專利名稱:一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，包括供電裝置，檢測裝置，通信裝置和GPS定位裝置，供電裝置與檢測裝置相連，用于給檢測裝置供電，通信裝置和GPS定位裝置分別與檢測裝置相連，檢測裝置包括3個(gè)非接觸式傳感器，GPS定位裝置用于對故障定位裝置進(jìn)行定位，通信裝置用于將檢測裝置檢測得到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心。本實(shí)用新型的故障定位裝置不僅采樣率高、定位精度高，而且成本降低，可以廣泛應(yīng)用于電力傳輸領(lǐng)域。
【專利說明】
一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，屬于電力故障定位技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展，高壓輸電線路在電網(wǎng)中所占的地位越來越重要，其運(yùn)行的可靠性影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的供電可靠性，而輸電線路工作環(huán)境又極為惡劣，不僅暴露于風(fēng)雨中，而且穿行于山野，是電力系統(tǒng)中發(fā)生故障最多的地方，故障點(diǎn)極難查找，因此，在線路發(fā)生故障后迅速準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，不僅對及時(shí)修復(fù)線路和快速恢復(fù)供電，而且對整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的作用。
[0003]近年來，故障行波定位技術(shù)得到了較快的發(fā)展，涌現(xiàn)了許多雙端、單端行波故障定位算法和原理，目前，實(shí)用化的行波定位裝置主要是利用變電站內(nèi)故障錄波器裝置，對電流行波信號(hào)進(jìn)行故障定位計(jì)算。目前應(yīng)用于電力系統(tǒng)的比較成熟的測距裝置，如中國電力科學(xué)研究院研發(fā)的WFL2010、西安交通大學(xué)和山東科匯電氣股份有限公司研發(fā)的XC-1l等，這些行波定位裝置主要是利用電流互感器具有的良好的傳變高頻信號(hào)的能力，但是，采用電流行波信號(hào)進(jìn)行故障定位時(shí)，電流行波的采集信號(hào)受電暈干擾較大，對數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分析時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)波頭定時(shí)不準(zhǔn)，造成定位穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性不高，工程適應(yīng)性相對較差，而在非雷擊絕緣自然破壞時(shí)，通常易發(fā)生在電壓峰值附近，電壓行波較電流行波靈敏度高，另外，現(xiàn)有測距裝置由于采樣率較低、定位精度也較低，理論與實(shí)際測距誤差往往超過IkM0
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種采樣率高、定位精度高的基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，包括供電裝置，檢測裝置，通信裝置和GPS定位裝置，所述供電裝置與所述檢測裝置相連，用于給所述檢測裝置供電，所述通信裝置和所述GPS定位裝置分別與檢測裝置相連，所述檢測裝置包括3個(gè)非接觸式傳感器和與所述3個(gè)非接觸式傳感器相連的采樣裝置，所述檢測裝置用于采集輸電線路中的故障行波信號(hào)，所述GPS定位裝置用于對所述故障定位裝置進(jìn)行定位以及時(shí)鐘校準(zhǔn)，所述通信裝置用于將所述檢測裝置檢測得到的故障行波信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心。
[0006]所述的一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，還包括主接收點(diǎn)，所述主接收點(diǎn)包括射頻接收模塊和GPRS模塊，所述通信裝置包括射頻發(fā)送模塊，所述射頻發(fā)送模塊用于將所述檢測裝置測量得到的信號(hào)以射頻信號(hào)方式發(fā)送給所述主接收點(diǎn)，所述主接收點(diǎn)通過射頻接收模塊接收所述信號(hào)并通過所述GPRS模塊發(fā)送給監(jiān)控中心。
[0007]所述供電裝置包括太陽能電池和蓄電池。
[0008]所述3個(gè)非接觸式傳感器分別安裝在三相輸電線的各相上，用于測量各相的電壓和電流ig號(hào)O
[0009]所述故障定位裝置的安裝距離為1km?15km。
[0010]所述主接收點(diǎn)安裝在地上，安裝距離為50?100km。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0012]1、本實(shí)用新型的輸電線路故障定位裝置，通過GPS定位裝置，可將各采集點(diǎn)之間的時(shí)間誤差控制在10—7之內(nèi)，大大減少了硬件對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的誤差；
[0013]2、本實(shí)用新型中的的輸電線路故障定位裝置采用了具有1MHz以上的頻率響應(yīng)能力的非接觸式傳感器，通過電磁感應(yīng)檢出線路的電壓及電流信號(hào)，對于暫態(tài)信號(hào)及對干擾信號(hào)具有較高處理能力，并采用1MHz以上高速采樣技術(shù)，能完好真實(shí)地記錄故障波形，可以對故障點(diǎn)位置標(biāo)定和故障產(chǎn)生原因分析提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)，全面實(shí)現(xiàn)高精度故障測距，可以使實(shí)際誤差基本控制在200M以內(nèi)；
[0014]3、非接觸式傳感器不依賴變電站，能安裝在線路的任何位置，很好解決了復(fù)雜線路及變電站內(nèi)安裝困難的問題，具有適應(yīng)性強(qiáng)易于工程應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，而且，非接觸式傳感器還能發(fā)揮其安全的優(yōu)勢，如感應(yīng)記錄故障波形，對于異物、雷擊引起等引起的相間短路、單相接地短路等各類事故均有效；
[0015]4、通過設(shè)置主接收點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)中轉(zhuǎn)，可以降低通信成本。
【附圖說明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型的基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0019]如圖1所示，為本實(shí)用新型基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，包括供電裝置I，檢測裝置2，通信裝置3，GPS定位裝置4，供電裝置I與檢測裝置2相連，用于給檢測裝置3供電，通信裝置3和GPS定位裝置4均與檢測裝置2相連，將檢測裝置檢測得到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對故障信息進(jìn)行分析匯總，并對故障位置進(jìn)行計(jì)算定位后，上傳至人機(jī)交互界面，以便于工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)總結(jié)，以及定位維修。
[0020]具體地，供電裝置I包括太陽能電池11和與太陽能電池電連接的蓄電池12，太陽能電池11吸收太陽光轉(zhuǎn)換為電能，并給蓄電池12充電，蓄電池12給檢測裝置2供電，使檢測裝置2能連續(xù)得電，即使是雨雪或陰天也能連續(xù)工作。檢測裝置2安裝在桿塔上，檢測裝置2包括傳感器21，傳感器22和傳感器23以及與這三個(gè)傳感器相連的采樣裝置，傳感器21，傳感器22和傳感器23分別安裝在三相輸電線路的每一相上。通信裝置3用于將采樣裝置從傳感器21，傳感器22和傳感器23上檢測得到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心。GPS定位裝置4與檢測裝置2相連，可以對各采集點(diǎn)的檢測裝置2進(jìn)行定位，并且可以將各采集點(diǎn)之間的時(shí)間誤差控制在10一7之內(nèi)，大大減少了硬件對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的誤差。
[0021]本實(shí)用新型的輸電線路故障定位裝置，安裝距離可以為5km到50km，其中，較佳的安裝距離為I Okm到15km。
[0022]其中，不同鐵塔處通信裝置3可以通過移動(dòng)電話網(wǎng)或者衛(wèi)星電話，例如GPRS通信的方式將傳感器檢測到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心，此外，也可以是各個(gè)區(qū)域內(nèi)不同鐵塔處的通信裝置3通過射頻發(fā)送的方式將傳感器檢測到的信號(hào)發(fā)送給該區(qū)域內(nèi)的主接收點(diǎn)，由主接收點(diǎn)通過GPRS通信方式將信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心。如圖2所述為本實(shí)用新型的輸電線路故障定位裝置的第二實(shí)施例，還包括主接收點(diǎn)5，主接收點(diǎn)5包括射頻接收模塊51和GPRS模塊52，所述的通信裝置3包括射頻發(fā)送模塊31，射頻發(fā)送模塊31用于將檢測裝置2測量得到的信號(hào)以射頻信號(hào)方式發(fā)送給主接收點(diǎn)5，主接收點(diǎn)5通過射頻接收模塊31接收該信號(hào)并通過GPRS模塊52發(fā)送給監(jiān)控中心。主接收點(diǎn)安裝在地面上，其安裝距離為50km-100km，則通過設(shè)置主接收點(diǎn)可以減少通信裝置3的成本。
[0023]本實(shí)用新型中，傳感器21，傳感器22和傳感器23可以為非接觸式傳感器，非接觸式傳感器內(nèi)部由電場傳感器和磁場傳感器兩部分構(gòu)成，通過這兩傳感器可以在間隔一定距離，檢測帶電體的電壓和電流信號(hào)。檢測原理為:磁場傳感器為呈線圈形狀，可以檢測出帶電體中流過電流所產(chǎn)生的磁場。電場傳感器可以檢測電體上電壓產(chǎn)生的電場。傳感器面對帶電體而設(shè)置時(shí)，可以間隔一定距離對帶電體中產(chǎn)生的電壓電流信號(hào)進(jìn)行檢測。非接觸傳感器具有獨(dú)特的平板結(jié)構(gòu)，通過電磁感應(yīng)檢出線路的電壓及電流信號(hào)，具有1MHz以上的頻率響應(yīng)能力，對于暫態(tài)信號(hào)及對干擾信號(hào)具有較高處理能力，大大提高了線路安全性，并且非接觸傳感器不依賴變電站，能安裝在線路的任何位置，很好解決了復(fù)雜線路及變電站內(nèi)安裝困難的問題，具有適應(yīng)性強(qiáng)易于工程應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，非接觸式傳感器還能發(fā)揮其安全的優(yōu)勢，如感應(yīng)記錄故障波形，對于異物、雷擊引起等引起的相間短路、單相接地短路等各類事故均有效。檢測裝置2采用1MHz以上的高速采樣技術(shù)，能完好真實(shí)地記錄故障波形，對于故障點(diǎn)位置標(biāo)定和今后的故障產(chǎn)生原因分析都將提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)，采集后的電壓電流行波信號(hào)，通過通信模塊3傳輸至監(jiān)控中心，全面實(shí)現(xiàn)高精度故障測距，使實(shí)際誤差基本控制在200M以內(nèi)。
[0024]本實(shí)用新型提出了一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，能夠?qū)收线M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，采樣率高，定位精度高，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，其特征在于，包括供電裝置，檢測裝置，通信裝置和GPS定位裝置，所述供電裝置與所述檢測裝置相連，用于給所述檢測裝置供電，所述通信裝置和所述GPS定位裝置分別與檢測裝置相連，所述檢測裝置包括3個(gè)非接觸式傳感器和與所述3個(gè)非接觸式傳感器相連的采樣裝置，所述檢測裝置用于采集輸電線路中的故障行波信號(hào)，所述GPS定位裝置用于對所述故障定位裝置進(jìn)行定位以及時(shí)鐘校準(zhǔn)，所述通信裝置用于將所述檢測裝置檢測得到的故障行波信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，其特征在于，還包括主接收點(diǎn)，所述主接收點(diǎn)包括射頻接收模塊和GPRS模塊，所述通信裝置包括射頻發(fā)送模塊，所述射頻發(fā)送模塊用于將所述檢測裝置測量得到的信號(hào)以射頻信號(hào)方式發(fā)送給所述主接收點(diǎn)，所述主接收點(diǎn)通過射頻接收模塊接收所述信號(hào)并通過所述GPRS模塊發(fā)送給監(jiān)控中心。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，其特征在于，所述供電裝置包括太陽能電池和蓄電池。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，其特征在于，所述3個(gè)非接觸式傳感器分別安裝在三相輸電線的各相上，用于測量各相的電壓和電流?目號(hào)O5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，其特征在于，所述故障定位裝置的安裝距離為1km?15km。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于非接觸式傳感器的輸電線路故障定位裝置，所述主接收點(diǎn)安裝在地上，安裝距離為50?100km。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK205720518SQ201620187006
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】錢江, 李志峰, 張國軍, 孫亞東, 許紅軍
【申請人】國網(wǎng)山西省電力公司運(yùn)城供電公司, 國家電網(wǎng)公司