套筒内侧均固定连接有壳体，每个壳体内侧均固定连接装有冷却液的箱体，箱体与相近的壳体之间均连通有连接管，壳体内均滑动式设有活动板，转动板均与相近的活动板接触，活动板与相近的壳体内部之间均连接有两根弹簧。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有控制机构，控制机构包括有连接头和第二电控开关，两根主线右侧都均匀连接有两个连接头，连接头上均固接有第二电控开关，第二电控开关能够控制远离母线一方的一段主线电流，右侧的四个警报器均与相近的第二电控开关电性相连，而左侧的两个警报器则与第一电控开关电性相连。

小电流接地系统故障保护方法，包括以下步骤：

S1:在小电流接地系统发生故障之后，电流电压监控模块将检测到发生故障的主线电流与电压出现异常，如此电流电压监控模块将向第一电控开关发出信号，使得第一电控开关将该段主线电流中断，以保证故障不会扩大，同时在显示屏中关于检测到电流与电压出现异常的电流电压监控模块的信息也将更为醒目，以此告知人们小电流接地系统已发生故障。

S2:警报机构用于在人们需要对故障进行维修时，能够告知维修人员发生故障的线路在何处，缩小排查的范围。

S3：磁感应机构用于具体检测故障发生的位置，为维修人员的检修提供便利。

S4：在警报器启动之后，推动机构也将推动转动机构转动，以此将发生故障的线路包裹住，防止空气与故障点接触，避免线路高温引发火灾。

S5：在发生故障的线路被包裹住后，降温机构也将运行，利用其内部的冷却液针对发生故障的线路进行降温处理，进一步的降低火灾发生的可能性。

S6：在末端线路发生故障后，能够通过控制机构准确的将发生故障的线路中断，而无需将整个线路中断，以此降低故障发生后的影响，减少线路发生故障造成的损失。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、温度传感器能够检测主线温度，当发生单相接地故障，使得另外两相的温度过高时，能够控制转动机构运转，进而阻隔该段主线与氧气的接触，避免着火，如此有效的防止故障蔓延；

2、通过电流电压监控模块对主线电流进行监测，在出现故障时，能够控制警报器发出警报进而警示人们，方便人们定位，减轻工作负担；

3、降温机构能够在主线温度过高时，通过冷却液完成降温目的，降低主线着火的风险；

4、在第二电控开关的作用下，能够控制各个节段的主线电流，在某一段电流出现问题时，不会整条主线关闭，只会关闭受损的那一段。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的部分立体结构示意图。

图3为本发明的警报机构第一种立体结构示意图。

图4为本发明的警报机构第二种立体结构示意图。

图5为本发明的磁感应机构立体结构示意图。

图6为本发明的转动机构第一种立体结构示意图。

图7为本发明的转动机构第二种立体结构示意图。

图8为本发明的推动机构立体结构示意图。

图9为本发明的推动机构部分立体结构示意图。

图10为本发明的降温机构第一种立体结构示意图。

图11为本发明的降温机构第二种立体结构示意图。

图12为本发明的降温机构局部剖视图。

图13为本发明的控制机构立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、母线，2、主线，3、显示屏，4、防护壳，5、第一电控开关，6、电流电压监控模块，7、警报机构，71、支撑块，72、警报器，8、磁感应机构，81、导向杆，82、磁针，9、转动机构，91、套筒，92、通风口，93、转动板，94、密封圈，10、推动机构，101、电动推杆，102、推动杆，103、斜槽，104、温度传感器，11、降温机构，111、壳体，112、箱体，113、连接管，114、活动板，115、弹簧，12、控制机构，121、连接头，122、第二电控开关。

具体实施方式

首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。

实施例1

小电流接地系统故障保护装置，如图1-图2所示，包括有母线1、主线2、显示屏3、第一电控开关5、电流电压监控模块6、警报机构7、磁感应机构8、转动机构9和推动机构10，母线1右侧固定连接有两根主线2，两根主线2呈前后对称分布，母线1顶部左侧通过螺栓安装有用于显示故障位置的显示屏3，主线2左侧均通过螺栓连接有第一电控开关5，第一电控开关5能够控制对应主线2上的电流，两根主线2上都均匀通过螺栓安装有三个用于检测故障的电流电压监控模块6，电流电压监控模块6均与相近的第一电控开关5电性相连，电流电压监控模块6均与显示屏3电性相连，电流电压监控模块6上设有用于提示故障位置的警报机构7，电流电压监控模块6上设有用于定位故障位置的磁感应机构8，主线2上设有用于避免故障蔓延的转动机构9，电流电压监控模块6上设有用于启动转动机构9转动的推动机构10。

如图1、图3和图4所示，警报机构7包括有支撑块71和警报器72，每个电流电压监控模块6上均通过螺栓连接有支撑块71，支撑块71上均通过螺栓安装有用于提示故障位置的警报器72，警报器72均与相近的第一电控开关5电性相连，电流电压监控模块6均与相近的警报器72电性相连。

如图1和图5所示，磁感应机构8包括有导向杆81和磁针82，互相靠近的两个电流电压监控模块6之间通过螺栓连接有导向杆81，每根导向杆81上均滑动式连接有用于定位故障位置的磁针82。

如图1、图6和图7所示，转动机构9包括有套筒91、转动板93和密封圈94，每根主线2上都均匀连接有三个套筒91，套筒91顶部均开有通风口92，每根套筒91上均转动式设有转动板93，转动板93通过转动能够挡住相近的通风口92，两个电流电压监控模块6互相靠近的一侧均胶粘有密封圈94，密封圈94均与相近的套筒91和转动板93接触，能够提高套筒91与转动板93之间的密封性。

如图1、图8和图9所示，推动机构10包括有电动推杆101、推动杆102和温度传感器104，电流电压监控模块6上远离警报器72的一侧均通过螺栓连接有电动推杆101，警报器72均与相近的电动推杆101电性相连，电动推杆101伸缩杆上均连接有推动杆102，转动板93上均开有斜槽103，推动杆102均在相近的斜槽103内滑动，每个电流电压监控模块6上均固定安装有用于检测主线2表面温度的温度传感器104，温度传感器104均与相近的警报器72、电流电压监控模块6和电动推杆101电性连接。

本装置能够对电流进行控制，在单相接地系统出现故障时能够及时进行处理，避免影响正常的使用，母线1连接电箱，而母线1上可分接多根主线2，以流通电流传输到各个设备上，电流电压监控模块6能够对对应段的主线2小电流进行监测，而监测的数据会传输到显示屏3上，通过将防护壳4打开查看显示屏3便可得知各个主线2的电流情况，在某一节主线2电流出现故障时，对应的电流电压监控模块6将会控制对应的警报器72发出警报并亮灯，进而警示人们，警报器72在发出警报的同时也将控制第一电控开关5，使第一电控开关5将对应主线2上的电流关闭，电流电压监控模块6将数据传输到显示屏3上，人们手机可通过APP连接显示屏3，方便了解主线2情况，如此人们便可及时对发生故障的主线2进行检修，在正常使用中温度传感器104能够对主线2表面的温度进行检测，主线2在使用过程中会因高温环境或者其他原因温度过高，在温度传感器104检测到主线2温度高于预设值时，便会控制对应的警报器72发出警报，同时使电流电压监控模块6控制第一电控开关5关闭，温度传感器104同时控制对应的电动推杆101伸缩杆伸出，使电动推杆101伸缩杆伸出带动推动杆102向右侧移动，推动杆102便沿着斜槽103向右侧移动，进而因斜槽103的轨迹而带着转动板93转动，使转动板93挡住通风口92，进而使这节主线2隔绝氧气，密封圈94也能够提高密封性，避免高温着火，在人们维修主线2时，会先对主线2进行降温，而温度传感器104感应到主线2温度小于预设值时，便会控制电动推杆101伸缩杆缩回带动推动杆102向左侧移动，使推动杆102沿着斜槽103向左侧移动，进而带着转动板93反转打开，将不再挡住通风口92，方便人们对主线2进行维修，如此将提高主线2的使用安全，同时在主线2正常使用时，主线2通电产生磁场，磁针82在磁场的作用下发生固定角度的偏转，而当某一段主线2发生故障时，内部电流变化导致磁场的变化，因此磁针82在不稳定的磁场中发生不稳定的偏转，如此也能够通过磁针82的偏转情况判断主线2的正常工作与否，并且可以将磁针82在主线上随意的滑动位置，以保证主线2的各个位置均能够检测到位，温度传感器104和磁针82将起到辅助电流电压监控模块6的作用，能够精确针对不同的情况进行检测处理。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图1、图11和图12所示，还包括有降温机构11，降温机构11包括有壳体111、箱体112、连接管113、活动板114和弹簧115，每个套筒91内侧均焊接有壳体111，每个壳体111内侧均固定连接装有冷却液的箱体112，箱体112与相近的壳体111之间均连通有连接管113，壳体111内均滑动式设有活动板114，转动板93均与相近的活动板114接触，活动板114与相近的壳体111内部之间均连接有两根弹簧115。

在人们将本装置固定在主线2与母线1上进行布线时，也需往箱体112内加入冷却液，在主线2与母线1输送电流时，如温度传感器104感应到主线2温度过高，将会使电动推杆101伸缩杆伸出，使得电动推杆101带着推动杆102向右侧移动使转动板93转动挡住通风口92，初始时弹簧115处于压缩状态，在转动板93转动后便不再挡住活动板114，活动板114便会在弹簧115的复位作用下沿着壳体111转动，进而不再挡住壳体111内部，箱体112内的冷却液便会经连接管113流入壳体111内部，进而隔着套筒91对主线2进行降温，在主线2温度降下后，温度传感器104控制电动推杆101反向运转，进而带着推动杆102向左侧移动复位，使推动杆102带着转动板93反转，转动板93便推动活动板114反转，弹簧115随之压缩，活动板114将滑进壳体111内部，进而挤压壳体111内的冷却液，使冷却液经连接管113回到箱体112内部，如此在降温机构11的作用下，能够在主线2高温时起到降温的目的，降低主线2因高温着火的风险，避免主线2故障蔓延受损过大。

如图1和图13所示，还包括有控制机构12，控制机构12包括有连接头121和第二电控开关122，两根主线2右侧都均匀连接有两个连接头121，连接头121上均固接有第二电控开关122，第二电控开关122能够控制自身右方的一段主线2电流，右侧的四个警报器72均与相近的第二电控开关122电性相连，而左侧的两个警报器72则与第一电控开关5电性相连。

在右边四个警报器72中的某一个发出警报时，将控制对应的第二电控开关122，使第二电控开关122控制对应一节的主线2电流关闭，如此无需通过第一电控开关5关闭整条主线2电流，可避免其他段的主线2受到影响，在靠近母线1的主线2部分出现故障时，左侧的两个警报器72任意某一个发出警报，便会控制对应的第一电控开关5关闭整条主线2，因这边出现故障，后半段也将受到影响，将会统一关闭，方便维修。

如图1和图2所示，还包括有防护壳4，显示屏3上转动式设有防护壳4，防护壳4能够对显示屏3进行防护，防止其受到损伤。

小电流接地系统故障定位方法，具体操作如下：

S1:在小电流接地系统发生故障之后，电流电压监控模块6将检测到发生故障的主线2电流与电压出现异常，如此电流电压监控模块6将向第一电控开关5发出信号，使得第一电控开关5将该段主线2电流中断，以保证故障不会扩大，同时在显示屏3中关于检测到电流与电压出现异常的电流电压监控模块6的信息也将更为醒目，以此告知人们小电流接地系统已发生故障。

S2:警报机构7用于在人们需要对故障进行维修时，能够告知维修人员发生故障的线路在何处，缩小排查的范围。

S3：磁感应机构8用于具体检测故障发生的位置，为维修人员的检修提供便利。

S4：在警报器72启动之后，推动机构10也将推动转动机构9转动，以此将发生故障的线路包裹住，防止空气与故障点接触，避免线路高温引发火灾。

S5：在发生故障的线路被包裹住后，降温机构11也将运行，利用其内部的冷却液针对发生故障的线路进行降温处理，进一步的降低火灾发生的可能性。

S6：在末端线路发生故障后，能够通过控制机构12准确的将发生故障的线路中断，而无需将整个线路中断，以此降低故障发生后的影响，减少线路发生故障造成的损失。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (9)

1.小电流接地系统故障保护装置，包括有母线（1）、主线（2）、显示屏（3）、第一电控开关（5）和电流电压监控模块（6），母线（1）上固定连接有两根主线（2），两根主线（2）呈对称分布，母线（1）顶部固定安装有用于显示故障位置的显示屏（3），两根主线（2）一侧均固定连接有第一电控开关（5），第一电控开关（5）能够控制对应主线（2）上的电流，两根主线（2）上都均匀安装有三个用于检测故障的电流电压监控模块（6），电流电压监控模块（6）均与相近的第一电控开关（5）电性相连，电流电压监控模块（6）均与显示屏（3）电性相连，其特征是，还包括有警报机构（7）、磁感应机构（8）、转动机构（9）和推动机构（10），电流电压监控模块（6）上设有用于提示故障位置的警报机构（7），电流电压监控模块（6）上设有用于定位故障位置的磁感应机构（8），主线（2）上设有用于避免故障蔓延的转动机构（9），电流电压监控模块（6）上设有用于启动转动机构（9）转动的推动机构（10）。

2.按照权利要求1所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，警报机构（7）包括有支撑块（71）和警报器（72），每个电流电压监控模块（6）上均固定连接有支撑块（71），支撑块（71）上均安装有用于提示故障位置的警报器（72），警报器（72）均与相近的第一电控开关（5）电性相连，电流电压监控模块（6）均与相近的警报器（72）电性相连。

3.按照权利要求2所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，磁感应机构（8）包括有导向杆（81）和磁针（82），互相靠近的两个电流电压监控模块（6）之间固定连接有导向杆（81），每根导向杆（81）上均滑动式连接有用于定位故障位置的磁针（82）。

4.按照权利要求3所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，转动机构（9）包括有套筒（91）、转动板（93）和密封圈（94），每根主线（2）上都均匀连接有三个套筒（91），套筒（91）顶部均开有通风口（92），每根套筒（91）上均转动式设有转动板（93），转动板（93）通过转动能够挡住相近的通风口（92），两个电流电压监控模块（6）互相靠近的一侧均胶粘有密封圈（94），密封圈（94）均与相近的套筒（91）和转动板（93）接触，能够提高套筒（91）与转动板（93）之间的密封性。

5.按照权利要求4所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，推动机构（10）包括有电动推杆（101）、推动杆（102）和温度传感器（104），电流电压监控模块（6）上远离警报器（72）的一侧均固定连接有电动推杆（101），警报器（72）均与相近的电动推杆（101）电性相连，电动推杆（101）伸缩杆上均连接有推动杆（102），转动板（93）上均开有斜槽（103），推动杆（102）均在相近的斜槽（103）内滑动，每个电流电压监控模块（6）上均固定安装有用于检测主线（2）表面温度的温度传感器（104），温度传感器（104）均与相近的警报器（72）、电流电压监控模块（6）和电动推杆（101）电性连接。

6.按照权利要求5所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，还包括有防护壳（4），显示屏（3）上转动式设有防护壳（4）。

7.按照权利要求6所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，还包括有降温机构（11），降温机构（11）包括有壳体（111）、箱体（112）、连接管（113）、活动板（114）和弹簧（115），每个套筒（91）内侧均固定连接有壳体（111），每个壳体（111）内侧均固定连接装有冷却液的箱体（112），箱体（112）与相近的壳体（111）之间均连通有连接管（113），壳体（111）内均滑动式设有活动板（114），转动板（93）均与相近的活动板（114）接触，活动板（114）与相近的壳体（111）内部之间均连接有两根弹簧（115）。

8.按照权利要求7所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，还包括有控制机构（12），控制机构（12）包括有连接头（121）和第二电控开关（122），两根主线（2）右侧都均匀连接有两个连接头（121），连接头（121）上均固接有第二电控开关（122），第二电控开关（122）能够控制远离母线（1）一方的一段主线（2）电流，右侧的四个警报器（72）均与相近的第二电控开关（122）电性相连，而左侧的两个警报器（72）则与第一电控开关（5）电性相连。

9.小电流接地系统故障保护方法，包括如权利要求1-8所述的小电流接地系统故障保护装置，其特征是，包括以下步骤：

S1:在小电流接地系统发生故障之后，电流电压监控模块（6）将检测到发生故障的主线（2）电流与电压出现异常，如此电流电压监控模块（6）将向第一电控开关（5）发出信号，使得第一电控开关（5）将该段主线（2）电流中断，以保证不会因此处故障问题引发更大的问题，同时在显示屏（3）中关于检测到电流与电压出现异常的电流电压监控模块（6）的信息也将更为醒目，以此告知人们小电流接地系统已发生故障；

S2:警报机构（7）用于在人们需要对故障进行维修时，能够告知维修人员发生故障的线路在何处，缩小排查的范围；

S3：磁感应机构（8）用于具体检测故障发生的位置，为维修人员的检修提供便利；

S4：在警报器（72）启动之后，推动机构（10）也将推动转动机构（9）转动，以此将发生故障的线路包裹住，防止空气与故障点接触，避免线路高温引发火灾；

S5：在发生故障的线路被包裹住后，降温机构（11）也将运行，利用其内部的冷却液针对发生故障的线路进行降温处理，进一步的降低火灾发生的可能性；

S6：在末端线路发生故障后，能够通过控制机构（12）准确的将发生故障的线路中断，而无需将整个线路中断，以此降低故障发生后的影响，减少线路发生故障造成的损失。

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