一种10kV户外环网柜控制回路断线故障监测装置的制作方法

本发明涉及电力设备，具体涉及一种10kv户外环网柜控制回路断线故障监测装置。

背景技术：

1、随着我国电力工业的发展和经济水平的稳步提高，10kv配网线路和设备数量也与日俱增，其中，10kv户外环网柜控制回路是能够实现环网柜内断路器分合闸控制的二次回路，主要有就地电动操作和远程遥控操作两种方式。二次控制回路接线复杂、包含元器件多，如转换开关、中间继电器、端子排、微动开关等。现场实际运行中，户外环网柜内二次控制回路由于凝露、电子元器件运行不稳定、二次线磨损、锈蚀等原因，会导致二次控制回路发生断线故障，断线会造成断路器无法进行电动操作或远程遥控分合闸操作，当线路发生故障时断路器开关无法迅速切断故障电流，影响供电可靠性。

2、针对10kv户外环网柜二次控制回路断线的问题，目前尚未广泛开展研究，仅少数环网柜设备厂商通过在分合闸控制回路中串接twj、hwj两个继电器，利用控制回路断线时twj、hwj两个继电器失电，其常闭节点断开后发出告警信号。

3、然而，这种方式存在以下问题：

4、1、此监测方式不能实现控制回路全方位监测，如断路器在合位时发生合闸控制回路断线，由于断路器的常闭辅助触点打开使得合闸控制回路本身断开，装置不会产生控制回路断线告警信号；同样，断路器在分位时发生分闸控制回路断线，由于断路器的常开辅助触点打开使得分闸控制回路本身断开，装置亦不会产生告警信号。

5、2、此监测方式不能实现整个控制回路的断线监测，如转换开关、压板等均不在监测回路中。

6、3、此监测方式仅能监视整段回路是否完好，无法实现断线点定位功能，从分合闸按钮至二次箱内端子排，再到机构仓内的辅助开关、分合闸辅助触点等均有可能发生故障，因而检修人员无法分析判定具体是哪一段或某一部分回路状况，无法实现故障准确定位，检修效率低。

7、4、此监测方式无故障记忆功能，对于偶然发生且一段时间后自行恢复的间歇性断线故障定位比较困难。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术中的户外环网柜控制回路断线故障监测方案无法全方位监测整个控制回路故障、无法准确定位故障点以及无故障记忆功能的技术问题，提出了一种10kv户外环网柜控制回路断线故障监测装置，能够实现整个控制回路的全方位监测，无论断路器开关处于何种分合位置，均能产生控制回路断线故障告警；同时，能够实现断线点定位功能，帮助检修人员判定具体是哪一段或某一部分回路故障，实现故障准确定位；此外，具备故障记忆功能，能够实现对于偶然发生且一段时间后自行恢复的间歇性断线故障监测及记录，帮助运维人员后期查找故障，大大提高检修效率。

2、本发明的技术方案：

3、一种10kv户外环网柜控制回路断线故障监测装置，包括：

4、微处理器单元，所述微处理器单元电连接有采样模块、存储模块和显示模块；

5、采样模块，所述采样模块电连接有多个采样点，多个采样点分别被设置在所述户外环网柜控制回路中的合闸控制回路和分闸控制回路中，所述采样模块采集所有采样点的电压，并输入给所述微处理器单元，所述微处理器单元根据输入的各采样点的电压判断是否发生断线故障以及发生断线故障时的断线故障位置；

6、存储模块，当微处理器单元监测到发生断线故障时，所述存储模块对断线故障信息进行存储；

7、显示模块，所述显示模块用于显示断线故障信息。

8、进一步地，所述断线故障监测装置还包括有通讯模块，所述通讯模块与所述微处理器单元电连接，所述通讯模块用于与配电自动化终端通讯，上送断线故障信息。

9、进一步地，所述断线故障监测装置还包括有按键模块和指示模块，所述按键模块用于当前断线故障信息查询、历史断线故障信息查询和参数设置；所述指示模块用于指示断线故障监测装置的工作状态和各采样点的电压状况。

10、进一步地，所述断线故障监测装置还包括有电源模块，所述电源模块给所述微处理器单元、采样模块、存储模块、显示模块、通讯模块、按键模块、指示模块提供电源。

11、进一步地，所述断线故障监测装置包括有壳体，所述壳体上设置所述微处理器单元、采样模块、存储模块、显示模块、通讯模块、按键模块、指示模块和电源模块。

12、进一步地，所述壳体连接有两个固定铁板，两个所述固定铁板上均设置有固定螺孔，所述壳体上还设有接地柱。

13、进一步地，所述采样模块包括焊接在所述壳体面板上的采样端子排，所述采样端子排为直插式结构，所述采样端子排包括多个采样连接端子，多个所述采样连接端子的一端用于与多个采样点一一对应电连接，另一端分别经电阻分压后连接所述微处理器单元。

14、进一步地，所述电源模块包括焊接在所述壳体面板上的电源端子排，所述电源端子排包括两个电源连接端子，所述通讯模块包括焊接在所述壳体面板上的通讯端子排，所述通讯端子排包括三个通讯连接端子。

15、进一步地，所述显示模块包括设置在壳体面板上的液晶显示屏，所述按键模块包括若干个操作按键，所述指示模块包括多个故障指示灯和运行状态指示灯，多个所述故障指示灯与多个采样连接端子对应设置。

16、进一步地，所述户外环网柜控制回路包括有直流电源、两个操作电源空开、远方/就地转换把手sa、就地合闸按钮sbc、就地分闸按钮sbt、遥控合/分按钮dtu、合闸控制回路压板lp1、分闸控制回路压板lp2、断路器主辅助接点dl、合闸线圈hq、分闸线圈tq、合闸控制回路断线监测继电器线圈hqj、分闸控制回路断线监测继电器tqj；

17、所述直流电源的正极经其中一个操作电源空开连接远方/就地转换把手sa的常开触点后分成两条并联的支路，然后经另外一个操作电源空开连接直流电源的负极，其中一条支路包括依次连接的就地合闸按钮sbc、合闸控制回路压板lp1、断路器主辅助接点dl的常闭触点、合闸线圈hq；另外一条支路包括依次连接的就地分闸按钮sbt、分闸控制回路压板lp2、断路器主辅助接点dl的常开触点、分闸线圈tq；所述远方/就地转换把手sa的常开触点和就地合闸按钮sbc的两端并联所述合闸控制回路断线监测继电器线圈hqj，所述远方/就地转换把手sa的常闭触点和就地分闸按钮sbt的两端并联所述分闸控制回路断线监测继电器线圈tqj；

18、所述采样点为十个，十个采样点分别为布置在直流电源负极出口处的第一采样点in0+、布置在直流电源正极出口处的第二采样点in1+、布置在靠近直流电源正极的操作电源空开与合闸控制回路断线监测继电器线圈hqj左连接点之间的第三采样点in2+、布置在合闸控制回路压板lp1和合闸控制回路断线监测继电器线圈hqj右连接点之间的第四采样点in3+、布置在断路器主辅助接点dl的常闭触点左侧的第五采样点in4+、布置在断路器主辅助接点dl的常闭触点右侧的第六采样点in5+、布置在靠近直流电源负极的操作电源空开与合闸线圈hq/分闸线圈tq之间的第七采样点in6+、布置在分闸控制回路压板lp2和分闸控制回路断线监测继电器线圈tqj右连接点之间的第八采样点in7+、布置在断路器主辅助接点dl的常开触点左侧的第九采样点in8+、布置在断路器主辅助接点dl的常开触点右侧的第十采样点in9+。

19、进一步地，所述控制回路断线故障监测装置还包括有断路器状态检测电路，所述断路器状态检测电路用于检测断路器的分合状态，其中，

20、当所述断路器处于分位时，所述第二采样点in1+、第三采样点in2+、第四采样点in3+、第五采样点in4+、第六采样点in5+、第八采样点in7+、第九采样点in8+分别以第一采样点in0+为第一基准，当某一采样点与第一基准的电压差超过电源电压的波动范围时，该采样点为异常采样点，断线位置发生在该异常采样点前侧且最临近该异常采样点的正常采样点和该正常采样点后侧的第一个异常采样点之间，电源电压的波动范围除其他因素外，还可以考虑电路的实际情况进行调整，例如根据合闸控制回路断线监测继电器线圈hqj和合闸线圈hq的参数调整；第七采样点in6+、第十采样点in9+分别以第二采样点in1+为第二基准，当第二基准与某一采样点的电压差超过电源电压的波动范围时，该采样点为异常采样点，断线位置发生在该异常采样点前侧且最临近该异常采样点的正常采样点和该正常采样点后侧的第一个异常采样点之间；

21、当所述断路器处于合位时，所述第二采样点in1+、第三采样点in2+、第四采样点in3+、第五采样点in4+、第八采样点in7+、第九采样点in8+、第十采样点in9+分别以第一采样点in0+为第一基准，当某一采样点与第一基准的电压差超过电源电压的波动范围时，该采样点为异常采样点，断线位置发生在该异常采样点前侧且最临近该异常采样点的正常采样点和该正常采样点后侧的第一个异常采样点之间；第六采样点in5+、第七采样点in6+分别以第二采样点in1+为第二基准，当第二基准与某一采样点的电压差超过电源电压的波动范围时，该采样点为异常采样点，断线位置发生在该异常采样点前侧且最临近该异常采样点的正常采样点和该正常采样点后侧的第一个异常采样点之间。

22、采用上述技术方案后，本发明提供的一种10kv户外环网柜控制回路断线故障监测装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

23、1、本发明的断线故障监测装置，通过在户外环网柜控制回路中的合闸控制回路和分闸控制回路中设置多个采样点，并实时采集这些采样点的电压进行计算和比较，能够实现控制回路全方位监测，无论断路器处于何种分合位置，每个采样点的电压均能被采集到，因此合闸控制回路或分闸控制回路中任何一个发生断线故障时，均能被监测到并进行告警。

24、2、本发明在控制回路中对应多个元器件设置多个采样点，不仅能监测整段控制回路是否完好，通过比较各采样点的电压，还能实现断线点定位功能，从而帮助检修人员分析判定具体是哪一段或某一部分回路异常，实现故障准确定位，提高检修效率。

25、3、本发明通过存储模块存储断线故障信息，具备故障记忆功能，能够实现对于偶然发生且一段时间后自行恢复的间歇性断线故障监测及记录，帮助运维人员后期查找故障。