CN206301011U - 一种离线式直流接地快速查找仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离线式直流接地快速查找仪，其包括信号发生装置和手持探测器，信号发生装置用于向直流系统故障支路输入电流信号，手持探测器用于检测所述故障支路的电流信号；信号发生装置包括第一CPU、信号输出回路以及信号采样回路，第一CPU设有外部电源，信号输出回路包括第一DAC模块、第一放大电路以及电流信号输出模块，信号采样回路包括第一采样模块、第二放大电路以及第一ADC模块，第一CPU的一输出端口依次经第一DAC模块、第一放大电路后与电流信号输出模块连接，第一CPU的一输入端口依次经第一ADC模块、第二放大电路后与第一采样模块连接。本实用新型接线简单，缩短了查找时间，提高了工作效率。

Description

一种离线式直流接地快速查找仪

技术领域

本实用新型涉及一种离线式直流接地快速查找仪。

背景技术

变电站/换流站低压直流系统担负着为站内设备提供工作电源的重要任务，低压直流系统的稳定运行直接危及到站内一二次设备的安全运行。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。

直流系统接地是一种易发生且对电力系统危害较大的故障，直流接地故障一般受天气影响较大，特别是雨、雪天气后，由于各端子箱、机构箱等密封不严，二次直流回路很有可能因受潮而造成接地。由于绝缘问题造成的直流接地故障时有发生，目前已经加大了端子箱、机构箱等设备绝缘性的整改措施，但是大范围雨、雪天气后，仍可能会出现二次直流回路受潮造成接地，这种故障很难根除。

目前查找低压直流系统接地故障的位置，一般有两种方法。第一种方法采用以下流程：1、由绝缘监察装置确定故障支路或采用“拉路法”确定故障支路；2、通过“解线”方法确定故障点。第二种方法则是采用市场上的在线式直流接地快速查找仪（下文简称在线查找仪）进行故障点排查。上述两种方法存在以下缺陷：1、工作量大，需要耗费大量的人力物力；2、涉及到直流系统控制回路的拆接线，安全风险极高；3、站内存在较多的高阻接地隐患，而目前市场上的在线查找仪对于分布电容较大的系统发生高阻接地故障（150kΩ以上）时无法做到准确定位；4、现有查找低压直流系统接地故障的方法都需要低压直流系统提供电源，在停电情况下无法进行故障点查找工作。

有鉴于此，确有必要提供一种离线式直流接地快速查找仪。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种离线式直流接地快速查找仪，能以离线的方式对直流系统进行故障查找，且可快速准确查找到分布电容较大的系统发生高阻接地故障的位置，不会对直流电源系统造成任何影响。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种离线式直流接地快速查找仪，其包括信号发生装置和手持探测器，信号发生装置用于向直流系统故障支路输入电流信号，手持探测器用于检测所述故障支路的电流信号；信号发生装置包括第一CPU、信号输出回路以及信号采样回路，第一CPU设有外部电源，信号输出回路包括第一DAC模块、第一放大电路以及电流信号输出模块，信号采样回路包括第一采样模块、第二放大电路以及第一ADC模块，第一CPU的一输出端口依次经第一DAC模块、第一放大电路后与电流信号输出模块连接，第一CPU的一输入端口依次经第一ADC模块、第二放大电路后与第一采样模块连接。

在使用时，信号发生装置的电流信号输出模块连接在直流系统故障支路的正极线或负极线的输入端上，采样模块连接在直流系统故障支路的接地线上，由CPU通过电流信号输出模块向直流系统故障支路的正极线或负极线输出一个电流信号，如果采样模块接收到该电流信号，则判断该故障支路发生接地故障。接着利用手持探测器与故障支路正极线或负极线的某点连接，如果此时手持探测器监测到由电流信号输出模块输出的电流信号，则判断故障接地点位于手持探测器与电流信号输出模块之间，否则判断故障接地点不在手持探测器与电流信号输出模块之间，依次类推直至找到故障接地点的具体位置。

作为本实用新型的一种改进，所述手持探测器包括电流表、第二采样模块、第二滤波电路、第三放大电路、第二ADC模块以及第二CPU，电流表的输出端依次经第二采样模块、第二滤波电路、第三放大电路、第二ADC模块后与第二CPU的一输入端口连接，手持探测器的第二CPU与信号发生装置的第一CPU通过无线传输方式进行通信。手持探测器通过电流表检测到故障支路的电流信号并输送到CPU进行保存，方便查看和对比。

进一步地，所述信号采样回路上设有第一滤波电路，第一滤波电路连接在第一采样模块与第二放大电路之间。设有滤波电路可以消除干扰信号。

进一步地，所述信号发生装置包括第一显示模块和触摸控制模块，第一显示模块和触摸控制模块分别与第一CPU连接。第一显示模块用于显示故障点的查找结果，触摸控制模块用于对CPU进行输入性控制。

进一步地，所述手持探测器包括第二显示模块，第二显示模块与第二CPU连接。第二显示模块用于显示具体故障点的查找结果。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型利用信号发生装置向故障支路输入一个电流信号，并通过信号采样回路判断故障支路是否存在接地故障，然后再用手持探测器确定具体的接地故障点；本实用新型以离线的方式对直流系统进行故障查找，能快速准确查找到分布电容较大的系统发生高阻接地故障的位置，且不会对直流电源系统造成任何影响；本实用新型接线简单，缩短了查找时间，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型离线式直流接地快速查找仪的结构图；

图2为本实用新型离线式直流接地快速查找仪信号发生装置的结构图；

图3为本实用新型离线式直流接地快速查找仪手持探测器的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例

请参照图1、2、3，一种离线式直流接地快速查找仪，其包括信号发生装置1和手持探测器2，信号发生装置1用于向直流系统故障支路输入电流信号，手持探测器2用于检测所述故障支路的电流信号。

请参照图1和图2，信号发生装置1包括第一CPU13、信号输出回路12以及信号采样回路11，第一CPU13设有外部电源16。

信号输出回路12包括第一DAC模块121、第一放大电路122以及电流信号输出模块123，第一CPU13的一输出端口依次经第一DAC模块121、第一放大电路122后与电流信号输出模块123连接。

信号采样回路11包括第一采样模块114、第二放大电路112以及第一ADC模块111，第一CP13U的一输入端口依次经第一ADC模块111、第二放大电路112后与第一采样模块连接114。

信号采样回路11上还设有第一滤波电路113，第一滤波电路113连接在第一采样模块114与第二放大电路112之间。设有滤波电路可以消除干扰信号。

在本实施例中，信号发生装置1包括第一显示模块14和触摸控制模块15，第一显示模块14和触摸控制模块15分别与第一CPU13连接。第一显示模块用于显示故障点的查找结构，触摸控制模块用于对CPU进行输入性控制。

手持探测器2包括电流表26、第二采样模块25、第二滤波电路24、第三放大电路23、第二ADC模块22以及第二CPU21，电流表26的输出端依次经第二采样模块25、第二滤波电路24、第三放大电路23、第二ADC模块22后与第二CPU21的一输入端口连接。手持探测器通过电流表检测到故障支路的电流信号并输送到CPU进行保存，方便查看和对比。

手持探测器2还包括第二显示模块27，第二显示模块27与第二CPU21连接。第二显示模块用于显示具体故障点的查找结果。

在使用时，信号发生装置的电流信号输出模块连接在直流系统故障支路的正极线或负极线的输入端上，采样模块连接在直流系统站内接地网的接地线上，由CPU通过电流信号输出模块向直流系统故障支路的正极线或负极线输出一个电流信号，该电流信号依次经故障支路—故障接地点—站内接地网—信号发生装置的接地点形成一个闭环回路，如果采样模块接收到该电流信号，则判断该故障支路发生接地故障。接着利用手持探测器与故障支路正极线或负极线的某点连接，如果此时手持探测器监测到由电流信号输出模块输出的电流信号，则判断故障接地点位于手持探测器与电流信号输出模块之间，否则判断故障接地点不在手持探测器与电流信号输出模块之间，依次类推直至找到故障接地点的具体位置。

本离线式直流接地快速查找仪的接线方式简单，一根线连接在直流系统故障支路的正极线或负极线的输入端上，另一根连接在接地线上，简化了接线方式，提高了工作效率。

信号发生装置和手持探测器可以共用一个CPU，也可以各自使用一个CPU。在本实施例中信号发生装置和手持探测器各自使用一个CPU，信号发生装置的第一CPU与手持探测器的第二CPU通过无线传输方式进行通信。手持探测器作为独立的整体，使用人员不受接线长度的约束，可以由一个使用人员使用信号发生装置对故障支路进行检测，而由另一个使用人员使用手持探测器检测故障支路每个点的电流信号，大大提高了故障接地点的查找效率。

信号发生装置的第一CPU13与手持探测器的第二CPU21内都设有逻辑判断单元131、211，逻辑判断单元131、211通过程序实现。信号发生装置第一CPU13内的逻辑判断单元131的作用是将信号发生装置电流信号输出模块输出的电流信号与采样模块接收到的电流信号进行对比，如果输出的电流信号和接收到的电流信号呈相同的变化规律，信号发生装置第一CPU13内的逻辑判断单元131即判断故障支路存在接地故障，并将判断信息发送到显示模块进行显示，否则不存在接地故障。

信号发生装置1的第一CPU13通过无线传输将输出的电流信号发送给手持探测器2第二CPU21，第二CPU21内的逻辑判断单元211的作用是将手持探测器电流表检测到的电流信号与输出的电流信号进行对比，如果输出的电流信号和电流表检测到的电流信号呈相同的变化规律，第二CPU内的逻辑判断单元211即判断手持探测器与电流信号输出模块之间的故障支路存在接地故障，并将故障信息发送到第二显示模块进行显示，否则不存在接地故障。

在本实施例中，第二CPU21内还设有数字滤波单元212，数字滤波单元212用于将电流表检测到的电流信号进行再次滤波，手持探测器采用双重滤波的方式，即采用前置滤波单元加数字滤波单元的方式。数字滤波单元212是通过在手持探测器的第二CPU21中的程序来实现，对采集的数据进行处理，从而消除干扰和噪声的影响，以提高测量的精度和可靠性。数字滤波只是一种特定的计算机程序，无需硬件，因此不存在阻抗匹配，特性波动，非一致性等问题，因此手持探测器中采用的双重滤波方式，进一步提高了对信号发生装置发出的微信号进行采集分析的准确性与可靠性，以保证装置定位故障点的灵敏性与准确性。

使用本实用新型时，需要被检测的故障支路处于“离线”的停电状态，即被检测故障支路需要与低压直流系统完全隔离开来，也即是故障支路的负载空开需要处于断开状态。使用本实用新型进行接地故障查找的步骤具体如下：

1、将信号发生装置的电流信号输出模块接在直流系统故障支路的正极线或负极线上，将接地线接在站内接地网上，采样模块连接在接地线上；

2、通过信号发生装置的电流信号输出模块向直流系统故障支路的正极线或负极线输出一个预设频率的电流信号，如果采样模块接收到该电流信号，则第一CPU内的逻辑判断单元判断该故障支路发生接地故障；否则判断不存在接地故障；如果故障支路存在接地故障则执行步骤3；

3、利用手持探测器与故障支路正极线或负极线的某点连接，如果此时手持探测器监测到由电流信号输出模块输出的电流信号，则判断故障接地点位于手持探测器与电流信号输出模块之间，否则判断故障接地点不在手持探测器与电流信号输出模块之间，依次类推直至找到故障接地点的具体位置。

所述步骤2中判断故障支路是否发生接地故障的方法，具体包括以下步骤：

21、判断采样模块接收到的电流信号是否有预设频率的信号分量，如果判断结果为是，则执行步骤22；如果判断结果为否，则判定该故障支路没有发生接地；

22、判断采样模块接收到的电流信号是否符合预设相位，如果判断结果为是，则判定所述该故障支路为接地支路，发出告警信号；如果判断结果为否，则判定所述该故障支路没有发生接地。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种离线式直流接地快速查找仪，其特征在于：包括信号发生装置和手持探测器，信号发生装置用于向直流系统故障支路输入电流信号，手持探测器用于检测所述故障支路的电流信号；信号发生装置包括第一CPU、信号输出回路以及信号采样回路，第一CPU设有外部电源，信号输出回路包括第一DAC模块、第一放大电路以及电流信号输出模块，信号采样回路包括第一采样模块、第二放大电路以及第一ADC模块，第一CPU的一输出端口依次经第一DAC模块、第一放大电路后与电流信号输出模块连接，第一CPU的一输入端口依次经第一ADC模块、第二放大电路后与第一采样模块连接。

2.根据权利要求1所述的离线式直流接地快速查找仪，其特征在于：所述手持探测器包括电流表、第二采样模块、第二滤波电路、第三放大电路、第二ADC模块以及第二CPU，电流表的输出端依次经第二采样模块、第二滤波电路、第三放大电路、第二ADC模块后与第二CPU的一输入端口连接，手持探测器的第二CPU与信号发生装置的第一CPU通过无线传输方式进行通信。

3.根据权利要求1所述的离线式直流接地快速查找仪，其特征在于：所述信号采样回路上设有第一滤波电路，第一滤波电路连接在第一采样模块与第二放大电路之间。

4.根据权利要求1所述的离线式直流接地快速查找仪，其特征在于：所述信号发生装置包括第一显示模块和触摸控制模块，第一显示模块和触摸控制模块分别与第一CPU连接。

5.根据权利要求2所述的离线式直流接地快速查找仪，其特征在于：所述手持探测器包括第二显示模块，第二显示模块与第二CPU连接。