CN1309300A - 一种寻找单相接地故障的方法及探测器 - Google Patents

一种寻找单相接地故障的方法及探测器 Download PDF

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一种寻找单相接地故障的方法及探测器,特征是:在变电站的三相母线上接一三相电源,该电源的一端通过开关和电阻接地,三相输电线路上挂设多个探测器,利用接地故障相线对地电压变化作判据触发上述开关,使该开关作一定次数的分合动作,在接地故障相线上产生一定次数的波动电流驱动探测器动作。优点是:当发生接地故障时,加在故障两端的电压高,使探测器容易感知;或及时将接地故障烧断,使其消失,线路恢复正常。

Description

一种寻找单相接地故障的方法及探测器
本发明涉及一种寻找接地故障的方法及探测器，特别是一种寻找配电线路中性点不接地系统单相接地故障的方法及探测器。
目前，由于配电线路大多采用中性点不接地或通过消弧线圈接地的方式，当发生单相接地故障时，故障点只流过系统的电容电流，该电流一般较小，不影响系统供电运行，但造成不接地相的电压升高，威胁线路绝缘瓷瓶的安全，绝缘瓷瓶一旦击穿，会造成两相对地短路，引起断路器跳闸。为此，有一些产品相继问世以解决寻找单相接地故障所在位置的问题。一种方法是在故障相线上加装一注入特殊频率信号(如220Hz)的信号源。该信号经过接地故障线、接地点经大地回到信号源，构成回路流动。用手持的电流磁场信号检测装置检测这一特殊频率的信号，沿故障线路寻找至特殊频率信号下降的地方，即为接地故障点所在的位置。这种方法只能检测到接地电阻值很小的故障。当接地电阻阻值大时就限制注入的信号电流强度，使其很难被电流磁场信号检测装置检测到，成功率很低。
本发明的目的是提供一种检测配电线路中性点不接地系统的寻找单相接地故障的方法。
本发明的另一目的是提供一种用于上述方法的检测器。
本发明的上述目的是由如下技术方案来实现的。
一种寻找单相接地故障的方法，其特征在于：在变电站的三相母线上接一三相电源，该电源的一端通过开关和电阻接地，在三相输电线路上挂设多个探测器，利用接地故障相线对地电压的变化作为判据触发上述开关，使该开关作一定次数的分合动作，在接地故障相线上产生一定次数的波动电流，该一定次数的波动电流驱动探测器动作。
该寻找单相接地故障的方法，在具体实施过程中，除上述必要技术特征外，还可补充如下技术内容：
变电站的三相母线上所接的三相电源是变电站的供电三相变压器，上述开关是三个开关，该三个开关的一端分别接在变电站A、B、C三相母线上，三个开关的另一端均接一电阻的一端，电阻的另一端接地；当某一相发生接地故障，以该相线对地电压下降作为判据触发另一相开关作一定次数的分合动作，则供电三相变压器的接地故障相绕组与另一相接开关的绕组作为电源，通过该接地相线路对地经电阻到开关形成回路。
该发明的另一个实例是变电站的三相母线上接的一Y形连接的三相接地变压器，上述开关是一个开关，该一个开关的一端接在该三相接地变压器的中线上，开关的另一端接一电阻，电阻的另一端接地；当某一相发生接地故障，该接地变压器的中性点电压升高，依此作为判据触发开关作一定次数的分合动作，则该相变压器绕组通过该接地相线路对地经电阻到开关形成回路。
所述电阻的阻值在30Ω-200Ω之间。
本发明还提供一种用于上述寻找单相接地故障的方法的探测器，其特征在于：是由阻抗变换器、整流滤波器、负载电阻、微分电路、计数器、及指示装置组成；其中，阻抗变换器固定在电力线路上，用于将波动的电流信号转换为波动的电压信号；阻抗变换器的输出接整流滤波器，整流滤波器将上述波动的电压信号变为直流电压，加在负载电阻上；负载电阻的两端接微分电路，微分电路将直流波动电压转换为脉冲信号送进计数器；计数器的输出接指示装置，当计数器收到的脉冲信号数超过一预先设定的数目时，计数器发出一高电平，驱动发光或掉牌指示装置发出指示信号。
本发明的优点是：
当接地故障的电阻阻值较大时，加在该电阻两端的电压是相电压，一般为10KV，如此高的电压加在接地电阻上其功率必然很大，要么将其击穿使其电阻值下降，使探测器容易感知；要么将其烧断，接地电阻及故障消失，线路恢复正常运行。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明：
附图说明：
图1是本发明电流波动信号产生的电路结构示意图之一。
图2是本发明电流波动信号产生的电路结构示意图之二。
图3是本发明探测器的原理框图。
在变电站的三相母线A、B、C上接一三相电源T，该电源T的一端通过开关1及电阻2接地，在三相输电线路上挂设多个探测器3，利用接地故障相线对地电压下降作为判据触发上述开关1，使该开关1作一定次数的分合动作，在接地故障相线上产生一定次数的波动电流，该一定次数的波动电流驱动探测器3指示。
下面结合图1具体实施例说明本发明的实施过程。其中三相电源T是利用主变压器，当A相发生单相接地故障时，A相对地电压下降，在变电站内检测到A相对地电压下降时，给连接在C(或B)相的开关1发出不断关合、分闸的命令，电流自该开关1、主变压器的C、A相绕组(电源)、A相线路至故障点经大地返回电阻2构成回路。在自变电站到接地点这一段故障线路上造成波动的电流，在该线路上的探测器3感受到波动电流会自动发出指示信号。而在非故障相线及故障线路故障点后方则没有这种波动的电流。挂在这些位置的探测器不会发出指示信号。这里所提及的电阻2的阻值范围在30Ω-200Ω之间。
图2是该发明电流波动信号产生的另一实例。其中T1是一Y形连接的接地变压器，该接地变压器的中性点接在开关1的一端，开关1的另一端接电阻2的一端，电阻2的另一端接地。探测器3固定在线路上。在没有故障时，开关1处于分闸位置，当发生单相接地故障时，接地变压器的中性点电压升高，给开关1发出不断合分闸的命令，电流经过开关1、接地变压器的线圈、故障线路、接地点经大地流回电阻2和开关1。在变电站至故障点之间的接地故障线路上形成电流的波动。挂在该故障线路上的探测器3感受到电流的波动立即发出光或掉牌指示。而非接地故障线路及故障点后方的线路上不会有这种波动的电流，所以挂在其上的探测器不会发出指示信号。
上述两种实施例中，开关重复关合、分闸动作在该回路形成一连串的电流脉冲。在故障相线中，该电流脉冲是叠加在负荷电流上形成总电流幅值的波动。将具有感知电流波动功能的探测器挂在配电线路的各个分支处，或在一条无分支的线路上分段挂上多个探测器，将一条线路分成数段。当发生单相接地故障时。由于开关的动作会造成故障相线自变电站至故障点之间线路电流波动。在此线路上挂的探测器感受到电流的波动，就会发出指示信号，寻线工人按该指示信号寻找，在最后一个发出指示信号和下一个没有发出指示信号的探测器之间可以找到接地故障点。
图3所示是挂在线路上的探测器3的电路方框图，该探测器是由阻抗变换器、整流滤波器、负载电阻、微分电路、计数器、及指示装置组成；其中，阻抗变换器是固定在电力线路上，通过固定在线路上的阻抗变换器将线路电流信号变成电压信号；阻抗变换器的输出接整流滤波器，整流滤波器将上述波动的电压信号变为直流电压。在滤波电容C两端并有一负载电阻。这样在线路电流波动时负载电阻两端的的电压也随之波动。负载电阻的两端接微分电路，微分电路将直流波动电压转换为脉冲信号送进计数器；计数器的输出接指示装置，当计数器收到的脉冲信号数超过一预先设定的数目时，计数器发出一高电平，驱动发光或掉牌指示装置发出指示信号。

Claims (5)

1、一种寻找单相接地故障的方法，其特征在于：在变电站的三相母线上接一三相电源，该电源的一端通过开关和电阻接地，在三相输电线路上挂设多个探测器，利用接地故障相线对地电压的变化作为判据触发上述开关，使该开关作一定次数的分合动作，在接地故障相线上产生一定次数的波动电流，该一定次数的波动电流驱动探测器动作。
2、根据权利要求1所说的寻找单相接地故障的方法，其特征在于：变电站的三相母线上所接的三相电源是变电站的供电三相变压器，上述开关是三个开关，该三个开关的一端分别接在变电站A、B、C三相母线上，三个开关的另一端并接一电阻，电阻的另一端接地；当某一相发生接地故障，以该相线对地电压的下降作为判据触发另一相开关作一定次数的分合动作，则供电三相变压器的接地故障相绕组与另一相接开关的绕组作为电源，通过该接地相线路对地经电阻到开关形成回路。
3、根据权利要求1所说的寻找单相接地故障的方法，其特征在于：变电站的三相母线上所接的是一Y形连接的三相接地变压器，上述开关是一个开关，该一个开关的一端接在该三相接地变压器的中线上，开关的另一端接一电阻，电阻的另一端接地；当某一相发生接地故障，以该接地变压器中性点电压上升作为判据触发开关作一定次数的分合动作，则该相变压器绕组通过该接地相线路对地经电阻到开关形成回路。
4、根据权利要求1或2所说的寻找单相接地故障的方法，其特征在于：所述电阻的阻值在30Ω-200Ω之间。
5、一种用于权利要求1所说的寻找单相接地故障的方法的探测器，其特征在于：是由阻抗变换器、整流滤波器、负载电阻、微分电路、计数器、及指示装置组成；其中，阻抗变换器固定在电力线路上，用于将波动的电流信号转换为波动的电压信号；阻抗变换器的输出接整流滤波器，整流滤波器将上述波动的电压信号变为直流电压，加在负载电阻上；负载电阻的两端接微分电路，微分电路将直流电压转换为脉冲信号送进计数器；计数器的输出接指示装置；当计数器收到的脉冲信号数超过一预先设定的数目时，计数器发出一高电平，驱动发光或掉牌指示装置发出指示信号。
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