CN2687686Y - 高压电力线路短路故障点判断及查巡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压电力线路短路故障点判断及查巡装置。目前，国内外采用的线路故障录波器和线路微机保护都能报出故障点距测量点的距离；以上装置是安装在线路两端的发电厂或变电所内，它是通过线路短路时的间接测量及计算后得出的结论，一般情况下与实际短路点比较接近，但也约有20％的次数测距误差较大；本实用新型为包括电源模块、采样模块、数据处理模块、通讯模块；所述的电源模块为将磁场能量转换为电能的互感器，所述的采样模块为设置在导线上的空心线圈，并经I－V变换电路后与数据处理模块连接，所述的数据处理模块的接口与通讯模块的接口连接。本实用新型运行中无需任何维护，安装方便，对短路地点判断准确无误。

Description

高压电力线路短路故障点判断及查巡装置

一、技术领域：

本实用新型涉及高压线路检测装置，具体说是一种高压电力线路短路故障点判断及查巡装置。

二、技术背景：

高压电力线路在运行中受天气、环境、外力及绝缘老化等原因出现短路故障常有发生，准确测出故障点位置，对于消除高压线路隐患，尽快恢复供电是至关重要的手段。目前，国内外采用的线路故障录波器和线路微机保护都能报出故障点距测量点的距离；以上装置是安装在线路两端的发电厂或变电所内，它是通过线路短路时的间接测量及计算后得出的结论，一般情况下与实际短路点比较接近，当线路有分支线或弧道电阻较大时，据运行单位大量统计数据表明高压线路在发生各种短路次数中，约有20％的次数测距误差较大，这极大的影响故障查巡工作的进展，另一方面少量的不准确性还严重影响正确测距后现场查寻真实故障点的信心。

三、发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种安装、使用方便，判断准确的高压电力线路短路故障点判断及查巡装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种高压电力线路短路故障点判断及查巡装置，其特殊之处在于：所述的装置包括电源模块1、采样模块2、数据处理模块3、通讯模块4；所述的电源模块1为将磁场能量转换为电能的互感器，所述的采样模块2为设置在导线上的空心线圈，并经I-V变换电路后与数据处理模块3连接，所述的数据处理模块3的接口与通讯模块4的接口连接。

上述的电源模块1、采样模块2、数据处理模块3、通讯模块4设置在电磁屏蔽的金属外壳内。

上述的通讯模块4为无线通讯模块up96或德国西门子公司的mc35工业级gprs模块。

上述的数据处理模块3为能对采样模块的电压信号进行AD变换并利用单片微机进行分析处理模块。

本实用新型相对于现有技术，其优点如下：

1、本实用新型运行中无需任何维护，安装方便。

2、本实用新型不仅能适用单电源电力线路，也可适用双电源电力线路故障判断及查巡。

3、本实用新型能准确测量短路地点，对于电力线路永久故障，瞬间故障的短路接地点均能进行判断，而且对多次重复和不重复短路接地点均能按短路时间对各次短路发生区段准确记录并发出相关数据信息。

四、附图说明：

图1为本实用新型的各部分连接结构示意图；

图2为本实用新型的短路点判断示意图；

图3为本实用新型数据处理模块的短路判断流程图；

图4为本实用新型的短路电流测量装置结构示意图；

五、具体实施方式：

在高压供电线路中，双电源供电线路正常工作电流一般小于1000A，而短路时电流一般大于2000A，甚至可达到20000A以上，短路电流持续时间几十毫秒，且在短路发生时，短路点两侧电流方向相反，并且由于两侧电源的容量及继电保护装置的动作时间存在差异，导致短路点两侧的短路电流持续时间存在着毫秒级的差异。

本实用新型装置即根据以上特点对双电源线路中的电流进行实时检测，利用单片微机进行判断是否发生短路，并对短路发生时的电流方向、短路持续时间、短路发生的实际时间进行记录，并将结果保存于EEPROM。利用无线数传模块传送记录到掌上电脑或上位微机中，利用处理程序将各个装置的记录结果进行分析处理，从而确定出短路点的位置。

参见图1，本实用新型装置由电源模块1、采样模块2、数据处理模块3、通讯模块4构成。各模块功能如下：

电源模块：为整个装置的工作提供能量，在线路电流正常时，由互感器将线路的磁场能量转换为电能，使装置电路正常工作，并对内置的锂电池进行浮充；当线路发生短路后，利用锂电池使装置继续正常工作约24小时。

采样模块：利用空心线圈及I-V变换电路将线路中的电流信号转变成电压信号并送到数据处理模块。

数据处理模块：对采样模块的电压信号进行AD变换并利用单片微机进行分析处理，判断是否发生短路，并对短路发生时的电流方向、短路持续时间、短路发生的实际时间进行记录，并将结果保存于EEPROM。

通讯模块：利用无线通讯模块up96以及德国西门子公司的mc35工业级gprs模块完成装置与上位微机的通讯。

外壳：为装置提供机械保护及电磁屏蔽。

参见图2，图2为本实用新型的短路点判断示意图；本实用新型在双电源供电线路中每隔一段距离安装一个，在线路发生短路时将同时产生短路记录，利用掌上电脑或GSM短消息将各装置的记录进行采集，在上位微机用程序分析出短路电流方向相反点及短路持续时间梯度分布点，此点可判为短路故障点。如图中1、2、3、4装置短路电流方向为I1，5、6、7、8装置短路电流方向为I2，时间分别为T1、T2，故可判断故障点在4、5号装置之间。

因为短路电流方向的判断是定性判断、短路持续时间的判断是定量判断，故将电流方向的判断作为首要判据。

参见图3、图4，在双电源供电线路正常工作电流一般小于1000A，而短路时电流一般大于2000A，甚至可达到20000A以上，短路电流持续时间几十毫秒，且在短路发生时，短路点两侧电流方向相反，并且由于两侧电源的容量及继电保护装置的动作时间存在着毫秒级的差异。

利用空心线圈及I-V变换电路将线路中的电流转变成电压信号，此电压信号在2000A以下正比于线路电流，将此电压信号进行AD变换(约25000次/秒)，利用单片微机对AD变换值进行处理：比较其是否大于设定的门限值，如果大于则判定线路发生短路，否则继续进行采样比较循环。

当判定线路发生短路后，单片微机启动定时器记录短路时间直至短路结束，同时检测短路电流方向。短路结束后单片微机对短路发生时的电流方向、短路持续时间、短路发生的实际时间进行记录，并将结果保存于EEPROM。本装置可存储十条短路记录，每条记录在掉电情况下可保存十年以上，EEPROM可改写10万次。

本实用新型也可对单电源线路短路点进行监测。

单电源供电线路正常工作电流一般小于500A，而短路时电流一般大于2000A，甚至可达到20000A以上，短路电流持续时间几十毫秒，本装置可将短路发生的实际时间(年月日时分秒)进行记录，并利用通讯模块将记录传送到掌上电脑或上位微机中，上位微机利用程序分析出实际时间的分布梯度点，此点可判断为故障发生点。

Claims (4)

1、一种高压电力线路短路故障点判断及查巡装置，其特征在于：所述的装置包括电源模块(1)、采样模块(2)、数据处理模块(3)、通讯模块(4)；所述的电源模块(1)为将磁场能量转换为电能的互感器，所述的采样模块(2)为设置在导线上的空心线圈，并经I-V变换电路后与数据处理模块(3)连接，所述的数据处理模块(3)的接口与通讯模块(4)的接口连接。

2、根据权利要求1所述的高压电力线路短路故障点判断及查巡装置，其特征在于：所述的电源模块(1)、采样模块(2)、数据处理模块(3)、通讯模块(4)设置在电磁屏蔽的金属外壳内。

3、根据权利要求1或2所述的高压电力线路短路故障点判断及查巡装置，其特征在于：所述的通讯模块(4)为无线通讯模块up96或德国西门子公司的mc35工业级gprs模块。

4、根据权利要求3所述的高压电力线路短路故障点判断及查巡装置，其特征在于：所述的数据处理模块(3)为能对采样模块的电压信号进行AD变换并利用单片微机进行分析处理模块。

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