專利名稱：一種輸電線路接地故障自動定位裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種輸電線路接地故障自動定位裝置。
背景技術：
眾所周知，由于自然災害或其他因素的影響，輸電線路難免遭受損壞出現接地故障，尤其容易在中、高壓架空輸電線路上出現接地故障，其中最常見的故障是架空線路單相接地。對于此類故障，檢修人員一般是通過檢測線路的電壓來判明接地故障的接地點的位置；對于較短的架空輸電線路尋找接地點時，可安排人員沿線進行全面檢查；但是對于較長的架空輸電線路尋找接地點時，宜采用優選法進行，即首先在線路長度的1/2處的耐張 桿進行分段，分別拆開線路三相的引流線，使整個線路分為兩段，然后用2500V兆歐表分別 測量三相導線的絕緣電阻，根據測量結果可判明線路的某段接地或兩段均接地，其次根據判斷結果繼續分段查找，逐步縮小查找范圍，待接地范圍縮小到一定程度，可安排人員沿線進行全面檢查。然而，上述無論是全面檢查法，還是優選法，都需要檢修人員耗費大量的時間和精力，工作效率極低。因此，現在迫切需要研制一種故障自動定位裝置以解決上述問題。
發明內容
為了解決上述現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種輸電線路接地故障自動定位裝置，以實現有效減少輸電線路接地故障點的定位時間，大大提高檢修人員工作效率的目的。本發明所述的一種輸電線路接地故障自動定位裝置，所述輸電線路連接在變電站主變壓器出線側，每條輸電線路由三相總線構成，且每條輸電線路上設有若干個節點，所述定位裝置包括一連接在所述主變壓器母線側的信號源設備、若干個分別掛接在所述每條輸電線路的每個節點處的每相總線上的故障顯示器、若干個分別設置在所述每條輸電線路的每個節點處的架空子站和一信息處理中心系統，所述信號源設備包括一電阻箱、一連接在所述主變壓器母線中性點與地之間的電壓傳感器和一與該電壓傳感器連接的控制器，其中，所述電阻箱包括依次串聯在所述主變壓器母線中性點與地之間的一開關和若干個高壓電阻，且該開關接收所述控制器輸出的一控制信號，并輸出一脈動電流信號；所述每個故障顯示器包括一用于接收所述脈動電流信號的電磁感應裝置、一與該電磁感應裝置連接的檢測控制模塊和一與該檢測控制模塊連接的天線通訊裝置；所述架空子站包括一主控制裝置、分別與該主控制裝置連接的一 GPRS模塊和一蓄電池以及與該蓄電池依次連接的一太陽能電池接口和一太陽能蓄電池板，其中，所述主控制裝置通過一無線通信天線與所述天線通訊裝置通訊連接，所述GPRS模塊通過一 GPRS天線與所述信息處理中心系統通訊連接。在上述的輸電線路接地故障自動定位裝置中，所述主控制裝置與天線通訊裝置無線通訊連接；所述GPRS模塊與信息處理中心系統GSM通訊連接。在上述的輸電線路接地故障自動定位裝置中，所述電阻箱還包括用于設置所述開關和若干個高壓電阻的箱體。在上述的輸電線路接地故障自動定位裝置中，所述架空子站還包括用于設置所述主控制裝置、GPRS模塊、蓄電池和太陽能電池接口的機箱。由于采用了上述的技術解決方案，本發明通過設置在變電站主變壓器母線側的信號源設備感應其中性點偏移電壓，并向母線側反饋一脈動電流信號，然后通過設置在變電站主變壓器出線側的故障顯示器感應該脈動電流信號，以實現對故障線路的檢測與定位，最后通過架空子站將檢測到的故障信息經由信息處理中心系統發送至運行人員的手機或監控設備，從而使運行人員能及時、準確地掌握輸電線路的安全情況，節省搶修時間，提高工作效率，大大降低了線路故障所帶來的經濟損失和社會影響。
圖I是本發明一種輸電線路接地故障自動定位裝置的工作原理圖；圖2是本發明一種輸電線路接地故障自動定位裝置中信號源設備的安裝示意圖；圖3是本發明一種輸電線路接地故障自動定位裝置中信號源設備的電阻箱的結構示意圖；圖4是本發明一種輸電線路接地故障自動定位裝置中故障顯示器的結構示意圖；圖5是本發明一種輸電線路接地故障自動定位裝置中架空子站的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的具體實施例進行詳細說明。請參閱圖I至圖5，輸電線路6連接在變電站主變壓器5出線側，每條輸電線路6由三相總線構成，且每條輸電線路6上設有若干個節點。本發明，即一種輸電線路接地故障自動定位裝置，包括一連接在主變壓器5母線側的信號源設備I、若干個分別掛接在每條輸電線路6的每個節點處的每相總線上的故障顯示器2、若干個分別設置在每條輸電線路6的每個節點處的架空子站3和一信息處理中心系統4。信號源設備I包括一電阻箱11、一連接在主變壓器5母線中性點50與地之間的電壓傳感器12和一與電壓傳感器12連接的控制器13，其中，電阻箱11包括一箱體113、設置在箱體113內并依次串聯在主變壓器5母線中性點50與地之間的一開關111和若干個高壓電阻112以及一設置在箱體113內的保護接地裝置114，且開關111接收控制器13輸出的一控制信號，并輸出一脈動電流信號。每個故障顯不器2包括一用于接收脈動電流信號的電磁感應裝置21、一與電磁感應裝置21連接的檢測控制模塊22和一與檢測控制模塊22連接的天線通訊裝置23。架空子站3包括一主控制裝置31、分別與主控制裝置31連接的一 GPRS模塊32和一蓄電池33以及與蓄電池33依次連接的一太陽能電池接口 34、一太陽能蓄電池板35和一用于設置主控制裝置31、GPRS模塊32、蓄電池33和太陽能電池接口 34的機箱38，其中，主控制裝置31通過一無線通信天線36與天線通訊裝置23無線通訊連接，即主控制裝置31通過無線通信天線36向天線通訊裝置23輸出一 wifi無線信號，GPRS模塊32通過一 GPRS天線37與信息處理中心系統4GSM通訊連接，即GPRS模塊32通過GPRS天線37向信息處理中心系統4輸出一 GSM信號。下面以一根三相輸電線路6為例，對本發明的工作原理如下當輸電線路6出現一個單相接地故障時，主變壓器5母線中性點50會出現偏移電壓，當控制器13通過電壓傳感器12檢測到該偏移電壓大于一個設定值(該設定值預設在控制器13內部)，并保持了一定的時間后，則控制器13根據偏移電壓，投入電阻箱11，向開關111發出合、分閘控制信號，從而使主變壓器5母線中性點50波段性地短時接入一個中電阻，并使開關111在一個時間段內在零序電壓的作用下，會向主變壓器5母線側反饋一較大的脈動電流信號(即一組編碼接地電流脈沖)；電流脈沖的大小取決于母線中性點50中性點的接地電阻，即高壓電阻112的個數(本實施例中高壓電阻112的個數為4個)與 阻值，若阻值取的太低，接地電流就會較大，如此一來對通信線路的干擾就會較大；但是如果阻值取的太大的話，又會影響到運行的可靠性。因此，阻值的大小的選擇取決于接地電流大小的預期，而接地電流的大小可按輸電線路6所含電纜的比例來決定；一般情況下，當輸電線路6含電纜比例< 80%時，接地電流為100 200A，則高壓電阻112的總阻值應為28. 80 57. 74 Q ;當輸電線路6含電纜比例彡80%時，接地電流為500 600A，則高壓電阻112的總阻值應為7. 2 14. 4 Q ;另外，電阻箱11中除了高壓電阻112接地以形成回路夕卜，還設有保護接地裝置114以防止金屬箱體113帶電，避免引起傷亡事故。雖然上述的脈動電流信號會經由主變壓器5傳遞至輸電線路6的每相總線，但是由于回路只會在輸電線路6的接地故障點和大地之間形成，因此，只有掛接在發生接地故障的單相輸電線路6上的故障顯示器2才能檢測到該脈動電流信號，而掛接在其它未出現接地故障的單相輸電線路6上的故障顯示器2因為沒有形成回路，因此無法檢測到該信號；故障顯示器2根據這一工作原理，即可確定輸電線路6發生接地故障的單相總線，而且由于 每相總線上的各個節點處均設有故障顯示器2，因此，即可對單相總線的具體故障點進行準確定位。故障顯示器2利用電磁感應原理，即電磁感應裝置21檢測輸電線路6上的脈動電流信號，而并不跟線芯直接接觸，從而避免了因流過大電流而發生損壞的現象；檢測控制模塊22接收到電磁感應裝置21輸出的故障信號后，進行故障信息的處理，并觸發天線通訊裝置23以無線通訊方式向外輸出該故障的位置信息。設置在輸電線路6每個節點處的架空子站3的通訊信號可以覆蓋該節點處的三個故障顯示器2，當主控制裝置31通過無線通信天線36接收到故障相線上的故障顯示器2發出的故障信息后，啟動GPRS模塊32工作，即通過GPRS天線37向信息處理中心系統4發送故障信息；主控制裝置31由蓄電池33供電，且蓄電池33通過太陽能電池接口 34由設在機箱38外的太陽能蓄電池板35充電。信息處理中心系統4根據接收到的故障信息，將輸電線路6發生接地故障的具體位置記錄在系統中，并以短信形式發送至運行人員的手機或監控設備7，從而使運行人員能及時、準確地掌握輸電線路的安全情況，節省搶修時間，提高工作效率。本實施例中，信號源設備I中控制器13采用的是上海菲柯特電氣有限公司生產的型號為RC2000F的產品。故障顯示器2采用的是光遠科電(北京)科技有限公司生產的型號為GY-IPE-FG的產品，其中，電磁感應裝置21采用的是美國微芯科技公司生產的16F630芯片，天線通訊裝置23采用的是TR24A型無線通訊模塊。架空子站3中的GPRS模塊32采用的是西門子公司生產的型號為TC35i的GSM通訊模塊，主控制裝置31采用的愛特梅爾公司生產的型號為Atmage32的8位芯片的單片機作為處理器，另外，為了確保檢測狀態低功耗以及系統時間準確，主控制裝置31內還獨立配置的一時鐘模塊，該時鐘模塊可采用的飛利浦公司生產的型號為PCF8563的時鐘芯片，太陽能蓄電池板35采用的是IOW單晶硅太陽能電池板。信息處理中心系統4采用的是ATOM無風扇嵌入式工控機以及與之配合的pc機，從而具有低功耗、運行穩定可靠、運算能力強、可無人值守、能自動防死機并具有出色的EMC電磁兼容能力和抗電磁干擾能力等優點。
以上結合附圖實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本發明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種輸電線路接地故障自動定位裝置，所述輸電線路連接在變電站主變壓器出線偵牝每條輸電線路由三相總線構成，且每條輸電線路上設有若干個節點，其特征在于，所述定位裝置包括一連接在所述主變壓器母線側的信號源設備、若干個分別掛接在所述每條輸電線路的每個節點處的每相總線上的故障顯示器、若干個分別設置在所述每條輸電線路的每個節點處的架空子站和一信息處理中心系統， 所述信號源設備包括一電阻箱、一連接在所述主變壓器母線中性點與地之間的電壓傳感器和一與該電壓傳感器連接的控制器，其中，所述電阻箱包括依次串聯在所述主變壓器母線中性點與地之間的一開關和若干個高壓電阻，且該開關接收所述控制器輸出的一控制信號，并輸出一脈動電流信號； 所述每個故障顯示器包括一用于接收所述脈動電流信號的電磁感應裝置、一與該電磁感應裝置連接的檢測控制模塊和一與該檢測控制模塊連接的天線通訊裝置； 所述架空子站包括一主控制裝置、分別與該主控制裝置連接的一 GPRS模塊和一蓄電池以及與該蓄電池依次連接的一太陽能電池接口和一太陽能蓄電池板，其中，所述主控制裝置通過一無線通信天線與所述天線通訊裝置通訊連接，所述GPRS模塊通過一 GPRS天線與所述信息處理中心系統通訊連接。
2.根據權利要求I所述的輸電線路接地故障自動定位裝置，其特征在于，所述主控制裝置與天線通訊裝置無線通訊連接；所述GPRS模塊與信息處理中心系統GSM通訊連接。
3.根據權利要求I或2所述的輸電線路接地故障自動定位裝置，其特征在于，所述電阻箱 還包括用于設置所述開關和若干個高壓電阻的箱體。
4.根據權利要求I或2所述的輸電線路接地故障自動定位裝置，其特征在于，所述架空子站還包括用于設置所述主控制裝置、GPRS模塊、蓄電池和太陽能電池接口的機箱。
全文摘要
本發明涉及一種輸電線路接地故障自動定位裝置，所述輸電線路連接在變電站主變壓器出線側，每條輸電線路由三相總線構成，且每條輸電線路上設有若干個節點，所述定位裝置包括一連接在所述主變壓器母線側的信號源設備、若干個分別掛接在所述每條輸電線路的每個節點處的每相總線上的故障顯示器、若干個分別設置在所述每條輸電線路的每個節點處的架空子站和一信息處理中心系統。本發明使運行人員能及時、準確地掌握輸電線路的安全情況，節省搶修時間，提高工作效率，大大降低了線路故障所帶來的經濟損失和社會影響。
文檔編號G01R31/08GK102749553SQ20111010198
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者吳健成, 吳才彪, 周華, 周永寶, 張子兆, 沈峰, 沈超, 潘國強, 王輝, 陳勇, 魯志豪, 鮑長庚 申請人:上海市電力公司