CN1667425A - 用于检测架空传输线中的故障部分或雷击的装置 - Google Patents

用于检测架空传输线中的故障部分或雷击的装置 Download PDF

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Abstract

一种用于检测架空传输线中的故障部分或雷击的装置。在该检测装置中，安装为与架空传输线(划分成多个部分)的每个部分相关联的罗柯夫斯基(Rogowski)线圈检测流过架空传输线的关联部分的电流。与检测到的电流有关的数据被存储，随后以无线方式被发射到控制单元。按照该检测装置，不仅能够检测正常电流和一般故障电流，而且能够检测雷击所造成的雷电流，由此检测传输线的故障部分。因此，能够快速处理故障，由此实现工作性能的改善。

Description

用于检测架空传输线中的故障部分或雷击的装置
技术领域
本发明涉及一种检测装置，特别涉及一种用于检测架空传输线中的故障部分或雷击(lightning strike)的装置，该装置检测架空传输线中由电短路、接地故障或雷击所造成的故障部分，并向控制单元通报所检测的信息，以利用所述信息来容易地处理这些故障。
背景技术
一般来说，传输线是一种电力设备，其用于经由变电站提供由发电站产生的电力。在这样的传输线中出现的故障可能造成重大问题，因为它们造成电力传输长时间地中断。
同时，这样的传输线由以适当间隔所安装的传输塔支撑。由于传输线被安装于广阔范围上，所以它们总是暴露于恶劣天气之下，比如风、雪、雨、电。
传输线中出现的故障可能主要是电短路所造成的故障或者意外因素所造成的接地故障，抑或是雷击传输塔所造成的故障，由此对传输线造成损坏。当这样的故障出现时，需要快速地采取措施以处理故障。为了防止这样的故障发生，还需要定期地检查传输线。
因此，当由于电短路、接地故障或雷击而在传输塔处出现故障时，需要立即检测故障，然后采取适当措施，例如切断向该故障所损坏的传输线的故障部分所提供的电力。至此，用于检测传输线故障部分的装置已被常规地用来处理传输线中出现的故障。
图1是说明传统的用于检测架空传输线故障部分的装置的示意图。
参照图1，安装了多个传输塔10以支撑传输线20。变流器30以规则间隔安装于传输线20上。发射器40被安装于各传输塔10处。
传输线20包括：架空地线22，其沿着传输塔10延伸，且安装于传输塔10的上端；以及架空传输线24，其沿着传输塔10延伸，且安装于传输塔10的上部。变流器30被安装于架空地线22上。
每个发射器40接收由相关联的变流器30检测到的电流，存储所接收的电流，然后将所存储的电流传输到中央控制单元60。
每个发射器40设有接收器50，该接收器用以测算发射器40接收的电流的到达时间。相应地，每个发射器40将存储的电流连同其到达时间一起发送到中央控制单元60。
中央控制单元60基于从每个发射器40发送的电流波形和其接收器50所测算的电流到达时间，来测算由电短路或接地故障造成的故障电流的产生、以及传输线20的关联故障部分。
然而，当电流量大于为变流器30所设计的电流量时，由于变流器30的芯体的磁滞特性(hysteresis characteristics)，难以检测传输线20的故障部分。而且，还有这样的问题，无法检测可能由于闪电等而产生的高频电流。
发明内容
本发明是考虑到上述问题而创作的，本发明的目的是提供一种用于检测架空传输线中的故障部分或雷击的装置，该装置通过利用罗柯夫斯基(Rogowski)线圈能够检测流过传输线的电流，由此检测由电短路、接地故障或雷击所损坏的传输线的故障部分，以便快速处理故障，由此实现工作性能的改善。
按照本发明，该目的是通过提供一种用于检测架空传输线中的故障部分和雷击的装置来实现，该装置包括：罗柯夫斯基线圈单元，其安装为与划分成多个部分的架空传输线的每个部分相关联，并适于检测流过该架空传输线的关联部分的电流，且以电压信号的形式输出该检测到的电流；积分单元，其适于将从该罗柯夫斯基线圈单元输出的该电压信号转换成电流信号；分压器，其适于基于来自该积分单元的电流信号，确定该检测到的电流是正常电流还是故障电流，并基于其确定结果将该电流信号作为正常电流或故障电流输出；极性鉴别器，其适于鉴别该检测到的电流的极性，并输出与其鉴别结果相对应的信号；数据发射器，其适于发射从该分压器输出的电流信号和从该极性鉴别器输出的信号；接收器，其适于测算在检测到从该分压器输出的电流信号时的时间、和在检测到从该极性鉴别器输出的信号时的时间；以及控制单元，其适于基于该接收器所测算的时间和从该数据发射器发射的信号，检测该架空传输线中的故障部分。
该罗柯夫斯基线圈单元可包括：第一罗柯夫斯基线圈，其安装于该架空传输线的关联部分处，并适于检测正常电流和由电短路或接地故障所造成的一般故障电流；以及第二罗柯夫斯基线圈，其安装于该架空传输线的关联部分处，且与该第一罗柯夫斯基线圈对准，适于检测雷击所造成的雷电流。
该第一罗柯夫斯基线圈可以具有被预定为检测低频故障电流的检测范围。该第二罗柯夫斯基线圈可以具有被预定为检测高频电流的检测范围。
该积分单元可包括：第一积分器，其适于将从该第一罗柯夫斯基线圈输出的电压信号转换成电流信号；以及第二积分器，其适于将来自该第二罗柯夫斯基线圈的电压信号转换成电流信号。
该分压器可包括：正常电流输出端子，其适于在确定了从该积分单元输出的电流信号不大于基准电流时输出正常电流；以及故障电流输出端子，其适于在确定了从该积分单元输出的电流信号大于基准电流时输出故障电流。
该极性鉴别器可以在从该第二积分器输出的电流信号具有正(+)极性时输出高电平数字信号，而在该电流信号具有负(-)极性时输出低电平数字信号。
按照上述结构，能够测算正常电流、故障电流和雷电流，由此准确确定故障点。因此能够实现工作性能的改善。
附图说明
在阅读与附图相结合时的如下具体描述之后，本发明的上述目的、其他特征和优点将变得更为明显，在附图中：
图1是说明传统的用于检测架空传输线的故障部分的常规装置的示意图；以及
图2是说明按照本发明的用于检测架空传输线中雷击的装置的方框图。
具体实施方式
图2说明按照本发明的用于检测架空传输线中的雷击的装置。
如图2所示，该检测装置包括：罗柯夫斯基(Rogowski)线圈单元100，其安装为与以规则间隔划分成多个部分的架空传输线24的每个部分相关联，并适于检测流过架空传输线24的关联部分的电流；积分单元(integratingunit)110，其适于基于检测到的电流，将从罗柯夫斯基线圈单元100输出的电压信号转换成电流信号；以及分压器120，其适于确定所检测到的电流是正常电流还是故障电流。
该检测装置还包括多个极性鉴别器130，其适于在检测到的电流是雷电流时鉴别所检测到的电流的极性，以及输出表示鉴别结果的信号。
罗柯夫斯基线圈单元100包括：第一罗柯夫斯基线圈102，其适于检测正常电流和由一般故障所造成的一般故障电流；以及，第二罗柯夫斯基线圈104，其适于检测雷击所造成的雷电流。
第一罗柯夫斯基线圈102具有被预定为检测低频电流(例如正常电流或一般故障电流)的检测范围，而第二罗柯夫斯基线圈104具有被预定为检测高频电流(例如雷电流)的检测范围。
积分单元110包括：第一积分器112，其适于基于由此检测到的电流，将从第一罗柯夫斯基线圈102输出的电压信号转换成电流信号；以及，第二积分器114，其适于基于由此检测到的电流，将从第二罗柯夫斯基线圈104输出的电压信号转换成电流信号。
第一积分器112连接至分压器120，以将从该第一积分器输出的电流信号发送到分压器120。分压器120比较该电流信号和基准电流，以在电流信号不大于基准电流时，通过正常电流输出端子122输出电流信号；而在电流信号大于基准电流时，通过故障电流输出端子124输出电流信号。
从分压器120输出的电流信号被存储于数据发射器140中，该数据发射器依次将存储的电流信号发射到控制单元160。
第二积分器114连接至极性鉴别器130，以将从该第二积分器输出的电流信号发送到极性鉴别器130。极性鉴别器130鉴别发送来的电流信号的极性，并输出与鉴别的极性相对应的数字信号。
也就是，极性鉴别器130在电流信号具有正(+)极性时输出高电平数字信号；而在电流信号具有负(-)极性时输出低电平数字信号。
从极性鉴别器130输出的数字信号被存储于数据发射器140中，从而该数字信号随后以无线方式发射到控制单元160。
数据发射器140设有接收器150，该接收器适于测算在检测到从分压器120输出的电流信号时的时间、和在检测到从极性鉴别器130输出的数字信号时的时间。测算的时间也被发射到控制单元160。
现在将参照图2描述具有按照本发明的上述结构的定位装置的操作和效果。
如图2所示，罗柯夫斯基线圈单元100检测流过架空传输线24的关联部分的电流，以便确定在架空传输线24中是否出现故障。罗柯夫斯基线圈单元100的第一罗柯夫斯基线圈102检测架空传输线24中的正常电流和由电短路或接地故障所造成的一般故障电流。
当流过架空传输线24的电流是低频时，该电流由第一罗柯夫斯基线圈102检测，该第一罗柯夫斯基线圈以电压信号的形式依次输出检测信号。另一方面，当流过架空传输线24的电流是高频时，该电流由第二罗柯夫斯基线圈104检测，该第二罗柯夫斯基线圈以电压信号的形式依次输出检测信号。
从罗柯夫斯基线圈单元100输出的检测信号(即，电压信号)被积分单元110转换成电流信号，该积分单元依次将电流信号发送到分压器120或极性鉴别器130。
也就是，从第一罗柯夫斯基线圈102输出的电压信号被发送到第一积分器112，该第一积分器依次将电压信号转换成电流信号，然后将电流信号发送到分压器120。
另一方面，从第二罗柯夫斯基线圈104输出的电压信号被发送到第二积分器114，该第二积分器依次将电压信号转换成电流信号，然后将电流信号发送到极性鉴别器130。
分压器120比较该电流信号和该基准信号，并且基于比较结果，确定所检测的电流是正常电流还是故障电流。然后，经过基于其确定结果选择的正常电流输出端子122或故障电流输出端子124，分压器120将电流信号输出到数据发射器140。
也就是，当发送到分压器120的电流信号不大于基准电流时，分压器120将检测到的电流确定为正常电流，然后经过正常电流输出端子122，将电流信号发送到数据发射器140。另一方面，当发送到分压器120的电流信号大于基准电流时，分压器120将检测到的电流确定为故障电流，然后通过故障电流输出端子124，将电流信号发送到数据发射器140。
同时，极性鉴别器130鉴别发送来的电流信号的极性，并且将与鉴别的极性相对应的数字信号输出到数据发射器140。
也就是，当发送到极性鉴别器130的电流信号具有正(+)极性时，极性鉴别器130输出高电平数字信号。另一方面，当发送到极性鉴别器130的电流信号具有负(-)极性时，极性鉴别器130输出低电平数字信号。
从分压器120输出的电流信号和从极性鉴别器130输出的数字信号被存储于数据发射器140，该数据发射器依次以无线方式将存储的信号发送到控制单元160。
同时，设置于数据发射器140处的接收器150测算在检测到从分压器120输出的电流信号时的时间、和在检测到从极性鉴别器130输出的数字信号时的时间。
测算的时间连同数据发射器140中存储的数据一起被发射到控制单元160。
控制单元160收集以上述方式发射来的各种数据，并且分析所收集的数据，由此检测架空传输线24的故障部分，以处理其中出现的故障。
从上面的描述中可见，本发明提供一种用于检测架空传输线中的雷击的装置，该装置不仅能够检测正常电流和一般故障电流，而且能够检测闪电所造成的雷电流，由此检测传输线的故障部分。因此，能够快速处理故障，由此实现工作性能的改善。因此本发明是非常有用和有效的。
尽管出于说明性目的已经公开本发明的优选实施例，但是熟悉本领域的技术人员将理解，不脱离如所附权利要求中公开的本发明范围和精神，各种改型、附加和替换是可能的。

Claims (6)

1.一种用于检测架空传输线中的故障部分或雷击的装置，包括：
罗柯夫斯基线圈单元，其安装为与划分成多个部分的架空传输线的每个部分相关联，并适于检测流过该架空传输线的关联部分的电流，且以电压信号的形式输出该检测到的电流；
积分单元，其适于将从该罗柯夫斯基线圈单元输出的该电压信号转换成电流信号；
分压器，其适于基于来自该积分单元的电流信号，确定该检测到的电流是正常电流还是故障电流，并基于其确定结果将该电流信号作为正常电流或故障电流输出；
极性鉴别器，其适于鉴别该检测到的电流的极性，并输出与其鉴别结果相对应的信号；
数据发射器，其适于发射从该分压器输出的电流信号和从该极性鉴别器输出的信号；
接收器，其适于测算在检测到从该分压器输出的电流信号时的时间、和在检测到从该极性鉴别器输出的信号时的时间；以及
控制单元，其适于基于该接收器所测算的时间和从该数据发射器发射的信号，对该架空传输线中的故障点进行定位。
2.如权利要求1所述的装置，其中，该罗柯夫斯基线圈单元包括：
第一罗柯夫斯基线圈，其安装于该架空传输线的关联部分处，并适于检测正常电流和由电短路或接地故障所造成的一般故障电流；以及
第二罗柯夫斯基线圈，其安装于该架空传输线的关联部分处，且与该第一罗柯夫斯基线圈对准，适于检测雷击所造成的雷电流。
3.如权利要求2所述的装置，其中：
该第一罗柯夫斯基线圈具有被预定为检测低频故障电流的检测范围；以及
该第二罗柯夫斯基线圈具有被预定为检测高频电流的检测范围。
4.如权利要求1所述的装置，其中，该积分单元包括：
第一积分器，其适于将从该第一罗柯夫斯基线圈输出的电压信号转换成电流信号；以及
第二积分器，其适于将来自该第二罗柯夫斯基线圈的电压信号转换成电流信号。
5.如权利要求1所述的装置，其中，该分压器包括：
正常电流输出端子，其适于在确定了从该积分单元输出的电流信号不大于基准电流时输出正常电流；以及
故障电流输出端子，其适于在确定了从该积分单元输出的电流信号大于该基准电流时输出故障电流。
6.如权利要求4所述的装置，其中，该极性鉴别器在从该第二积分器输出的电流信号具有正(+)极性时输出高电平数字信号，而在该电流信号具有负(-)极性时输出低电平数字信号。
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