專利名稱：一種便攜式直流接地故障查找儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種直流接地故障查找儀。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)中的直流系統(tǒng)接地故障是一種易發(fā)生且對電力系統(tǒng)危害性較大的故障。 無論是正極接地或者負(fù)極接地，都可能造成保護(hù)誤動或者保護(hù)拒動，危害電力系統(tǒng)正常運行?！吨腥A人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T856-2004》規(guī)定了不同直流系統(tǒng)接地故障的整定值，當(dāng)直流系統(tǒng)接地阻抗低于該阻值時，表示系統(tǒng)已經(jīng)處于故障運行狀態(tài)，需盡快處理。由于直流系統(tǒng)的復(fù)雜性和動態(tài)性，直流接地故障往往難以定位，而傳統(tǒng)的拉路法已無法滿足在保證系統(tǒng)安全運行的情況下找出接地故障點，近幾年來，相關(guān)規(guī)程中已經(jīng)明文禁止采用拉路法的方式來進(jìn)行接地故障點的定位。為了能夠幫助現(xiàn)場維護(hù)人員快速準(zhǔn)確的找出接地故障點，本發(fā)明人通過多年努力，總結(jié)大量現(xiàn)場經(jīng)驗，開發(fā)出了一種便攜式直流接地故障查找儀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種便攜式直流接地故障查找儀，使分析儀與探測儀之間通過內(nèi)部無線通訊模塊進(jìn)行通信，實現(xiàn)對直流系統(tǒng)中各被測支路的絕緣阻抗的測量及故障點的定位。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種便攜式直流接地故障查找儀，包括工作時和直流系統(tǒng)連接的分析儀和對被測回路進(jìn)行檢測的探測裝置，其中，所述分析儀包括分析儀殼體、設(shè)置在分析儀殼體上的分析儀顯示屏和分析儀控制功能鍵、設(shè)置在分析儀殼體內(nèi)的分析儀信號采集分析模塊、分析儀顯示模塊、分析儀無線通信模塊及分析儀告警模塊；分析儀信號采集分析模塊將被測系統(tǒng)的正對地電壓、負(fù)對地電壓及正負(fù)電壓進(jìn)行采集，經(jīng)計算處理后由分析儀顯示模塊進(jìn)行顯示；分析儀顯示模塊除顯示正對地電壓、負(fù)對地電壓、系統(tǒng)電壓外，還顯示系統(tǒng)平衡橋大小、系統(tǒng)絕緣阻抗大小信息； 分析儀無線通信模塊將系統(tǒng)電壓信息及絕緣信息通過無線方式傳送給探測儀；分析儀告警模塊根據(jù)分析結(jié)果給出聲光報警信息；所述探測裝置包括探測儀及與探測儀連接的可開合電流傳感器，所述探測儀包括探測儀殼體、設(shè)置在探測儀殼體上的探測儀顯示屏和探測儀控制功能鍵、設(shè)置在探測儀殼體內(nèi)的探測儀信號采集分析模塊、探測儀顯示模塊、探測儀無線通信模塊及探測儀告警模塊，所述可開合電流傳感器的傳感線的一端伸進(jìn)探測儀殼體中與探測儀固定連接，所述可開合電流傳感器的探測端設(shè)有一反饋線圈，反饋線圈的內(nèi)側(cè)標(biāo)有從外往內(nèi)的方向標(biāo)示箭頭，反饋線圈用于增大探測儀的檢測電流范圍，方向標(biāo)示箭頭用于判斷故障點位置；探測儀顯示模塊可顯示被測回路的電流大小、絕緣阻抗大小、支路狀態(tài)及絕緣指數(shù)及故障點方向等信息；探測儀無線通信模塊用于與分析儀進(jìn)行通信，接收分析儀傳輸?shù)南到y(tǒng)信息；探測儀告警模塊根據(jù)探測儀信號采集分析模塊分析結(jié)果提供聲光報警信息。所述分析儀無線通信模塊和探測儀無線通信模塊均為具有發(fā)射信號和接收信號功能的雙向數(shù)傳模塊。便攜式直流接地故障查找儀的基本工作原理是利用接地點的漏電流信號，當(dāng)直流系統(tǒng)中某條饋線回路發(fā)生絕緣異常后，該支路中對地絕緣阻抗中即會產(chǎn)生與阻值大小相關(guān)的漏電流大小，如說明書附圖4所示，當(dāng)負(fù)極發(fā)生對地阻抗為Rx的絕緣異常之后，A(給負(fù)
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載RL供電的正負(fù)電源線電流大小矢量和)處電流大小為/ = ι;便攜式直流接地故障查
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找儀即通過對系統(tǒng)對地電壓及各支路漏電流大小進(jìn)行分析，從而判斷系統(tǒng)的絕緣狀況及支路的絕緣故障點。當(dāng)在接地點上方檢測時，會給出絕緣故障信號；當(dāng)?shù)亟拥攸c下方檢測時， 給出絕緣正常信號，從而實現(xiàn)接地故障點的定位。便攜式直流接地故障查找儀由分析儀與探測裝置兩部份組成，使用時，將直流系統(tǒng)絕緣分析儀電源線按標(biāo)示接入被測直流系統(tǒng)母線的正極，負(fù)極與地線上，開啟電源后，分析儀即會對直流系統(tǒng)的絕緣情況進(jìn)行分析，并將直流系統(tǒng)正對地電壓，負(fù)對地電壓，接地阻抗等參數(shù)顯示在儀器液晶屏上，如果檢測到系統(tǒng)有絕緣異常的情況，用戶可以使用探測儀進(jìn)行接地點的定位。分析儀與探測儀之間可通過無線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，探測儀配有一高分辨率可開合電流傳感器，實現(xiàn)對被測支路漏電流大小的檢測，同時，其通過無線模塊讀取絕緣分析儀傳送的對地電壓信號，通過該電壓與電流值實現(xiàn)對被測支路絕緣阻抗的檢測。本實用新型實現(xiàn)過程如下在直流系統(tǒng)母線端接入分析儀，分析儀有三個接線端，分別接入直流系統(tǒng)母線的正極、負(fù)極與地；分析儀可檢測系統(tǒng)正對地電壓、負(fù)對地電壓、系統(tǒng)電壓、接地阻抗。將可開合電流傳感器與探測儀連接，開啟探測儀，與分析儀之間無線通訊，無線通訊數(shù)據(jù)為直流系統(tǒng)對地電壓。將可開合電流傳感器鉗住被測支路的正負(fù)極，探測儀顯示該支路的絕緣狀態(tài)。 包括漏電流大小、絕緣狀態(tài)及接地點方向?？砷_合電流傳感器在鉗入被測支路的正負(fù)極前， 先按下探測器上的一個按鍵對其進(jìn)行清零操作。本實用新型的功能特點(1).系統(tǒng)對地電壓測量功能，儀器可測量系統(tǒng)正對地電壓，負(fù)對地電壓，系統(tǒng)電壓，可實現(xiàn)0-300V的電壓監(jiān)測范圍；(2).系統(tǒng)絕緣阻抗測量功能，儀器可測量系統(tǒng)正對地絕緣阻抗，負(fù)對地絕緣阻抗， 可實現(xiàn)0-999ΚΩ的測量；(3).支路絕緣阻抗測量功能，儀器測量每條支路的正負(fù)對地絕緣阻抗大小；(4).支路接地故障點定位功能，儀器可實現(xiàn)接地故障支路接地故障點的定位功能；(5).電流檢測功能，該功能可檢測被測回路的漏電流情況，與系統(tǒng)分析儀配合使用可以在不發(fā)信號的情況下對支路接地阻抗進(jìn)行分析；(6).方向顯示功能，對于測試出有接地指示的支路，儀器將會有方向指示箭頭提
4示用戶接地點與所查找接地點之間的相對方向，提高查找效率。(7).絕緣指數(shù)分析功能，在使用接地功能檢測時，檢測完一條支路后，探測儀會顯示該條支路的絕緣指數(shù)情況，供用戶參考分析。(8).波形曲線顯示功能，在使用探測儀對被測支路絕緣狀況進(jìn)行檢測時，探測儀顯示屏?xí)圆ㄐ吻€形式顯示被測支路電流變化情況，方便使用者快速準(zhǔn)確的實現(xiàn)故障點的查找。本實用新型的設(shè)備特點(1).高可靠性的設(shè)計，裝置采用微控制器做主系統(tǒng)，硬件設(shè)計嚴(yán)格遵照電力及電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，內(nèi)部采用多處冗余方式保證裝置與被測設(shè)備的可靠性。(2).精密選材，裝置采用高精度可開合電流傳感器做為信號采集單元，電壓采樣采用高精度的進(jìn)口模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，電壓與阻抗的測量準(zhǔn)確；(3).人性化的人機(jī)交互界面，分析儀與探測儀均采用液晶顯示屏供用戶查看信息；操作簡單快捷，在實現(xiàn)對不同支路的檢測時，只需要按一次測試鍵即可完成；測試結(jié)果顯示直觀明了，測試結(jié)果可通過多種顯示形式呈現(xiàn)給用戶，包括接地與否，波形曲線，絕緣等級，絕緣阻抗，漏電流大小，方向信息等。(4).智能化的檢測識別系統(tǒng)，分析儀可以自動識別系統(tǒng)電壓等級；分析儀在系統(tǒng)絕緣阻抗發(fā)生變化后可以快速顯示絕緣阻抗信息；探測儀與分析儀信息同步一次之后，不受檢測距離的影響；探測儀在進(jìn)行檢測時，可開合電流傳感器即可鉗單根電源線，也可鉗多根電源線，提高檢測效率；探測儀檢測完成之后，如被測支路有絕緣故障，會判斷出故障點相對測試點的方向信息。(5).完備的測試功能與處理故障能力，分析儀與探測儀之間內(nèi)置了無線數(shù)傳模塊進(jìn)行通信，測試功能與顯示信息完備，可以處理直流系統(tǒng)中的各類絕緣故障情況。本實用新型流接地故障查找儀體積小、方便攜帶，可以查找解決各電壓等級(MV， 48V，110V，220V)直流系統(tǒng)中的間接接地、非金屬接地、環(huán)路接地、正負(fù)同時接地、正負(fù)平衡接地、交直流串電故障、多點接地等絕緣故障。采用高分辨率傳感單元對直流系統(tǒng)中接地點的漏電流進(jìn)行采集，在220V電壓等級下檢測600K Ω以內(nèi)的對地絕緣阻抗，檢測速度快，定位精準(zhǔn)，真正解決了直流系統(tǒng)中的絕緣故障問題。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。

圖1為本實用新型分析儀和探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型使用時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型探測儀或板工作模式三個按鈕分布圖；圖4本實用新型的基本原理示意圖。
具體實施方式
如圖1、2、4所示，本實用新型為一種便攜式直流接地故障查找儀，包括工作時和直流系統(tǒng)連接的分析儀1和對被測回路進(jìn)行檢測的探測裝置2，分析儀1包括分析儀殼體、 設(shè)置在分析儀殼體上的分析儀顯示屏和分析儀控制功能鍵、設(shè)置在分析儀殼體內(nèi)的分析儀信號采集分析模塊、分析儀顯示模塊、分析儀無線通信模塊及分析儀告警模塊；分析儀信號采集分析模塊將被測系統(tǒng)的正對地電壓、負(fù)對地電壓及正負(fù)電壓進(jìn)行采集，經(jīng)計算處理后由分析儀顯示模塊進(jìn)行顯示；分析儀顯示模塊除顯示正對地電壓、負(fù)對地電壓、系統(tǒng)電壓外，還顯示系統(tǒng)平衡橋大小、系統(tǒng)絕緣阻抗大小信息；分析儀無線通信模塊將系統(tǒng)電壓信息及絕緣信息通過無線方式傳送給探測儀21 ；分析儀告警模塊根據(jù)分析結(jié)果給出聲光報警 fn息；所述探測裝置2包括探測儀21及與探測儀21連接的可開合電流傳感器22，所述探測儀21包括探測儀殼體、設(shè)置在探測儀殼體上的探測儀顯示屏和探測儀控制功能鍵、 設(shè)置在探測儀殼體內(nèi)的探測儀信號采集分析模塊、探測儀顯示模塊、探測儀無線通信模塊及探測儀告警模塊，所述可開合電流傳感器22的傳感線的一端伸進(jìn)探測儀殼體中與探測儀21固定連接，所述可開合電流傳感器22的探測端設(shè)有一反饋線圈23，反饋線圈23的內(nèi)側(cè)標(biāo)有從外往內(nèi)的方向標(biāo)示箭頭24，反饋線圈23用于增大探測儀的檢測電流范圍，方向標(biāo)示箭頭M用于判斷故障點位置；探測儀顯示模塊可顯示被測回路的電流大小、絕緣阻抗大小、支路狀態(tài)及絕緣指數(shù)及故障點方向等信息；探測儀無線通信模塊用于與分析儀1進(jìn)行通信，接收分析儀1傳輸?shù)南到y(tǒng)信息；探測儀告警模塊根據(jù)探測儀信號采集分析模塊分析結(jié)果提供聲光報警信息。所述分析儀無線通信模塊和探測儀無線通信模塊均為具有發(fā)射信號和接收信號功能的雙向數(shù)傳模塊。所述在直流系統(tǒng)母線端接入分析儀1，分析儀1有三個接線端，分別接入直流系統(tǒng)母線的正極、負(fù)極與地。本實用新型采用微控制器做主系統(tǒng)，硬件設(shè)計嚴(yán)格遵照電力及電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，內(nèi)部采用多處冗余方式保證裝置與被測設(shè)備的可靠性。采用高精度可開合電流傳感器21做為信號采集單元，電壓采樣采用高精度的進(jìn)口模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，電壓與阻抗的測量準(zhǔn)確；分析儀1與探測儀2之間內(nèi)置了無線數(shù)傳模塊進(jìn)行通信，測試功能與顯示信息完備，可以處理直流系統(tǒng)中的各類絕緣故障情況。本實用新型分析儀1技術(shù)指標(biāo)如下所示適用直流系統(tǒng)電壓等級MV，48V，110V，220V或按客戶要求訂制；系統(tǒng)電壓測量范圍0-300V ；對地電壓測量范圍0-300V ；系統(tǒng)對地阻抗測量范圍0_999ΚΩ ；檢測信號功率(0. 02W ；抗直流系統(tǒng)分布電容干擾IOOOuF ；無線通信信號功能IOdbm ；本實用新型探測儀21技術(shù)指標(biāo)如下所示對地漏電流檢測分辨率0. ImA ；抗直流系統(tǒng)支路分布電容干擾IOOuF ；支路絕緣阻抗測量范圍系統(tǒng)電壓等級為220V :0-600Κ Ω系統(tǒng)電壓等級為IlOV :0-300Κ Ω
6[0057]系統(tǒng)電壓等級為48V :0-60Κ Ω系統(tǒng)電壓等級為MV :0-30Κ Ω絕緣阻抗測量分辨率0. IK Ω ；絕緣指數(shù)大小顯示范圍0_99，值越大，表示絕緣情況越差；方向顯示方式向上或向下(向上表示故障點所處位置與可開合電流傳感器的方向標(biāo)示箭頭M標(biāo)示方向一致，向下表示故障點所處位置與可開合電流傳感器的方向標(biāo)示箭頭M標(biāo)示方向相反)。本實用新型的操作方法如下(1).分析儀1接入直流系統(tǒng)，具體是關(guān)閉分析儀1電源開關(guān)，將隨設(shè)備配置的電源線一端插入分析儀1，另一端按顏色分別接入直流系統(tǒng)的正極，負(fù)極與地線。棕色正極；藍(lán)色負(fù)極；黃/綠色地線，確定接線無誤之后開啟電源開關(guān)，進(jìn)入分析儀1的主界面，主界面顯示如下系統(tǒng)總電壓217V正對地電壓031V負(fù)對地電壓186V接地總阻抗020ΚΩ開啟電源開關(guān)后，分析儀1電源指示燈亮，并自動識別系統(tǒng)電壓等級，判斷系統(tǒng)絕緣阻抗，并顯示在LCD上，如果系統(tǒng)絕緣正常，正常指示燈亮，如果檢測出系統(tǒng)正對地或負(fù)對地絕緣異常，正接地或負(fù)接地告警指示燈亮。(2).探測儀自檢，具體是將4節(jié)5號電池按標(biāo)示放入探測儀21電池倉中，開啟電源開關(guān)，進(jìn)入探測儀21主界面，探測儀21主界面顯示如下選項功能選擇、故障探測、絕緣分析、電流檢測，當(dāng)分析儀1檢測到系統(tǒng)有絕緣故障時，將探測儀21鉗表鉗鉗住分析儀1的地線，用探測儀控制功能鍵將檢測功能選擇為故障探測功能，按下測試鍵進(jìn)行檢測，如果出現(xiàn)“通信測試…請稍候”的提示界面，請將探測儀21靠近分析儀1，檢測開始后，探測儀21 將會出現(xiàn)接地檢測波形圖，會顯示兩個周期的信號波形圖，判定設(shè)備自檢正常。在沒有接地時，系統(tǒng)分析儀1不會向系統(tǒng)發(fā)出任何信號，同時也不會向探測儀21發(fā)出同步信號。在自檢時，確保直流系統(tǒng)中不存在其它向直流系統(tǒng)發(fā)出信號的設(shè)備，如有，請退出后測試，包括在后面的查找過程中均需將存在信號源的設(shè)備退出直流系統(tǒng)，否則有可能對檢測帶來干擾。(3).檢測開始，設(shè)備自檢通過后，即可對系統(tǒng)支路逐一檢測，為了保證檢測的順利進(jìn)行，在將探測儀21遠(yuǎn)離分析儀1進(jìn)行檢測時，不要關(guān)閉探測儀21電源。探測儀21共有三項功能可供用戶使用，分別是“故障探測”“絕緣分析”“電流檢測”，三項功能可通過功能鍵進(jìn)行切換。(3. 1).故障探測功能，設(shè)備內(nèi)部設(shè)定了不同電壓等級系統(tǒng)的支路接地阻抗檢測門限值，當(dāng)支路絕緣故障小于該門限值時，檢測結(jié)果顯示接地故障告警信號，并告之接地故障點方向；當(dāng)支路絕緣故障大于該門限值時，檢測結(jié)果顯示非接地信號；同時，為方便用戶判斷被測支路的絕緣狀況，測試結(jié)果還將顯示檢測的絕緣量化指數(shù)，絕緣指數(shù)越高表示絕緣情況越差，越低表示絕緣情況越好。設(shè)備接地檢測門限表如下所示
權(quán)利要求1.一種便攜式直流接地故障查找儀，其特征在于包括工作時和直流系統(tǒng)連接的分析儀(1)和對被測回路進(jìn)行檢測的探測裝置(2)，其中，所述分析儀(1)包括分析儀殼體、設(shè)置在分析儀殼體上的分析儀顯示屏和分析儀控制功能鍵、設(shè)置在分析儀殼體內(nèi)的分析儀信號采集分析模塊、分析儀顯示模塊、分析儀無線通信模塊及分析儀告警模塊；分析儀信號采集分析模塊將被測系統(tǒng)的正對地電壓、負(fù)對地電壓及正負(fù)電壓進(jìn)行采集，經(jīng)計算處理后由分析儀顯示模塊進(jìn)行顯示；分析儀顯示模塊除顯示正對地電壓、負(fù)對地電壓、系統(tǒng)電壓外，還顯示系統(tǒng)平衡橋大小、系統(tǒng)絕緣阻抗大小信息； 分析儀無線通信模塊將系統(tǒng)電壓信息及信號同步信息通過無線方式傳送給探測儀(21)； 分析儀告警模塊根據(jù)分析結(jié)果給出聲光報警信息；所述探測裝置⑵包括探測儀(21)及與探測儀(21)連接的可開合電流傳感器(22)， 所述探測儀(21)包括探測儀殼體、設(shè)置在探測儀殼體上的探測儀顯示屏和探測儀控制功能鍵、設(shè)置在探測儀殼體內(nèi)的探測儀信號采集分析模塊、探測儀顯示模塊、探測儀無線通信模塊及探測儀告警模塊，所述可開合電流傳感器(22)的傳感線的一端伸進(jìn)探測儀殼體中與探測儀(21)固定連接，所述可開合電流傳感器(22)的探測端設(shè)有一反饋線圈(23)，反饋線圈(23)的內(nèi)側(cè)標(biāo)有從外往內(nèi)的方向標(biāo)示箭頭(24)，反饋線圈(23)用于增大探測儀的檢測電流范圍，方向標(biāo)示箭頭(24)用于判斷故障點位置；探測儀顯示模塊可顯示被測回路的電流大小、絕緣阻抗大小、支路狀態(tài)及絕緣指數(shù)及故障點方向等信息；探測儀無線通信模塊用于與分析儀(1)進(jìn)行通信，接收分析儀(1)傳輸?shù)南到y(tǒng)信息及同步信息；探測儀告警模塊根據(jù)探測儀信號采集分析模塊分析結(jié)果提供聲光報警信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流接地故障查找儀，其特征在于所述分析儀無線通信模塊和探測儀無線通信模塊均為具有發(fā)射信號和接收信號功能的雙向數(shù)傳模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流接地故障查找儀，其特征在于所述分析儀(1)有三個接線端，分別接入直流系統(tǒng)母線的正極、負(fù)極與地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的直流接地故障查找儀，其特征在于所述分析儀(1)殼體后板設(shè)有三個按鈕，三個按鈕的開關(guān)狀態(tài)可對分析儀(1)的工作模式進(jìn)行調(diào)整。
專利摘要本實用新型涉及一種便攜式直流接地故障查找儀，包括分析儀和探測裝置，分析儀對被測系統(tǒng)的正對地電壓、負(fù)對地電壓及正負(fù)電壓進(jìn)行采集并計算處理后顯示正對地電壓、負(fù)對地電壓、系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)平衡橋大小、系統(tǒng)絕緣阻抗大小信息；分析儀將電壓及信號同步信息無線傳送給探測儀；探測裝置包括探測儀及開合電流傳感器，傳感線伸進(jìn)探測儀殼體中與探測儀固定連接，探測儀顯示電流和絕緣阻抗大小、支路狀態(tài)、絕緣指數(shù)及故障點方向等信息；探測儀與分析儀進(jìn)行無線通信，接收分析儀傳輸?shù)南到y(tǒng)信息及同步信息。精準(zhǔn)查找各電壓等級直流系統(tǒng)中的間接接地、非金屬接地、環(huán)路接地、正負(fù)同時接地、正負(fù)平衡接地、交直流串電、多點接地等絕緣故障。
文檔編號G01R31/02GK202177680SQ20112030756
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者曾建斌, 王偉, 趙應(yīng)龍 申請人:廣州優(yōu)維電子科技有限公司