一種快速查找電氣設(shè)備接地故障點的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速查找電氣設(shè)備接地故障點的方法，該方法是使用電氣回路接地故障快速測試儀，它由轉(zhuǎn)換器、信號操作箱和相角儀3部分組成，轉(zhuǎn)換器的主回路分別與信號操作箱和相角儀的電路連接，由信號操作箱的操作面板上的電源開關(guān)、啟動按鈕、調(diào)整旋鈕進行操作、控制，利用該設(shè)備探測電流互感器位置發(fā)生的變化，找到故障點。本發(fā)明方法主要應(yīng)用于大中型電氣設(shè)備尋找故障點、汽輪發(fā)電機定子與轉(zhuǎn)子、各種大中型電機定子與轉(zhuǎn)子；電纜或架空線接地故障，也用于控制回路，能將電氣設(shè)備區(qū)分各相每一匝并可測試各點電流的電氣設(shè)備；具有操作簡便、快捷準確的優(yōu)點。適用于應(yīng)用、制造、安裝大、中型電氣設(shè)備的故障點探測。
【專利說明】一種快速查找電氣設(shè)備接地故障點的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電故障的探測裝置，具體來說，涉及電氣接地故障點的探測裝置。
技術(shù)背景
[0002]電氣接地是電氣設(shè)備常見的一種故障。由于大中型電氣設(shè)備(如發(fā)電機、轉(zhuǎn)子、電纜、架空線等)，其電阻很小，相當(dāng)于一顆導(dǎo)體，傳統(tǒng)的電橋原理法、跨步電壓法等均不能精確定位接地故障點。故障點不能精確定位、查找時間長，對設(shè)備破壞大，當(dāng)汛期或用電高峰期可能造成水電站棄水，其他電站發(fā)電量減少，重要負荷產(chǎn)品質(zhì)量降低或成為廢品，造成極大的經(jīng)濟損失。
[0003]中國專利數(shù)據(jù)庫中，與檢測電氣接地故障的申請件多達上百件，例如200410024237.X號《直流電源系統(tǒng)接地故障檢測方法及其檢測電路》、200510016286.3號《小電流接地系統(tǒng)輸電線路單相接地故障的測距方法》、200610054472.0號《配電系統(tǒng)單相接地的故障選線方法》、200710034543.5號《配電網(wǎng)接地故障電流測量方法》、200810081490.7號《小電流系統(tǒng)單相接地故障選線的一種方法》、201010211445.6號《一種橋架電纜接地故障檢測方法》、201110245293.6號《一種發(fā)電機定子繞組單相接地故障定位方法》、201210112373.9號《小電流接地系統(tǒng)單相接地故障區(qū)段定位方法》、201310042968.6號《一種輸電線路單相接地故障類型診斷方法》等。眾多專利技術(shù)各有特點。但人們還在繼續(xù)開發(fā)更新的技術(shù)和設(shè)備，以在更短的時間內(nèi)找出故障點，快速恢復(fù)供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種快速查找電氣設(shè)備接地故障點的方法，實現(xiàn)在極短時間內(nèi)找出故障點，快速恢復(fù)供電。
[0005]發(fā)明人提供的快速查找電氣設(shè)備接地故障點的方法，是基于基爾霍夫電流定理和電力系統(tǒng)大中型設(shè)備差動保護原理、電容元件、電感元件及電阻元件的相角特性研制出一種專用設(shè)備——電氣回路接地故障快速測試儀，它由轉(zhuǎn)換器、信號操作箱和相角儀3部分組成，轉(zhuǎn)換器中安裝有主回路的各種元件；信號操作箱里有主回路的調(diào)壓器、顯示儀表、相角測量儀及3塊集成電路板和I塊操作面板；相角儀的采集部分即柔性電流變換器；轉(zhuǎn)換器的主回路分別與信號操作箱和相角儀的電路連接，由信號操作箱的操作面板上的電源開關(guān)、啟動按鈕、調(diào)整旋鈕進行操作、控制；利用該專用設(shè)備探測電流互感器位置發(fā)生的變化，找到故障點。
[0006]該專用設(shè)備的原理是利用電子元件原理，電容、電阻、電感的相位差別在極小范圍確定電流差和相角差，精確判斷故障點；設(shè)備中的電路由于巧妙地應(yīng)用了基爾霍夫電流定理，使被試品中流過電流靠L側(cè)與靠C側(cè)數(shù)值不等且相位不一樣；因此，找到故障點的具體方法是用專用的柔性開口，電流互感器由人將L側(cè)或C側(cè)任何一點電流送至相位比較器中進行比較，最后利用二分法或黃金分割法能很快將故障點找到。
[0007]發(fā)明人指出:基爾霍夫電流定律是確定電路中任意節(jié)點處各支路電流之間關(guān)系的定律，因此又稱為節(jié)點電流定律，它的內(nèi)容為:在任一瞬時，流向某一結(jié)點的電流之和恒等
于由該結(jié)點流出的電流之和，即=Hwt)出。差動保護原理其簡要原理
是當(dāng)在保護范圍內(nèi)故障時其差流較大，保護裝置能可靠動作，瞬時切除故障；當(dāng)保護范圍外故障或振蕩等擾動時差動電流較小，裝置可靠不動作。對于保護對象的不同，其不平衡電流的計算方法略有不同，且其制動原理也不盡相同，但其保護原理均是在保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，其差流較大，裝置動作，當(dāng)區(qū)外暫態(tài)穩(wěn)定或區(qū)外故障時差動電流較小，裝置不動作。
[0008]上述主回路的各種元件是自動空氣開關(guān)、兩個熔斷器、調(diào)壓器、3個電阻、I個電容器和I個電感。
[0009]上述二分法是在故障相分兩半，先判斷故障點哪一半，具體方法是CTl測故障相的一端，CT2在繞相的1/2處，比較CT1、CT2的測試電流，先判斷出故障點在哪一半，再繼續(xù)用二分法查找故障點，如此下去很快能將故障點找到。
[0010]上述黃金分割法是將故障相分為0.618段和0.382段，具體方法是CTl測故障相的一端，CT2在繞相的0.618段(或0.382)處，比較CT1、CT2的測試電流，先判斷出故障點在哪一段，再繼續(xù)用此法查找故障點，如此下去很快能將故障點找到。
[0011]發(fā)明人又指出:二分法或黃金分割法對于查找出故障點各有優(yōu)缺點，在實踐中可根據(jù)具體的電氣設(shè)備和可能產(chǎn)生故障的具體部位選用其中一種方法。
[0012]本發(fā)明方法主要應(yīng)用于大中型電氣設(shè)備尋找故障點，如水輪發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子；汽輪發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子；各種大中型電機定子、轉(zhuǎn)子；電纜、架空線接地故障，也可應(yīng)用于控制回路及能將電氣設(shè)備區(qū)分各相每一匝并可用試驗方法測試各點電流的電氣設(shè)備。具有操作簡便、快捷準確的優(yōu)點。適用于應(yīng)用、制造、安裝大、中型電氣設(shè)備的故障點探測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為主回路的電路圖，其中KK為自動開關(guān)，RD為熔斷器，R為電阻，C為電容，TYQ為調(diào)壓器，L為電感，BSP為被試品；圖2為轉(zhuǎn)換器原理圖；圖3為電源電路圖；圖4為操作面板示意圖，圖4中I為液晶顯示屏,2為功能顯示燈,3為啟動按鈕,4為停止按鈕,5為調(diào)整旋鈕，6為接地插孔，7為天線插孔，8為被測試導(dǎo)線插孔，9為CT前置處理器插孔，10為USB接口，11為工作狀態(tài)指示燈，12為保險絲，13為電源線插孔，14為電源開關(guān)。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:一臺電氣回路接地故障快速測試儀，它由轉(zhuǎn)換器、信號操作箱和相角儀3部分組成，轉(zhuǎn)換器中安裝有主回路的各種元件；信號操作箱里有3塊集成電路板和I塊操作面板；相角儀即柔性電流變通器；轉(zhuǎn)換器的主回路分別與信號操作箱和相角儀的電路連接，由信號操作箱的操作面板上的電源開關(guān)、啟動按鈕、調(diào)整旋鈕進行操作、控制，利用該專用設(shè)備探測電流互感器位置發(fā)生的變化，找到故障點。該測試儀的技術(shù)參數(shù)為:
1.電源:AC380V (A-B) 50-60Hz
2.輸出電壓:AC0-50(連續(xù)可調(diào))
3.輸出電流:2A
4.相位測量范圍:0-360° 5.顯示器:240X 128液晶屏
6.功耗:115ff
7.外形尺寸:438X 325 X 218mm
8.質(zhì)量:18kg
實施例2:精確判斷故障點的具體方法是用專用的柔性開口，電流互感器由人將L側(cè)或C側(cè)任何一點電流送至相位比較器中進行比較，最后利用二分法或黃金分割法能很快將故障點找到。
[0015]實施例3:具體操作方法:
選配筆記本電腦并安裝驅(qū)動和應(yīng)用程序:用USB聯(lián)接線將儀器與電腦聯(lián)接，提示發(fā)現(xiàn)新硬件；將隨機附帶的光盤放入光驅(qū)，安裝RS232-USB驅(qū)動程序和儀器驅(qū)動程序；電源開關(guān)置于關(guān)閉位置，輸出電壓調(diào)整旋鈕置于零位；調(diào)整儀器的初始狀態(tài)；接通電源，打開電源開關(guān)，液晶顯示屏亮并顯示初始化界面，零位指示燈亮；若零位指示燈不亮，則是輸出電壓調(diào)整旋鈕不在零位，保護電路互鎖，儀器不能啟動，請將輸出電壓調(diào)整旋鈕置于零位，零位指示燈亮；按下啟動鈕，啟動指示燈亮，順時針方向緩慢旋動輸出電壓調(diào)整旋鈕，零位指示燈熄滅，儀器有電壓輸出，液晶顯示屏有電壓、電流、相位值顯示，當(dāng)電流值達到0.5A-1A左右時，儀器進入正常工作狀態(tài):相位顯示360°左右。將故障報警接收器電源打開，若其發(fā)聲并且燈光閃動，則接線有錯，應(yīng)按上圖接線并注意顏色對應(yīng)，若接線正確故障報警接收器不發(fā)聲和燈光不閃動，且相位指示為360°左右。按初始狀態(tài)接線圖虛線所示，用導(dǎo)線連接兩點，(即模擬中間有接地故障)故障報警接收器發(fā)聲和燈光閃動，且相位指示為180°左右。用USB聯(lián)線連接儀器與電腦，點擊測試圖標(biāo)打開儀器工作界面，進行正常測試。
[0016]實施例4發(fā)電機定子直流耐壓時泄漏偏大原因查找及處理
定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗?zāi)莒`敏的反應(yīng)瓷質(zhì)絕緣的裂紋、夾層絕緣的內(nèi)部受潮及局部松散斷裂、絕緣的沿面炭化等，對發(fā)現(xiàn)定子繞組端部及手包絕緣的局部缺陷很靈敏。直流泄漏偏大的主要原因為端部絕緣盒或手包絕緣部分有局部缺陷。傳統(tǒng)的方法是表面電位法，測試水輪發(fā)電機端部絕緣盒及手包絕緣的表面電位，但存在安全隱患，對人和設(shè)備均不安全。在此使用差動原理法
測試方法:包好發(fā)電機上部(或下部)并頭套，接線后裝置上電，調(diào)整好試驗回路電流。用移動接地棒接觸所包導(dǎo)電體，觀察電流及CT角度變化情況，可方便地確定絕緣薄弱點。
[0017]實施例5定子繞組直接接地查找
定子繞組接地是發(fā)電機常見的一種故障，其中定子繞組的單相接地故障尤為常見。對于大中型發(fā)電機中性點不接地或經(jīng)高阻抗接地的定子繞組，由于單相接地故障并不產(chǎn)生較大的故障電流，所以定子繞組單相接地保護通常只發(fā)信號或延時跳閘。但應(yīng)注意到發(fā)電機單相接地故障往往是相間或匝間短路的先兆，因此，對于定子繞組接地只發(fā)信號的機組應(yīng)立即通知有關(guān)部門停機處理，對于延時跳閘的發(fā)電機組應(yīng)立即查清故障并排除后，方可投運。
[0018]測試方法:接線后裝置上電，調(diào)整好試驗回路電流:按二分法或黃金分割法原則移動電流測試探頭；二分法就是在故障相繞相的1/2處測試電流，先判斷出故障點在哪一半，再繼續(xù)用二分法查找故障點，如此下去最終總能將故障點找到；黃金分割法:在故障相繞組全長的0.618倍處測試電流，先判斷出故障點在哪一半，再繼續(xù)用此法查找故障點。
[0019]實施例6凸極機轉(zhuǎn)子接地 測試方法同實施例4。
[0020]實施例7電纜故障的測試
多芯電纜按單芯電纜方式，一芯一芯的查找；測試方法同實施例4。
[0021 ] 實施例8 無干擾饋線的測試
本方法僅用無干擾饋線上，對于有干擾的復(fù)雜線路，為保證試驗安全，建議不采用；但若能確認線路無干擾電壓產(chǎn)生，也可用本方法。
[0022]測試方法同實施例4。
[0023]上述實施例的使用條件:環(huán)境溫度-25 V?50°C，海拔高度一般不超過2000m，濕度:最濕月的平均濕度為90%，同時該月的月平均最低溫度為25°C。使用場所應(yīng)無嚴重影響絕緣的氣體，蒸汽，化學(xué)性沉積，灰塵，污垢及其它爆炸性侵蝕介質(zhì)，使用場所應(yīng)無嚴重的振動和顛簸。
[0024]使用注意事項:①使用時，工作人員宜穿絕緣鞋、戴絕緣手套被試品(或試驗設(shè)備)應(yīng)充分放電處于檢修狀態(tài)(低壓控制回路除外);③接地線應(yīng)可靠接地；④試驗時不得少于兩人；⑤接線應(yīng)規(guī)整，不纏繞。
【權(quán)利要求】
1.一種快速查找電氣設(shè)備接地故障點的方法，其特征在于:該方法是基于基爾霍夫電流定理和電力系統(tǒng)大中型設(shè)備差動保護原理、電容元件、電感元件及電阻元件的相角特性研制出一種專用設(shè)備一電氣回路接地故障快速測試儀，它由轉(zhuǎn)換器、信號操作箱和相角儀3部分組成，轉(zhuǎn)換器中安裝有主回路的各種元件；信號操作箱里有主回路的調(diào)壓器、顯示儀表、相角測量儀及3塊集成電路板和I塊操作面板；相角儀的采集部分即柔性電流變換器；轉(zhuǎn)換器的主回路分別與信號操作箱和相角儀的電路連接，由信號操作箱的操作面板上的電源開關(guān)、啟動按鈕、調(diào)整旋鈕進行操作、控制；利用該專用設(shè)備探測電流互感器位置發(fā)生的變化，找到故障點。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述找到故障點的具體方法是:用專用的柔性開口，電流互感器由人將L側(cè)或C側(cè)任何一點電流送至相位比較器中進行比較，最后利用二分法或黃金分割法能很快將故障點找到。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述主回路的各種元件是自動空氣開關(guān)、兩個熔斷器、調(diào)壓器、3個電阻、I個電容器和I個電感。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述二分法是在故障相分兩半，先判斷故障點哪一半，具體方法是CTl測故障相的一端，CT2在繞相的1/2處，比較CTl、CT2的測試電流，先判斷出故障點在哪一半，再繼續(xù)用二分法查找故障點，如此下去很快能將故障點找到。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述黃金分割法是將故障相分為0.618段和.0.382段，具體方法是CTl測故障相的一端，CT2在繞相的0.618段或0.382處，比較CTl、CT2的測試電流，先判斷出故障點在哪一段，再繼續(xù)用此法查找故障點，如此下去很快能將故障點找到。
【文檔編號】G01R31/02GK103777108SQ201310503829
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】黃政 申請人:黃政