CN202041612U - 一种输电线路接地故障自动定位装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种输电线路接地故障自动定位装置，所述输电线路连接在变电站主变压器出线侧，每条输电线路由三相总线构成，且每条输电线路上设有若干个节点，所述定位装置包括一连接在所述主变压器母线侧的信号源设备、若干个分别挂接在所述每条输电线路的每个节点处的每相总线上的故障显示器、若干个分别设置在所述每条输电线路的每个节点处的架空子站和一信息处理中心系统。本实用新型使运行人员能及时、准确地掌握输电线路的安全情况，节省抢修时间，提高工作效率，大大降低了线路故障所带来的经济损失和社会影响。

Description

一种输电线路接地故障自动定位装置
技术领域
本实用新型涉及一种输电线路接地故障自动定位装置。
背景技术
众所周知，由于自然灾害或其他因素的影响，输电线路难免遭受损坏出现接地故障，尤其容易在中、高压架空输电线路上出现接地故障，其中最常见的故障是架空线路单相接地。对于此类故障，检修人员一般是通过检测线路的电压来判明接地故障的接地点的位置；对于较短的架空输电线路寻找接地点时，可安排人员沿线进行全面检查；但是对于较长的架空输电线路寻找接地点时，宜采用优选法进行，即首先在线路长度的1/2处的耐张杆进行分段，分别拆开线路三相的引流线，使整个线路分为两段，然后用2500V兆欧表分别测量三相导线的绝缘电阻，根据测量结果可判明线路的某段接地或两段均接地，其次根据判断结果继续分段查找，逐步缩小查找范围，待接地范围缩小到一定程度，可安排人员沿线进行全面检查。
然而，上述无论是全面检查法，还是优选法，都需要检修人员耗费大量的时间和精力，工作效率极低。因此，现在迫切需要研制一种故障自动定位装置以解决上述问题。
实用新型内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种输电线路接地故障自动定位装置，以实现有效减少输电线路接地故障点的定位时间，大大提高检修人员工作效率的目的。
本实用新型所述的一种输电线路接地故障自动定位装置，所述输电线路连接在变电站主变压器出线侧，每条输电线路由三相总线构成，且每条输电线路上设有若干个节点，所述定位装置包括一连接在所述主变压器母线侧的信号源设备、若干个分别挂接在所述每条输电线路的每个节点处的每相总线上的故障显示器、若干个分别设置在所述每条输电线路的每个节点处的架空子站和一信息处理中心系统，
所述信号源设备包括一电阻箱、一连接在所述主变压器母线中性点与地之间的电压传感器和一与该电压传感器连接的控制器，其中，所述电阻箱包括依次串联在所述主变压器母线中性点与地之间的一开关和若干个高压电阻，且该开关接收所述控制器输出的一控制信号，并输出一脉动电流信号；
所述每个故障显示器包括一用于接收所述脉动电流信号的电磁感应装置、一与该电磁感应装置连接的检测控制模块和一与该检测控制模块连接的天线通讯装置；
所述架空子站包括一主控制装置、分别与该主控制装置连接的一GPRS模块和一蓄电池以及与该蓄电池依次连接的一太阳能电池接口和一太阳能蓄电池板，其中，所述主控制装置通过一无线通信天线与所述天线通讯装置通讯连接，所述GPRS模块通过一GPRS天线与所述信息处理中心系统通讯连接。
在上述的输电线路接地故障自动定位装置中，所述主控制装置与天线通讯装置无线通讯连接；所述GPRS模块与信息处理中心系统GSM通讯连接。
在上述的输电线路接地故障自动定位装置中，所述电阻箱还包括用于设置所述开关和若干个高压电阻的箱体。
在上述的输电线路接地故障自动定位装置中，所述架空子站还包括用于设置所述主控制装置、GPRS模块、蓄电池和太阳能电池接口的机箱。
由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型通过设置在变电站主变压器母线侧的信号源设备感应其中性点偏移电压，并向母线侧反馈一脉动电流信号，然后通过设置在变电站主变压器出线侧的故障显示器感应该脉动电流信号，以实现对故障线路的检测与定位，最后通过架空子站将检测到的故障信息经由信息处理中心系统发送至运行人员的手机或监控设备，从而使运行人员能及时、准确地掌握输电线路的安全情况，节省抢修时间，提高工作效率，大大降低了线路故障所带来的经济损失和社会影响。
附图说明
图1是本实用新型一种输电线路接地故障自动定位装置的工作原理图；
图2是本实用新型一种输电线路接地故障自动定位装置中信号源设备的安装示意图；
图3是本实用新型一种输电线路接地故障自动定位装置中信号源设备的电阻箱的结构示意图；
图4是本实用新型一种输电线路接地故障自动定位装置中故障显示器的结构示意图；
图5是本实用新型一种输电线路接地故障自动定位装置中架空子站的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
请参阅图1至图5，输电线路6连接在变电站主变压器5出线侧，每条输电线路6由三相总线构成，且每条输电线路6上设有若干个节点。本实用新型，即一种输电线路接地故障自动定位装置，包括一连接在主变压器5母线侧的信号源设备1、若干个分别挂接在每条输电线路6的每个节点处的每相总线上的故障显示器2、若干个分别设置在每条输电线路6的每个节点处的架空子站3和一信息处理中心系统4。
信号源设备1包括一电阻箱11、一连接在主变压器5母线中性点50与地之间的电压传感器12和一与电压传感器12连接的控制器13，其中，电阻箱11包括一箱体113、设置在箱体113内并依次串联在主变压器5母线中性点50与地之间的一开关111和若干个高压电阻112以及一设置在箱体113内的保护接地装置114，且开关111接收控制器13输出的一控制信号，并输出一脉动电流信号。
每个故障显示器2包括一用于接收脉动电流信号的电磁感应装置21、一与电磁感应装置21连接的检测控制模块22和一与检测控制模块22连接的天线通讯装置23。
架空子站3包括一主控制装置31、分别与主控制装置31连接的一GPRS模块32和一蓄电池33以及与蓄电池33依次连接的一太阳能电池接口34、一太阳能蓄电池板35和一用于设置主控制装置31、GPRS模块32、蓄电池33和太阳能电池接口34的机箱38，其中，主控制装置31通过一无线通信天线36与天线通讯装置23无线通讯连接，即主控制装置31通过无线通信天线36向天线通讯装置23输出一wifi无线信号，GPRS模块32通过一GPRS天线37与信息处理中心系统4GSM通讯连接，即GPRS模块32通过GPRS天线37向信息处理中心系统4输出一GSM信号。
下面以一根三相输电线路6为例，对本实用新型的工作原理如下：
当输电线路6出现一个单相接地故障时，主变压器5母线中性点50会出现偏移电压，当控制器13通过电压传感器12检测到该偏移电压大于一个设定值(该设定值预设在控制器13内部)，并保持了一定的时间后，则控制器13根据偏移电压，投入电阻箱11，向开关111发出合、分闸控制信号，从而使主变压器5母线中性点50波段性地短时接入一个中电阻，并使开关111在一个时间段内在零序电压的作用下，会向主变压器5母线侧反馈一较大的脉动电流信号(即一组编码接地电流脉冲)；电流脉冲的大小取决于母线中性点50中性点的接地电阻，即高压电阻112的个数(本实施例中高压电阻112的个数为4个)与阻值，若阻值取的太低，接地电流就会较大，如此一来对通信线路的干扰就会较大；但是如果阻值取的太大的话，又会影响到运行的可靠性。因此，阻值的大小的选择取决于接地电流大小的预期，而接地电流的大小可按输电线路6所含电缆的比例来决定；一般情况下，当输电线路6含电缆比例＜80％时，接地电流为100～200A，则高压电阻112的总阻值应为28.80～57.74Ω；当输电线路6含电缆比例≥80％时，接地电流为500～600A，则高压电阻112的总阻值应为7.2～14.4Ω；另外，电阻箱11中除了高压电阻112接地以形成回路外，还设有保护接地装置114以防止金属箱体113带电，避免引起伤亡事故。
虽然上述的脉动电流信号会经由主变压器5传递至输电线路6的每相总线，但是由于回路只会在输电线路6的接地故障点和大地之间形成，因此，只有挂接在发生接地故障的单相输电线路6上的故障显示器2才能检测到该脉动电流信号，而挂接在其它未出现接地故障的单相输电线路6上的故障显示器2因为没有形成回路，因此无法检测到该信号；故障显示器2根据这一工作原理，即可确定输电线路6发生接地故障的单相总线，而且由于每相总线上的各个节点处均设有故障显示器2，因此，即可对单相总线的具体故障点进行准确定位。故障显示器2利用电磁感应原理，即电磁感应装置21检测输电线路6上的脉动电流信号，而并不跟线芯直接接触，从而避免了因流过大电流而发生损坏的现象；检测控制模块22接收到电磁感应装置21输出的故障信号后，进行故障信息的处理，并触发天线通讯装置23以无线通讯方式向外输出该故障的位置信息。
设置在输电线路6每个节点处的架空子站3的通讯信号可以覆盖该节点处的三个故障显示器2，当主控制装置31通过无线通信天线36接收到故障相线上的故障显示器2发出的故障信息后，启动GPRS模块32工作，即通过GPRS天线37向信息处理中心系统4发送故障信息；主控制装置31由蓄电池33供电，且蓄电池33通过太阳能电池接口34由设在机箱38外的太阳能蓄电池板35充电。
信息处理中心系统4根据接收到的故障信息，将输电线路6发生接地故障的具体位置记录在系统中，并以短信形式发送至运行人员的手机或监控设备7，从而使运行人员能及时、准确地掌握输电线路的安全情况，节省抢修时间，提高工作效率。
本实施例中，信号源设备1中控制器13采用的是上海菲柯特电气有限公司生产的型号为RC2000F的产品。故障显示器2采用的是光远科电(北京)科技有限公司生产的型号为GY-1PE-FG的产品，其中，电磁感应装置21采用的是美国微芯科技公司生产的16F630芯片，天线通讯装置23采用的是TR24A型无线通讯模块。架空子站3中的GPRS模块32采用的是西门子公司生产的型号为TC35i的GSM通讯模块，主控制装置31采用的爱特梅尔公司生产的型号为Atmage32的8位芯片的单片机作为处理器，另外，为了确保检测状态低功耗以及系统时间准确，主控制装置31内还独立配置的一时钟模块，该时钟模块可采用的飞利浦公司生产的型号为PCF8563的时钟芯片，太阳能蓄电池板35采用的是10W单晶硅太阳能电池板。信息处理中心系统4采用的是ATOM无风扇嵌入式工控机以及与之配合的pc机，从而具有低功耗、运行稳定可靠、运算能力强、可无人值守、能自动防死机并具有出色的EMC电磁兼容能力和抗电磁干扰能力等优点。
以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种输电线路接地故障自动定位装置，所述输电线路连接在变电站主变压器出线侧，每条输电线路由三相总线构成，且每条输电线路上设有若干个节点，其特征在于，所述定位装置包括一连接在所述主变压器母线侧的信号源设备、若干个分别挂接在所述每条输电线路的每个节点处的每相总线上的故障显示器、若干个分别设置在所述每条输电线路的每个节点处的架空子站和一信息处理中心系统，
所述信号源设备包括一电阻箱、一连接在所述主变压器母线中性点与地之间的电压传感器和一与该电压传感器连接的控制器，其中，所述电阻箱包括依次串联在所述主变压器母线中性点与地之间的一开关和若干个高压电阻，且该开关接收所述控制器输出的一控制信号，并输出一脉动电流信号；
所述每个故障显示器包括一用于接收所述脉动电流信号的电磁感应装置、一与该电磁感应装置连接的检测控制模块和一与该检测控制模块连接的天线通讯装置；
所述架空子站包括一主控制装置、分别与该主控制装置连接的一GPRS模块和一蓄电池以及与该蓄电池依次连接的一太阳能电池接口和一太阳能蓄电池板，其中，所述主控制装置通过一无线通信天线与所述天线通讯装置通讯连接，所述GPRS模块通过一GPRS天线与所述信息处理中心系统通讯连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路接地故障自动定位装置，其特征在于，所述主控制装置与天线通讯装置无线通讯连接；所述GPRS模块与信息处理中心系统GSM通讯连接。
3.根据权利要求1或2所述的输电线路接地故障自动定位装置，其特征在于，所述电阻箱还包括用于设置所述开关和若干个高压电阻的箱体。
4.根据权利要求1或2所述的输电线路接地故障自动定位装置，其特征在于，所述架空子站还包括用于设置所述主控制装置、GPRS模块、蓄电池和太阳能电池接口的机箱。
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