一种配电网的故障定点仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种配电网的故障定点仪，包括：信号源和检测器；其中，所述信号源，连接于所述配电网的故障区段，用于在所述故障区段所属的多个分支线路停运时，向所述多个分支线路的接地相注入特征信号，所述特征信号通过所述多个分支线路的接地点构成回路；所述检测器，连接于所述多个分支线路连接，用于基于所述回路，对所述多个分支线路流过的特征信号进行测量，以得到所述故障区域中每个分支线路的测量结果，并基于所述测量结果确定所述故障区段的接地点。本实用新型的方案，可以克服现有技术中费时费力、检测效率低和数据准确性差等缺陷，以实现省时省力、检测效率高和数据准确性好的有益效果。
【专利说明】
一种配电网的故障定点仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及配电故障检测设备技术领域，具体地，涉及一种配电网的故障定点仪。
【背景技术】
[0002]我国6kV?1kV配电网绝大多数都采用中性点非有效接地方式，又称小电流接地系统，其优点是发生单相接地故障时，不需要立刻断开故障线路，允许带故障运行一到两个小时。缺点是在发生单相接地故障时无法确认问题出在哪一条线路上，无法迅速找到接地点，由于这种故障引起的相电压升高对系统的绝缘性能构成很大威胁，必须迅速查出故障线路并加以排除。因此小电流接地电网有两个问题需要解决，一是当发生接地时，需要选出故障线路;二是迅速查找接地点，以便对故障进行处理。
[0003]传统方法是逐次拉路选出故障线路，再用人工巡线目测法确定接地点的确切位置。拉路选线会造成非故障线用户不必要的供电中断，而目测巡线定位则需要耗费大量的人力物力，这两种方法与现代电网高度自动化极不适应。
[0004]现有技术对配电线路进行故障检测的设计是采用钩状结构挂接在配电线路上，由地面的工作人员持手持设备进行检测，即钩状结构只起到了挂接的作用，而不是进行电流或电压信号的测量。
[0005]现有技术中，存在费时费力、检测效率低和数据准确性差等缺陷。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种配电网的故障定点仪，采用向故障区段线路接地相注入特征信号、并对线路流过的特征信号进行测量的方式，确定故障区段的接地点，以解决人工故障检测造成非故障线用户不必要的供电中断的问题。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种配电网的故障定点仪，包括:信号源和检测器;其中，所述信号源，连接于所述配电网的故障区段，用于在所述故障区段所属的多个分支线路停运时，向所述多个分支线路的接地相注入特征信号，所述特征信号通过所述多个分支线路的接地点构成回路;所述检测器，连接于所述多个分支线路连接，用于基于所述回路，对所述多个分支线路流过的特征信号进行测量，以得到所述故障区域中每个分支线路的测量结果，并基于所述测量结果确定所述故障区段的接地点。
[0008]优选地，该故障定点仪还包括:显示装置；其中，所述显示装置，连接于所述检测器，用于对所述检测器的测量结果进行显示，并基于所述测量结果确定所述故障区段的接地点。
[0009]优选地，所述显示装置，包括:手持终端;其中，所述手持终端，连接于所述检测器，用于读取并显示所述检测器的测量结果和/或确定的接地点。
[0010]优选地，所述手持终端，以无线通讯模块和型号为APM4953的驱动芯片为核心元件;其中，所述驱动芯片通过所述无线通讯模块连接于所述检测器。
[0011]优选地，所述检测器，包括:信号采集电路、输出电源电路、功率放大器、主控电路和无线通讯模块;其中，所述输出电源电路，用于为所述主控电路提供持续供电；所述信号采集电路，用于对所述多个分支线路流过的特征信号进行采集;所述主控电路，用于对所述信号采集电路采集所得特征信号进行检测，以得到相应的测量结果。
[0012]优选地，所述信号采集电路，以并行设置的电压互感器和/或电流互感器为核心元件;和/或，所述输出电源电路，以直流电源、稳压芯片和型号为CN3703的电池充电电路为核心元件，其中，所述直流电源和稳压芯片分别连接于所述电池充电电路;和/或，所述主控电路，以单片机为核心元件;和/或，所述无线通讯模块，包括射频天线。
[0013]优选地，所述检测器，还包括:功率放大电路;其中，所述功率放大电路，用于对所述多个分支线路流过的特征信号进行第一路放大处理后，再输送至所述信号采集电路；以及，用于对所述主控电路处理进行检测所得测量结果进行第二路放大处理后，再进行输出；以及，所述信号采集电路，还用于对所述功率放大电路处理后的所述多个分支线路流过的特征?目号进行米集。
[0014]优选地，所述功率放大器，以型号为TDA2005的立体声音频放大芯片为核心。
[0015]优选地，所述检测器，还包括:模数转换电路和/或另一信号放大电路和/或升压变压器;其中，所述模数转换电路，连接于所述多个分支线路与所述信号采集电路之间，用于对所述信号采集电路输入侧的特征信号进行预先的模数转换处理;所述信号放大电路，连接于所述信号采集电路与主控电路之间，用于对所述信号采集电路输出侧的特征信号进行信号放大处理;所述升压变压器，连接于所述主控电路的输出侧，用于对所述主控电路输出的测量结果进行升压处理。
[0016]优选地，所述信号源，连接于所述故障区段起始端的架空线路与地之间。
[0017]本实用新型的方案，采用信号注入法，往接地相注入特征信号，特征信号会通过接地点构成回路，再用检测器采样二分之一检测法逐段排除，最终确定接地点，从而解决人工故障检测造成非故障线用户不必要的供电中断的问题，省时省力、检测效率高、且检测结果的数据准确性好。
[0018]具体地，当线路出现接地故障时，在确保故障区段线路停运的情况下，利用信号源向故障线路注入特征信号，根据基尔霍夫定律，特征信号通过接地点构成回路，信号源的特征信号注入点作为始端，那么从线路始端到接地点的路径上就能够测量到与注入信号近似等值的特征信号，而非故障区域(包括非接地分支和接地点后)则只能测量到非常小的特征信号(由于线路上的变压器、PT影响所致)。
[0019]进而，沿着故障线路，在关键的分支处使用检测器对各个分支的特征信号进行测量，并将结果显示在手持器上，如果发现某一分支能够检测到特征信号，说明接地点在该分支下游，如果不能检测到特征信号，说明接地点在该分支上游，依据此原理可以准确确定接地点。
[0020]由此，本实用新型的方案解决采用向故障区段线路接地相注入特征信号、并对线路流过的特征信号进行测量的方式，确定故障区段的接地点，以解决人工故障检测造成非故障线用户不必要的供电中断的问题，从而，克服现有技术中费时费力、检测效率低和数据准确性差等缺陷，以实现省时省力、检测效率高和数据准确性好的有益效果。
[0021]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
[0022]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0023]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0024]图1为本实用新型的配电网的故障定点仪的一实施例的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型的配电网的故障定点仪的一实施例的工作原理示意图；
[0026]图3为本实用新型的故障定点仪中功率放大电路的一实施例的电气原理示意图；
[0027]图4为本实用新型的故障定点仪中模数转换电路的一实施例的电气原理示意图；
[0028]图5为本实用新型的故障定点仪中控制电路的一实施例的电气原理示意图；
[0029]图6为本实用新型的故障定点仪中充电管理电路的一实施例的电气原理示意图；
[0030]图7为本实用新型的故障定点仪中信号采集电路的一实施例的电气原理示意图。
[0031]结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下:
[0032]1-架空线路;2-信号源;3-检测器;4-手持器;5-1#塔杆;6-2#塔杆;7-3#塔杆;8-4#塔杆;9-5#塔杆。
【具体实施方式】
[0033]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]根据本实用新型的实施例，如图1-图7所示，提供了一种配电网的故障定点仪。
[0035]如图1所示，本实施例的配电网的故障定点仪，包括:信号源2和检测器3。
[0036]其中，信号源2，连接于配电网的故障区段，用于在故障区段所属的多个分支线路停运时，向多个分支线路的接地相注入特征信号，特征信号通过多个分支线路的接地点构成回路。
[0037]在一个例子中，信号源2，连接于故障区段起始端的架空线路I与地之间。
[0038]检测器3，连接于多个分支线路连接，用于基于回路，对多个分支线路流过的特征信号进行测量，以得到故障区域中每个分支线路的测量结果，并基于测量结果确定故障区段的接地点。
[0039]由此，通过信号源向故障区段的线路注入特征信号，通过检测器基于注入的特征信号产生的特征信号进行测量以最终确定故障区段的接地点，测量方式简便，测量结果准确性高。
[0040]检测器挂接于故障区段相邻塔杆(例如:1#塔杆5、2#塔杆6、3#塔杆7、4#塔杆8、5#塔杆9等)之间的架空线路I。通过测量检测器所检测到的故障线路上的特征信号，迅速判断故障区段的接地点。
[0041]在一个例子中，检测器3，包括:信号采集电路、输出电源电路、功率放大器、主控电路和无线通讯模块;其中，输出电源电路，用于为主控电路提供持续供电；信号采集电路，用于对多个分支线路流过的特征信号进行采集;主控电路，用于对信号采集电路采集所得特征信号进行检测，以得到相应的测量结果。通过基于故障区段特征信号的采集、处理和通讯，有利于提高接地点检测的可靠性和准确性，测量的安全性也有保证。
[0042]例如:信号采集电路，以并行设置的电压互感器和/或电流互感器为核心元件，参见图7所不的例子，其中，Al输出电流信号，A2输出高电压信号，Rl为电池电压米样电阻，T2为交流电压互感器。和/或，输出电源电路，以直流电源、稳压芯片和型号为CN3703的电池充电电路为核心元件，其中，直流电源和稳压芯片分别连接于电池充电电路，参见图6所示的例子。和/或，主控电路，以单片机为核心元件，参见图5所示的例子。和/或，无线通讯模块，包括射频天线。
[0043]在一个例子中，检测器3，还包括:功率放大电路;其中，功率放大电路，用于对多个分支线路流过的特征信号进行第一路放大处理后，再输送至信号采集电路；以及，用于对主控电路处理进行检测所得测量结果进行第二路放大处理后，再进行输出；以及，信号采集电路，还用于对功率放大电路处理后的多个分支线路流过的特征信号进行采集。通过功率放大处理，可以提升信号采集的准确性。
[0044]例如:功率放大器，以型号为TDA2005的立体声音频放大芯片为核心，参见图3所示的例子。采用功率放大器及输出电源，可使输出信号达100公里，有效满足一般电网线路检查。
[0045]在一个例子中，检测器3，还包括:模数转换电路和/或另一信号放大电路和/或升压变压器;其中，模数转换电路，连接于多个分支线路与信号采集电路之间，用于对信号采集电路输入侧的特征信号进行预先的模数转换处理，有利于后续处理的便捷性和精准性；信号放大电路，连接于信号采集电路与主控电路之间，用于对信号采集电路输出侧的特征信号进行信号放大处理，有利于提升后续处理的精准性;升压变压器，连接于主控电路的输出侧，用于对主控电路输出的测量结果进行升压处理，可以使测量结果可靠、精准地输出，人性化好。
[0046]例如:模数转换电路，以型号为DAC7512的串行数模转换器为核心。
[0047]在一个实施方式中，该配电网的故障定点仪还包括:显示装置。其中，显示装置，用于对检测器3的测量结果进行显示，并基于测量结果确定故障区段的接地点。通过显示装置，可以实时显示实时测量结果，方便用户的使用和维护。
[0048]优选地，显示装置，包括:手持终端(例如:手持器4)。其中，手持终端，连接于检测器3，用于读取并显示检测器3的测量结果和/或确定的接地点；信号源3注入的特征信号，通过手持终端可以查看测量结果，便携性好，可靠性高。
[0049]在一个例子中，手持终端，以无线通讯模块和型号为APM4953的驱动芯片为核心元件;其中，驱动芯片通过无线通讯模块连接于检测器3。
[0050]上述实施例的配电网的故障定点仪，由三部分组成即:产生特征信号的信号源2、检测接地点的检测器3、以及用于读取数据的手持器。主要应用在6kV?1kV配电网发生单相接地时的故障迅速定点，具备结构轻巧、操作简单、定位精准、测量方便等特点；负荷电流测量功能，采用多点标定法提供负荷电流测量的精度，为用户提供较为准确的负荷电流数据;整个故障定点仪在抗干扰性和数据的准确性上是其他厂家无法比拟的。
[0051]经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，采用特征信号注入法，往接地相注入特征信号，特征信号会通过接地点构成回路，再用检测器采样二分之一检测法逐段排除，最终确定接地点，从而解决人工故障检测造成非故障线用户不必要的供电中断的问题，省时省力、检测效率高、且检测结果的数据准确性好。
[0052]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种配电网的故障定点仪，其特征在于，包括:信号源和检测器;其中， 所述信号源，连接于所述配电网的故障区段，用于在所述故障区段所属的多个分支线路停运时，向所述多个分支线路的接地相注入特征信号，所述特征信号通过所述多个分支线路的接地点构成回路； 所述检测器，连接于所述多个分支线路连接，用于基于所述回路，对所述多个分支线路流过的特征信号进行测量，以得到所述故障区域中每个分支线路的测量结果，并基于所述测量结果确定所述故障区段的接地点。2.根据权利要求1所述的故障定点仪，其特征在于，该故障定点仪还包括:显示装置;其中， 所述显示装置，连接于所述检测器，用于对所述检测器的测量结果进行显示，并基于所述测量结果确定所述故障区段的接地点。3.根据权利要求2所述的故障定点仪，其特征在于，所述显示装置，包括:手持终端；其中， 所述手持终端，连接于所述检测器，用于读取并显示所述检测器的测量结果，以确定接地点。4.根据权利要求3所述的故障定点仪，其特征在于，所述手持终端，以无线通讯模块和型号为APM4953的驱动芯片为核心元件;其中， 所述驱动芯片通过所述无线通讯模块连接于所述检测器。5.根据权利要求1-4之一所述的故障定点仪，其特征在于，所述检测器，包括:信号采集电路、输出电源电路、功率放大器、主控电路和无线通讯模块;其中， 所述输出电源电路，用于为所述主控电路提供持续供电； 所述信号采集电路，用于对所述多个分支线路流过的特征信号进行采集； 所述主控电路，用于对所述信号采集电路采集所得特征信号进行检测，以得到相应的测量结果。6.根据权利要求5所述的故障定点仪，其特征在于， 所述信号采集电路，以并行设置的电压互感器和/或电流互感器为核心元件； 和/或， 所述输出电源电路，以直流电源、稳压芯片和型号为CN3703的电池充电电路为核心元件，其中，所述直流电源和稳压芯片分别连接于所述电池充电电路； 和/或， 所述主控电路，以单片机为核心元件； 和/或， 所述无线通讯模块，包括射频天线。7.根据权利要求5所述的故障定点仪，其特征在于，所述检测器，还包括:功率放大电路;其中， 所述功率放大电路，用于对所述多个分支线路流过的特征信号进行第一路放大处理后，再输送至所述信号采集电路；以及，用于对所述主控电路处理进行检测所得测量结果进行第二路放大处理后，再进行输出；以及， 所述信号采集电路，还用于对所述功率放大电路处理后的所述多个分支线路流过的特征?目号进行米集。8.根据权利要求7所述的故障定点仪，其特征在于，所述功率放大器，以型号为TDA2005的立体声音频放大芯片为核心。9.根据权利要求5所述的故障定点仪，其特征在于，所述检测器，还包括:模数转换电路和/或另一信号放大电路和/或升压变压器;其中， 所述模数转换电路，连接于所述多个分支线路与所述信号采集电路之间，用于对所述信号采集电路输入侧的特征信号进行预先的模数转换处理； 所述信号放大电路，连接于所述信号采集电路与主控电路之间，用于对所述信号采集电路输出侧的特征信号进行信号放大处理； 所述升压变压器，连接于所述主控电路的输出侧，用于对所述主控电路输出的测量结果进行升压处理。10.根据权利要求1-4之一所述的故障定点仪，其特征在于， 将所述特征信号输出连接至所述故障区段的架空线路与地之间； 和/或， 所述检测器挂接于所述故障区段相邻塔杆之间的架空线路。
【文档编号】G01R31/08GK205562725SQ201620150583
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】吴传红
【申请人】天津浩源慧能科技有限公司