保护零线故障检测系统的制作方法

1.本技术属于电网故障检测技术领域，尤其涉及一种保护零线故障检测系统。


背景技术：

2.目前，传统的tn-c-s(整个系统干线部分保护零线pe与工作零线n是合一的，支线后部分保护零线pe与工作零线n是分开的接地系统)或tn-c(工作零线n和保护零线pe合一的接地系统)配电系统，是将电气装置的外露可导电部分直接与保护线或者保护零线连接，这两种供电系统具有相线对地短路回路电阻小、短路电流大的特点，并且可以只采用过流型保护装置也能起到比较好的接地故障保护效果，因而在工业及民用建筑等领域被广泛采用。
3.但由于这两种配电系统连接电气装置外露可导电部分的保护零线上有单相工作电流和三相不平衡电流，即便是在保护零线上做了重复接地的tn-c-s系统的保护线上没有工作电流，但保护线是与零线连接到一起的，因此一旦在重复接地点之前的保护零线发生断路时，原本通过保护零线的电流被切断而只能通过电阻值较大的重复接地极流回变压器，此时与之连接的电气装置的外露可导电部分上将会带有危险的对地电压，该电压值与断点后相线上所带单相设备功率和三相不平衡功率及零线或保护零线的重复接地电阻值相关，由于规范要求该类型重复接地电阻值小于10欧，而单相或三相不平衡功率可能会很大，所以该电压最高可以接近相电压，这对于电气装置的用户尤其是没有做总等电位连接的用户，很容易造成触电事故，同时保护零线断路故障又难以被传统的电力网络监控系统发现和定位。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种保护零线故障检测系统，旨在解决传统的电力网络存在的难以检测保护零线断路故障的问题。
5.本技术实施例的第一方面提供了一种保护零线故障检测系统，包括：电流监测装置，共有若干个，分别设置在保护零线的若干重复接地点的重复接地电路上，被配置为采集对应所述重复接地电路上的接地电流并根据所述接地电流输出保护零线断路信号；主控装置，分别与每个所述电流监测装置连接，被配置为接收每个所述电流监测装置输出的保护零线断路信号，并根据所述保护零线断路信号确定断路故障位置，所述保护零线断路信号包括对应的所述电流监测装置的标识。
6.其中一实施例中，所述电流监测装置包括依次连接的信号发送模块、控制模块和感应模块；所述感应模块用于根据对应的重复接地电路上的接地电流生成感应参数；控制模块用于当所述感应参数超过预设保护阈值时输出所述保护零线断路信号；所述信号发送模块与所述主控装置连接，以用于将所述保护零线断路信号传输至所述主控装置。
7.其中一实施例中，所述感应模块包括相互连接的互感线圈和ad转换模块；所述互感线圈套设在所述重复接地电路上，以用于根据所述接地电流生成感应电流，所述感应电
流即为所述感应参数；所述ad转换模块与所述控制模块连接，被配置为将所述感应电流由模拟信号转换为数字信号。
8.其中一实施例中，所述感应模块包括相互连接的电压感应模块和ad转换模块；所述电压感应模块用于根据所述重复接地电路的接地电阻两端的电压生成感应电流，所述感应电流即为所述感应参数；所述ad转换模块与所述控制模块连接，被配置为将所述感应电流由模拟信号转换为数字信号。
9.其中一实施例中，所述电流监测装置还包括与所述控制模块连接的警告装置。
10.其中一实施例中，所述主控装置包括相互连接的信号接收模块和分析模块，所述信号接收模块用于与所述电流监测装置连接，以接收所述电流监测装置传输来的所述保护零线断路信号，所述分析模块用于根据所述保护零线断路信号确定所述断路故障位置。
11.其中一实施例中，所述分析模块包括存储单元和运算单元。
12.其中一实施例中，所述保护零线包括保护零线干路和若干保护零线支路，每个所述重复接地点分别设置在每个所述保护零线支路上。
13.其中一实施例中，所述主控装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与每个所述电流监测装置的无线通信子模块无线连接，以用于无线传输所述保护零线断路信号。
14.其中一实施例中，还包括远程监控器，所述远程监控器与所述无线通信模块无线连接，以用于远程获取所述断路故障位置。
15.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的保护零线故障检测系统通过电流监测装置对保护零线的重复接地电路上的接地电流进行实时监测以及主控装置对最终的断路故障位置进行确定，实现了对保护零线的断路故障的检测，有利于快速排险，避免触电事故发生。
附图说明
16.图1为本技术第一实施例提供的保护零线故障检测系统的原理框图；
17.图2为本技术第一实施例提供的重复接地电点的电路示意图；
18.图3为本技术第一实施例提供的保护零线的电路示意图；
19.图4为本技术第二实施例提供的保护零线故障检测系统的原理框图。
具体实施方式
20.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
21.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
22.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.图1示出了本技术第一实施例提供的保护零线故障检测系统的原理框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
25.如图1、图2、图3所示，一种保护零线故障检测系统，包括：主控装置200和一个或多个电流监测装置100，每个电流监测装置100分别设置在保护零线的若干个不同的重复接地点的重复接地电路30上，电流监测装置100和重复接地电路30一一对应，以便于准确找到发生故障的断路点，本实施例中共设有四个电流监测装置100，电流监测装置100的数量与需要监测的重复接地电路30的数量有关。电流监测装置100被配置为采集对应的重复接地电路30上的接地电流，当接地电流出现异常时，电流监测装置100将输出保护零线断路信号。主控装置200分别与每个电流监测装置100连接，主控装置200被配置为接收每个电流监测装置100输出的保护零线断路信号，保护零线断路信号包括对应的电流监测装置100的标识，该标识可以是电流监测装置100的识别码或位置信息。当主控装置200接收到任意保护零线断路信号即可确定保护零线存在断路故障，同时主控装置200通过该保护零线断路信号中的标识可以确定具体是哪个电流监测装置100发出的保护零线断路信号，以确定断路故障位置。
26.需要说明的是，如图2所示，当保护零线pen发生断路故障时，保护零线pen的接地等效电阻为无穷大，若仅设有单个重复接地点时，原本经保护零线pen流回变压器中性点的三相不平衡电流会从与重复接地点连接的重复接地电路30流回变压器中性点，使得流经重复接地电路30的电流增大，且由于重复接地电路30的接地电阻re不能为0，导致重复接地电路30两端的电压差增大，即导致重复接地点的电压升高，进而导致与该重复接地点相连的用电设备的地线pe电压升高，这可能会使对应的用电设备的外壳带电，产生触电事故。由于接地电阻re最大为10欧姆，安全电压为36v，重复接地电路30的接地电流最大可为3.6a，即接地电流的安全临界值为3.6a，因此当电流监测装置100检测到重复接地电路30的接地电流产生大于3.6a时，即代表该电流监测装置100所对应重复接地电路30的接地电流异常，该重复接地电路30对应的保护零线pen出现断路故障。
27.其中，如图3所示，保护零线包括保护零线干路pl0和若干保护零线支路，保护零线干路pl0与变压器的连接点为保护零线干路pl0的保护零线起点pt，保护零线干路pl0与保护零线支路的连接点为保护零线分叉点，越靠近保护零线起点pt的保护零线分叉点的级数越高。每个重复接地点分别设置在每个保护零线支路上，重复接地点与保护零线支路一一对应。具体地，如图3所示的保护零线的电路网络示意图中，保护零线干路pl0依次设有保护零线起点pt、第一保护零线分叉点pf1、第二保护零线分叉点pf2和第三保护零线分叉点pf3，第一保护零线分叉点pf1连接有第一保护零线支路pl1，第二保护零线分叉点pf2连接有第二保护零线支路pl2，第三保护零线分叉点pf3连接有第三保护零线支路pl3和第四保护零线支路pl4。当某一个保护零线分叉点下的所有保护零线支路，或当某一个保护零线分叉点下的所有保护零线支路以及其下级保护零线分叉点均检测到出现了断路故障，则视为该保护零线分叉点与该保护零线分叉点的上一级保护零线分叉点之间的保护零线干路pl0
memory；动态随机存取存储器)和sram(static random access memory；静态随机存取存储器)等等。
37.本实施例中，电流监测装置100还包括与控制模块连接的警告装置，警告装置包括警告灯和/或警告铃，以用于当电流监测装置100发出保护零线断路信号后向附近发出警告，提醒周围的人注意安全。
38.本技术第二实施例提供了一种保护零线故障检测系统，详述如下：
39.本实施例中与第一实施例不同的是，如图4所示，主控装置200同时包括与分析模块连接的信号接收模块和无线通信模块，电流监测装置100同时包括与控制模块连接的信号发送模块和无线通信子模块。无线通信模块用于与每个电流监测装置100的无线通信子模块无线连接，以用于无线传输保护零线断路信号。无线通信模块可以是互联网通信模块、cdma(code division multiple access；码分多址)通信模块或gprs(general packet radio service；通用分组无线服务)通信模块，无线通信子模块为与无线通信模块对应的通信模块。
40.本实施例与第一实施例不同的是，保护零线故障检测系统还包括远程监控器，远程监控器可以与无线通信模块无线连接。工作人员可以通过远程监控器从无线通信模块远程获取断路故障位置，以便工作人员快速赶到故障地点进行维修。远程监控器可以是手机、平板、遥控器等移动设备。
41.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
42.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。