專利名稱:用于檢測架空傳輸線中的故障部分或雷擊的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種檢測裝置,特別涉及一種用于檢測架空傳輸線中的故障部分或雷擊(lightning strike)的裝置,該裝置檢測架空傳輸線中由電短路、接地故障或雷擊所造成的故障部分,并向控制單元通報(bào)所檢測的信息,以利用所述信息來容易地處理這些故障。
背景技術(shù):
一般來說,傳輸線是一種電力設(shè)備,其用于經(jīng)由變電站提供由發(fā)電站產(chǎn)生的電力。在這樣的傳輸線中出現(xiàn)的故障可能造成重大問題,因?yàn)樗鼈冊斐呻娏鬏旈L時(shí)間地中斷。
同時(shí),這樣的傳輸線由以適當(dāng)間隔所安裝的傳輸塔支撐。由于傳輸線被安裝于廣闊范圍上,所以它們總是暴露于惡劣天氣之下,比如風(fēng)、雪、雨、電。
傳輸線中出現(xiàn)的故障可能主要是電短路所造成的故障或者意外因素所造成的接地故障,抑或是雷擊傳輸塔所造成的故障,由此對傳輸線造成損壞。當(dāng)這樣的故障出現(xiàn)時(shí),需要快速地采取措施以處理故障。為了防止這樣的故障發(fā)生,還需要定期地檢查傳輸線。
因此,當(dāng)由于電短路、接地故障或雷擊而在傳輸塔處出現(xiàn)故障時(shí),需要立即檢測故障,然后采取適當(dāng)措施,例如切斷向該故障所損壞的傳輸線的故障部分所提供的電力。至此,用于檢測傳輸線故障部分的裝置已被常規(guī)地用來處理傳輸線中出現(xiàn)的故障。
圖1是說明傳統(tǒng)的用于檢測架空傳輸線故障部分的裝置的示意圖。
參照圖1,安裝了多個(gè)傳輸塔10以支撐傳輸線20。變流器30以規(guī)則間隔安裝于傳輸線20上。發(fā)射器40被安裝于各傳輸塔10處。
傳輸線20包括架空地線22,其沿著傳輸塔10延伸,且安裝于傳輸塔10的上端;以及架空傳輸線24,其沿著傳輸塔10延伸,且安裝于傳輸塔10的上部。變流器30被安裝于架空地線22上。
每個(gè)發(fā)射器40接收由相關(guān)聯(lián)的變流器30檢測到的電流,存儲(chǔ)所接收的電流,然后將所存儲(chǔ)的電流傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?0。
每個(gè)發(fā)射器40設(shè)有接收器50,該接收器用以測算發(fā)射器40接收的電流的到達(dá)時(shí)間。相應(yīng)地,每個(gè)發(fā)射器40將存儲(chǔ)的電流連同其到達(dá)時(shí)間一起發(fā)送到中央控制單元60。
中央控制單元60基于從每個(gè)發(fā)射器40發(fā)送的電流波形和其接收器50所測算的電流到達(dá)時(shí)間,來測算由電短路或接地故障造成的故障電流的產(chǎn)生、以及傳輸線20的關(guān)聯(lián)故障部分。
然而,當(dāng)電流量大于為變流器30所設(shè)計(jì)的電流量時(shí),由于變流器30的芯體的磁滯特性(hysteresis characteristics),難以檢測傳輸線20的故障部分。而且,還有這樣的問題,無法檢測可能由于閃電等而產(chǎn)生的高頻電流。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問題而創(chuàng)作的,本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測架空傳輸線中的故障部分或雷擊的裝置,該裝置通過利用羅柯夫斯基(Rogowski)線圈能夠檢測流過傳輸線的電流,由此檢測由電短路、接地故障或雷擊所損壞的傳輸線的故障部分,以便快速處理故障,由此實(shí)現(xiàn)工作性能的改善。
按照本發(fā)明,該目的是通過提供一種用于檢測架空傳輸線中的故障部分和雷擊的裝置來實(shí)現(xiàn),該裝置包括羅柯夫斯基線圈單元,其安裝為與劃分成多個(gè)部分的架空傳輸線的每個(gè)部分相關(guān)聯(lián),并適于檢測流過該架空傳輸線的關(guān)聯(lián)部分的電流,且以電壓信號(hào)的形式輸出該檢測到的電流;積分單元,其適于將從該羅柯夫斯基線圈單元輸出的該電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào);分壓器,其適于基于來自該積分單元的電流信號(hào),確定該檢測到的電流是正常電流還是故障電流,并基于其確定結(jié)果將該電流信號(hào)作為正常電流或故障電流輸出;極性鑒別器,其適于鑒別該檢測到的電流的極性,并輸出與其鑒別結(jié)果相對應(yīng)的信號(hào);數(shù)據(jù)發(fā)射器,其適于發(fā)射從該分壓器輸出的電流信號(hào)和從該極性鑒別器輸出的信號(hào);接收器,其適于測算在檢測到從該分壓器輸出的電流信號(hào)時(shí)的時(shí)間、和在檢測到從該極性鑒別器輸出的信號(hào)時(shí)的時(shí)間;以及控制單元,其適于基于該接收器所測算的時(shí)間和從該數(shù)據(jù)發(fā)射器發(fā)射的信號(hào),檢測該架空傳輸線中的故障部分。
該羅柯夫斯基線圈單元可包括第一羅柯夫斯基線圈,其安裝于該架空傳輸線的關(guān)聯(lián)部分處,并適于檢測正常電流和由電短路或接地故障所造成的一般故障電流;以及第二羅柯夫斯基線圈,其安裝于該架空傳輸線的關(guān)聯(lián)部分處,且與該第一羅柯夫斯基線圈對準(zhǔn),適于檢測雷擊所造成的雷電流。
該第一羅柯夫斯基線圈可以具有被預(yù)定為檢測低頻故障電流的檢測范圍。該第二羅柯夫斯基線圈可以具有被預(yù)定為檢測高頻電流的檢測范圍。
該積分單元可包括第一積分器,其適于將從該第一羅柯夫斯基線圈輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào);以及第二積分器,其適于將來自該第二羅柯夫斯基線圈的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。
該分壓器可包括正常電流輸出端子,其適于在確定了從該積分單元輸出的電流信號(hào)不大于基準(zhǔn)電流時(shí)輸出正常電流;以及故障電流輸出端子,其適于在確定了從該積分單元輸出的電流信號(hào)大于基準(zhǔn)電流時(shí)輸出故障電流。
該極性鑒別器可以在從該第二積分器輸出的電流信號(hào)具有正(+)極性時(shí)輸出高電平數(shù)字信號(hào),而在該電流信號(hào)具有負(fù)(-)極性時(shí)輸出低電平數(shù)字信號(hào)。
按照上述結(jié)構(gòu),能夠測算正常電流、故障電流和雷電流,由此準(zhǔn)確確定故障點(diǎn)。因此能夠?qū)崿F(xiàn)工作性能的改善。
在閱讀與附圖相結(jié)合時(shí)的如下具體描述之后,本發(fā)明的上述目的、其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯,在附圖中圖1是說明傳統(tǒng)的用于檢測架空傳輸線的故障部分的常規(guī)裝置的示意圖;以及圖2是說明按照本發(fā)明的用于檢測架空傳輸線中雷擊的裝置的方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖2說明按照本發(fā)明的用于檢測架空傳輸線中的雷擊的裝置。
如圖2所示,該檢測裝置包括羅柯夫斯基(Rogowski)線圈單元100,其安裝為與以規(guī)則間隔劃分成多個(gè)部分的架空傳輸線24的每個(gè)部分相關(guān)聯(lián),并適于檢測流過架空傳輸線24的關(guān)聯(lián)部分的電流;積分單元(integratingunit)110,其適于基于檢測到的電流,將從羅柯夫斯基線圈單元100輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào);以及分壓器120,其適于確定所檢測到的電流是正常電流還是故障電流。
該檢測裝置還包括多個(gè)極性鑒別器130,其適于在檢測到的電流是雷電流時(shí)鑒別所檢測到的電流的極性,以及輸出表示鑒別結(jié)果的信號(hào)。
羅柯夫斯基線圈單元100包括第一羅柯夫斯基線圈102,其適于檢測正常電流和由一般故障所造成的一般故障電流;以及,第二羅柯夫斯基線圈104,其適于檢測雷擊所造成的雷電流。
第一羅柯夫斯基線圈102具有被預(yù)定為檢測低頻電流(例如正常電流或一般故障電流)的檢測范圍,而第二羅柯夫斯基線圈104具有被預(yù)定為檢測高頻電流(例如雷電流)的檢測范圍。
積分單元110包括第一積分器112,其適于基于由此檢測到的電流,將從第一羅柯夫斯基線圈102輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào);以及,第二積分器114,其適于基于由此檢測到的電流,將從第二羅柯夫斯基線圈104輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。
第一積分器112連接至分壓器120,以將從該第一積分器輸出的電流信號(hào)發(fā)送到分壓器120。分壓器120比較該電流信號(hào)和基準(zhǔn)電流,以在電流信號(hào)不大于基準(zhǔn)電流時(shí),通過正常電流輸出端子122輸出電流信號(hào);而在電流信號(hào)大于基準(zhǔn)電流時(shí),通過故障電流輸出端子124輸出電流信號(hào)。
從分壓器120輸出的電流信號(hào)被存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)發(fā)射器140中,該數(shù)據(jù)發(fā)射器依次將存儲(chǔ)的電流信號(hào)發(fā)射到控制單元160。
第二積分器114連接至極性鑒別器130,以將從該第二積分器輸出的電流信號(hào)發(fā)送到極性鑒別器130。極性鑒別器130鑒別發(fā)送來的電流信號(hào)的極性,并輸出與鑒別的極性相對應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。
也就是,極性鑒別器130在電流信號(hào)具有正(+)極性時(shí)輸出高電平數(shù)字信號(hào);而在電流信號(hào)具有負(fù)(-)極性時(shí)輸出低電平數(shù)字信號(hào)。
從極性鑒別器130輸出的數(shù)字信號(hào)被存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)發(fā)射器140中,從而該數(shù)字信號(hào)隨后以無線方式發(fā)射到控制單元160。
數(shù)據(jù)發(fā)射器140設(shè)有接收器150,該接收器適于測算在檢測到從分壓器120輸出的電流信號(hào)時(shí)的時(shí)間、和在檢測到從極性鑒別器130輸出的數(shù)字信號(hào)時(shí)的時(shí)間。測算的時(shí)間也被發(fā)射到控制單元160。
現(xiàn)在將參照圖2描述具有按照本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)的定位裝置的操作和效果。
如圖2所示,羅柯夫斯基線圈單元100檢測流過架空傳輸線24的關(guān)聯(lián)部分的電流,以便確定在架空傳輸線24中是否出現(xiàn)故障。羅柯夫斯基線圈單元100的第一羅柯夫斯基線圈102檢測架空傳輸線24中的正常電流和由電短路或接地故障所造成的一般故障電流。
當(dāng)流過架空傳輸線24的電流是低頻時(shí),該電流由第一羅柯夫斯基線圈102檢測,該第一羅柯夫斯基線圈以電壓信號(hào)的形式依次輸出檢測信號(hào)。另一方面,當(dāng)流過架空傳輸線24的電流是高頻時(shí),該電流由第二羅柯夫斯基線圈104檢測,該第二羅柯夫斯基線圈以電壓信號(hào)的形式依次輸出檢測信號(hào)。
從羅柯夫斯基線圈單元100輸出的檢測信號(hào)(即,電壓信號(hào))被積分單元110轉(zhuǎn)換成電流信號(hào),該積分單元依次將電流信號(hào)發(fā)送到分壓器120或極性鑒別器130。
也就是,從第一羅柯夫斯基線圈102輸出的電壓信號(hào)被發(fā)送到第一積分器112,該第一積分器依次將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào),然后將電流信號(hào)發(fā)送到分壓器120。
另一方面,從第二羅柯夫斯基線圈104輸出的電壓信號(hào)被發(fā)送到第二積分器114,該第二積分器依次將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào),然后將電流信號(hào)發(fā)送到極性鑒別器130。
分壓器120比較該電流信號(hào)和該基準(zhǔn)信號(hào),并且基于比較結(jié)果,確定所檢測的電流是正常電流還是故障電流。然后,經(jīng)過基于其確定結(jié)果選擇的正常電流輸出端子122或故障電流輸出端子124,分壓器120將電流信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)發(fā)射器140。
也就是,當(dāng)發(fā)送到分壓器120的電流信號(hào)不大于基準(zhǔn)電流時(shí),分壓器120將檢測到的電流確定為正常電流,然后經(jīng)過正常電流輸出端子122,將電流信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)射器140。另一方面,當(dāng)發(fā)送到分壓器120的電流信號(hào)大于基準(zhǔn)電流時(shí),分壓器120將檢測到的電流確定為故障電流,然后通過故障電流輸出端子124,將電流信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)射器140。
同時(shí),極性鑒別器130鑒別發(fā)送來的電流信號(hào)的極性,并且將與鑒別的極性相對應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)發(fā)射器140。
也就是,當(dāng)發(fā)送到極性鑒別器130的電流信號(hào)具有正(+)極性時(shí),極性鑒別器130輸出高電平數(shù)字信號(hào)。另一方面,當(dāng)發(fā)送到極性鑒別器130的電流信號(hào)具有負(fù)(-)極性時(shí),極性鑒別器130輸出低電平數(shù)字信號(hào)。
從分壓器120輸出的電流信號(hào)和從極性鑒別器130輸出的數(shù)字信號(hào)被存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)發(fā)射器140,該數(shù)據(jù)發(fā)射器依次以無線方式將存儲(chǔ)的信號(hào)發(fā)送到控制單元160。
同時(shí),設(shè)置于數(shù)據(jù)發(fā)射器140處的接收器150測算在檢測到從分壓器120輸出的電流信號(hào)時(shí)的時(shí)間、和在檢測到從極性鑒別器130輸出的數(shù)字信號(hào)時(shí)的時(shí)間。
測算的時(shí)間連同數(shù)據(jù)發(fā)射器140中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)一起被發(fā)射到控制單元160。
控制單元160收集以上述方式發(fā)射來的各種數(shù)據(jù),并且分析所收集的數(shù)據(jù),由此檢測架空傳輸線24的故障部分,以處理其中出現(xiàn)的故障。
從上面的描述中可見,本發(fā)明提供一種用于檢測架空傳輸線中的雷擊的裝置,該裝置不僅能夠檢測正常電流和一般故障電流,而且能夠檢測閃電所造成的雷電流,由此檢測傳輸線的故障部分。因此,能夠快速處理故障,由此實(shí)現(xiàn)工作性能的改善。因此本發(fā)明是非常有用和有效的。
盡管出于說明性目的已經(jīng)公開本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但是熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解,不脫離如所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明范圍和精神,各種改型、附加和替換是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測架空傳輸線中的故障部分或雷擊的裝置,包括羅柯夫斯基線圈單元,其安裝為與劃分成多個(gè)部分的架空傳輸線的每個(gè)部分相關(guān)聯(lián),并適于檢測流過該架空傳輸線的關(guān)聯(lián)部分的電流,且以電壓信號(hào)的形式輸出該檢測到的電流;積分單元,其適于將從該羅柯夫斯基線圈單元輸出的該電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào);分壓器,其適于基于來自該積分單元的電流信號(hào),確定該檢測到的電流是正常電流還是故障電流,并基于其確定結(jié)果將該電流信號(hào)作為正常電流或故障電流輸出;極性鑒別器,其適于鑒別該檢測到的電流的極性,并輸出與其鑒別結(jié)果相對應(yīng)的信號(hào);數(shù)據(jù)發(fā)射器,其適于發(fā)射從該分壓器輸出的電流信號(hào)和從該極性鑒別器輸出的信號(hào);接收器,其適于測算在檢測到從該分壓器輸出的電流信號(hào)時(shí)的時(shí)間、和在檢測到從該極性鑒別器輸出的信號(hào)時(shí)的時(shí)間;以及控制單元,其適于基于該接收器所測算的時(shí)間和從該數(shù)據(jù)發(fā)射器發(fā)射的信號(hào),對該架空傳輸線中的故障點(diǎn)進(jìn)行定位。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,該羅柯夫斯基線圈單元包括第一羅柯夫斯基線圈,其安裝于該架空傳輸線的關(guān)聯(lián)部分處,并適于檢測正常電流和由電短路或接地故障所造成的一般故障電流;以及第二羅柯夫斯基線圈,其安裝于該架空傳輸線的關(guān)聯(lián)部分處,且與該第一羅柯夫斯基線圈對準(zhǔn),適于檢測雷擊所造成的雷電流。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置,其中該第一羅柯夫斯基線圈具有被預(yù)定為檢測低頻故障電流的檢測范圍;以及該第二羅柯夫斯基線圈具有被預(yù)定為檢測高頻電流的檢測范圍。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,該積分單元包括第一積分器,其適于將從該第一羅柯夫斯基線圈輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào);以及第二積分器,其適于將來自該第二羅柯夫斯基線圈的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,該分壓器包括正常電流輸出端子,其適于在確定了從該積分單元輸出的電流信號(hào)不大于基準(zhǔn)電流時(shí)輸出正常電流;以及故障電流輸出端子,其適于在確定了從該積分單元輸出的電流信號(hào)大于該基準(zhǔn)電流時(shí)輸出故障電流。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置,其中,該極性鑒別器在從該第二積分器輸出的電流信號(hào)具有正(+)極性時(shí)輸出高電平數(shù)字信號(hào),而在該電流信號(hào)具有負(fù)(-)極性時(shí)輸出低電平數(shù)字信號(hào)。
全文摘要
一種用于檢測架空傳輸線中的故障部分或雷擊的裝置。在該檢測裝置中,安裝為與架空傳輸線(劃分成多個(gè)部分)的每個(gè)部分相關(guān)聯(lián)的羅柯夫斯基(Rogowski)線圈檢測流過架空傳輸線的關(guān)聯(lián)部分的電流。與檢測到的電流有關(guān)的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ),隨后以無線方式被發(fā)射到控制單元。按照該檢測裝置,不僅能夠檢測正常電流和一般故障電流,而且能夠檢測雷擊所造成的雷電流,由此檢測傳輸線的故障部分。因此,能夠快速處理故障,由此實(shí)現(xiàn)工作性能的改善。
文檔編號(hào)G01R19/00GK1667425SQ20051005305
公開日2005年9月14日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者李昌榮, 金定年 申請人:Lg電線有限公司