CN201955427U - 一种小电流接地故障检测指示器 - Google Patents

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冯占国
刘艾达
冯学学
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一种小电流接地故障检测指示器，它由跨步电压信号输入端、光电隔离器、阈值比较器电路、信号放大电路、鉴别器、信号整形放大电路、信号输出电路和故障信号执行电路组成，所述跨步电压信号由跨步电压电路提供。本实用新型通过故障检测电路实现了快速准确定位、查找单相接地故障及短路故障点，为减少大规模断电事故的发生提供了保障。同时，本实用新型还克服了以往人工沿线查找故障点的麻烦，大大节省了劳动强度和频次。

Description

一种小电流接地故障检测指示器
技术领域
本实用新型涉及一种接地故障检测装置，特别是一种中压配电网中使用的小电流接地故障检测指示器。
背景技术
电力系统3—66KV中压配电网中大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式（统称小电流接接地系统），由于此等级配电网系统多存在架空线、电缆混合线路，以及大量的分支线路，网络结构复杂，经常会出现线路故障，且绝大部分是单相接地故障。在小电流接地运行方式下，由于单相线路故障（俗称小电流接地故障）电流微弱，系统可在故障发生后，继续运行一定的时间，但带故障运行时，特别是间歇性弧光接地故障，线路出现过电流，继电保护装置动作，断路跳闸，会造成线路大面积停电事故。时至今日，中压配电系统仍然采用人工沿线查找故障点，大大浪费了人力物力。因此小电流接地系统线路故障发生后，快速准确定位出单相接地故障及短路故障点对于提高配电网供电可靠性，减少大面积停电损失有重要意义。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷，提供一种HF--2小电流接地故障检测指示器，
本实用新型所述问题是由以下技术方案解决的：
一种小电流接地故障检测指示器，它由跨步电压信号输入端、光电隔离器、阈值比较器电路、信号放大电路、鉴别器、信号整形放大电路和故障信号执行电路组成，所述光电隔离器与阈值比较器电路的负向输入端相连接，阈值比较器电路的正向输入端连接于由第二电阻和第三电阻组成的基准电压电路上；所述阈值比较器电路的输出端经第七电阻接于信号放大电路的负向输入端上，信号放大电路的输出端通过第十电阻与鉴别器输入端相连，鉴别器的输出端连接信号整形放大电路的正向输入端，整形放大电路的输出端接至故障信号执行电路，所述故障信号执行电路由三极管和继电器组成，所述继电器为三极管的集电极负载；所述鉴别器采用LCL7170CPL A/D转换器芯片。
上述小电流接地故障检测指示器，所述跨步电压信号取自跨步电压形成电路，所述跨步电压形成电路由变压器低压侧接地体、金属接地体和第一电阻组成，其中，第一电阻为变压器低压侧接地体和金属接地体之间的电阻。
上述小电流接地故障检测指示器，所述变压器低压侧接地体和金属接地体之间的间距为0.8m。
上述小电流接地故障检测指示器，所述鉴别器还连接有故障显示电路。
本实用新型利用小电流接地故障检测指示器，通过故障检测电路实现了快速准确定位出单相接地故障及短路故障点，为减少大规模断电事故的发生提供了保障。同时，本实用新型还克服了以往人工沿线查找故障点的麻烦，大大节省了劳动强度和频次。
附图说明
图1是本实用新型的电原理图。
图中各部件标号为：1-地电位线分布曲线；2-金属接地体；3-变压器低压侧接地体；PC1-光电隔离器；IC1-阈值比较器电路；IC2-信号放大电路；IC4-鉴别器；IC3-信号整形放大电路；VT1-三极管；KA-继电器；R1～R7—第一电阻～第七电阻；RP-接地体的接地电阻。
具体实施方式
本实用新型是基于配电网络接地体来实现的。一般网络中3-10KV/0.4KV变压器，低压侧为IP系统、中性点不接地系统。若因故障原因使3-10KV高压某相与低压中性点短接，由于10KV侧单相对地电压均为相电压，故低压侧中性点对地电压也上升为10KV侧的相电压，约为5800V。由于中性点对地电压升高，其它各相的对地电压也相应升高，约为5800V，这样高的电流通过变压器的低压中性点接地体流入大地。地中的散流场会在地面形成电位梯度，使附近地面的不同地点之间出现电位差，在电力工程上常取0.8m这一距离两端的电位差，称为跨步电压。小电流接地故障检测就是在距离变压器低压侧接地体水平0.8m左右的位置打入一根金属接地体2，当发生接地故障时，取两地之间的电压，即跨步电压信号。
本实用新型由跨步电压信号输入端输入跨步电压Uk，跨步电压Uk的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中，Ek是跨步电势，Uk是跨步电压（式中，Ek=Uk），Rp是检测接地体接地电阻，R1是两接地体之间电阻。
将高压线路接地故障必然产生的跨步电压信号Uk输入到本实用新型的跨步电压信号输入端，进入光电隔离电路PC1，经PC1的3脚转入到IC1的2脚进行信号比较，经第七电阻R7加到IC2反向信号转入端2脚，该信号经反相器放大后，从IC2的6脚输出，经第五电阻R5加到IC4的采集信号输入端31脚，IC4采集的瞬变电量输出端20脚加到比较器电路IC3的3脚，IC3的3脚与2脚的常态电平进行比较后，由IC3的6脚输出信号，加到三极管VT1的基极，其结果决定VT1的状态是导通或截止，进而驱动继电器KA吸合或释放来实现故障信号的显示或发射。
本实用新型还设有故障显示电路，可直观显示出检测状态。

Claims (4)

1.一种小电流接地故障检测指示器，其特征是，它由跨步电压信号输入端、光电隔离器（PC1）、阈值比较器电路（IC1）、信号放大电路（IC2）、鉴别器（IC4）、信号整形放大电路（IC3）和故障信号执行电路组成，所述光电隔离器（PC1）与阈值比较器电路（IC1）的负向输入端相连接，阈值比较器电路（IC1）的正向输入端连接于由第二电阻（R2）和第三电阻（R3）组成的基准电压电路上；所述阈值比较器电路（IC1）的输出端经第七电阻（R7）接于信号放大电路（IC2）的负向输入端上，信号放大电路（IC2）的输出端通过第十电阻（R5）与鉴别器（IC4）输入端相连，鉴别器（IC4）的输出端连接信号整形放大电路（IC3）的正向输入端，整形放大电路（IC3）的输出端接至故障信号执行电路，所述故障信号执行电路由三极管（VT1）和继电器（KA）组成，所述继电器为三极管的集电极负载；所述鉴别器（IC4）采用LCL7170CPL A/D转换器芯片。
2.根据权利要求1所述的小电流接地故障检测指示器，其特征是，所述跨步电压信号取自跨步电压形成电路，所述跨步电压形成电路由变压器低压侧接地体（3）、金属接地体（2）和第一电阻(R1)组成，其中，第一电阻为变压器低压侧接地体（3）和金属接地体（2）之间的电阻。
3.根据权利要求2所述的小电流接地故障检测指示器，其特征是，所述变压器低压侧接地体（3）和金属接地体（2）之间的间距为0.8m。
4.根据权利要求3所述的小电流接地故障检测指示器，其特征是，所述鉴别器（IC4）还连接有故障显示电路。
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