一種交、直流絕緣故障定位系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)的安全檢測技術(shù)，特別是涉及一種交、直流絕緣故障定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)與生活對電力的需求量越來越大，對供電質(zhì)量的要求也愈來愈高，這就要求電力部門確保電力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。一旦系統(tǒng)發(fā)生絕緣嚴(yán)重下降情況，不僅要求準(zhǔn)確找出絕緣下降的支路，而且要求能在不斷電的情況下找出絕緣下降故障點(diǎn)。隨著傳感技術(shù)、數(shù)字分析技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，絕緣故障在線診斷技術(shù)及定位技術(shù)得到迅速發(fā)展，如國內(nèi)各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的適用于直流系統(tǒng)的有：直流系統(tǒng)絕緣檢測儀、直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀等；適用于交流系統(tǒng)的有：交流系統(tǒng)絕緣檢測儀(如jljd-a交流系統(tǒng)接地檢測儀)。對于交流系統(tǒng)故障點(diǎn)的定位，目前國內(nèi)并沒有廠家生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備，國外有德國bender生產(chǎn)的eds3090便攜式絕緣故障定位系統(tǒng)，但由于其價(jià)格高、檢測靈敏度低、且抗電容能力差等原因并沒有在我國推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種交、直流絕緣故障定位系統(tǒng)，以解決即可以用于直流系統(tǒng)，也可用于單相或三相不接地的交流系統(tǒng)；可以與單獨(dú)的信號發(fā)生器配合使用尋找故障點(diǎn)，也可以配合在線檢測裝置，如采用低頻交流法的檢測裝置，尋找故障點(diǎn)等技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種交、直流絕緣故障定位系統(tǒng)，包括主體儀器和檢測探頭；主體儀器包括信號選擇處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、人機(jī)交互模塊及同步信號檢測模塊；檢測探頭是移動來檢測分支母線上的接地點(diǎn)的鉗式檢測探頭；信號選擇處理模塊包括信號選擇電路、級聯(lián)帶通濾波電路、相位同步電路，它將選擇卡在當(dāng)前被測支路的檢測探頭信號，并將信號經(jīng)過級聯(lián)濾波電路、相位比較電路，再送往a/d轉(zhuǎn)換芯片；數(shù)據(jù)處理模塊包括a/d轉(zhuǎn)換芯片和計(jì)算被測系統(tǒng)的絕緣情況并以電阻值的方式輸出報(bào)警信號的單片機(jī)；顯示被測系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、鍵入設(shè)置參數(shù)及提供報(bào)警的人機(jī)交互模塊包括顯示器、鍵盤和報(bào)警電路；同步信號檢測模塊的檢測端提取饋送到被測系統(tǒng)上的低頻信號，并將它轉(zhuǎn)換為同步信號，輸出端與信號選擇處理模塊連接。

所述級聯(lián)帶通濾波電路是將兩組帶通濾波電路進(jìn)行級聯(lián)，構(gòu)成四階濾波的級聯(lián)帶通濾波電路。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果如下：

1、相對于在線的絕緣檢測儀，本定位系統(tǒng)是根據(jù)鉗形式檢測探頭移動來檢測分支母線上的接地點(diǎn)的，從而準(zhǔn)確的確定接地點(diǎn)。

2、為克服母線系統(tǒng)的工頻及諧波干擾，防止定位系統(tǒng)誤報(bào)亂報(bào)，在信號采集電路中我們將原來的一級帶通濾波電路改為將兩組帶通濾波電路進(jìn)行級聯(lián)，構(gòu)成4階濾波的級聯(lián)帶通濾波電路，更有效地消除了工頻及諧波的干擾。

3、通過同步信號的作用克服因容性及感性負(fù)載而引起的干擾。同步信號檢測模塊的功能是提取饋送到被測系統(tǒng)上的低頻信號并將它轉(zhuǎn)換為同步信號，這樣可以省去信號產(chǎn)生電路部分與定位系統(tǒng)之間的導(dǎo)線連接，方便定位系統(tǒng)的移動測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明在直流系統(tǒng)或單相交流系統(tǒng)上的應(yīng)用示意圖。

圖2是本發(fā)明在三相交流系統(tǒng)上的應(yīng)用示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明由主體儀器與檢測探頭組成。主體儀器由信號選擇處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、人機(jī)交互模塊及同步信號檢測模塊組成。數(shù)據(jù)處理模塊是本發(fā)明的核心部分，它的功能是選擇、接收并處理檢測探頭的檢測信號，該模塊由16位a/d轉(zhuǎn)換芯片和32位stm32系列單片機(jī)組成。a/d轉(zhuǎn)換芯片將接收到的檢測信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并送給cpu，cpu接收轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，計(jì)算出被測系統(tǒng)的絕緣情況并以電阻值的方式顯示，如果被測系統(tǒng)絕緣下降到設(shè)定的門限值以下，則本系統(tǒng)發(fā)出語音報(bào)警及顯示系統(tǒng)接地電阻值。信號選擇處理模塊由信號選擇、級聯(lián)帶通濾波、相位同步等電路組成，它的作用是選擇卡在當(dāng)前被測支路的檢測探頭信號，并將信號經(jīng)過級聯(lián)濾波、相位比較等電路再送往a/d。其中信號選擇電路就是一個(gè)模擬門電路，是通過cpu的控制選擇位于多個(gè)不同位置的鉗式檢測探頭中的某個(gè)對應(yīng)信號。人機(jī)交互模塊的功能是顯示被測系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、鍵入設(shè)置參數(shù)及提供語音報(bào)警。同步信號檢測模塊的功能是提取饋送到被測系統(tǒng)上的低頻信號并將它轉(zhuǎn)換為同步信號，克服母線上分布電容對計(jì)算的影響。

本發(fā)明的工作原理參見圖1、2所示。檢測探頭卡在低頻信號注入點(diǎn)后面，沿線向后移動，查尋接地故障點(diǎn)。如果被查線上有接地故障、這時(shí)超低頻信號源發(fā)出的超低頻信號電流，流經(jīng)被查線路、接地電阻及分布電容形成電流回路?？ㄔ诒粶y支路線上的檢測探頭中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與接地電阻及電容構(gòu)成的電抗成反比，電阻小或電容大，檢測探頭產(chǎn)生的感應(yīng)電流就大。該感應(yīng)電流經(jīng)放大，級聯(lián)帶通濾波、相位同步、a/d轉(zhuǎn)換再送cpu進(jìn)行數(shù)字處理，cpu求出接地電阻與接地分布電容值，并送人機(jī)交互模塊顯示。當(dāng)被測接地電阻小于門限設(shè)置值時(shí)，cpu發(fā)現(xiàn)語音報(bào)警信號及點(diǎn)亮故障報(bào)警燈，確定接地故障點(diǎn)位置。

本發(fā)明的相對于現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)創(chuàng)新點(diǎn)具體體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

1、相對于在線的絕緣檢測儀，本定位系統(tǒng)是根據(jù)鉗形式檢測探頭移動來檢測分支母線上的接地點(diǎn)的。由于是在線檢測，與在線的絕緣檢測儀配套的傳感器通常被固定安裝在母線與各支路熔絲之間，當(dāng)某一支路上有接地時(shí)，安裝在該支路的的傳感器上會有感電流產(chǎn)生，信號采集模塊依據(jù)傳感器上的感電流大小來判斷接地電阻的大小，然后將計(jì)算數(shù)據(jù)送給主機(jī)。由于分支母線的布線可能會拉得很長，即使人工也很難找到接地點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上我們采用鉗形式檢測探頭來檢測接地點(diǎn)。如圖1所示：當(dāng)檢測探頭卡的該支路上有接地，檢測探頭被從a點(diǎn)沿箭頭方移動時(shí)，定位系統(tǒng)會一直用聲光報(bào)警告訴操作人員有接地，當(dāng)移動到b時(shí)，報(bào)警消失，表示接地點(diǎn)就在b點(diǎn)上方附近，從而確定接地點(diǎn)。

2、為克服母線系統(tǒng)的工頻及諧波干擾，防止定位系統(tǒng)誤報(bào)亂報(bào)，在信號采集電路中我們將原來的一級帶通濾波電路(jljd-a交流系統(tǒng)接地檢測儀在信號采集電路中采用的電路)改為將兩組帶通濾波電路進(jìn)行級聯(lián)，構(gòu)成4階濾波的級聯(lián)帶通濾波電路，更有效地消除了工頻及諧波的干擾。

3、同步信號的作用是克服因容性及感性負(fù)載而引起的干擾。如圖1所示：當(dāng)分支路上有純電容接地時(shí)，檢測探頭感應(yīng)的信號與純電阻時(shí)相比是超前90度，純電感接地時(shí)信號則滯后90度，利用信號的同步作用可以消除因分布電容而引起定位系統(tǒng)誤報(bào)。我公司生產(chǎn)的jljd-a交流系統(tǒng)接地檢測儀中同步信號是由信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的，主機(jī)必須通過導(dǎo)線將同步信號連接到各信采集模塊。導(dǎo)線拉得過長，容易引起同步信號衰竭，使信采集模塊工作不正常，引起誤報(bào)。本定位系統(tǒng)中同步信號檢測模塊的功能是提取饋送到被測系統(tǒng)上的低頻信號并將它轉(zhuǎn)換為同步信號，這樣可以省去信號產(chǎn)生電路部分與定位系統(tǒng)之間的導(dǎo)線連接，方便定位系統(tǒng)的移動測量。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自動判別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信號發(fā)生器，包括數(shù)據(jù)分析處理及控制模塊、電壓檢測模塊、絕緣檢測模塊、超低頻信號產(chǎn)生模塊、交直流隔離模塊及人機(jī)交互模塊。電壓檢測模塊包括直流電壓檢測電路與交流電壓檢測電路；絕緣檢測模塊包括直流系統(tǒng)絕緣檢測電路和交流系統(tǒng)絕緣檢測電路；人機(jī)交互模塊包括顯示器及鍵盤；數(shù)據(jù)分析處理及控制模塊包括CPU及外圍控制電路；交直流隔離模塊接在被測線路與超低頻信號產(chǎn)生模塊之間，電壓檢測模塊和絕緣檢測模塊分別接在被測線路與數(shù)據(jù)處理分析及控制模塊之間；人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)處理分析及控制模塊連接。本發(fā)明可以解決檢測設(shè)備對被測系統(tǒng)的交直流、電壓的判斷以及判斷系統(tǒng)接地故障的極性和絕緣程度等技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳勉;張素平;黎晨;李祖選;陳然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江省星炬科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.14
技術(shù)公布日：2017.10.13