一種短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備和系統(tǒng)，包括：三個(gè)帶電指示裝置，分別與連接至三相電的三個(gè)高壓絕緣子連接，該設(shè)備還包括：三個(gè)電阻和三個(gè)電容；其中，所述三個(gè)電容的一端作為三個(gè)輸入端并分別與三個(gè)高壓絕緣子連接，三個(gè)電容的另一端分別作為三個(gè)輸出端并分別經(jīng)由三個(gè)電阻接地，以在出現(xiàn)兩相或三相短路故障的情況下在相應(yīng)輸出端得到短路故障行波信號(hào)。本實(shí)用新型將三個(gè)電容的一端分別與連接至三相電的三個(gè)高壓絕緣子連接，另一端可以在輸出端有效提取到所需的短路故障行波信號(hào)，并且在線路的主供端和備供端的隔離開(kāi)關(guān)的下側(cè)分別設(shè)置的短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備可以作為行波測(cè)距的行波提取設(shè)備。
【專利說(shuō)明】一種短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及短路故障行波信號(hào)提取技術(shù)，具體地，涉及一種短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路電力貫通線是一個(gè)沿鐵路敷設(shè)的單一輻射網(wǎng)，各配(變)電所沿線基本均勻分布，并且互相連接，構(gòu)成手拉手供電方式。鐵路電力貫通線承擔(dān)著除牽引供電以外所有鐵路負(fù)荷的供電任務(wù)，包括信號(hào)系統(tǒng)、生產(chǎn)、車站、供水系統(tǒng)以及生活等鐵路用電負(fù)荷，其供電可靠性直接影響鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行。
[0003]通常，對(duì)兩相或三相短路故障的行波的提取提出了以下方法:通過(guò)安裝在電力貫通線路兩側(cè)配電室內(nèi)的電流互感器、電壓互感器進(jìn)行提取。但通過(guò)大量實(shí)踐，此提取方法基本不能達(dá)到所需的效果，甚至提取不到所需的短路故障行波信號(hào)。現(xiàn)有技術(shù)采用的方法存在以下問(wèn)題:
[0004](I)監(jiān)測(cè)接地行波信號(hào)的電流互感器和電壓互感器等的工頻為50Hz，而行波信號(hào)為200K-2MHZ的高頻信號(hào)，所以難以有效進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0005]( 2 )如果通過(guò)電流互感器和電壓互感器提取行波信號(hào)，那么電流互感器或電壓互感器將需要串接或并接保護(hù)、計(jì)量、儀表等設(shè)備，并需要通過(guò)保護(hù)裝置連接高壓開(kāi)關(guān)柜電磁操作回路，及通過(guò)約2.5平方獨(dú)股銅線制成的連接線來(lái)連接，這些連接線相互之間干擾非常嚴(yán)重，并且，開(kāi)關(guān)操作電磁線圈的電磁耦合對(duì)行波高頻的分流和干擾也非常嚴(yán)重；
[0006](3)鐵路電力貫通線路的一端作為主供端，另一端作為備供端，所以電流互感器或電壓互感器回路與電力線路之間經(jīng)常因處于斷開(kāi)狀態(tài)而無(wú)電氣連接，所以也無(wú)法作為檢測(cè)行波信號(hào)的裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備和系統(tǒng)，用于解決電力傳輸線路中兩相或三相短路時(shí)的短路故障行波信號(hào)的提取問(wèn)題。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備，包括:三個(gè)帶電指示裝置，分別與連接至三相電的三個(gè)高壓絕緣子連接，用于指示所述三相電的通斷，該設(shè)備還包括:三個(gè)電阻和三個(gè)電容；其中，所述三個(gè)電容的一端作為三個(gè)輸入端并分別與所述三個(gè)高壓絕緣子連接，所述三個(gè)電容的另一端分別作為三個(gè)輸出端并分別經(jīng)由所述三個(gè)電阻接地，以在出現(xiàn)兩相或三相短路故障的情況下在相應(yīng)輸出端得到短路故障行波信號(hào)。
[0009]優(yōu)選地，所述電容為可調(diào)電容。
[0010]優(yōu)選地，該設(shè)備還包括:三個(gè)鉗位雙向二極管，分別跨接在所述三個(gè)電阻的兩側(cè)，以用于限幅。
[0011]優(yōu)選地，該設(shè)備還包括:行波信號(hào)顯示裝置，連接至所述三個(gè)輸出端，用于顯示所述短路故障行波信號(hào)。
[0012]優(yōu)選地，所述行波信號(hào)顯示裝置為示波器。
[0013]優(yōu)選地，所述三個(gè)輸入端與所述三個(gè)高壓絕緣子之間的線路和所述三個(gè)輸出端與行波信號(hào)顯示裝置之間的線路采用屏蔽電纜。
[0014]優(yōu)選地，該設(shè)備外部裝有屏蔽金屬外殼。
[0015]相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提供了一種短路故障行波信號(hào)提取系統(tǒng)，包括:以上所述的設(shè)備，其中，在電力貫通線路的主供端和備供端的高壓絕緣子的下側(cè)分別設(shè)置一所述短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備。
[0016]通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型將三個(gè)電容的一端分別與連接至三相電的三個(gè)高壓絕緣子連接，另一端分別通過(guò)三個(gè)電阻接地，同時(shí)三個(gè)電容的另一端作為短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備的三個(gè)輸出端，通過(guò)三個(gè)電容的濾波作用，可以在輸出端有效提取到所需的短路故障行波信號(hào)，并且在傳輸線路的主供端和備供端的高壓絕緣子的下側(cè)分別設(shè)置的短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備可以作為行波測(cè)距的行波提取設(shè)備。
[0017]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本實(shí)用新型提供的短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備的原理圖；以及
[0020]圖2是本實(shí)用新型提供的短路故障行波信號(hào)提取系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0022]圖1是本實(shí)用新型提供的短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備的原理圖，如圖1所示，該設(shè)備可以包括三個(gè)帶電顯示裝置及三個(gè)電阻Rl、R2、R3和三個(gè)電容C31、C32、C33，其中，三個(gè)帶電顯示裝置分別與連接至三相電A、B、C的三個(gè)高壓絕緣子Jl、J2、J3連接，以用于指示三相電路中的三相電A、B、C的通斷。三個(gè)電容C31、C32、C33的一端作為三個(gè)輸入端并分別與連接至三相電A、B、C的三個(gè)高壓絕緣子Jl、J2、J3連接，三個(gè)電容C31、C32、C33的另一端分別作為三個(gè)輸出端并分別經(jīng)由三個(gè)電阻Rl、R2、R3接地。在發(fā)生兩相或三相短路故障的情況下，可以在三個(gè)輸出端中的兩個(gè)相應(yīng)的輸出端或三個(gè)輸出端得到短路故障行波信號(hào)。
[0023]其中，帶電指示裝置包括一電阻、一電容和一指示燈，電路連接關(guān)系如下:電容的一端與一個(gè)高壓絕緣子連接，電容的另一端接地，電阻與指示燈串聯(lián)連接后跨接在電容的兩端。
[0024]在發(fā)生兩相或三相短路故障的情況下，短路的兩相或三相線電壓發(fā)生驟變，會(huì)在三個(gè)輸出端中的兩個(gè)或三個(gè)輸出端產(chǎn)生脈沖形式的頻率為200K-20MHZ的高頻的短路故障行波信號(hào)，產(chǎn)生的短路故障行波信號(hào)以光速傳播至本實(shí)施方式提供的設(shè)備的輸入端，并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的電容。其中，由于電容對(duì)高頻信號(hào)的低阻抗作用使得行波的電壓主要由對(duì)應(yīng)的電阻進(jìn)行分壓，因而從相應(yīng)的輸出端可以得到高頻的短路故障行波信號(hào)。例如，假設(shè)B相和C相短路，所產(chǎn)生的短路故障行波信號(hào)將經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的電容C31和C32，行波的電壓主要由對(duì)應(yīng)的電阻Rl和R2進(jìn)行分壓，并在連接至電容C31和C32的輸出端得到高頻的短路故障行波信號(hào)。三個(gè)電阻R1、R2、R3的電阻值可以為10ΚΩ。
[0025]為了能夠適應(yīng)不同電抗參數(shù)的貫通電力線路，以上三個(gè)電容C31、C32、C33可以采用可調(diào)電容。三個(gè)電容C31、C32、C33的參數(shù)應(yīng)根據(jù)可以很好地提取頻段在200K-2MHZ的高頻行波信號(hào)而進(jìn)行設(shè)置，從而還可以有效避免該頻段以外的其他信號(hào)的干擾。三個(gè)電容C31、C32、C33的電容值可以為50-120PF。
[0026]為了對(duì)瞬間過(guò)電壓進(jìn)行限幅，還可以分別在三個(gè)電阻Rl、R2、R3的兩端跨接一雙向鉗位二極管TVS1、TVS2、TVS3，這樣可以對(duì)幅值過(guò)大的高頻行波進(jìn)行限幅，從而可以為后續(xù)的信號(hào)處理裝置提供合適幅值的行波信號(hào)。此外，行波信號(hào)的極性與故障瞬間的電網(wǎng)參數(shù)有關(guān)，因而每次發(fā)生故障時(shí)行波信號(hào)的極性可能不同，所以本實(shí)用新型采用了雙向鉗位
二極管。
[0027]在本實(shí)用新型提供的短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備的三個(gè)輸出端可以連接行波信號(hào)顯示裝置，該行波信號(hào)顯示裝置用于顯示短路故障行波信號(hào)，并且還可以知道是哪兩相發(fā)生了短路或者是三相均發(fā)生了短路。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以將三個(gè)輸出端接入同一行波信號(hào)顯示裝置共同進(jìn)行顯示，也可以將三個(gè)輸出端分別接入三個(gè)行波信號(hào)顯示裝置分別進(jìn)行顯示。行波信號(hào)顯示裝置可以為示波器。
[0028]優(yōu)選情況下，三個(gè)輸入端與三個(gè)高壓絕緣子Jl、J2、J3之間的線路和三個(gè)輸出端與行波信號(hào)顯示裝置之間的線路均采用屏蔽電纜，以防止外界的干擾。此外，可以在由三個(gè)電阻Rl、R2、R3、三個(gè)電容C31、C32、C33及三個(gè)雙向鉗位二極管TVS 1、TVS2、TVS3構(gòu)成的電路外部安裝屏蔽金屬外殼。屏蔽金屬外殼的作用是防止線路相互之間的干擾。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，屏蔽金屬外殼需要接地，以提高設(shè)備的抗干擾能力。
[0029]需要說(shuō)明的是，為了施工和維護(hù)方便，圖1中所示的實(shí)施方式采用了端子排1，其中，端口 a、b、c與端口 a’、b’、c’對(duì)應(yīng)。
[0030]圖2是本實(shí)用新型提供的短路故障行波信號(hào)提取系統(tǒng)的示意圖，如圖2所示，在鐵路電力貫通線路的主供端和備供端的高壓絕緣子的下側(cè)分別安裝了一短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備。其中，該系統(tǒng)主要用于鐵路電力貫通線路供電系統(tǒng)中。
[0031]在發(fā)生短路故障的情況下，短路故障行波信號(hào)的傳播速度為光速，可以根據(jù)主供端和備供端接收到短路故障行波信號(hào)的時(shí)間差來(lái)判斷短路故障發(fā)生的位置，即可以用于行波測(cè)距。
[0032]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0033]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案直接從高壓回路耦合，與采用電流互感器、電壓互感器提取短路故障行波信號(hào)相比，本實(shí)用新型提供的設(shè)備不經(jīng)保護(hù)、測(cè)量、控制等回路，減少了信號(hào)干擾，不需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行接線改造，而且設(shè)備體積小，安裝方便，并且在進(jìn)行行波測(cè)距時(shí)不受主供端和備供端供電關(guān)系的影響。
[0034]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0035]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備，包括:三個(gè)帶電指示裝置，分別與連接至三相電的三個(gè)高壓絕緣子連接，用于指示所述三相電的通斷，其特征在于，該設(shè)備還包括: 三個(gè)電阻和三個(gè)電容； 其中，所述三個(gè)電容的一端作為三個(gè)輸入端并分別與所述三個(gè)高壓絕緣子連接，所述三個(gè)電容的另一端分別作為三個(gè)輸出端并分別經(jīng)由所述三個(gè)電阻接地，以在出現(xiàn)兩相或三相短路故障的情況下在相應(yīng)輸出端得到短路故障行波信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述電容為可調(diào)電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括: 三個(gè)鉗位雙向二極管，分別跨接在所述三個(gè)電阻的兩側(cè)，以用于限幅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括: 行波信號(hào)顯示裝置，連接至所述三個(gè)輸出端，用于顯示所述短路故障行波信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述行波信號(hào)顯示裝置為示波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述三個(gè)輸入端與所述三個(gè)高壓絕緣子之間的線路和所述三個(gè)輸出端與行波信號(hào)顯示裝置之間的線路采用屏蔽電纜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備外部裝有屏蔽金屬外殼。
8.一種短路故障行波信號(hào)提取系統(tǒng)，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備， 其中，在鐵路電力貫通線路的主供端和備供端的高壓絕緣子的下側(cè)分別設(shè)置一所述短路故障行波信號(hào)提取設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK203519767SQ201320642336
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】曹廣河, 張志剛, 何占元, 孟繁宏, 侯宏花 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司