專利名稱：在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法及其測試裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過波形發(fā)生器和波形接收器進行檢測高阻接地電路故障的方法以及其裝置結構的改進，特別是在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法及其測試裝置。
背景技術：
設備(電源)接地(或混線、短路)故障是影響設備正常使用安全的極大隱患。目 前已知的查找此類故障有以下幾種①低頻信號注入法-在設備(電源)出現(xiàn)接地故障后， 在接地電源與地之間注入一低頻信號，低頻電流從信號發(fā)生器流出，經(jīng)過接地點從地返回， 用鉗型電流探頭逐點檢測，對低頻電流走向進行尋跡，沿著接地支路尋找接地點，根據(jù)接地 點前后的低頻電流出現(xiàn)的差別這一判據(jù)來確定接地點所在位置。由于是低頻交流信號，該 方法檢測的正確性及靈敏度受故障線路系統(tǒng)分布電容的影響很大，在高阻接地故障時，將 使得操作人員難以確定是分布電容電流還是接地電阻電流，很難區(qū)分出接地支路來。②直 流信號注入法_在設備(電源)出現(xiàn)接地故障后，在接地電源與地之間注入一直流信號， 直流電流從信號發(fā)生器流出，經(jīng)過接地點從地返回，用直流鉗型電流探頭逐點檢測，原理同 上。該方式克服了分布電容的影響，但由于使用直流鉗型電流探頭接收信號，該接收器存在 直流信號漂移，尤其是卡線前置零后再卡線測試所造成的人為誤差、信號漂移，無法準確、 真實反映測試信號，極大的人為接收誤差導致該方式已基本無法使用。③變頻探測法-變 頻探測法，實際上還是低頻信號注入法，只不過此時注入的信號是頻率交替變化的低頻信 號。然后還是通過鉗型電流探頭，通過對不同頻率信號的接收，檢測支路阻性和容性電流幅 值的變化，來確定接地支路與故障點。高阻故障時，同樣無法克服分布電容的影響。④相位 法_在變頻探測法此基礎上，再調(diào)制一高頻信號，通過相位變化來區(qū)分阻性和容性電流，高 阻故障時，同樣無法克服分布電容的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法及其測試裝 置，可卡線后在直流齒形波低電平的置零期在線置零和在其高電平的測試期在線測試，徹 底消除了卡線前置零后再卡線測試而造成的人為誤差和直流信號漂移問題，根據(jù)接收信號 在不同卡線點上所感應出的不同大小和方向的感應電流值(可用聽覺或視覺信號指示出 來，即可用聲音提示，也可用數(shù)字或發(fā)光管等指示，或多方式同時指示)，可確定故障點在故 障線路上所處位置，在設備高阻故障時，達到既準確、真實接收信號又徹底消除分布電容的 目的，即可在用電設備(電源)不停電、不甩線、不解線把的情況下，確定接地故障點(該方 法及裝置其同樣適用在用電設備不停電、不甩線、不解線把的情況下，查找和確定混線或短 路的故障點)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法，包括 可產(chǎn)生直流齒形波信號的直流波形信號發(fā)生器和直流電流信號接收器，將上述所有直流電 流信號接收器的鉗形互感器卡爪依次卡在連接電氣設備的故障線路上以構成一個或一個以上的卡線點；(I)將直流波形信號發(fā)生器的兩個信號輸出端子中的一個端子與故障線路的一端連接，另外一個端子與地連接或與故障線路另一端連接，使用直流波形信號發(fā)生器對故 障線路施加直流齒形波信號，使其施加的直流齒形波信號通過故障線路，構成直流齒形波 電流的閉合回路，依次使直流電流信號接收器通過其鉗形互感器卡爪接收該直流齒形波信 號；(II)在直流電流信號接收器卡在故障線路上之后，使該卡線點上的直流電流信號 接收器在直流齒形波信號同一周期的低電平A-B時段，進行置零操作，使直流電流信號接 收器的電流測量初始值歸零，在直流齒形波信號同一周期的高電平C-D時段，使直流電流 信號接收器通過其鉗形互感器卡爪對該卡線點處的感應電流值進行感應測試，對故障線路 上的其它卡線點也使用上述同樣的方法進行測試，將直流電流信號接收器在高電平C-D時 段所接收測試的電流值大小和方向進行比對，可確定故障點在故障線路上的所處位置。一種可實現(xiàn)上述測試操作方法的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝置， 包括可產(chǎn)生直流齒形波信號的直流齒形波信號發(fā)生器和直流電流信號接收測試器，在設置 有信號端子的直流齒形波信號發(fā)生器內(nèi)部安裝著無線收發(fā)裝置、主有線信號收發(fā)模塊和主 智能控制器，直流齒形波信號發(fā)生器與主智能控制器相連接，主智能控制器分別與主有線 信號收發(fā)模塊和無線收發(fā)裝置配合連接；在直流電流信號接收測試器內(nèi)部安裝著無線收發(fā) 裝置、副有線信號收發(fā)模塊和副智能控制器，直流電流信號接收測試器及其殼體上設置的 置零按鈕和輸入信號調(diào)節(jié)旋鈕通過副智能控制器相連接，副智能控制器分別與副有線信號 收發(fā)模塊和無線收發(fā)裝置配合連接。本發(fā)明方法為通過對故障設備(電源)線路施加直流齒形波信號，此信號低電平 時為置零期，高電平時為測試期，在直流電流信號接收器卡在故障線路上之后接收此信號， 在信號的置零期進行直流在線置零(可使用人工置零或接收、發(fā)送同步指令信號自動在線 置零的方法)，在信號的測試期進行在線測試，從而可確定用電設備的接地(或混線、短路) 故障點。由此可見，本發(fā)明可卡線后在直流齒形波低電平的置零期在線置零和在其高電平 的測試期在線測試，徹底消除了卡線前置零后再卡線測試而造成的人為誤差和直流信號漂 移問題，根據(jù)接收信號在不同卡線點上所感應出的不同大小和方向的感應電流值(可用聽 覺或視覺信號指示出來，即可用聲音提示，也可用數(shù)字或發(fā)光管等指示，或多方式同時指 示)，可確定故障點在故障線路上所處位置，在設備高阻故障時，達到既準確、真實接收信號 又徹底消除分布電容的目的，即可在用電設備(電源)不停電、不甩線、不解線把的情況下， 確定接地(混線、短路)故障點。


下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1為本發(fā)明裝置的結構示意圖；圖2為本發(fā)明測試方法的說明示意圖；圖3為本發(fā)明實施例1直流齒形波信號波發(fā)生器產(chǎn)生的波形；圖4為本發(fā)明實施例2直流齒形波信號波發(fā)生器產(chǎn)生的波形；圖5為本發(fā)明實施例3直流齒形波信號波發(fā)生器產(chǎn)生的波形；
圖6為本發(fā)明實施例4直流齒形波信號波發(fā)生器產(chǎn)生的波形；圖7為可自動實現(xiàn)本發(fā)明方法的測試裝置(直流齒形波信號發(fā)生器)具體實施例 的電路連接結構示意圖；圖8為自動實現(xiàn)本發(fā)明方法的測試裝置(電流信號接收測試器)具體實施例的電 路連接結構示意圖
具體實施例方式一種在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法，如圖1至圖6所示，包括可產(chǎn)生直 流齒形波信號的直流波形信號發(fā)生器和直流電流信號接收器，將上述所有直流電流信號接 收器的鉗形互感器卡爪依次卡在連接電氣設備的故障線路上以構成一個或一個以上的卡 線占·(I)將直流波形信號發(fā)生器的兩個信號輸出端子中的一個端子與故障線路的一 端連接，另外一個端子與地連接或與故障線路另一端連接，使用直流波形信號發(fā)生器對故 障線路施加直流齒形波信號，使其施加的直流齒形波信號通過故障線路，構成直流齒形波 電流的閉合回路，依次使直流電流信號接收器通過其鉗形互感器卡爪接收該直流齒形波信 號；(II)在直流電流信號接收器卡在故障線路上之后，使該卡線點上的直流電流信號 接收器在直流齒形波信號同一周期的低電平A-B時段，進行置零操作，使直流電流信號接 收器的電流測量初始值歸零，在直流齒形波信號同一周期的高電平C-D時段，使直流電流 信號接收器通過其鉗形互感器卡爪對該卡線點處的感應電流值進行感應測試，對故障線路 上的其它卡線點也使用上述同樣的方法進行測試，將直流電流信號接收器在高電平C-D時 段所接收測試的電流值大小和方向進行比對，可確定故障點在故障線路上的所處位置。直流電齒波信號發(fā)生器所產(chǎn)生的直流齒形波信號其頻率為0 < < IHz0例如如圖2所示，以接地故障為例，應用本發(fā)明方法對接地故障點如何進行查找， 在連接各個用電設備13、14、15、16、17和18等故障線路上的各個卡線點(如圖2中所示的 卡線點A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M和N等)上分別卡上直流電流信號接收器，或者分 別用同一個直流電流信號接收器依次測試各個卡線點上的感應電流值，在直流電流信號接 收器卡在故障線路上之后，用直流電齒波信號發(fā)生器給故障線路發(fā)送直流齒形波信號，在 直流齒形波同一周期內(nèi)，使直流電流信號接收器在通過各個卡線點上的直流齒形波低電平 時段在線置零，并對直流齒形波該周期的高電平時段測試的電流大小和方向并比對，一直 沿著有感應的直流電流信號的故障線路測試感應電流值，借助直流電流信號接收器指示， 在本例中，卡線點(4、1、1(』無信號，即為非故障點，但卡線點4、8、0』、6、^、1^有信號， 均為故障電流流經(jīng)點，而用電設備17總入口處的卡線點M有信號指示，則說明接地故障點 就在此用電設備17處，即可確定用電設備17處為接地故障點。如圖3至圖6所示，本發(fā)明的方法可分為人工操作方法或自動操作方法，無論是人 工操作方法還是自動操作方法，其核心關鍵技術點即為在直流電齒波信號發(fā)生器所發(fā)出 的直流齒形波信號同一周期的低電平A-B時段對已卡在故障線路上的直流電流信號接收 器進行在線置零，使直流電流信號接收器的電流測量初始值復位歸零，在直流齒形波信號 同一周期的高電平C-D時段對該卡線點的電流值進行感應測試，通過對故障線路上其它卡線點用同樣方法進行測試，然后對各自在高電平C-D時段所接收測試的電流值大小和方向 進行比對，即可確定故障點在故障線路上的所處位置。
當人工操作時，直流波形信號發(fā)生器所發(fā)出的直流齒形波信號的頻率的取值范 圍為0 < < IHz0當借助于內(nèi)置于直流齒形波信號發(fā)生器和直流電流信號接收器的控制 器來實現(xiàn)本發(fā)明的操作方法時，直流波形信號發(fā)生器所發(fā)出的直流齒形波信號的頻率f2的 取值范圍為0 < f2彡10Hz。一種可自動實現(xiàn)上述測試操作方法的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝 置，如圖7和圖8所示，包括可產(chǎn)生直流齒形波信號的直流齒形波信號發(fā)生器2和直流電流 信號接收測試器11，在設置有信號端子的直流齒形波信號發(fā)生器2內(nèi)部安裝著無線收發(fā)裝 置、主有線信號收發(fā)模塊28和主智能控制器25，直流齒形波信號發(fā)生器2與主智能控制器 25相連接，主智能控制器25分別與主有線信號收發(fā)模塊28和無線收發(fā)裝置配合連接；在 直流電流信號接收測試器11內(nèi)部安裝著無線收發(fā)裝置、副有線信號收發(fā)模塊29和副智能 控制器27，直流電流信號接收測試器11及其殼體上設置的置零按鈕10和輸入信號調(diào)節(jié)旋 鈕7通過副智能控制器27相連接，副智能控制器27分別與副有線信號收發(fā)模塊29和無線 收發(fā)裝置配合連接。直流齒形波信號發(fā)生器2殼體正面上設置著輸出信號調(diào)節(jié)旋鈕5，輸出信號調(diào)節(jié) 旋鈕5與主智能控制器25的輸出端連接；直流電流信號接收測試器11殼體正面上還設置 著置零指示燈8和同步測試指示燈9，置零指示燈8和同步測試指示燈9與副智能控制器 27的輸出端相連接。所述的無線收發(fā)裝置為數(shù)字信號收發(fā)模塊23或模擬信號收發(fā)模塊24。如圖3至圖6所示，直流波形信號發(fā)生器所產(chǎn)生的齒形波為方形鋸齒波19或等腰 梯形鋸齒波或輪齒形鋸齒波22。等腰梯形鋸齒波如圖4和圖5所示，可以是頂邊寬度較寬 的等腰梯形鋸齒波20，也可以是頂邊寬度較窄的等腰梯形鋸齒波21。直流波形信號發(fā)生器所產(chǎn)生的直流齒形波信號其頻率f2為0 < f2 < IOHz。所述的直流齒形波信號發(fā)生器2和直流電流信號接收測試器11內(nèi)分別設置著主 報警器26和副報警器30，主報警器26連接主智能控制器25的輸出端，副報警器30連接副 智能控制器27的輸出端?？勺詣訉崿F(xiàn)該發(fā)明操作方法的測試裝置，其工作程序與本發(fā)明操作方法對應一 致，直流齒形波信號發(fā)生器2和直流電流信號接收測試器11須相配合使用，將故障線路與 直流齒形波信號發(fā)生器2的信號端子對應連接，在直流電流信號接收測試器11卡在故障線 路上之后，當在低電平A-B時段時，直流齒形波信號發(fā)生器2通過無線收發(fā)裝置或有線信號 收發(fā)模塊(信號線連接)將在低電平A-B時段時自動在線置零的指令信號傳送至直流電流 信號接收測試器11，使直流電流信號接收測試器11在直流齒形波信號同一周期的低電平 A-B時段時自動在線置零，當在高電平C-D時段時，直流波形信號發(fā)生器2通過無線收發(fā)裝 置或有線信號收發(fā)模塊(信號線連接)將在高電平C-D時段時自動感應測試的指令信號傳 送至直流電流信號接收測試器11，使直流電流信號接收測試器11在直流齒形波信號波上 述同一周期的高電平C-D時段時自動測試感應電流值并記錄故障線路上每個節(jié)點的感應 電流測試值，根據(jù)直流電流信號接收測試器11所接收的信號在高電平測試期感應的電流 值大小和方向，即直流電流信號接收測試器11所顯示的不同電流值和方向，即可通過比對以確定故障線路接地(或混線、短路)故障點，反之，直流電流信號接收測試器11也能通過 無線收發(fā)裝置或有線信號收發(fā)模塊(信號線連接)將發(fā)送直流齒形波置零期或測試期的指 令信號提前傳送至直流齒形波信號發(fā)生器2，使直流齒形波信號發(fā)生器2發(fā)送定時或即時 發(fā)送直流齒形波信號的置零期或測試期信號給直流電流信號接收測試器11，在直流齒形波 信號波同一周期的低電平A-B時段時自動在線置零，在直流齒形波信號波上述同一周期的 高電平C-D時段時自動測試。直流齒形波信號發(fā)生器2和直流電流信號接收測試器11內(nèi) 可分別設置有報警器26，相應故障點的直流電流信號接收測試器11若感應到測試值異常， 則會引起聽覺或視覺上的報警，可確定故障點在故障線路上的所處位置。
除此之外，本發(fā)明方法的測試裝置也可通過其殼體正面上設置的顯示屏和操作按 鈕、旋鈕及 指示燈等對故障線路進行人工或半人工測試來查找故障點。
權利要求
一種在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法，包括可產(chǎn)生直流齒形波信號的直流波形信號發(fā)生器和直流電流信號接收器，將上述所有直流電流信號接收器的鉗形互感器卡爪依次卡在連接電氣設備的故障線路上以構成一個或一個以上的卡線點；其特征在于如下操作步驟(I)將直流波形信號發(fā)生器的兩個信號輸出端子中的一個端子與故障線路的一端連接，另外一個端子與地連接或與故障線路另一端連接，使用直流波形信號發(fā)生器對故障線路施加直流齒形波信號，使其施加的直流齒形波信號通過故障線路，構成直流齒形波電流的閉合回路，依次使直流電流信號接收器通過其鉗形互感器卡爪接收該直流齒形波信號；(II)在直流電流信號接收器卡在故障線路上之后，使該卡線點上的直流電流信號接收器在直流齒形波信號同一周期的低電平A B時段，進行置零操作，使直流電流信號接收器的電流測量初始值歸零，在直流齒形波信號同一周期的高電平C D時段，使直流電流信號接收器通過其鉗形互感器卡爪對該卡線點處的感應電流值進行感應測試，對故障線路上的其它卡線點也使用上述同樣的方法進行測試，將直流電流信號接收器在高電平C D時段所接收測試的電流值大小和方向進行比對，可確定故障點在故障線路上的所處位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法，其特征是直流波 形信號發(fā)生器所產(chǎn)生的直流齒形波信號其頻率f\為0 < K 1Hz。
3.一種可自動實現(xiàn)權利要求1的方法的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝 置，其特征是包括可產(chǎn)生直流齒形波信號的直流齒形波信號發(fā)生器(2)和直流電流信號 接收測試器(11)，在設置有信號端子的直流齒形波信號發(fā)生器(2)內(nèi)部安裝著無線收發(fā)裝 置、主有線信號收發(fā)模塊(28)和主智能控制器(25)，直流齒形波信號發(fā)生器(2)與主智能 控制器(25)相連接，主智能控制器(25)分別與主有線信號收發(fā)模塊(28)和無線收發(fā)裝置 配合連接；在直流電流信號接收測試器(11)內(nèi)部安裝著無線收發(fā)裝置、副有線信號收發(fā)模 塊(29)和副智能控制器(27)，直流電流信號接收測試器(11)及其殼體上設置的置零按鈕 (10)和輸入信號調(diào)節(jié)旋鈕(7)通過副智能控制器(27)相連接，副智能控制器(27)分別與 副有線信號收發(fā)模塊(29)和無線收發(fā)裝置配合連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝置，其特征是直 流齒形波信號發(fā)生器(2)殼體正面上設置著輸出信號調(diào)節(jié)旋鈕(5)，輸出信號調(diào)節(jié)旋鈕(5) 與主智能控制器(25)的輸出端連接；直流電流信號接收測試器(11)殼體正面上還設置著 置零指示燈(8)和同步測試指示燈(9)，置零指示燈(8)和同步測試指示燈(9)與副智能控 制器(27)的輸出端相連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝置，其特征是所 述的無線收發(fā)裝置為數(shù)字信號收發(fā)模塊(23)或模擬信號收發(fā)模塊(24)。
6.根據(jù)權利要求3所述的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝置，其特征是直 流波形信號發(fā)生器所產(chǎn)生的齒形波為方形鋸齒波(19)或等腰梯形鋸齒波或輪齒形鋸齒波 (22)。
7.根據(jù)權利要求3所述的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝置，其特征是直 流齒形波信號發(fā)生器(2)所產(chǎn)生的直流齒形波信號其頻率f2為0 < f2 < IOHz。
8.根據(jù)權利要求3所述的在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的測試裝置，其特征是所 述的直流齒形波信號發(fā)生器(2)和直流電流信號接收測試器(11)內(nèi)分別設置著主報警器(26)和副報警器(30)，主報警器(26)連接主智能控制器(25)的輸出端，副報警器(30)連 接副智能控制器(27)的輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線置零檢測、監(jiān)測高阻接地故障的方法及其測試裝置，通過對故障設備線路施加直流齒形波信號，此信號低電平時為置零期，高電平時為測試期，在直流電流信號接收器卡在故障線路上之后接收此信號，在信號的置零期進行直流在線置零，在信號的測試期進行在線測試，從而可在用電設備(電源)不停電、不甩線、不解線把的情況下，直接確定接地(或混線、短路)故障點；其測試裝置則包括可產(chǎn)生直流齒形波信號的直流齒形波信號發(fā)生器和直流電流信號接收測試器，其內(nèi)部均設置有智能控制模塊、無線收發(fā)裝置以及有線信號收發(fā)模塊，可自動實現(xiàn)上述測試方法。本發(fā)明可卡線后在直流齒形波低電平的置零期在線置零和在其高電平的測試期在線測試，徹底消除人為誤差和直流信號漂移問題。
文檔編號G01R31/02GK101957421SQ20101016044
公開日2011年1月26日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者李富良 申請人:李富良