一種單相接地故障檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種單相接地故障檢測裝置，屬于電氣【技術領域】，用于解決現有的信號源法檢測設備體積和重量大、開關動作次數多、對系統沖擊大且壽命低的問題。本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置包括：第一、第二真空開關、限流電阻、電壓互感器和智能控制器；第一、第二真空開關的一端均通過所述限流電阻接地，第一、第二真空開關的另一端分別與待檢測三相線路中的任意兩相線路連接；電壓互感器的輸入端與與第一、第二真空開關有連接關系的兩相線路相連，輸出端與智能控制器連接；智能控制器還分別與第一、第二真空開關的開關控制端連接。該檢測裝置體積小、重量輕、結構簡單、開關數量少、開關投切次數少，檢測可靠性高、裝置壽命長。
【專利說明】一種單相接地故障檢測裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電氣【技術領域】，尤其涉及一種單相接地故障檢測裝置。
【背景技術】
[0002]配網是城市和農村供電的載體，配網的穩定性和安全性，直接關系到各個公司和千家萬戶的供電安全，具有重要的經濟價值和社會意義。在早期電網建設時，更加重視的環節是發電和輸電，配電和用電環節往往被輕視。近些年國家為配網投入了大量資金進行城網和農網改造，改造了大量線路、開關和變壓器等，從硬件方面對配網進行了升級以提升配網的自動化水平。但是，配網架空線路因其線路長，分支多，網絡結構復雜，易受外力及自然環境影響等原因，成為最容易發生故障的環節之一。
[0003]短路故障和單相接地故障是配電線路最常見的故障形式，其中單相接地故障尤其嚴重，占總故障的2/3以上，但世界各國之前還沒有一個非常好的方法解決單相接地故障的準確檢測問題。在目前情況下，發生單相接地故障后主要需要依靠人工巡線查找故障點，花費在查找故障點上的時間大大超過修復故障所消耗的時間，擴大了停電帶來的影響和損失。
[0004]國內早在90年代初就推出了普通型短路故障指示器，能夠在線路出現短路故障時翻牌顯示。目前，國內能夠正常投入運行的短路故障指示器生產企業不多，有實力的僅有四五家企業。但是各個企業的產品對于用戶最頭疼的單相接地故障檢測效果普遍不理想。
[0005]單相接地故障 檢測傳統方法有以下幾種:
[0006]1、第一類為首半波法。即利用接地瞬間接地相的電容電壓與該相相電壓同相并且電容電流大于預設值時判定為接地故障發生。這個方法能起到一定作用。但最大的問題是這個方法建立在單相接地故障發生在相電壓峰值時刻,這時才能夠比較相位。然而,有些單相接地故障發生在非波峰甚至是波形過零點的位置，此時就無法檢測和判斷接地故障了。
[0007]2、第二類方法為五次諧波法。這類方法利用線路發生單相接地故障時會出現五次諧波并利用當五次諧波大于預設值時判定為接地故障發生。這個方法不可靠，因為線路負載各種各樣，在正常情況下，就存在大量的諧波分量(包括五次諧波)的情形。如果電網的波動導致5次諧波超過預設值，就會出現誤報的情形；或者線路結構簡單，接地時的五次諧波很小，此時就無法檢測五次諧波。
[0008]3、第三類方法就是檢測暫態電流。這種方法中，雖然暫態電流比較明顯，但由于暫態量的持續時間非常短，而且是個快速衰減過程，不到工頻周波的四分之一，檢測設備顯然無法準確檢測到暫態量的瞬間值，因此也就無法準確檢測暫態量大小，更何況線路負載千變萬化，負載的突然波動、變化均有可能引起線路出現頻率范圍和暫態電流頻率范圍重疊的信號，這時就會出現誤判。
[0009]為解決傳統的單相接地故障檢測方法可靠性低的不足，本領域內近幾年研究出了信號源法進行單相接地故障檢測。第一種用于檢測單相接地故障的信號源法為真實特征外部信號注入電力系統的信號源法。比如專利CN201765290U電纜及架空線混合系統單相接地故障定位裝置，就是利用電力系統的PT注入特征信號，然后檢測該特征信號的方法。這種方法缺點是要注入真實特征信號，所以設備功率和體積較大、另外信號本身對電力系統有直接作用和影響。
[0010]為了解決真實特征外部信號注入電力系統的信號源法所存在的問題，近幾年出現了第二種用于檢測單相接地故障的信號源法，即:利用電力系統本身來把單相接地故障信號放大的信號源法。圖1所示為現有的利用電力系統本身來把單相接地故障信號放大的信號源檢測設備電路圖，如圖1中所示，這種檢測設備中的信號源由三個真空開關K1、K2、K3，高壓二極管D，限流電阻R，開口三角變壓器TBK和控制器I組成。其中，三個真空開關Κ1、Κ2、Κ3分別連接待檢測線路的Α、B、C三相。當三相線路上的某處發生接地故障時，由于接地相對地電壓降低，非故障相對地電壓升高，則開口三角變壓器TBK的零序電壓升高，控制器I檢測到開口三角變壓器TBK的電壓變動時，啟動控制真空開關Κ1、Κ2、Κ3動作，一般每相連接的開關投切8次，則三相開關投切共24次，從而使發生單相接地故障的線路上流過脈動單向特征電流，而其它的非故障線路無該特征電流流過，安裝在線路上和變電站的故障檢測裝置檢測到該特征電流信號后即可檢測出故障線路和位置，從而實現接地選線和定位。這種檢測單相接地故障的方案的優點是沒有注入真實信號，而是利用系統本身來短時放大了故障特征，所以對系統影響較小。但缺點是體積很大重量很重，一般需要安裝在變電站內，在現場也需要吊車安裝，另外開關動作次數較多，對系統沖擊和設備本身壽命都有一定影響。
[0011]綜上所述，急需解決傳統的單相接地故障檢測準確率低、可靠性低，真實特征外部信號注入電力系統的信號源法檢測設備功率和體積較大、且信號本身對電力系統有直接作用和影響，利用電力系統本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設備體積和重量大、開關動作次數多、壽命低的問題。
實用新型內容
[0012]本實用新型提供一種單相接地故障檢測裝置，用于解決現有的利用電力系統本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設備體積和重量大、開關動作次數多、對系統沖擊大且壽命低的問題。
[0013]為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供一種單相接地故障檢測裝置，包括:第一真空開關、第二真空開關、限流電阻、電壓互感器和智能控制器；所述第一真空開關、第二真空開關的一端均通過所述限流電阻接地，所述第一真空開關、第二真空開關的另一端分別與待檢測三相線路中的任意兩相線路連接；所述電壓互感器的輸入端與所述第一真空開關、第二真空開關有連接關系的兩相線路相連，輸出端與所述智能控制器連接；所述智能控制器還分別與所述第一真空開關、第二真空開關的開關控制端連接。
[0014]優選地，所述單相接地故障檢測裝置還包括套接于所述限流電阻和地之間的電流互感器，且所述電流互感器還與所述智能控制器連接。
[0015]優選地，所述電壓互感器為shda2132電子式電壓互感器。
[0016]優選地，所述電流互感器為lcz2電流互感器。
[0017]本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置具有以下有益效果:
[0018]1、沒有開口三角變壓器或無須從變電站引開口三角電壓，可以安裝在線路任何一個電線桿上，適用范圍廣泛；
[0019]2、只與系統兩相線路連接減少了 I個開關，不再需要大而重的開口三角變壓器，因此體積小、重量輕，不需要吊車就可安裝。本實用新型提供的裝置和現有的同類型設備相t匕，體積只有現有的同類型設備的1/5，重量只有現有的同類型設備的1/4 ；
[0020]3、不僅減少了真空開關數量，且不需要高壓二極管，結構簡單，增加了可靠性；
[0021]4、檢測時開關的投切次數得到有效降低，因此對系統沖擊小，檢測可靠性高、裝置壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為現有的利用電力系統本身來把單相接地故障信號放大的信號源檢測設備電路圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例提供的單相接地故障檢測裝置電路結構示意圖；
[0024]圖3為本實用新型實施例提供的單相接地故障檢測裝置的優選電路結構示意圖。
[0025][附圖主要元器件符號說明]
[0026]Kl?K3真空開關；
[0027]D、高壓二極管；
[0028]R、限流電阻；
[0029]TBK、開口三角變壓器；
[0030]1、控制器；
[0031]K11、第一真空開關；
[0032]K12、第二真空開關；
[0033]R1、限流電阻；
[0034]2、電壓互感器；
[0035]3、智能控制器；
[0036]4、電流互感器。
【具體實施方式】
[0037]為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0038]如圖2所示為本實用新型實施例提供的一種單相接地故障檢測裝置電路結構示意圖，該檢測裝置包括:第一真空開關KU、第二真空開關K12、限流電阻R1、電壓互感器2和智能控制器3。其中，第一真空開關Kll的一端通過限流電阻Rl接地，另一端與待檢測三相線路中的任意一相線路連接，圖2中第一真空開關Kll的一端與待檢測三相線路中的C相相接。第二真空開關K12的一端通樣通過限流電阻Rl接地，另一端與待檢測三相線路中與第一真空開關Kll無連接關系的兩相中的任意一相線路連接，如圖2中所示的與A相相接。電壓互感器2的輸入端與第一真空開關KU、第二真空開關K12有連接關系的兩相線路相連，輸出端與智能控制器3連接；智能控制器3還分別與第一真空開關KU、第二真空開關K12的開關控制端連接。
[0039]當待檢測三相線路上的某處發生接地故障時，接地相對地電壓降低，非故障相對地電壓升高，智能控制器3采集到電壓互感器2的電壓后即可得知該三相線路是否發生接地故障。例如，若圖2中A相接地故障，則電壓互感器2感應到的A相電壓降低而C相電壓升高，則智能控制器3可根據該電壓感應結果即可推測出A相接地故障，若圖2中B相接地故障，則B相電壓降低，電壓互感器2感應到而A、C相電壓升高，智能控制器3可根據該電壓感應結果即可推測出B相接地故障。智能控制器3根據電壓互感器2采集到的電壓啟動控制第一真空開關Kll和第二真空開關K12動作，兩個開關投切共16次，使故障線路上流過特征電流，而其它的非故障線路無該特征電流，安裝在線路上和變電站的故障檢測裝置檢測到該信號后即可檢測出故障線路和位置，從而實現接地選線和定位。
[0040]優選地，如圖3所示，本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置還包括:套接于限流電阻Rl和地之間的電流互感器4，且電流互感器4還與智能控制器3連接。此時智能控制器采集電子互感器2的電壓和電流互感器4的電流信號來啟動控制相應的開關動作，在非故障相投切8次和及時反饋驗證即可完成檢測，無須投切16次或更多。
[0041]上述單相接地故障檢測裝置中的電壓互感器可以采用現有滿足設計要求的電壓互感器，如采用shda2132電子式電壓互感器或其它類似電壓互感器。
[0042]優選地，電流互感器可以采用現有滿足要求的電流互感器，如采用為lcz2電流互感器或其它類似電流互感器。
[0043]本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置中只與系統兩相線路連接減少了 I個開關，采用電壓互感器代替現有的利用電力系統本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設備中的開口三角變壓器，體積只有老式的利用電力系統本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設備的1/5，重量只有老式的1/4，此外不需要高壓二極管，開關的投切次數也得到了降低，相對于現有技術能夠達到結構簡單、可靠性高、壽命長的有益效果。此外，采用電流互感器后開關的投切次數進一步得到降低，對系統沖擊和設備本身壽命影響較小。
[0044]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種單相接地故障檢測裝置，其特征在于，包括:第一真空開關、第二真空開關、限流電阻、電壓互感器和智能控制器； 所述第一真空開關、第二真空開關的一端均通過所述限流電阻接地，所述第一真空開關、第~ 真空開關的另一端分別與待檢測二相線路中的任意兩相線路連接； 所述電壓互感器的輸入端與所述第一真空開關、第二真空開關有連接關系的兩相線路相連，輸出端與所述智能控制器連接； 所述智能控制器還分別與所述第一真空開關、第二真空開關的開關控制端連接。
2.如權利要求1所述的單相接地故障檢測裝置，其特征在于，所述單相接地故障檢測裝置還包括套接于所述限流電阻和地之間的電流互感器，且所述電流互感器還與所述智能控制器連接。
3.如權利要求2所述的單相接地故障檢測裝置，其特征在于，所述電壓互感器為shda2132電子式電壓互感器。
4.如權利要求2所述的單相接地故障檢測裝置，其特征在于，所述電流互感器為lcz2電流互感器。
【文檔編號】G01R31/02GK203811739SQ201420197344
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】程干江, 王婧, 丁雷, 李鳳先, 趙云龍, 王帥, 王海英, 龐寧 申請人:北京水木源華電氣股份有限公司