一種接地故障模擬裝置及控制方法與流程

本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種接地故障模擬裝置及控制方法。

背景技術：

在電力系統中，配電網的中性點接地方式在一定程度上對配電網的安全性、可靠性以及經濟性起著極其重要的影響，其中特別對配電網中設備的絕緣水平、配電網中繼電保護裝置的可靠性、與配電網相關的通信系統的性能以及配電網操作人員的人身安全的影響較大。

目前配電網的主要接地方式包括經消弧線圈接地、經小電阻接地、不接地、經智能故障處理裝置接地等。為了使得配電網出現接地故障后能及時隔離故障點，保障人身安全，在配電網中使用上述接地方式時均需要在配電網中配置相應的選線裝置。由于接地方式類型較多，不同接地方式在配電網中所配置的選線裝置也存在一定差異，由于其中一部分選線裝置可靠性較低，導致配電網在出現接地故障時，接地裝置和選線裝置針對該接地故障的動作的準確性較低，從而導致無法及時進行故障隔離或故障處理，降低了配電網的安全性與可靠性。

通常情況下，為了檢測在配電網中配置的選線裝置的可靠性，可以在配電網中的選線裝置配置完畢后，多次觸發配電網發生單相接地故障，以檢測選線裝置在配電網出現單相接地故障時針對該單相接地故障進行相應動作的準確性。但上述方法一方面無法確定當配電網出現瞬時單相接地故障時配電網中的選線裝置針對該瞬時單相接地故障進行相應動作的準確性，另一方面需要觸發配電網多次發生單相接地故障后才能獲取檢測結果，從而提高了故障模擬的成本，降低了故障模擬的兼容性，損害了用戶體驗。

技術實現要素：

本申請提供一種接地故障模擬裝置及控制方法，能夠在不影響配電網正常工作的前提下，模擬接線裝置發生瞬時單相接地故障與永久單相接地故障以便于對配電網中的選線裝置進行檢測。

第一方面，本發明的實施例提供了一種接地故障模擬裝置，包括：球間隙、隔離刀閘、快速開關，球間隙的首端接地，球間隙的尾端與隔離刀閘的首端連接，快速開關的首端與球間隙的首端連接，快速開關的尾端與球間隙的首端連接，隔離刀閘的尾端與接地故障模擬裝置的測試端連接；接地故障模擬裝置被配置為第一接地故障模擬模式與第二接地故障模擬模式，第一接地故障模擬模式為隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通，快速開關的首端與快速開關的尾端斷開；第二接地故障模擬模式為隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通，快速開關的首端與快速開關的尾端導通；當隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通的時間大于投入時間間隔時，隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端斷開。

第二方面，本發明的實施例提供了一種接地故障模擬裝置的控制方法，包括：當接地故障模擬裝置被配置為第一接地故障模擬模式時，控制隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通，控制快速開關的首端與快速開關的尾端斷開；當接地故障模擬裝置被配置為第二接地故障模擬模式時，控制隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通，控制快速開關的首端與快速開關的尾端導通；當隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通的時間大于投入時間間隔時，控制隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端斷開。

本發明的實施例提供了一種接地故障模擬裝置及控制方法，包括球間隙、隔離刀閘、快速開關，能夠模擬與接地故障模擬裝置的測試端連接的選線裝置分別出現瞬時性接地故障以及永久性接地故障，并且確保不會因為模擬選線裝置出現瞬時性接地故障或永久性接地故障而使選線裝置進行零序過流保護動作，因此本發明的實施例提供的接地故障模擬裝置能夠在不影響配電網正常工作的前提下，模擬接線裝置發生瞬時單相接地故障與永久單相接地故障以便于對配電網中的選線裝置進行檢測，降低了故障模擬的成本，提高了故障模擬的兼容性，改善了用戶體驗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的實施例所提供的一種接地故障模擬裝置的示意性結構圖；

圖2為本發明的另一實施例所提供的一種接地故障模擬裝置的示意性結構圖；

圖3為本發明的實施例所提供的一種接地故障模擬裝置的控制方法的示意性流程圖；

圖4為本發明的另一實施例所提供的一種接地故障模擬裝置的控制方法的示意性流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

為了便于清楚描述本發明實施例的技術方案，在本發明的實施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對功能和作用基本相同的相同項或相似項進行區分，本領域技術人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不是在對數量和執行次序進行限定。

目前配電網的主要接地方式包括經消弧線圈接地、經小電阻接地、不接地、經智能故障處理裝置接地等。為了使得配電網出現接地故障后能及時隔離故障點，保障人身安全，在配電網中使用上述接地方式時均需要在配電網中配置相應的選線裝置。由于接地方式類型較多，不同接地方式在配電網中所配置的選線裝置也存在一定差異，由于其中一部分選線裝置可靠性較低，例如容易出現部分互感器存在極性反接、漏接、無感應信號等問題，導致配電網在出現接地故障時，接地裝置和選線裝置針對該接地故障的動作的準確性較低，從而導致無法及時進行故障隔離或故障處理，降低了配電網的安全性與可靠性。

通常情況下，為了檢測在配電網中配置的選線裝置的可靠性，可以在配電網中的選線裝置配置完畢后，多次觸發配電網發生單相接地故障，以檢測選線裝置在配電網出現單相接地故障時針對該單相接地故障進行相應動作的準確性。但上述方法一方面無法確定當配電網出現瞬時單相接地故障時配電網中的選線裝置針對該瞬時單相接地故障進行相應動作的準確性，另一方面需要觸發配電網多次發生單相接地故障后才能獲取檢測結果，從而干擾了配電網的正常工作，損害了用戶體驗。

為了解決上述問題，如附圖1所示，本發明的實施例提供了一種接地故障模擬裝置100，包括：球間隙G1、隔離刀閘S1、快速開關S2，球間隙G1的首端接地GND，球間隙G1的尾端與隔離刀閘S1的首端連接，快速開關S2的首端與球間隙G1的首端連接，快速開關S2的尾端與球間隙G1的首端連接，隔離刀閘S1的尾端與接地故障模擬裝置100的測試端103連接。

具體的，隔離刀閘S1可以為包括一個開關，也可以為由多個開關串聯或并聯而成。快速開關S2可以為包括一個開關，也可以為由多個開關串聯或并聯而成。

接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式與第二接地故障模擬模式，第一接地故障模擬模式為隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通，快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端斷開；第二接地故障模擬模式為隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通，快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端導通。

當隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通的時間大于投入時間間隔時，隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端斷開。

具體的，當接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式時，由于隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通，快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端斷開，與測試端103連接的選線裝置104可以通過球間隙G1接地GND，即模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障，同時由于隔離刀閘S1在隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通的時間大于投入時間間隔時斷開，從而使選線裝置104出現瞬時性接地故障的時間小于選線裝置104進行零序過流保護動作的時間閾值，即確保不會因為模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障而使選線裝置104進行零序過流保護動作，從而保證不會因為模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障而對選線裝置104的正常工作造成干擾。當接地故障模擬裝置100被配置為第二接地故障模擬模式時，由于隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通，快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端導通，與測試端103連接的選線裝置104可以直接接地GND，即模擬選線裝置104出現永久性接地故障，同時由于隔離刀閘S1在隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通的時間大于投入時間間隔時斷開，從而使選線裝置104出現永久性接地故障的時間小于選線裝置104進行零序過流保護動作的時間閾值，即確保不會因為模擬選線裝置104出現永久性接地故障而使選線裝置104進行零序過流保護動作，從而保證不會因為模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障而對選線裝置104的正常工作造成干擾。

需要說明的是，由于選線裝置104位于配電網中，將接地故障模擬裝置100的測試端103與選線裝置104連接時，可以通過帶電接入裝置進行連接，其中帶電接入裝置可以為絕緣桿或者其他絕緣工器具，確保能夠安全地將接地故障模擬裝置100與選線裝置104連接。

本發明的實施例提供了一種接地故障模擬裝置，包括球間隙、隔離刀閘、快速開關，能夠模擬與接地故障模擬裝置的測試端連接的選線裝置分別出現瞬時性接地故障以及永久性接地故障，并且確保不會因為模擬選線裝置出現瞬時性接地故障或永久性接地故障而使選線裝置進行零序過流保護動作，因此本發明的實施例提供的接地故障模擬裝置能夠在不影響配電網正常工作的前提下，模擬接線裝置發生瞬時單相接地故障與永久單相接地故障以便于對配電網中的選線裝置進行檢測，降低了故障模擬的成本，提高了故障模擬的兼容性，改善了用戶體驗。

如附圖2所示，接地故障模擬裝置100還可以包括接地故障單元102，接地故障單元102位于球間隙G1的首端與接地之間，接地故障單元102的首端與球間隙G1的首端連接，接地故障單元102的尾端接地。

接地故障單元102，用于模擬接地故障單元102的首端通過接地故障單元102的尾端以接地故障模式接地，接地故障模式包括金屬性接地模式、經過渡電阻接地模式、經高阻接地模式、弧光接地模式。

具體的，為了使接地故障模擬裝置100能夠模擬更多類型的接地故障模式，可以在球間隙G1的首端與接地GND之間設置接地故障單元102。

示例性的，當所述接地故障單元102用于模擬接地故障單元102的首端通過接地故障單元102的尾端以經過渡電阻接地模式接地，且所述接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式時，所述接地故障模擬裝置100能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104出現瞬時性經過渡電阻接地故障；當所述接地故障單元102用于模擬接地故障單元102的首端通過接地故障單元102的尾端以經高電阻接地模式接地，且所述接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式時，所述接地故障模擬裝置100能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104出現瞬時性經高電阻接地故障。

需要說明的是，接地故障單元102可以為現有的接地故障設備，只要該接地故障設備能夠模擬的接地故障包括金屬性接地故障、經過渡電阻接地故障、經高阻接地故障、弧光接地故障中任一種即可。

具體的，如附圖2所示，接地故障模擬裝置100還包括接地刀閘S3，接地刀閘S3的首端與球間隙G1的首端連接，接地刀閘S3的尾端接地GND。

具體的，接地刀閘S3可以為包括一個開關，也可以為由多個開關串聯或并聯而成。

第一接地故障模擬模式還包括接地刀閘S3的首端與接地刀閘S3的尾端斷開，第二接地故障模式還包括接地刀閘S3的首端與接地刀閘S3的尾端斷開。

接地故障模擬裝置100還被配置為第三接地故障模擬模式，第三接地故障模擬模式為接地刀閘S3的首端與接地刀閘S3的尾端導通。

具體的，為了確保在不使用接地故障模擬裝置100時，不會因誤操作隔離刀閘S1而導致發生相應事故，可以在不使用接地故障模擬裝置100時將接地故障模擬裝置100配置為第三接地故障模擬模式，即使接地刀閘S3的首端與接地刀閘S3的尾端導通，確保第一開關S1的首端接地GND。而在使用接地故障模擬裝置100時，即接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式和第二接地故障模擬模式時，使接地刀閘S3的首端與接地刀閘S3的尾端斷開，保證接地故障模擬裝置100能夠正常模擬選線裝置104發生相應的接地故障。

進一步的，第三接地故障模擬模式還包括隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端斷開、快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端斷開，進一步確保接地故障模擬裝置100不會發生誤操作事故。

進一步的，接地故障模擬裝置100還包括遠程控制單元105，遠程控制單元105的控制端分別與隔離刀閘S1的控制端，快速開關S2的控制端以及接地刀閘S3的控制端連接.

遠程控制單元105，被配置為：

當收到瞬時性故障模擬命令時，通過隔離刀閘S1的控制端將隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通、通過快速開關S2的控制端將快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端斷開、通過接地刀閘S3的控制端將接地刀閘S3的首端與快速開關S2的尾端斷開。

當收到永久性故障模擬命令時，通過隔離刀閘S1的控制端將隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通、通過快速開關S2的控制端將快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端導通、通過接地刀閘S3的控制端將接地刀閘S3的首端與快速開關S2的尾端斷開。

當收到空閑命令時，通過隔離刀閘S1的控制端將隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端斷開、通過快速開關S2的控制端將快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端斷開、通過接地刀閘S3的控制端將接地刀閘S3的首端與快速開關S2的尾端導通。

具體的，通過上述步驟，能夠實現對接地故障模擬裝置100的遠程控制，其中當接地故障模擬裝置100收到瞬時性故障模擬命令時，能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104發生瞬時性接地故障；當接地故障模擬裝置100收到永久性故障模擬命令時，能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104發生永久性接地故障；當接地故障模擬裝置100收到空閑命令時，能夠確保接地故障模擬裝置100不會因為誤操作導致其發生相應的事故。

如附圖3所示，本發明的實施例提供了一種接地故障模擬裝置的控制方法，包括：

201、確定接地故障模擬裝置被配置的接地故障模擬模式。

當接地故障模擬裝置被配置為第一接地故障模擬模式時，執行步驟202；當接地故障模擬裝置被配置為第二接地故障模擬模式時，執行步驟203。

202、控制隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通，控制快速開關的首端與快速開關的尾端斷開。

203、控制隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通，控制快速開關的首端與快速開關的尾端導通。

204、當隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通的時間大于投入時間間隔時，控制隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端斷開。

具體的，當接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式時，由于隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通，快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端斷開，與測試端103連接的選線裝置104可以通過球間隙G1接地GND，即模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障，同時由于隔離刀閘S1在隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通的時間大于投入時間間隔時斷開，從而使選線裝置104出現瞬時性接地故障的時間小于選線裝置104進行零序過流保護動作的時間閾值，即確保不會因為模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障而使選線裝置104進行零序過流保護動作，從而保證不會因為模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障而對選線裝置104的正常工作造成干擾。當接地故障模擬裝置100被配置為第二接地故障模擬模式時，由于隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通，快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端導通，與測試端103連接的選線裝置104可以直接接地GND，即模擬選線裝置104出現永久性接地故障，同時由于隔離刀閘S1在隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端導通的時間大于投入時間間隔時斷開，從而使選線裝置104出現永久性接地故障的時間小于選線裝置104進行零序過流保護動作的時間閾值，即確保不會因為模擬選線裝置104出現永久性接地故障而使選線裝置104進行零序過流保護動作，從而保證不會因為模擬選線裝置104出現瞬時性接地故障而對選線裝置104的正常工作造成干擾。

需要說明的是，由于選線裝置104位于配電網中，將接地故障模擬裝置100的測試端103與選線裝置104連接時，可以通過帶電接入裝置進行連接，其中帶電接入裝置可以為絕緣桿或者其他絕緣工器具，確保能夠安全地將接地故障模擬裝置100與選線裝置104連接。

本發明的實施例提供了一種接地故障模擬方法，能夠模擬與接地故障模擬裝置的測試端連接的選線裝置分別出現瞬時性接地故障以及永久性接地故障，并且確保不會因為模擬選線裝置出現瞬時性接地故障或永久性接地故障而使選線裝置進行零序過流保護動作，因此本發明的實施例提供的接地故障模擬方法能夠在不影響配電網正常工作的前提下，模擬接線裝置發生瞬時單相接地故障與永久單相接地故障以便于對配電網中的選線裝置進行檢測，降低了故障模擬的成本，提高了故障模擬的兼容性，改善了用戶體驗。

具體的，如附圖4所示，本發明的實施例提供的接地故障模擬裝置的控制方法還包括：

205、獲取接地模式，并控制接地故障單元模擬接地故障單元的首端通過接地故障單元的尾端以接地故障模式接地，接地故障模式包括金屬性接地模式、經過渡電阻接地模式、經高阻接地模式、弧光接地模式。

具體的，為了使接地故障模擬裝置100能夠模擬更多類型的接地故障模式，可以在球間隙G1的首端與接地GND之間設置接地故障單元102。

示例性的，當所述接地故障單元102用于模擬接地故障單元102的首端通過接地故障單元102的尾端以經過渡電阻接地模式接地，且所述接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式時，所述接地故障模擬裝置100能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104出現瞬時性經過渡電阻接地故障；當所述接地故障單元102用于模擬接地故障單元102的首端通過接地故障單元102的尾端以經高電阻接地模式接地，且所述接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式時，所述接地故障模擬裝置100能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104出現瞬時性經高電阻接地故障。

需要說明的是，接地故障單元102可以為現有的接地故障設備，只要該接地故障設備能夠模擬的接地故障包括金屬性接地故障、經過渡電阻接地故障、經高阻接地故障、弧光接地故障中任一種即可。

具體的，如附圖4所示，本發明的實施例提供的接地故障模擬裝置的控制方法還包括：

206、控制接地刀閘的首端與接地刀閘的尾端斷開。

207、當接地故障模擬裝置被配置為第三接地故障模擬模式時，控制接地刀閘的首端與接地刀閘的尾端導通。

具體的，為了確保在不使用接地故障模擬裝置100時，不會因誤操作隔離刀閘S1而導致發生相應事故，可以在不使用接地故障模擬裝置100時將接地故障模擬裝置100配置為第三接地故障模擬模式，即使接地刀閘S3的首端與接地刀閘S3的尾端導通，確保第一開關S1的首端接地GND。而在使用接地故障模擬裝置100時，即接地故障模擬裝置100被配置為第一接地故障模擬模式和第二接地故障模擬模式時，使接地刀閘S3的首端與接地刀閘S3的尾端斷開，保證接地故障模擬裝置100能夠正常模擬選線裝置104發生相應的接地故障。

進一步的，第三接地故障模擬模式還包括隔離刀閘S1的首端與隔離刀閘S1的尾端斷開、快速開關S2的首端與快速開關S2的尾端斷開，進一步確保接地故障模擬裝置100不會發生誤操作事故。

具體的，如附圖4所示，本發明的實施例提供的接地故障模擬裝置的控制方法還包括：

208、當遠程控制單元收到瞬時性故障模擬命令時，控制遠程控制單元通過隔離刀閘的控制端將隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通、通過快速開關的控制端將快速開關的首端與快速開關的尾端斷開、通過接地刀閘的控制端將接地刀閘的首端與快速開關的尾端斷開。

209、當遠程控制單元收到永久性故障模擬命令時，控制遠程控制單元通過隔離刀閘的控制端將隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端導通、通過快速開關的控制端將快速開關的首端與快速開關的尾端導通、通過接地刀閘的控制端將接地刀閘的首端與快速開關的尾端斷開。

210、當遠程控制單元收到空閑命令時，控制遠程控制單元通過隔離刀閘的控制端將隔離刀閘的首端與隔離刀閘的尾端斷開、通過快速開關的控制端將快速開關的首端與快速開關的尾端斷開、通過接地刀閘的控制端將接地刀閘的首端與快速開關的尾端導通。

具體的，通過上述步驟，能夠實現對接地故障模擬裝置100的遠程控制，其中當接地故障模擬裝置100收到瞬時性故障模擬命令時，能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104發生瞬時性接地故障；當接地故障模擬裝置100收到永久性故障模擬命令時，能夠模擬與測試端103連接的選線裝置104發生永久性接地故障；當接地故障模擬裝置100收到空閑命令時，能夠確保接地故障模擬裝置100不會因為誤操作導致其發生相應的事故。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。