一種離線式直流接地快速查找儀的製作方法

2023-07-03 04:08:41 1

本實用新型涉及一種離線式直流接地快速查找儀。

背景技術：

變電站/換流站低壓直流系統擔負著為站內設備提供工作電源的重要任務，低壓直流系統的穩定運行直接危及到站內一二次設備的安全運行。直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，並在外部交流電中斷的情況下，保證由後備電源—蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。

直流系統接地是一種易發生且對電力系統危害較大的故障，直流接地故障一般受天氣影響較大，特別是雨、雪天氣後，由於各端子箱、機構箱等密封不嚴，二次直流迴路很有可能因受潮而造成接地。由於絕緣問題造成的直流接地故障時有發生，目前已經加大了端子箱、機構箱等設備絕緣性的整改措施，但是大範圍雨、雪天氣後，仍可能會出現二次直流迴路受潮造成接地，這種故障很難根除。

目前查找低壓直流系統接地故障的位置，一般有兩種方法。第一種方法採用以下流程：1、由絕緣監察裝置確定故障支路或採用「拉路法」確定故障支路；2、通過「解線」方法確定故障點。第二種方法則是採用市場上的在線式直流接地快速查找儀（下文簡稱在線查找儀）進行故障點排查。上述兩種方法存在以下缺陷：1、工作量大，需要耗費大量的人力物力；2、涉及到直流系統控制迴路的拆接線，安全風險極高；3、站內存在較多的高阻接地隱患，而目前市場上的在線查找儀對於分布電容較大的系統發生高阻接地故障（150kΩ以上）時無法做到準確定位；4、現有查找低壓直流系統接地故障的方法都需要低壓直流系統提供電源，在停電情況下無法進行故障點查找工作。

有鑑於此，確有必要提供一種離線式直流接地快速查找儀。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種離線式直流接地快速查找儀，能以離線的方式對直流系統進行故障查找，且可快速準確查找到分布電容較大的系統發生高阻接地故障的位置，不會對直流電源系統造成任何影響。

為實現上述目的，本實用新型採取的技術方案是：

一種離線式直流接地快速查找儀，其包括信號發生裝置和手持探測器，信號發生裝置用於向直流系統故障支路輸入電流信號，手持探測器用於檢測所述故障支路的電流信號；信號發生裝置包括第一CPU、信號輸出迴路以及信號採樣迴路，第一CPU設有外部電源，信號輸出迴路包括第一DAC模塊、第一放大電路以及電流信號輸出模塊，信號採樣迴路包括第一採樣模塊、第二放大電路以及第一ADC模塊，第一CPU的一輸出埠依次經第一DAC模塊、第一放大電路後與電流信號輸出模塊連接，第一CPU的一輸入埠依次經第一ADC模塊、第二放大電路後與第一採樣模塊連接。

在使用時，信號發生裝置的電流信號輸出模塊連接在直流系統故障支路的正極線或負極線的輸入端上，採樣模塊連接在直流系統故障支路的接地線上，由CPU通過電流信號輸出模塊向直流系統故障支路的正極線或負極線輸出一個電流信號，如果採樣模塊接收到該電流信號，則判斷該故障支路發生接地故障。接著利用手持探測器與故障支路正極線或負極線的某點連接，如果此時手持探測器監測到由電流信號輸出模塊輸出的電流信號，則判斷故障接地點位於手持探測器與電流信號輸出模塊之間，否則判斷故障接地點不在手持探測器與電流信號輸出模塊之間，依次類推直至找到故障接地點的具體位置。

作為本實用新型的一種改進，所述手持探測器包括電流表、第二採樣模塊、第二濾波電路、第三放大電路、第二ADC模塊以及第二CPU，電流表的輸出端依次經第二採樣模塊、第二濾波電路、第三放大電路、第二ADC模塊後與第二CPU的一輸入埠連接，手持探測器的第二CPU與信號發生裝置的第一CPU通過無線傳輸方式進行通信。手持探測器通過電流表檢測到故障支路的電流信號並輸送到CPU進行保存，方便查看和對比。

進一步地，所述信號採樣迴路上設有第一濾波電路，第一濾波電路連接在第一採樣模塊與第二放大電路之間。設有濾波電路可以消除幹擾信號。

進一步地，所述信號發生裝置包括第一顯示模塊和觸摸控制模塊，第一顯示模塊和觸摸控制模塊分別與第一CPU連接。第一顯示模塊用於顯示故障點的查找結果，觸摸控制模塊用於對CPU進行輸入性控制。

進一步地，所述手持探測器包括第二顯示模塊，第二顯示模塊與第二CPU連接。第二顯示模塊用於顯示具體故障點的查找結果。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

本實用新型利用信號發生裝置向故障支路輸入一個電流信號，並通過信號採樣迴路判斷故障支路是否存在接地故障，然後再用手持探測器確定具體的接地故障點；本實用新型以離線的方式對直流系統進行故障查找，能快速準確查找到分布電容較大的系統發生高阻接地故障的位置，且不會對直流電源系統造成任何影響；本實用新型接線簡單，縮短了查找時間，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型離線式直流接地快速查找儀的結構圖；

圖2為本實用新型離線式直流接地快速查找儀信號發生裝置的結構圖；

圖3為本實用新型離線式直流接地快速查找儀手持探測器的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型的內容做進一步詳細說明。

實施例

請參照圖1、2、3，一種離線式直流接地快速查找儀，其包括信號發生裝置1和手持探測器2，信號發生裝置1用於向直流系統故障支路輸入電流信號，手持探測器2用於檢測所述故障支路的電流信號。

請參照圖1和圖2，信號發生裝置1包括第一CPU13、信號輸出迴路12以及信號採樣迴路11，第一CPU13設有外部電源16。

信號輸出迴路12包括第一DAC模塊121、第一放大電路122以及電流信號輸出模塊123，第一CPU13的一輸出埠依次經第一DAC模塊121、第一放大電路122後與電流信號輸出模塊123連接。

信號採樣迴路11包括第一採樣模塊114、第二放大電路112以及第一ADC模塊111，第一CP13U的一輸入埠依次經第一ADC模塊111、第二放大電路112後與第一採樣模塊連接114。

信號採樣迴路11上還設有第一濾波電路113，第一濾波電路113連接在第一採樣模塊114與第二放大電路112之間。設有濾波電路可以消除幹擾信號。

在本實施例中，信號發生裝置1包括第一顯示模塊14和觸摸控制模塊15，第一顯示模塊14和觸摸控制模塊15分別與第一CPU13連接。第一顯示模塊用於顯示故障點的查找結構，觸摸控制模塊用於對CPU進行輸入性控制。

手持探測器2包括電流表26、第二採樣模塊25、第二濾波電路24、第三放大電路23、第二ADC模塊22以及第二CPU21，電流表26的輸出端依次經第二採樣模塊25、第二濾波電路24、第三放大電路23、第二ADC模塊22後與第二CPU21的一輸入埠連接。手持探測器通過電流表檢測到故障支路的電流信號並輸送到CPU進行保存，方便查看和對比。

手持探測器2還包括第二顯示模塊27，第二顯示模塊27與第二CPU21連接。第二顯示模塊用於顯示具體故障點的查找結果。

在使用時，信號發生裝置的電流信號輸出模塊連接在直流系統故障支路的正極線或負極線的輸入端上，採樣模塊連接在直流系統站內接地網的接地線上，由CPU通過電流信號輸出模塊向直流系統故障支路的正極線或負極線輸出一個電流信號，該電流信號依次經故障支路—故障接地點—站內接地網—信號發生裝置的接地點形成一個閉環迴路，如果採樣模塊接收到該電流信號，則判斷該故障支路發生接地故障。接著利用手持探測器與故障支路正極線或負極線的某點連接，如果此時手持探測器監測到由電流信號輸出模塊輸出的電流信號，則判斷故障接地點位於手持探測器與電流信號輸出模塊之間，否則判斷故障接地點不在手持探測器與電流信號輸出模塊之間，依次類推直至找到故障接地點的具體位置。

本離線式直流接地快速查找儀的接線方式簡單，一根線連接在直流系統故障支路的正極線或負極線的輸入端上，另一根連接在接地線上，簡化了接線方式，提高了工作效率。

信號發生裝置和手持探測器可以共用一個CPU，也可以各自使用一個CPU。在本實施例中信號發生裝置和手持探測器各自使用一個CPU，信號發生裝置的第一CPU與手持探測器的第二CPU通過無線傳輸方式進行通信。手持探測器作為獨立的整體，使用人員不受接線長度的約束，可以由一個使用人員使用信號發生裝置對故障支路進行檢測，而由另一個使用人員使用手持探測器檢測故障支路每個點的電流信號，大大提高了故障接地點的查找效率。

信號發生裝置的第一CPU13與手持探測器的第二CPU21內都設有邏輯判斷單元131、211，邏輯判斷單元131、211通過程序實現。信號發生裝置第一CPU13內的邏輯判斷單元131的作用是將信號發生裝置電流信號輸出模塊輸出的電流信號與採樣模塊接收到的電流信號進行對比，如果輸出的電流信號和接收到的電流信號呈相同的變化規律，信號發生裝置第一CPU13內的邏輯判斷單元131即判斷故障支路存在接地故障，並將判斷信息發送到顯示模塊進行顯示，否則不存在接地故障。

信號發生裝置1的第一CPU13通過無線傳輸將輸出的電流信號發送給手持探測器2第二CPU21，第二CPU21內的邏輯判斷單元211的作用是將手持探測器電流表檢測到的電流信號與輸出的電流信號進行對比，如果輸出的電流信號和電流表檢測到的電流信號呈相同的變化規律，第二CPU內的邏輯判斷單元211即判斷手持探測器與電流信號輸出模塊之間的故障支路存在接地故障，並將故障信息發送到第二顯示模塊進行顯示，否則不存在接地故障。

在本實施例中，第二CPU21內還設有數字濾波單元212，數字濾波單元212用於將電流表檢測到的電流信號進行再次濾波，手持探測器採用雙重濾波的方式，即採用前置濾波單元加數字濾波單元的方式。數字濾波單元212是通過在手持探測器的第二CPU21中的程序來實現，對採集的數據進行處理，從而消除幹擾和噪聲的影響，以提高測量的精度和可靠性。數字濾波只是一種特定的電腦程式，無需硬體，因此不存在阻抗匹配，特性波動，非一致性等問題，因此手持探測器中採用的雙重濾波方式，進一步提高了對信號發生裝置發出的微信號進行採集分析的準確性與可靠性，以保證裝置定位故障點的靈敏性與準確性。

使用本實用新型時，需要被檢測的故障支路處於「離線」的停電狀態，即被檢測故障支路需要與低壓直流系統完全隔離開來，也即是故障支路的負載空開需要處於斷開狀態。使用本實用新型進行接地故障查找的步驟具體如下：

1、將信號發生裝置的電流信號輸出模塊接在直流系統故障支路的正極線或負極線上，將接地線接在站內接地網上，採樣模塊連接在接地線上；

2、通過信號發生裝置的電流信號輸出模塊向直流系統故障支路的正極線或負極線輸出一個預設頻率的電流信號，如果採樣模塊接收到該電流信號，則第一CPU內的邏輯判斷單元判斷該故障支路發生接地故障；否則判斷不存在接地故障；如果故障支路存在接地故障則執行步驟3；

3、利用手持探測器與故障支路正極線或負極線的某點連接，如果此時手持探測器監測到由電流信號輸出模塊輸出的電流信號，則判斷故障接地點位於手持探測器與電流信號輸出模塊之間，否則判斷故障接地點不在手持探測器與電流信號輸出模塊之間，依次類推直至找到故障接地點的具體位置。

所述步驟2中判斷故障支路是否發生接地故障的方法，具體包括以下步驟：

21、判斷採樣模塊接收到的電流信號是否有預設頻率的信號分量，如果判斷結果為是，則執行步驟22；如果判斷結果為否，則判定該故障支路沒有發生接地；

22、判斷採樣模塊接收到的電流信號是否符合預設相位，如果判斷結果為是，則判定所述該故障支路為接地支路，發出告警信號；如果判斷結果為否，則判定所述該故障支路沒有發生接地。

上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。