專利名稱：供電線路單相接地故障顯示方法及所用儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接地故障顯示方法，特別是輸電線路小接地系統(tǒng)接地故障顯示方法；本發(fā)明還涉及一種該方法所用儀器。
現(xiàn)在6kv、10kv、35kv中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)長有線路單相接地故障發(fā)生，影響電網(wǎng)的正常運行，而且10kv系統(tǒng)運行線路復(fù)雜，分支較多，發(fā)生接地后查找故障十分困難。
由于小接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，接地電流很小僅為幾安到幾十安，并不中斷系統(tǒng)的供電，但由于有接地的存在，相對地電壓升高，系統(tǒng)運行的可靠性受到影響。目前檢測接地故障的方法大致有兩類一類為可選線，即變電站可判斷出那路發(fā)生接地，但具體到那路出線分支就不能判別；另一類是發(fā)生接地后不停電，手持儀器在線路分支下方及線路下方查找。目前發(fā)生單相接地后，一般就立即停電，對于這種儀器就無法判別故障，這種儀器的原理是感應(yīng)導(dǎo)線的零序電壓及零序電流，互相比較來判斷，對于同桿架設(shè)的高低壓線路就不能判別了。
本發(fā)明的目的在于提供一種供電線路一旦發(fā)生單相接地故障能迅速顯示的方法，而且能用于同桿架設(shè)有高低壓線的線路。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種供電線路一旦發(fā)生單相接地故障能迅速顯示的儀器。
本發(fā)明的上述目的是由下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
一種供電線路單相接地故障顯示方法，其特征在于在線路的所有干線、支線、分支線上均設(shè)有采樣傳感器，由采樣傳感器采樣接地瞬間的電容電流首半波與接地瞬間的電壓首半波，比較其相位，當(dāng)采樣接地瞬間的電容電流突變且大于一定數(shù)值，其首半波與接地瞬間的電壓首半波同相，則線路發(fā)生接地，否則線路未發(fā)生接地。
一種用于權(quán)利要求1的顯示接地故障的儀器，其特征在于該儀器是由電容電流采樣電路、電容電流正負半波判斷電路、導(dǎo)線電場電壓采樣電路、電流電壓比相邏輯判斷電路及信號指示電路所組成。其中電容電流采樣電路中的采樣傳感器采樣接地瞬間的電容電流的正負半波送電容電流正負半波判斷電路、電容電流正負半波判斷電路將根據(jù)首半波的方向，在其二輸出端之一送出一高電平，導(dǎo)線電場電壓采樣電路采樣接地瞬間的電壓首半波并在其二輸出端之一送出一高電平，電流電壓比相邏輯判斷電路將根據(jù)電容電流正負半波判斷電路送來高電平的輸出端及導(dǎo)線電場電壓采樣電路的高電平輸出端進行比較邏輯判斷將在其輸出端送出或不送出一高電平并送信號指示電路，當(dāng)信號指示電路的輸入端為高電平時即發(fā)出接地顯示信號。
除上述必要技術(shù)特征外，在實施過程中還可補充下述技術(shù)內(nèi)容電流采樣電路是由電流傳感器、高通濾波器及電流正負半波判別器所組成，其作用是采樣接地瞬間電容電流的正負半波，電流傳感器可以是一繞有線圈的磁環(huán)，該磁環(huán)套設(shè)在所測線路段的始端，線圈的兩端接高通濾波器，當(dāng)線路發(fā)生接地故障，瞬間電流突變，線圈兩端將感生一高頻電壓，該高頻電壓方向與瞬間突變電流方向有關(guān)，經(jīng)高通濾波器濾除50周低頻部分，高通濾波器的輸出接電流正負半波判別器，電流正負半波判別器將根據(jù)感生電壓方向在其二輸出端之一先輸出一高電平，電流正負半波判別器的兩輸出端接電容電流正負半波判斷電路的兩輸入端。
該電容電流正負半波判斷電路是為一與非門觸發(fā)器，型號可為4093或4011，其二輸出端C、D接電流電壓比相邏輯判斷電路；電流電壓比相邏輯判斷電路是由兩個與非門觸發(fā)器所組成，其輸入端為C、D、Z1、Z2，其中C與Z1為同一觸發(fā)器的二輸入接點，該觸發(fā)器輸出為M，D與Z2為另一觸發(fā)器的二輸入接點，該觸發(fā)器的輸出為N；導(dǎo)線電場電壓采樣電路是由二極管D9、D10串聯(lián)后再與一電阻并接，二二極管的接點，即D9的正極與D10的負極用導(dǎo)線接電流傳感器的磁環(huán)，即接所測輸電線，二極管D9的負極通過二極管D13接電源正，D9的負極作為一輸出點輸出Z1信號，D9的負極還接一與非門U2C，與非門U2C將信號Z1倒相后作為信號Z2輸出，Z1、Z2分別接電流電壓比相邏輯判斷電路中的Z1、Z2輸入接點，電流電壓比相邏輯判斷電路的二觸發(fā)器的輸出端M、N通過一或門電路接信號指示電路，顯示接地故障，其中，D10的正極接電源B1的負極并接一銅皮懸空，該銅皮的作用是對大地形成一電容C6。
本發(fā)明的優(yōu)點在于當(dāng)線路發(fā)生接地后可顯示接地分支及接地線路段，可迅速找到故障點，極大的提高生產(chǎn)效率，提高供電的可靠性，減輕勞動強度。
本發(fā)明的依據(jù)是，一般正常供電線路上的電流高頻成分很小，而當(dāng)發(fā)生單相接地時，其接地電流中有很大比例的高頻成分，此接地高頻電流瞬時方向與接地瞬間電壓方向有關(guān)，當(dāng)檢測出某線路上在某瞬間有同相的高頻電壓電流，且高頻電流突變大于一定數(shù)值，即可判斷該線路上有單相接地故障。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明


圖1為本發(fā)明顯示方法在線路上具體應(yīng)用示例圖；圖2為本發(fā)明顯示方法所用顯示儀器的電路方框圖；圖3為本發(fā)明顯示方法所用顯示儀器的電路圖；由圖1可見，在O1O2上的H處發(fā)生接地故障，在傳感器G1上所流過的電流與電壓同相，而在其后各線路所安裝的傳感器中的電流與電壓反相，如圖中的傳感器G2。當(dāng)傳感器接受到電流與電壓同相的信號，且電流突變大于一定數(shù)值，通過如圖2所示電路的儀器的判別在其儀器的顯示電路上將有指示，而傳感器G2儀器的顯示電路上將不會有指示。如此將很容易地將接地故障線路找到。
圖2是根據(jù)本發(fā)明顯示方法所設(shè)計的顯示儀器的電路方框圖。該儀器是由電容電流采樣電路、電容電流正負半波判斷電路、導(dǎo)線電場電壓采樣電路、電流電壓比相邏輯判斷電路及信號指示電路所組成。其中電容電流采樣電路中的采樣傳感器采樣接地瞬間的電容電流的正負半波送電容電流正負半波判斷電路、電容電流正負半波判斷電路將根據(jù)首半波的方向，在其二輸出端之一送出一高電平，導(dǎo)線電場電壓采樣電路采樣接地瞬間的電壓首半波并在其二輸出端之一送出一高電平，電流電壓比相邏輯判斷電路將根據(jù)電容電流正負半波判斷電路送來高電平的輸出端及導(dǎo)線電場電壓采樣電路的高電平輸出端進行比較邏輯判斷將在其輸出端送出或不送出一高電平并送信號指示電路，當(dāng)信號指示電路的輸入端為高電平時即發(fā)出接地顯示信號。其具體電路可以如圖3所示。
圖3中，電流采樣電路是由電流傳感器、高通濾波器及電流方向判別器所組成，其作用是采樣接地瞬間電容電流的正負半波。電流傳感器可以是一繞有線圈的磁環(huán)，該磁環(huán)套設(shè)在所測線路段的始端，線圈的兩端接高通濾波器。當(dāng)線路中有電流流過時，線圈兩斷將感生一電壓，該電壓方向與電流方向有關(guān)，經(jīng)高通濾波器濾除低頻部分。高通濾波器的輸出接電流方向判別器，電流方向判別器將根據(jù)感生電壓方向在其輸出端A或B輸出一高電平。電流方向判別器的兩輸出端接電容電流正負半波判斷電路2的兩輸入端A、B。
該電容電流正負半波判斷電路2是為一與非門觸發(fā)器，型號可為4093或4011，其輸出端C、D接電流電壓比相邏輯判斷電路3。當(dāng)A點先為高電平時，則輸出C為高電平，D為低電平；當(dāng)B點先為高電平時，則輸出D為高電平，C為低電平；電流電壓比相邏輯判斷電路3是由兩個與非門施密特觸發(fā)器所組成。其輸入端為C、D、Z1、Z2，其中C與Z1為同一觸發(fā)器的二輸入接點，該觸發(fā)器輸出為M。D與Z2為另一觸發(fā)器的二輸入接點，該觸發(fā)器的輸出為N。
當(dāng)C點為高電平時，且Z1也是高電平，則輸出M為高電平；如C為高電平且Z1滯后也是高電平，則輸出M為低電平；如Z1為低電平，C為高電平，則輸出M為低電平。
當(dāng)D為高電平時，且Z2也是高電平，則輸出N為高電平；如D為高電平且Z2滯后也是高電平，則輸出N為低電平；如Z2為高電平，D為低電平，則輸出N為低電平。
另設(shè)有一導(dǎo)線電場電壓采樣電路，該電路是由二極管D9、D10串聯(lián)后再與一電阻并接，二二極管的接點，即D9的正極與D10的負極用導(dǎo)線接電流傳感器的磁環(huán)，即接所測輸電線，二極管D9的負極通過二極管D13接電源正，D9的負極作為一輸出點輸出Z1信號，D9的負極還接一與非門U2C，與非門U2C將信號Z1倒相后作為信號Z2輸出。Z1、Z2分別接電流電壓比相邏輯判斷電路中的Z1、Z2輸入接點。電流電壓比相邏輯判斷電路的二觸發(fā)器的輸出端M、N通過一或門電路接信號指示電路，顯示接地故障。其中，D10的正極接電源B1的負極并接銅皮6懸空，該銅皮的作用是對大地形成一電容C6。當(dāng)F點為正半波電壓時，Z1為高電平輸出，而Z2則為低電平輸出；當(dāng)F點為負半波電壓時，Z1為低電平輸出，而Z2則為高電平輸出。
當(dāng)線路上電壓為正半波時，電容電流為正向流過且電容電流突變大于一定數(shù)值時，則從M輸出一高電平；當(dāng)線路上電壓為負半波時，電容電流為反向流過且電容電流突變大于一定數(shù)值時，則從N輸出一高電平；否則M、N均為低電平。只要M或N中有一個為高電平，則信號指示電路即顯示接地故障。
權(quán)利要求
1.一種供電線路單相接地故障顯示方法，其特征在于該方法是在線路的所有干線、支線、分支線上均設(shè)有采樣傳感器，由采樣傳感器采樣接地瞬間的電容電流首半波與接地瞬間的電壓首半波，比較其相位，當(dāng)采樣接地瞬間的電容電流突變且大于一定數(shù)值，其首半波與接地瞬間的電壓首半波同相，則線路發(fā)生接地，否則線路未發(fā)生接地。
2.一種用于權(quán)利要求1的顯示接地故障的儀器，其特征在于該儀器是由電容電流采樣電路、電容電流正負半波判斷電路、導(dǎo)線電場電壓采樣電路、電流電壓比相邏輯判斷電路及信號指示電路所組成，其中電容電流采樣電路中的采樣傳感器采樣接地瞬間的電容電流的正負半波送電容電流正負半波判斷電路、電容電流正負半波判斷電路將根據(jù)首半波的方向，在其二輸出端之一送出一高電平，導(dǎo)線電場電壓采樣電路采樣接地瞬間的電壓首半波并在其二輸出端之一送出一高電平，電流電壓比相邏輯判斷電路將根據(jù)電容電流正負半波判斷電路送來高電平的輸出端及導(dǎo)線電場電壓采樣電路的高電平輸出端進行比較邏輯判斷將在其輸出端送出或不送出一高電平并送信號指示電路，當(dāng)信號指示電路的輸入端為高電平時即發(fā)出接地顯示信號。
3.如權(quán)利要求2所說的顯示接地故障的儀器，其特征在于電流采樣電路是由電流傳感器、高通濾波器及電流正負半波判別器所組成，其作用是采樣接地瞬間電容電流的正負半波，電流傳感器可以是一繞有線圈的磁環(huán)，該磁環(huán)套設(shè)在所測線路段的始端，線圈的兩端接高通濾波器，當(dāng)線路發(fā)生接地故障，瞬間電流突變，線圈兩端將感生一高頻電壓，該高頻電壓方向與瞬間突變電流方向有關(guān)，經(jīng)高通濾波器濾除50周低頻部分，高通濾波器的輸出接電流方向判別器，電流方向判別器將根據(jù)感生電壓方向在其二輸出端先輸出一高電平，電流方向判別器的兩輸出端接電容電流正負半波判斷電路的兩輸入端。
4.如權(quán)利要求2所說的顯示接地故障的儀器，其特征在于該電容電流正負半波判斷電路是為一與非門觸發(fā)器，型號可為4093或4011，其有二輸出端，該二輸出端接電流電壓比相邏輯判斷電路。
5.如權(quán)利要求2所說的顯示接地故障的儀器，其特征在于電流電壓比相邏輯判斷電路是由兩個并聯(lián)的與非門觸發(fā)器所組成，其輸入端為[C]、[D]、[Z1]、[Z2]，其中[C]與[Z1]為同一觸發(fā)器的二輸入接點，該觸發(fā)器輸出為[M]，[D]與[Z2]為另一觸發(fā)器的二輸入接點，該觸發(fā)器的輸出為[N]。
6.如權(quán)利要求2所說的顯示接地故障的儀器，其特征在于信號指示電路是由延時電路和聲光或其他指示器所組成，該延時電路是由與非門或觸發(fā)器加阻容延時電路組成，或為一延時計數(shù)器。
7.如權(quán)利要求2所說的顯示接地故障的儀器，其特征在于導(dǎo)線電場電壓采樣電路是由二極管[D9]、[D10]串聯(lián)后再與一電阻并接，二二極管的接點，即[D9]的正極與[D10]的負極用導(dǎo)線接電流傳感器的磁環(huán)，即接所測輸電線，二極管[D9]的負極通過二極管[D13]接電源正，[D9]的負極作為一輸出點輸出[Z1]信號，[D9]的負極還接一與非門[U2C]，與非門[U2C]將信號[Z1]倒相后作為信號[Z2]輸出，[Z1]、[Z2]分別接電流電壓比相邏輯判斷電路中的[Z1]、[Z2]輸入接點，電流電壓比相邏輯判斷電路的二觸發(fā)器的輸出端[M]、[N]通過一或門電路接信號指示電路，顯示接地故障，其中，[D10]的正極接電源[B1]的負極并接一銅皮懸空，該銅皮的作用是對大地形成一電容[C6]。
全文摘要
一種供電線路單相接地故障顯示方法,其特征在于:在線路上設(shè)有采樣傳感器,采樣接地瞬間的電容電流首半波與接地瞬間的電壓首半波,比較其相位,瞬間電容電流其首半波與接地瞬間的電壓首半波同相,且電容電流突變大于一定數(shù)值,則線路發(fā)生接地,否則線路未發(fā)生接地,并提供顯示儀器。當(dāng)線路發(fā)生接地后可顯示接地分支及接地線路段,可迅速找到故障點,極大的提高生產(chǎn)效率,提高供電的可靠性,減輕勞動強度。
文檔編號G01R31/08GK1295254SQ9912227
公開日2001年5月16日 申請日期1999年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月8日
發(fā)明者趙世紅 申請人:趙世紅