本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)的安全檢測(cè)技術(shù)，特別是涉及一種交、直流絕緣故障定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)與生活對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，對(duì)供電質(zhì)量的要求也愈來(lái)愈高，這就要求電力部門確保電力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。一旦系統(tǒng)發(fā)生絕緣嚴(yán)重下降情況，不僅要求準(zhǔn)確找出絕緣下降的支路，而且要求能在不斷電的情況下找出絕緣下降故障點(diǎn)。隨著傳感技術(shù)、數(shù)字分析技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，絕緣故障在線診斷技術(shù)及定位技術(shù)得到迅速發(fā)展，如國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的適用于直流系統(tǒng)的有：直流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)儀、直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀等；適用于交流系統(tǒng)的有：交流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)儀(如jljd-a交流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀)。對(duì)于交流系統(tǒng)故障點(diǎn)的定位，目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有廠家生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備，國(guó)外有德國(guó)bender生產(chǎn)的eds3090便攜式絕緣故障定位系統(tǒng)，但由于其價(jià)格高、檢測(cè)靈敏度低、且抗電容能力差等原因并沒(méi)有在我國(guó)推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種交、直流絕緣故障定位系統(tǒng)，以解決即可以用于直流系統(tǒng)，也可用于單相或三相不接地的交流系統(tǒng)；可以與單獨(dú)的信號(hào)發(fā)生器配合使用尋找故障點(diǎn)，也可以配合在線檢測(cè)裝置，如采用低頻交流法的檢測(cè)裝置，尋找故障點(diǎn)等技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種交、直流絕緣故障定位系統(tǒng)，包括主體儀器和檢測(cè)探頭；主體儀器包括信號(hào)選擇處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、人機(jī)交互模塊及同步信號(hào)檢測(cè)模塊；檢測(cè)探頭是移動(dòng)來(lái)檢測(cè)分支母線上的接地點(diǎn)的鉗式檢測(cè)探頭；信號(hào)選擇處理模塊包括信號(hào)選擇電路、級(jí)聯(lián)帶通濾波電路、相位同步電路，它將選擇卡在當(dāng)前被測(cè)支路的檢測(cè)探頭信號(hào)，并將信號(hào)經(jīng)過(guò)級(jí)聯(lián)濾波電路、相位比較電路，再送往a/d轉(zhuǎn)換芯片；數(shù)據(jù)處理模塊包括a/d轉(zhuǎn)換芯片和計(jì)算被測(cè)系統(tǒng)的絕緣情況并以電阻值的方式輸出報(bào)警信號(hào)的單片機(jī)；顯示被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、鍵入設(shè)置參數(shù)及提供報(bào)警的人機(jī)交互模塊包括顯示器、鍵盤和報(bào)警電路；同步信號(hào)檢測(cè)模塊的檢測(cè)端提取饋送到被測(cè)系統(tǒng)上的低頻信號(hào)，并將它轉(zhuǎn)換為同步信號(hào)，輸出端與信號(hào)選擇處理模塊連接。

所述級(jí)聯(lián)帶通濾波電路是將兩組帶通濾波電路進(jìn)行級(jí)聯(lián)，構(gòu)成四階濾波的級(jí)聯(lián)帶通濾波電路。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果如下：

1、相對(duì)于在線的絕緣檢測(cè)儀，本定位系統(tǒng)是根據(jù)鉗形式檢測(cè)探頭移動(dòng)來(lái)檢測(cè)分支母線上的接地點(diǎn)的，從而準(zhǔn)確的確定接地點(diǎn)。

2、為克服母線系統(tǒng)的工頻及諧波干擾，防止定位系統(tǒng)誤報(bào)亂報(bào)，在信號(hào)采集電路中我們將原來(lái)的一級(jí)帶通濾波電路改為將兩組帶通濾波電路進(jìn)行級(jí)聯(lián)，構(gòu)成4階濾波的級(jí)聯(lián)帶通濾波電路，更有效地消除了工頻及諧波的干擾。

3、通過(guò)同步信號(hào)的作用克服因容性及感性負(fù)載而引起的干擾。同步信號(hào)檢測(cè)模塊的功能是提取饋送到被測(cè)系統(tǒng)上的低頻信號(hào)并將它轉(zhuǎn)換為同步信號(hào)，這樣可以省去信號(hào)產(chǎn)生電路部分與定位系統(tǒng)之間的導(dǎo)線連接，方便定位系統(tǒng)的移動(dòng)測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明在直流系統(tǒng)或單相交流系統(tǒng)上的應(yīng)用示意圖。

圖2是本發(fā)明在三相交流系統(tǒng)上的應(yīng)用示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明由主體儀器與檢測(cè)探頭組成。主體儀器由信號(hào)選擇處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、人機(jī)交互模塊及同步信號(hào)檢測(cè)模塊組成。數(shù)據(jù)處理模塊是本發(fā)明的核心部分，它的功能是選擇、接收并處理檢測(cè)探頭的檢測(cè)信號(hào)，該模塊由16位a/d轉(zhuǎn)換芯片和32位stm32系列單片機(jī)組成。a/d轉(zhuǎn)換芯片將接收到的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并送給cpu，cpu接收轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，計(jì)算出被測(cè)系統(tǒng)的絕緣情況并以電阻值的方式顯示，如果被測(cè)系統(tǒng)絕緣下降到設(shè)定的門限值以下，則本系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警及顯示系統(tǒng)接地電阻值。信號(hào)選擇處理模塊由信號(hào)選擇、級(jí)聯(lián)帶通濾波、相位同步等電路組成，它的作用是選擇卡在當(dāng)前被測(cè)支路的檢測(cè)探頭信號(hào)，并將信號(hào)經(jīng)過(guò)級(jí)聯(lián)濾波、相位比較等電路再送往a/d。其中信號(hào)選擇電路就是一個(gè)模擬門電路，是通過(guò)cpu的控制選擇位于多個(gè)不同位置的鉗式檢測(cè)探頭中的某個(gè)對(duì)應(yīng)信號(hào)。人機(jī)交互模塊的功能是顯示被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、鍵入設(shè)置參數(shù)及提供語(yǔ)音報(bào)警。同步信號(hào)檢測(cè)模塊的功能是提取饋送到被測(cè)系統(tǒng)上的低頻信號(hào)并將它轉(zhuǎn)換為同步信號(hào)，克服母線上分布電容對(duì)計(jì)算的影響。

本發(fā)明的工作原理參見(jiàn)圖1、2所示。檢測(cè)探頭卡在低頻信號(hào)注入點(diǎn)后面，沿線向后移動(dòng)，查尋接地故障點(diǎn)。如果被查線上有接地故障、這時(shí)超低頻信號(hào)源發(fā)出的超低頻信號(hào)電流，流經(jīng)被查線路、接地電阻及分布電容形成電流回路?？ㄔ诒粶y(cè)支路線上的檢測(cè)探頭中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與接地電阻及電容構(gòu)成的電抗成反比，電阻小或電容大，檢測(cè)探頭產(chǎn)生的感應(yīng)電流就大。該感應(yīng)電流經(jīng)放大，級(jí)聯(lián)帶通濾波、相位同步、a/d轉(zhuǎn)換再送cpu進(jìn)行數(shù)字處理，cpu求出接地電阻與接地分布電容值，并送人機(jī)交互模塊顯示。當(dāng)被測(cè)接地電阻小于門限設(shè)置值時(shí)，cpu發(fā)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)及點(diǎn)亮故障報(bào)警燈，確定接地故障點(diǎn)位置。

本發(fā)明的相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)創(chuàng)新點(diǎn)具體體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

1、相對(duì)于在線的絕緣檢測(cè)儀，本定位系統(tǒng)是根據(jù)鉗形式檢測(cè)探頭移動(dòng)來(lái)檢測(cè)分支母線上的接地點(diǎn)的。由于是在線檢測(cè)，與在線的絕緣檢測(cè)儀配套的傳感器通常被固定安裝在母線與各支路熔絲之間，當(dāng)某一支路上有接地時(shí)，安裝在該支路的的傳感器上會(huì)有感電流產(chǎn)生，信號(hào)采集模塊依據(jù)傳感器上的感電流大小來(lái)判斷接地電阻的大小，然后將計(jì)算數(shù)據(jù)送給主機(jī)。由于分支母線的布線可能會(huì)拉得很長(zhǎng)，即使人工也很難找到接地點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上我們采用鉗形式檢測(cè)探頭來(lái)檢測(cè)接地點(diǎn)。如圖1所示：當(dāng)檢測(cè)探頭卡的該支路上有接地，檢測(cè)探頭被從a點(diǎn)沿箭頭方移動(dòng)時(shí)，定位系統(tǒng)會(huì)一直用聲光報(bào)警告訴操作人員有接地，當(dāng)移動(dòng)到b時(shí)，報(bào)警消失，表示接地點(diǎn)就在b點(diǎn)上方附近，從而確定接地點(diǎn)。

2、為克服母線系統(tǒng)的工頻及諧波干擾，防止定位系統(tǒng)誤報(bào)亂報(bào)，在信號(hào)采集電路中我們將原來(lái)的一級(jí)帶通濾波電路(jljd-a交流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀在信號(hào)采集電路中采用的電路)改為將兩組帶通濾波電路進(jìn)行級(jí)聯(lián)，構(gòu)成4階濾波的級(jí)聯(lián)帶通濾波電路，更有效地消除了工頻及諧波的干擾。

3、同步信號(hào)的作用是克服因容性及感性負(fù)載而引起的干擾。如圖1所示：當(dāng)分支路上有純電容接地時(shí)，檢測(cè)探頭感應(yīng)的信號(hào)與純電阻時(shí)相比是超前90度，純電感接地時(shí)信號(hào)則滯后90度，利用信號(hào)的同步作用可以消除因分布電容而引起定位系統(tǒng)誤報(bào)。我公司生產(chǎn)的jljd-a交流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀中同步信號(hào)是由信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的，主機(jī)必須通過(guò)導(dǎo)線將同步信號(hào)連接到各信采集模塊。導(dǎo)線拉得過(guò)長(zhǎng)，容易引起同步信號(hào)衰竭，使信采集模塊工作不正常，引起誤報(bào)。本定位系統(tǒng)中同步信號(hào)檢測(cè)模塊的功能是提取饋送到被測(cè)系統(tǒng)上的低頻信號(hào)并將它轉(zhuǎn)換為同步信號(hào)，這樣可以省去信號(hào)產(chǎn)生電路部分與定位系統(tǒng)之間的導(dǎo)線連接，方便定位系統(tǒng)的移動(dòng)測(cè)量。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自動(dòng)判別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)發(fā)生器，包括數(shù)據(jù)分析處理及控制模塊、電壓檢測(cè)模塊、絕緣檢測(cè)模塊、超低頻信號(hào)產(chǎn)生模塊、交直流隔離模塊及人機(jī)交互模塊。電壓檢測(cè)模塊包括直流電壓檢測(cè)電路與交流電壓檢測(cè)電路；絕緣檢測(cè)模塊包括直流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)電路和交流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)電路；人機(jī)交互模塊包括顯示器及鍵盤；數(shù)據(jù)分析處理及控制模塊包括CPU及外圍控制電路；交直流隔離模塊接在被測(cè)線路與超低頻信號(hào)產(chǎn)生模塊之間，電壓檢測(cè)模塊和絕緣檢測(cè)模塊分別接在被測(cè)線路與數(shù)據(jù)處理分析及控制模塊之間；人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)處理分析及控制模塊連接。本發(fā)明可以解決檢測(cè)設(shè)備對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的交直流、電壓的判斷以及判斷系統(tǒng)接地故障的極性和絕緣程度等技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳勉;張素平;黎晨;李祖選;陳然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江省星炬科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.14
技術(shù)公布日：2017.10.13