架空高壓線路接地故障檢測方法
2023-05-01 21:47:51
專利名稱：架空高壓線路接地故障檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種用於架空高壓線路接地故障檢測方法，尤其涉及一種用於安裝在架空6-35KV中性點不接地或經消弧線圈接地系統高壓線路上的接地故障檢測方法。
背景技術：
架空高壓線路經常受到接地故障的影響，造成線路的隱性故障，嚴重影響正常的電力輸送和電網安全。當系統發生單相接地後，接地電流很小，僅為幾安到幾十安，並不中斷系統的供電，但由於有接地故障的存在，相對地電壓升高，系統運行的可靠性受到影響。 目前檢測接地故障的方法大致有兩類一類為可選線裝置，即在變電站安裝選線裝置，可判斷出具體哪條高壓線路發生接地故障，但到該線路的具體位置則不能判別；另一類是手持設備，即在高壓線路發生不停電的接地後，巡線員手持儀器沿線查找，這種方法不僅勞動強度大，而且對於同時發生停電的單相接地故障，採用手持設備不能正常工作。這種設備的原理多為感應導線的零序電壓及零序電流，互相比較來判斷，對於同杆架設的高低壓線路也不能判別。
發明內容
本發明的目的在於提供一種高壓線路發生單相接地後的故障檢測方法，當線路發生接地故障時，能準確定位故障的位置，而且能用於同杆架設有高低壓線的線路。本發明的依據是，一般正常供電線路上的電流高頻成分很小，而當發生單相接地時，其接地電流中有很大比例的高頻成分，此接地高頻電流瞬間方向與接地瞬間電壓方向有關，當檢測出某線路上在某瞬間有同相的高頻電壓電流，且高頻電流突變大於一定數值， 即可判斷該線路上有單相接地故障。本發明採用的技術方案來如下架空高壓線路接地故障檢測方法，其特徵在於(1)在高壓線路上設置採樣傳感器，所述採樣傳感器包括電容電流採樣電路和導線電場電壓採樣電路；電容電流採樣電路和導線電場電壓採樣電路的輸出端分別與一邏輯判斷電路的二輸入端連接，邏輯判斷電路的輸出端連接一信號指示電路的輸入端；(2)通過導線電容電流採樣電路感應接地瞬間高壓線路的電流電容變化信息，並在其輸出端送出一高電平到邏輯判斷電路的一輸入端；(3)通過導線電場電壓採樣電路感應高壓線路接地瞬間的電壓變化信息，並在其輸出端送出一高電平到邏輯判斷電路的另一輸入端；(4)邏輯判斷電路根據電容電流採樣電路及導線電場電壓採樣電路送來的信號進行判斷，當二者均為高電平時，邏輯判斷電路在其輸出端送出一高電平到信號指示電路；(5)當信號指示電路的輸入端為高電平時，信號指示電路即發出接地顯示信號。所述電容電流採樣電路包括電流傳感器、整流濾波器、信號輸出電路，其作用是採樣接地瞬間電容電流。電流傳感器是一個繞有線圈的磁環，該磁環套設在所測線路段的始
3端，線圈的兩端接整流濾波器，當線路發生接地故障時，瞬間電流突變，線圈兩端將感生一高頻電壓，該高頻電壓方向與瞬間突變電流方向有關，經整流濾波器濾除低頻部分，根據感生電壓方向，若感生電壓與電流同相，則在信號輸出電路的輸出端輸出高電平至邏輯判斷電路。所述電場電壓採樣電路是由二個二極體串聯後再與一電阻電容並聯接一電容隔離；其中一個二極體的正極與另一個二極體的負極用導線接電流傳感器的磁環，即接所測輸電線，其輸出信號經三極體導通接一反相器，信號經反相後送至邏輯判斷電路，另一個二極體的正極接電源負極並接一銅皮懸空，該銅皮的作用是對大地形成一電容。所述邏輯判斷電路包括觸發器及阻容延時復位電路，觸發器有兩個輸入端一個輸出端，當觸發器接受到電容電流採樣電路送來的高電平和電場電壓採樣電路送來的高電平，觸發器輸出高電平給信號指示電路及阻容延時復位電路，阻容延時復位電路將觸發器復位。所述信號指示電路包括觸發器、阻容延時復位電路、聲光指示電路，當觸發器輸入端接受到電流電壓判斷送來的高電平信號，觸發器輸出端送出高電平至聲光指示電路及阻容延時復位電路，聲光指示電路發出聲光指示短路故障，阻容延時復位電路將觸發器復位。本發明通過採樣高壓線路接地瞬間的電容電流和電場電壓，在一定的持續時間內，當瞬間電容電流首半波突變大於一定數值，且接地相電壓降低時，則認為高壓線路發生接地故障，否則未發生接地故障。本發明判斷方法簡單準確，可根據需要在線路多個區段設置傳感器，當線路發生接地後可顯示接地分支及接地線區段，從而能準確定位故障的位置， 迅速找到故障點，提高供電可靠性，減輕勞動強度；本發明能用於同杆架設有高、低壓線的線路。
圖1是本發明方法的邏輯結構2是本發明的電容電流採樣電路3是本發明的電場電壓採樣電路4是本發明的邏輯判斷電路5是本發明的信號指示電路圖
具體實施例方式以下結合附圖，通過具體實施方式
對本發明的檢測方法作詳細說明。圖1是本發明方法的邏輯結構圖。本發明架空高壓線路接地故障檢測方法，包括以下步驟(1)在高壓線路上設置採樣傳感器，所述採樣傳感器包括電容電流採樣電路和導線電場電壓採樣電路；電容電流採樣電路和導線電場電壓採樣電路的輸出端分別與一邏輯判斷電路的二輸入端連接，邏輯判斷電路的輸出端連接一信號指示電路的輸入端；(2)通過電容電流採樣電路感應接地瞬間高壓線路的電流電容變化信息，並在其輸出端送出一高電平到邏輯判斷電路的一輸入端；(3)通過電場電壓採樣電路感應高壓線路接地瞬間的電壓變化信息，並在其輸出
4端送出一高電平到邏輯判斷電路的另一輸入端；(4)邏輯判斷電路根據電容電流採樣電路及導線電場電壓採樣電路送來的信號進行判斷，當二者均為高電平時，邏輯判斷電路在其輸出端送出一高電平到信號指示電路；(5)當信號指示電路的輸入端為高電平時，信號指示電路即發出接地顯示信號。參見圖2所示，電容電流採樣電路主要包括電流傳感器、整流濾波器和信號輸出電路，電容電流採樣電路的作用是採樣接地瞬間電容電流。電流傳感器可以是一個繞有線圈的磁環即Li，該磁環套設在所測線路段的始端，線圈的兩端接整流濾波器。整流濾波器由 Dl、D2、D3、D4、Cl、C2、C3、C4、R3、R4、R5、C5 組成，信號輸出電路由三極體 Tl、電阻 R6、R7、 電容C6、反相器UlA組成。當線路發生接地故障，瞬間電流突變，線圈Ll兩端將感生一高頻電壓，該高頻電壓方向與瞬間突變電流方向有關，經整流濾波器濾除低頻部分，根據感生電壓方向，若感生電壓與電流同相，則輸出一低電平到反相器UlA的1腳，經反相後，在反相器 UlA的2腳則輸出高電平到電流電壓判斷電路。圖3中，導線電場電壓採樣電路是由二極體D5、D6串聯後再與一電阻電容並接，兩二極體的接點，即D5的正極與D6的負極用導線接電流傳感器的鐵芯，即GY端接所測輸電線，二極體D5的負極通過電容C8隔離接三極體T2的基極，D5的負極作為電場電壓採樣端送至C8，T2的發射極接一反相器U1B，UlB將信號反相後作為信號輸出，D6的正極接電源 Bl的負極，並接一銅皮懸空，該銅皮的作用是對大地形成一電容C18。當GY點為高電平時， UlB的3腳為高電平，當GY為低電平時，C8向R8放電為低電平，T2基極通過C8放電變為低電平，T2發射極向集電極導通為低電平，使UlB的3腳為低電平，UlB的4腳即為高電平輸出，送至電流電壓判斷電路。圖4中，邏輯判斷電路由一觸發器U2A加阻容延時組成，觸發器U2A輸入端為D、 CLK。輸出端為Q ；當發生接地故障時，電容電流採樣電路送來高電平信號送入觸發器的5腳即D端，同時電場電壓採樣電路也送來高電平信號送入觸發器的3腳即CLK端，觸發器輸出端Q為高電平，送入信號指示電路。觸發器經RlO給C9充電，當C9充電為高電平時，將高電平信號送入U2A的4腳將觸發器復位。圖5中，信號指示電路包括觸發器、阻容延時復位電路、聲光指示電路所，其中觸發器U2B有一輸入接點，一輸出接點，邏輯判斷電路送來的高電平信號送入觸發器U2B的輸入接點11腳，並由13腳輸出；由R11、C10組成延時復位電路，由R12、T3、R13、D9組成聲光指示電路，其中D9為發光型元件。當觸發器13腳為高電平時，通過R12使T3集電極向發射極導通，通過R13使D9閃光報警，指示電路故障；報警後通過Rll給ClO充電，當ClO充電為高電平時，將高電平信號送至U2B的10腳將觸發器復位。上述實施方式中，所採用的反相器，型號可為40106，所採用的觸發器，型號可為 4013。
權利要求
1.架空高壓線路接地故障檢測方法，其特徵在於(1)在高壓線路上設置採樣傳感器，所述採樣傳感器包括電容電流採樣電路和導線電場電壓採樣電路；電容電流採樣電路和導線電場電壓採樣電路的輸出端分別與一邏輯判斷電路的二輸入端連接，邏輯判斷電路的輸出端連接一信號指示電路的輸入端；(2)通過電容電流採樣電路感應接地瞬間高壓線路的電流電容變化信息，並在其輸出端送出一高電平到邏輯判斷電路的一輸入端；(3)通過導線電場電壓採樣電路感應高壓線路接地瞬間的電壓變化信息，並在其輸出端送出一高電平到邏輯判斷電路的另一輸入端；(4)邏輯判斷電路根據電容電流採樣電路及導線電場電壓採樣電路送來的信號進行判斷，當二者均為高電平時，邏輯判斷電路在其輸出端送出一高電平到信號指示電路；(5)當信號指示電路的輸入端為高電平時，信號指示電路即發出接地報警信號。
2.根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於所述電容電流採樣電路包括電流傳感器、整流濾波器、信號輸出電路，其作用是採樣接地瞬間電容電流；電流傳感器是一個繞有線圈的磁環，該磁環套設在所測線路段的始端，線圈的兩端接整流濾波器，當線路發生接地故障，瞬間電流突變，線圈兩端將感生一高頻電壓，該高頻電壓方向與瞬間突變電流方向有關，經整流濾波器濾除低頻部分，根據感生電壓方向，若感生電壓與電流同相，則在信號輸出電路的輸出端輸出高電平至邏輯判斷電路。
3.根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於所述電場電壓採樣電路是由二個二極體串聯後再與一電阻電容並聯接一電容隔離，其中一個二極體的正極與另一個二極體的負極用導線接電流傳感器的磁環，即接所測輸電線，其輸出信號經三極體導通接一反相器，信號經反相後送至邏輯判斷電路，另一個二極體的正極接電源負極並接一銅皮懸空， 該銅皮的作用是對大地形成一電容。
4.根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於所述邏輯判斷電路包括觸發器及阻容延時復位電路，觸發器有兩個輸入端一個輸出端，當觸發器接受到電容電流採樣電路送來的高電平和電場電壓採樣電路送來的高電平，觸發器輸出高電平給信號指示電路， 及阻容延時復位電路，阻容延時復位電路將觸發器復位。
5.根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於所述信號指示電路包括觸發器、 阻容延時復位電路、聲光指示電路，當觸發器輸入端接受到電流電壓判斷送來的高電平信號，觸發器輸出端送出高電平至聲光指示電路及阻容延時復位電路，聲光指示電路發出聲光報警指示短路故障，然後阻容延時復位電路將觸發器復位。
全文摘要
一種架空高壓線路接地故障檢測方法，所述方法是在高壓線路上設有採樣傳感器，採樣高壓線路接地瞬間的電容電流和電場電壓，並通過邏輯判斷電路向信號指示電路輸出高電平，信號指示電路發出接地故障指示。
文檔編號G01R31/08GK102221664SQ20111014174
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者薛兆春 申請人:北京豪銳達科技有限公司