一种10kV线路智能单相接地故障检测装置及其控制系统的制作方法

本发明涉及一种配电线路单相故障检测工具，尤其是涉及一种10kV线路智能单相接地故障检测装置及其控制系统。

背景技术：

随着社会经济的发展，城市化建设水平的不断提高，配电网建设快速推进，电缆线路越来越多，电缆网架也越来越复杂。随着电缆基数的增多，线路老化、外力破坏、自然因素、设备质量等原因，导致每年的故障线路条数也随着增加，尤其是单相接地故障线路条数也明显增多。

单相接地故障线路的排查工作非常繁琐，目前所采用的技术手段主要有变电所小电流接地选线装置，但该装置准确度不高，实际应用过程中仍以经验为主进行试拉选线，并且即使十分准确地判断出变电所接地故障干线，也不能判断出具体10kV开关站接地故障馈线，仍需要抢修人员到现场进行巡视排查，造成故障抢修时间长；另一种技术方法是开关柜端安装的测温型故障指示器，是以感测设备温度来柜故障进线研判，但该装置对单相接地故障检测的成功率也不高，因为10kV电缆网采用的是小电流接地系统，接地短路电流不高，温度一般不会激增，另外即使成功检测出故障也无法远传至后台，仍需抢修人员巡视到该设备时才会发现抢修人员赶赴现场巡视。目前处理中的试拉选线，可能会造成正常线路停电，降低供电可靠性；现场巡视需要耗费人力、物力，并要求现场抢修人员具有较高的业务水平，能够根据现场情况和调度的指令进行综合的故障研判。这种抢修方法中估值排查耗时较长，降低供电可靠性，影响用户满意度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够快速、智能定位故障区段，切实提高单相接地故障抢修速度、提高供电可靠性的10kV线路智能单相接地故障检测装置及其控制系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种10kV线路智能单相接地故障检测装置及其控制系统，包括壳体及设置在壳体内的检测装置，所述的检测装置包括电性连接的数据交互单元、控制系统及电源模块；

所述数据交互单元设置在所述壳体上，数据交互单元包括用于设定电流变化阈值倍数的调节装置、用于指示装置状态的运行指示灯、电源指示灯及插接口；

所述控制系统包括数据综合处理模块、电流特性分析单元及故障判断单元，所述的综合数据处理模块接收数据交互单元的数据，对数据进行综合数据处理；电流特性分析单元用于对接收到的电流数据、数值变化量、预存基准数据进行分析处理，故障判断单元用于将接收到的综合数据处理模块发送的数据处理结果生产告警信号，并发送至配电自动化终端。

进一步地，所述的电流特性分析单元每分钟提取20个周波的电流信号并取平均值记为IN，所述平均值IN作为下一分钟20个周波取样平均值IN+1的参考值，若| IN+1-IN|变化量不超过装置设定的变化阈值，则IN+1覆盖IN；若| IN+1-IN|变化量超过设定的变化阈值，则发送处理结果至故障判断单元，由故障判断单元根据处理结果生成单相接地信号，在配电终端侧就地显示告警信号，配电终端同时将接地告警信号远传至主站服务器，并在后台监控系统中显示。

进一步地，所述综合数据处理模块包括数据预处理单元、模数转换单元及电平转换单元，所述的数据预处理单元用于将接收到的电流值转换为电压值，模数转换单元用于将模拟量转换为数字量，电平转换单元用于将接收到的数字电压值二次转换。

进一步地，所述插接口包括平行设置的第一插接口及第二插接口。

进一步地，所述电源模块上设置有数字隔离电路，数字隔离电路通过与数据交互单元的第二直插接口连接，接收外部宽直流输入并输出检测装置工作所需的电压。

进一步地，所述调节装置包括外露设置在壳体外部的旋钮，可通过旋转旋钮调节单相接地故障时电流变化的阈值倍数；所述电源指示灯包括运行状态指示灯及电源指示灯。

本发明的有益技术效果在于：电源模块通过数字隔离变换电路提供不同电压等级的工作电压，数据交互单元各子单元进行数据的输入-变换-输出，控制系统协调各模块，对电流变化特性进行周期分析，将判断分析结果在配电终端上就地显示，同时配电自动化终端将判断结果信号远传至主站服务器，并在后台监控系统中显示，智能、快速定位故障区段，切实提高单相接地故障抢修速度、提高供电可靠性。

附图说明

图1为本发明所述的检测装置的结构示意图；

图2为本发明所述的数据交互单元的界面结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

如图1-2所示，本发明所述的一种10kV线路智能单相接地故障检测装置及其控制系统，包括壳体及设置在壳体内的检测装置1，所述采用轻铝合金材质，且整体呈长方体状，所述的检测装置1包括电性连接的数据交互单元2、控制系统5及电源模块3；电源模块3提供工作电源；

所述数据交互单元2设置在所述壳体上，数据交互单元2包括用于设定电流变化阈值倍数的调节装置21、用于指示装置状态的运行指示灯22、电源指示灯23及插接口；

所述控制系统5包括数据综合处理模块4、电流特性分析单元51及故障判断单元52，所述的综合数据处理模块4接收数据交互单元2的数据，对数据进行综合数据处理；电流特性分析单元51用于对接收到的电流数据、数值变化量、预存基准数据进行分析处理，故障判断单元52用于将接收到的综合数据处理模块4发送的数据处理结果生产告警信号，并发送至配电自动化终端。

参照图1所示，所述的电流特性分析单元51每分钟提取20个周波的电流信号并取平均值记为IN，所述平均值IN作为下一分钟20个周波取样平均值IN+1的参考值，若| IN+1-IN|变化量不超过装置设定的变化阈值，则IN+1覆盖IN；若| IN+1-IN|变化量超过设定的变化阈值，则发送处理结果至故障判断单元52，由故障判断单元52根据处理结果生成单相接地信号，在配电终端侧就地显示告警信号，配电终端同时将接地告警信号远传至主站服务器，并在后台监控系统中显示。

参照图1所示，所述综合数据处理模块4包括数据预处理单元41、模数转换单元42及电平转换单元43，所述的数据预处理单元41用于将接收到的电流值转换为电压值，模数转换单元42用于将模拟量转换为数字量，电平转换单元43用于将接收到的数字电压值二次转换。

参照图2所示，所述插接口包括平行设置的第一插接口24及第二插接口25，第一直插接口24包括三相电流信号输入接口AI、BI、CI、三相电流信号输出接口AO、BO、CO；第二直插接口25包括装置供电电源输入接口V+、V-、两路故障信号输出接口K1A、K1B和K2A、K2B及接地端口PGND。

参照图1所示，所述电源模块上3设置有数字隔离电路31，数字隔离电路31通过与数据交互单元2的第二直插接口25连接，接收外部宽直流输入并输出检测装置工作所需的电压。

参照图2所示，所述调节装置21包括外露设置在壳体外部的旋钮，可通过旋转旋钮调节单相接地故障时电流变化的阈值倍数，顺时针施拧旋钮时阈值倍数值增大，逆时针施拧旋钮时阈值倍数值减小。所述电源指示灯包括运行状态指示灯及电源指示灯；运行状态指示灯用于指示装置的运行状态，绿灯表示正常运行，绿灯闪烁表示运行异常，便于技术人员对设备的运行管理；电源指示灯用于表征电源工作情况，绿灯指示工作电源运行正常，绿灯闪烁表示电源异常。

装置运行时，外部三相采样CT的二次电流经第一直插接口输入接口发送至故障检测装置，经第一直插接口的输出接口发送至配电自动化终端，第一直插接口三相输入、第一直插接口三相输出、故障检测装置构成环流通路，流经第一直插接口的三相输入、输出口的电流不发生变化。

检测装置接收的电流数据首先输入至综合数据处理单元的数据预处理单元，由数据预数理单元的变换电路将电流型数据转换成电压型数据，将电压型数据输出至模块转换单元，经模数变换电路，将模拟电压型数据转换成数字式电压型数据，并输出至电平转换单元，再经过电平转换，将数据幅值转换至控制芯片可处理的范围，并发送至电流特性分析单元。电流特性分析单元对接收到的电流数据、数值变化量、预存基准数据进行分析处理并将分析处理结果发送至故障判断单元；故障判断单元将处理后的数据和设置的电流变化阈值倍数进行比对判断，并将判断结果上传至配电自动化终端，在配电自动化终端就地显示告警信息，同时配电自动化终端将判断结果信号远传至主站服务器，并在后台监控系统中显示。后台监控人员收到单相接地故障告警信号后，立即检查变电所消弧线圈电流接地信号值，将两信号值做与运算，若同时出现接地，则判断线路发生单相接地故障，若有一处不接地，则判为误报。

本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。