本實(shí)用新型涉及一種離線式直流接地快速查找儀。

背景技術(shù)：

變電站/換流站低壓直流系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著為站內(nèi)設(shè)備提供工作電源的重要任務(wù)，低壓直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行直接危及到站內(nèi)一二次設(shè)備的安全運(yùn)行。直流系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的電源，它不受發(fā)電機(jī)、廠用電及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源—蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。

直流系統(tǒng)接地是一種易發(fā)生且對(duì)電力系統(tǒng)危害較大的故障，直流接地故障一般受天氣影響較大，特別是雨、雪天氣后，由于各端子箱、機(jī)構(gòu)箱等密封不嚴(yán)，二次直流回路很有可能因受潮而造成接地。由于絕緣問題造成的直流接地故障時(shí)有發(fā)生，目前已經(jīng)加大了端子箱、機(jī)構(gòu)箱等設(shè)備絕緣性的整改措施，但是大范圍雨、雪天氣后，仍可能會(huì)出現(xiàn)二次直流回路受潮造成接地，這種故障很難根除。

目前查找低壓直流系統(tǒng)接地故障的位置，一般有兩種方法。第一種方法采用以下流程：1、由絕緣監(jiān)察裝置確定故障支路或采用“拉路法”確定故障支路；2、通過“解線”方法確定故障點(diǎn)。第二種方法則是采用市場(chǎng)上的在線式直流接地快速查找儀（下文簡(jiǎn)稱在線查找儀）進(jìn)行故障點(diǎn)排查。上述兩種方法存在以下缺陷：1、工作量大，需要耗費(fèi)大量的人力物力；2、涉及到直流系統(tǒng)控制回路的拆接線，安全風(fēng)險(xiǎn)極高；3、站內(nèi)存在較多的高阻接地隱患，而目前市場(chǎng)上的在線查找儀對(duì)于分布電容較大的系統(tǒng)發(fā)生高阻接地故障（150kΩ以上）時(shí)無法做到準(zhǔn)確定位；4、現(xiàn)有查找低壓直流系統(tǒng)接地故障的方法都需要低壓直流系統(tǒng)提供電源，在停電情況下無法進(jìn)行故障點(diǎn)查找工作。

有鑒于此，確有必要提供一種離線式直流接地快速查找儀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種離線式直流接地快速查找儀，能以離線的方式對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行故障查找，且可快速準(zhǔn)確查找到分布電容較大的系統(tǒng)發(fā)生高阻接地故障的位置，不會(huì)對(duì)直流電源系統(tǒng)造成任何影響。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：

一種離線式直流接地快速查找儀，其包括信號(hào)發(fā)生裝置和手持探測(cè)器，信號(hào)發(fā)生裝置用于向直流系統(tǒng)故障支路輸入電流信號(hào)，手持探測(cè)器用于檢測(cè)所述故障支路的電流信號(hào)；信號(hào)發(fā)生裝置包括第一CPU、信號(hào)輸出回路以及信號(hào)采樣回路，第一CPU設(shè)有外部電源，信號(hào)輸出回路包括第一DAC模塊、第一放大電路以及電流信號(hào)輸出模塊，信號(hào)采樣回路包括第一采樣模塊、第二放大電路以及第一ADC模塊，第一CPU的一輸出端口依次經(jīng)第一DAC模塊、第一放大電路后與電流信號(hào)輸出模塊連接，第一CPU的一輸入端口依次經(jīng)第一ADC模塊、第二放大電路后與第一采樣模塊連接。

在使用時(shí)，信號(hào)發(fā)生裝置的電流信號(hào)輸出模塊連接在直流系統(tǒng)故障支路的正極線或負(fù)極線的輸入端上，采樣模塊連接在直流系統(tǒng)故障支路的接地線上，由CPU通過電流信號(hào)輸出模塊向直流系統(tǒng)故障支路的正極線或負(fù)極線輸出一個(gè)電流信號(hào)，如果采樣模塊接收到該電流信號(hào)，則判斷該故障支路發(fā)生接地故障。接著利用手持探測(cè)器與故障支路正極線或負(fù)極線的某點(diǎn)連接，如果此時(shí)手持探測(cè)器監(jiān)測(cè)到由電流信號(hào)輸出模塊輸出的電流信號(hào)，則判斷故障接地點(diǎn)位于手持探測(cè)器與電流信號(hào)輸出模塊之間，否則判斷故障接地點(diǎn)不在手持探測(cè)器與電流信號(hào)輸出模塊之間，依次類推直至找到故障接地點(diǎn)的具體位置。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述手持探測(cè)器包括電流表、第二采樣模塊、第二濾波電路、第三放大電路、第二ADC模塊以及第二CPU，電流表的輸出端依次經(jīng)第二采樣模塊、第二濾波電路、第三放大電路、第二ADC模塊后與第二CPU的一輸入端口連接，手持探測(cè)器的第二CPU與信號(hào)發(fā)生裝置的第一CPU通過無線傳輸方式進(jìn)行通信。手持探測(cè)器通過電流表檢測(cè)到故障支路的電流信號(hào)并輸送到CPU進(jìn)行保存，方便查看和對(duì)比。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)采樣回路上設(shè)有第一濾波電路，第一濾波電路連接在第一采樣模塊與第二放大電路之間。設(shè)有濾波電路可以消除干擾信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)生裝置包括第一顯示模塊和觸摸控制模塊，第一顯示模塊和觸摸控制模塊分別與第一CPU連接。第一顯示模塊用于顯示故障點(diǎn)的查找結(jié)果，觸摸控制模塊用于對(duì)CPU進(jìn)行輸入性控制。

進(jìn)一步地，所述手持探測(cè)器包括第二顯示模塊，第二顯示模塊與第二CPU連接。第二顯示模塊用于顯示具體故障點(diǎn)的查找結(jié)果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型利用信號(hào)發(fā)生裝置向故障支路輸入一個(gè)電流信號(hào)，并通過信號(hào)采樣回路判斷故障支路是否存在接地故障，然后再用手持探測(cè)器確定具體的接地故障點(diǎn)；本實(shí)用新型以離線的方式對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行故障查找，能快速準(zhǔn)確查找到分布電容較大的系統(tǒng)發(fā)生高阻接地故障的位置，且不會(huì)對(duì)直流電源系統(tǒng)造成任何影響；本實(shí)用新型接線簡(jiǎn)單，縮短了查找時(shí)間，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型離線式直流接地快速查找儀的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型離線式直流接地快速查找儀信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型離線式直流接地快速查找儀手持探測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D1、2、3，一種離線式直流接地快速查找儀，其包括信號(hào)發(fā)生裝置1和手持探測(cè)器2，信號(hào)發(fā)生裝置1用于向直流系統(tǒng)故障支路輸入電流信號(hào)，手持探測(cè)器2用于檢測(cè)所述故障支路的電流信號(hào)。

請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2，信號(hào)發(fā)生裝置1包括第一CPU13、信號(hào)輸出回路12以及信號(hào)采樣回路11，第一CPU13設(shè)有外部電源16。

信號(hào)輸出回路12包括第一DAC模塊121、第一放大電路122以及電流信號(hào)輸出模塊123，第一CPU13的一輸出端口依次經(jīng)第一DAC模塊121、第一放大電路122后與電流信號(hào)輸出模塊123連接。

信號(hào)采樣回路11包括第一采樣模塊114、第二放大電路112以及第一ADC模塊111，第一CP13U的一輸入端口依次經(jīng)第一ADC模塊111、第二放大電路112后與第一采樣模塊連接114。

信號(hào)采樣回路11上還設(shè)有第一濾波電路113，第一濾波電路113連接在第一采樣模塊114與第二放大電路112之間。設(shè)有濾波電路可以消除干擾信號(hào)。

在本實(shí)施例中，信號(hào)發(fā)生裝置1包括第一顯示模塊14和觸摸控制模塊15，第一顯示模塊14和觸摸控制模塊15分別與第一CPU13連接。第一顯示模塊用于顯示故障點(diǎn)的查找結(jié)構(gòu)，觸摸控制模塊用于對(duì)CPU進(jìn)行輸入性控制。

手持探測(cè)器2包括電流表26、第二采樣模塊25、第二濾波電路24、第三放大電路23、第二ADC模塊22以及第二CPU21，電流表26的輸出端依次經(jīng)第二采樣模塊25、第二濾波電路24、第三放大電路23、第二ADC模塊22后與第二CPU21的一輸入端口連接。手持探測(cè)器通過電流表檢測(cè)到故障支路的電流信號(hào)并輸送到CPU進(jìn)行保存，方便查看和對(duì)比。

手持探測(cè)器2還包括第二顯示模塊27，第二顯示模塊27與第二CPU21連接。第二顯示模塊用于顯示具體故障點(diǎn)的查找結(jié)果。

在使用時(shí)，信號(hào)發(fā)生裝置的電流信號(hào)輸出模塊連接在直流系統(tǒng)故障支路的正極線或負(fù)極線的輸入端上，采樣模塊連接在直流系統(tǒng)站內(nèi)接地網(wǎng)的接地線上，由CPU通過電流信號(hào)輸出模塊向直流系統(tǒng)故障支路的正極線或負(fù)極線輸出一個(gè)電流信號(hào)，該電流信號(hào)依次經(jīng)故障支路—故障接地點(diǎn)—站內(nèi)接地網(wǎng)—信號(hào)發(fā)生裝置的接地點(diǎn)形成一個(gè)閉環(huán)回路，如果采樣模塊接收到該電流信號(hào)，則判斷該故障支路發(fā)生接地故障。接著利用手持探測(cè)器與故障支路正極線或負(fù)極線的某點(diǎn)連接，如果此時(shí)手持探測(cè)器監(jiān)測(cè)到由電流信號(hào)輸出模塊輸出的電流信號(hào)，則判斷故障接地點(diǎn)位于手持探測(cè)器與電流信號(hào)輸出模塊之間，否則判斷故障接地點(diǎn)不在手持探測(cè)器與電流信號(hào)輸出模塊之間，依次類推直至找到故障接地點(diǎn)的具體位置。

本離線式直流接地快速查找儀的接線方式簡(jiǎn)單，一根線連接在直流系統(tǒng)故障支路的正極線或負(fù)極線的輸入端上，另一根連接在接地線上，簡(jiǎn)化了接線方式，提高了工作效率。

信號(hào)發(fā)生裝置和手持探測(cè)器可以共用一個(gè)CPU，也可以各自使用一個(gè)CPU。在本實(shí)施例中信號(hào)發(fā)生裝置和手持探測(cè)器各自使用一個(gè)CPU，信號(hào)發(fā)生裝置的第一CPU與手持探測(cè)器的第二CPU通過無線傳輸方式進(jìn)行通信。手持探測(cè)器作為獨(dú)立的整體，使用人員不受接線長(zhǎng)度的約束，可以由一個(gè)使用人員使用信號(hào)發(fā)生裝置對(duì)故障支路進(jìn)行檢測(cè)，而由另一個(gè)使用人員使用手持探測(cè)器檢測(cè)故障支路每個(gè)點(diǎn)的電流信號(hào)，大大提高了故障接地點(diǎn)的查找效率。

信號(hào)發(fā)生裝置的第一CPU13與手持探測(cè)器的第二CPU21內(nèi)都設(shè)有邏輯判斷單元131、211，邏輯判斷單元131、211通過程序?qū)崿F(xiàn)。信號(hào)發(fā)生裝置第一CPU13內(nèi)的邏輯判斷單元131的作用是將信號(hào)發(fā)生裝置電流信號(hào)輸出模塊輸出的電流信號(hào)與采樣模塊接收到的電流信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果輸出的電流信號(hào)和接收到的電流信號(hào)呈相同的變化規(guī)律，信號(hào)發(fā)生裝置第一CPU13內(nèi)的邏輯判斷單元131即判斷故障支路存在接地故障，并將判斷信息發(fā)送到顯示模塊進(jìn)行顯示，否則不存在接地故障。

信號(hào)發(fā)生裝置1的第一CPU13通過無線傳輸將輸出的電流信號(hào)發(fā)送給手持探測(cè)器2第二CPU21，第二CPU21內(nèi)的邏輯判斷單元211的作用是將手持探測(cè)器電流表檢測(cè)到的電流信號(hào)與輸出的電流信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果輸出的電流信號(hào)和電流表檢測(cè)到的電流信號(hào)呈相同的變化規(guī)律，第二CPU內(nèi)的邏輯判斷單元211即判斷手持探測(cè)器與電流信號(hào)輸出模塊之間的故障支路存在接地故障，并將故障信息發(fā)送到第二顯示模塊進(jìn)行顯示，否則不存在接地故障。

在本實(shí)施例中，第二CPU21內(nèi)還設(shè)有數(shù)字濾波單元212，數(shù)字濾波單元212用于將電流表檢測(cè)到的電流信號(hào)進(jìn)行再次濾波，手持探測(cè)器采用雙重濾波的方式，即采用前置濾波單元加數(shù)字濾波單元的方式。數(shù)字濾波單元212是通過在手持探測(cè)器的第二CPU21中的程序來實(shí)現(xiàn)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而消除干擾和噪聲的影響，以提高測(cè)量的精度和可靠性。數(shù)字濾波只是一種特定的計(jì)算機(jī)程序，無需硬件，因此不存在阻抗匹配，特性波動(dòng)，非一致性等問題，因此手持探測(cè)器中采用的雙重濾波方式，進(jìn)一步提高了對(duì)信號(hào)發(fā)生裝置發(fā)出的微信號(hào)進(jìn)行采集分析的準(zhǔn)確性與可靠性，以保證裝置定位故障點(diǎn)的靈敏性與準(zhǔn)確性。

使用本實(shí)用新型時(shí)，需要被檢測(cè)的故障支路處于“離線”的停電狀態(tài)，即被檢測(cè)故障支路需要與低壓直流系統(tǒng)完全隔離開來，也即是故障支路的負(fù)載空開需要處于斷開狀態(tài)。使用本實(shí)用新型進(jìn)行接地故障查找的步驟具體如下：

1、將信號(hào)發(fā)生裝置的電流信號(hào)輸出模塊接在直流系統(tǒng)故障支路的正極線或負(fù)極線上，將接地線接在站內(nèi)接地網(wǎng)上，采樣模塊連接在接地線上；

2、通過信號(hào)發(fā)生裝置的電流信號(hào)輸出模塊向直流系統(tǒng)故障支路的正極線或負(fù)極線輸出一個(gè)預(yù)設(shè)頻率的電流信號(hào)，如果采樣模塊接收到該電流信號(hào)，則第一CPU內(nèi)的邏輯判斷單元判斷該故障支路發(fā)生接地故障；否則判斷不存在接地故障；如果故障支路存在接地故障則執(zhí)行步驟3；

3、利用手持探測(cè)器與故障支路正極線或負(fù)極線的某點(diǎn)連接，如果此時(shí)手持探測(cè)器監(jiān)測(cè)到由電流信號(hào)輸出模塊輸出的電流信號(hào)，則判斷故障接地點(diǎn)位于手持探測(cè)器與電流信號(hào)輸出模塊之間，否則判斷故障接地點(diǎn)不在手持探測(cè)器與電流信號(hào)輸出模塊之間，依次類推直至找到故障接地點(diǎn)的具體位置。

所述步驟2中判斷故障支路是否發(fā)生接地故障的方法，具體包括以下步驟：

21、判斷采樣模塊接收到的電流信號(hào)是否有預(yù)設(shè)頻率的信號(hào)分量，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟22；如果判斷結(jié)果為否，則判定該故障支路沒有發(fā)生接地；

22、判斷采樣模塊接收到的電流信號(hào)是否符合預(yù)設(shè)相位，如果判斷結(jié)果為是，則判定所述該故障支路為接地支路，發(fā)出告警信號(hào)；如果判斷結(jié)果為否，則判定所述該故障支路沒有發(fā)生接地。

上列詳細(xì)說明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。