一种接地故障模拟装置及控制方法与流程

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种接地故障模拟装置及控制方法。

背景技术：

在电力系统中，配电网的中性点接地方式在一定程度上对配电网的安全性、可靠性以及经济性起着极其重要的影响，其中特别对配电网中设备的绝缘水平、配电网中继电保护装置的可靠性、与配电网相关的通信系统的性能以及配电网操作人员的人身安全的影响较大。

目前配电网的主要接地方式包括经消弧线圈接地、经小电阻接地、不接地、经智能故障处理装置接地等。为了使得配电网出现接地故障后能及时隔离故障点，保障人身安全，在配电网中使用上述接地方式时均需要在配电网中配置相应的选线装置。由于接地方式类型较多，不同接地方式在配电网中所配置的选线装置也存在一定差异，由于其中一部分选线装置可靠性较低，导致配电网在出现接地故障时，接地装置和选线装置针对该接地故障的动作的准确性较低，从而导致无法及时进行故障隔离或故障处理，降低了配电网的安全性与可靠性。

通常情况下，为了检测在配电网中配置的选线装置的可靠性，可以在配电网中的选线装置配置完毕后，多次触发配电网发生单相接地故障，以检测选线装置在配电网出现单相接地故障时针对该单相接地故障进行相应动作的准确性。但上述方法一方面无法确定当配电网出现瞬时单相接地故障时配电网中的选线装置针对该瞬时单相接地故障进行相应动作的准确性，另一方面需要触发配电网多次发生单相接地故障后才能获取检测结果，从而提高了故障模拟的成本，降低了故障模拟的兼容性，损害了用户体验。

技术实现要素：

本申请提供一种接地故障模拟装置及控制方法，能够在不影响配电网正常工作的前提下，模拟接线装置发生瞬时单相接地故障与永久单相接地故障以便于对配电网中的选线装置进行检测。

第一方面，本发明的实施例提供了一种接地故障模拟装置，包括：球间隙、隔离刀闸、快速开关，球间隙的首端接地，球间隙的尾端与隔离刀闸的首端连接，快速开关的首端与球间隙的首端连接，快速开关的尾端与球间隙的首端连接，隔离刀闸的尾端与接地故障模拟装置的测试端连接；接地故障模拟装置被配置为第一接地故障模拟模式与第二接地故障模拟模式，第一接地故障模拟模式为隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通，快速开关的首端与快速开关的尾端断开；第二接地故障模拟模式为隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通，快速开关的首端与快速开关的尾端导通；当隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通的时间大于投入时间间隔时，隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端断开。

第二方面，本发明的实施例提供了一种接地故障模拟装置的控制方法，包括：当接地故障模拟装置被配置为第一接地故障模拟模式时，控制隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通，控制快速开关的首端与快速开关的尾端断开；当接地故障模拟装置被配置为第二接地故障模拟模式时，控制隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通，控制快速开关的首端与快速开关的尾端导通；当隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通的时间大于投入时间间隔时，控制隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端断开。

本发明的实施例提供了一种接地故障模拟装置及控制方法，包括球间隙、隔离刀闸、快速开关，能够模拟与接地故障模拟装置的测试端连接的选线装置分别出现瞬时性接地故障以及永久性接地故障，并且确保不会因为模拟选线装置出现瞬时性接地故障或永久性接地故障而使选线装置进行零序过流保护动作，因此本发明的实施例提供的接地故障模拟装置能够在不影响配电网正常工作的前提下，模拟接线装置发生瞬时单相接地故障与永久单相接地故障以便于对配电网中的选线装置进行检测，降低了故障模拟的成本，提高了故障模拟的兼容性，改善了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例所提供的一种接地故障模拟装置的示意性结构图；

图2为本发明的另一实施例所提供的一种接地故障模拟装置的示意性结构图；

图3为本发明的实施例所提供的一种接地故障模拟装置的控制方法的示意性流程图；

图4为本发明的另一实施例所提供的一种接地故障模拟装置的控制方法的示意性流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

目前配电网的主要接地方式包括经消弧线圈接地、经小电阻接地、不接地、经智能故障处理装置接地等。为了使得配电网出现接地故障后能及时隔离故障点，保障人身安全，在配电网中使用上述接地方式时均需要在配电网中配置相应的选线装置。由于接地方式类型较多，不同接地方式在配电网中所配置的选线装置也存在一定差异，由于其中一部分选线装置可靠性较低，例如容易出现部分互感器存在极性反接、漏接、无感应信号等问题，导致配电网在出现接地故障时，接地装置和选线装置针对该接地故障的动作的准确性较低，从而导致无法及时进行故障隔离或故障处理，降低了配电网的安全性与可靠性。

通常情况下，为了检测在配电网中配置的选线装置的可靠性，可以在配电网中的选线装置配置完毕后，多次触发配电网发生单相接地故障，以检测选线装置在配电网出现单相接地故障时针对该单相接地故障进行相应动作的准确性。但上述方法一方面无法确定当配电网出现瞬时单相接地故障时配电网中的选线装置针对该瞬时单相接地故障进行相应动作的准确性，另一方面需要触发配电网多次发生单相接地故障后才能获取检测结果，从而干扰了配电网的正常工作，损害了用户体验。

为了解决上述问题，如附图1所示，本发明的实施例提供了一种接地故障模拟装置100，包括：球间隙G1、隔离刀闸S1、快速开关S2，球间隙G1的首端接地GND，球间隙G1的尾端与隔离刀闸S1的首端连接，快速开关S2的首端与球间隙G1的首端连接，快速开关S2的尾端与球间隙G1的首端连接，隔离刀闸S1的尾端与接地故障模拟装置100的测试端103连接。

具体的，隔离刀闸S1可以为包括一个开关，也可以为由多个开关串联或并联而成。快速开关S2可以为包括一个开关，也可以为由多个开关串联或并联而成。

接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式与第二接地故障模拟模式，第一接地故障模拟模式为隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通，快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端断开；第二接地故障模拟模式为隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通，快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端导通。

当隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通的时间大于投入时间间隔时，隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端断开。

具体的，当接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式时，由于隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通，快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端断开，与测试端103连接的选线装置104可以通过球间隙G1接地GND，即模拟选线装置104出现瞬时性接地故障，同时由于隔离刀闸S1在隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通的时间大于投入时间间隔时断开，从而使选线装置104出现瞬时性接地故障的时间小于选线装置104进行零序过流保护动作的时间阈值，即确保不会因为模拟选线装置104出现瞬时性接地故障而使选线装置104进行零序过流保护动作，从而保证不会因为模拟选线装置104出现瞬时性接地故障而对选线装置104的正常工作造成干扰。当接地故障模拟装置100被配置为第二接地故障模拟模式时，由于隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通，快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端导通，与测试端103连接的选线装置104可以直接接地GND，即模拟选线装置104出现永久性接地故障，同时由于隔离刀闸S1在隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通的时间大于投入时间间隔时断开，从而使选线装置104出现永久性接地故障的时间小于选线装置104进行零序过流保护动作的时间阈值，即确保不会因为模拟选线装置104出现永久性接地故障而使选线装置104进行零序过流保护动作，从而保证不会因为模拟选线装置104出现瞬时性接地故障而对选线装置104的正常工作造成干扰。

需要说明的是，由于选线装置104位于配电网中，将接地故障模拟装置100的测试端103与选线装置104连接时，可以通过带电接入装置进行连接，其中带电接入装置可以为绝缘杆或者其他绝缘工器具，确保能够安全地将接地故障模拟装置100与选线装置104连接。

本发明的实施例提供了一种接地故障模拟装置，包括球间隙、隔离刀闸、快速开关，能够模拟与接地故障模拟装置的测试端连接的选线装置分别出现瞬时性接地故障以及永久性接地故障，并且确保不会因为模拟选线装置出现瞬时性接地故障或永久性接地故障而使选线装置进行零序过流保护动作，因此本发明的实施例提供的接地故障模拟装置能够在不影响配电网正常工作的前提下，模拟接线装置发生瞬时单相接地故障与永久单相接地故障以便于对配电网中的选线装置进行检测，降低了故障模拟的成本，提高了故障模拟的兼容性，改善了用户体验。

如附图2所示，接地故障模拟装置100还可以包括接地故障单元102，接地故障单元102位于球间隙G1的首端与接地之间，接地故障单元102的首端与球间隙G1的首端连接，接地故障单元102的尾端接地。

接地故障单元102，用于模拟接地故障单元102的首端通过接地故障单元102的尾端以接地故障模式接地，接地故障模式包括金属性接地模式、经过渡电阻接地模式、经高阻接地模式、弧光接地模式。

具体的，为了使接地故障模拟装置100能够模拟更多类型的接地故障模式，可以在球间隙G1的首端与接地GND之间设置接地故障单元102。

示例性的，当所述接地故障单元102用于模拟接地故障单元102的首端通过接地故障单元102的尾端以经过渡电阻接地模式接地，且所述接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式时，所述接地故障模拟装置100能够模拟与测试端103连接的选线装置104出现瞬时性经过渡电阻接地故障；当所述接地故障单元102用于模拟接地故障单元102的首端通过接地故障单元102的尾端以经高电阻接地模式接地，且所述接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式时，所述接地故障模拟装置100能够模拟与测试端103连接的选线装置104出现瞬时性经高电阻接地故障。

需要说明的是，接地故障单元102可以为现有的接地故障设备，只要该接地故障设备能够模拟的接地故障包括金属性接地故障、经过渡电阻接地故障、经高阻接地故障、弧光接地故障中任一种即可。

具体的，如附图2所示，接地故障模拟装置100还包括接地刀闸S3，接地刀闸S3的首端与球间隙G1的首端连接，接地刀闸S3的尾端接地GND。

具体的，接地刀闸S3可以为包括一个开关，也可以为由多个开关串联或并联而成。

第一接地故障模拟模式还包括接地刀闸S3的首端与接地刀闸S3的尾端断开，第二接地故障模式还包括接地刀闸S3的首端与接地刀闸S3的尾端断开。

接地故障模拟装置100还被配置为第三接地故障模拟模式，第三接地故障模拟模式为接地刀闸S3的首端与接地刀闸S3的尾端导通。

具体的，为了确保在不使用接地故障模拟装置100时，不会因误操作隔离刀闸S1而导致发生相应事故，可以在不使用接地故障模拟装置100时将接地故障模拟装置100配置为第三接地故障模拟模式，即使接地刀闸S3的首端与接地刀闸S3的尾端导通，确保第一开关S1的首端接地GND。而在使用接地故障模拟装置100时，即接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式和第二接地故障模拟模式时，使接地刀闸S3的首端与接地刀闸S3的尾端断开，保证接地故障模拟装置100能够正常模拟选线装置104发生相应的接地故障。

进一步的，第三接地故障模拟模式还包括隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端断开、快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端断开，进一步确保接地故障模拟装置100不会发生误操作事故。

进一步的，接地故障模拟装置100还包括远程控制单元105，远程控制单元105的控制端分别与隔离刀闸S1的控制端，快速开关S2的控制端以及接地刀闸S3的控制端连接.

远程控制单元105，被配置为：

当收到瞬时性故障模拟命令时，通过隔离刀闸S1的控制端将隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通、通过快速开关S2的控制端将快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端断开、通过接地刀闸S3的控制端将接地刀闸S3的首端与快速开关S2的尾端断开。

当收到永久性故障模拟命令时，通过隔离刀闸S1的控制端将隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通、通过快速开关S2的控制端将快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端导通、通过接地刀闸S3的控制端将接地刀闸S3的首端与快速开关S2的尾端断开。

当收到空闲命令时，通过隔离刀闸S1的控制端将隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端断开、通过快速开关S2的控制端将快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端断开、通过接地刀闸S3的控制端将接地刀闸S3的首端与快速开关S2的尾端导通。

具体的，通过上述步骤，能够实现对接地故障模拟装置100的远程控制，其中当接地故障模拟装置100收到瞬时性故障模拟命令时，能够模拟与测试端103连接的选线装置104发生瞬时性接地故障；当接地故障模拟装置100收到永久性故障模拟命令时，能够模拟与测试端103连接的选线装置104发生永久性接地故障；当接地故障模拟装置100收到空闲命令时，能够确保接地故障模拟装置100不会因为误操作导致其发生相应的事故。

如附图3所示，本发明的实施例提供了一种接地故障模拟装置的控制方法，包括：

201、确定接地故障模拟装置被配置的接地故障模拟模式。

当接地故障模拟装置被配置为第一接地故障模拟模式时，执行步骤202；当接地故障模拟装置被配置为第二接地故障模拟模式时，执行步骤203。

202、控制隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通，控制快速开关的首端与快速开关的尾端断开。

203、控制隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通，控制快速开关的首端与快速开关的尾端导通。

204、当隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通的时间大于投入时间间隔时，控制隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端断开。

具体的，当接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式时，由于隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通，快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端断开，与测试端103连接的选线装置104可以通过球间隙G1接地GND，即模拟选线装置104出现瞬时性接地故障，同时由于隔离刀闸S1在隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通的时间大于投入时间间隔时断开，从而使选线装置104出现瞬时性接地故障的时间小于选线装置104进行零序过流保护动作的时间阈值，即确保不会因为模拟选线装置104出现瞬时性接地故障而使选线装置104进行零序过流保护动作，从而保证不会因为模拟选线装置104出现瞬时性接地故障而对选线装置104的正常工作造成干扰。当接地故障模拟装置100被配置为第二接地故障模拟模式时，由于隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通，快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端导通，与测试端103连接的选线装置104可以直接接地GND，即模拟选线装置104出现永久性接地故障，同时由于隔离刀闸S1在隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端导通的时间大于投入时间间隔时断开，从而使选线装置104出现永久性接地故障的时间小于选线装置104进行零序过流保护动作的时间阈值，即确保不会因为模拟选线装置104出现永久性接地故障而使选线装置104进行零序过流保护动作，从而保证不会因为模拟选线装置104出现瞬时性接地故障而对选线装置104的正常工作造成干扰。

需要说明的是，由于选线装置104位于配电网中，将接地故障模拟装置100的测试端103与选线装置104连接时，可以通过带电接入装置进行连接，其中带电接入装置可以为绝缘杆或者其他绝缘工器具，确保能够安全地将接地故障模拟装置100与选线装置104连接。

本发明的实施例提供了一种接地故障模拟方法，能够模拟与接地故障模拟装置的测试端连接的选线装置分别出现瞬时性接地故障以及永久性接地故障，并且确保不会因为模拟选线装置出现瞬时性接地故障或永久性接地故障而使选线装置进行零序过流保护动作，因此本发明的实施例提供的接地故障模拟方法能够在不影响配电网正常工作的前提下，模拟接线装置发生瞬时单相接地故障与永久单相接地故障以便于对配电网中的选线装置进行检测，降低了故障模拟的成本，提高了故障模拟的兼容性，改善了用户体验。

具体的，如附图4所示，本发明的实施例提供的接地故障模拟装置的控制方法还包括：

205、获取接地模式，并控制接地故障单元模拟接地故障单元的首端通过接地故障单元的尾端以接地故障模式接地，接地故障模式包括金属性接地模式、经过渡电阻接地模式、经高阻接地模式、弧光接地模式。

具体的，为了使接地故障模拟装置100能够模拟更多类型的接地故障模式，可以在球间隙G1的首端与接地GND之间设置接地故障单元102。

示例性的，当所述接地故障单元102用于模拟接地故障单元102的首端通过接地故障单元102的尾端以经过渡电阻接地模式接地，且所述接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式时，所述接地故障模拟装置100能够模拟与测试端103连接的选线装置104出现瞬时性经过渡电阻接地故障；当所述接地故障单元102用于模拟接地故障单元102的首端通过接地故障单元102的尾端以经高电阻接地模式接地，且所述接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式时，所述接地故障模拟装置100能够模拟与测试端103连接的选线装置104出现瞬时性经高电阻接地故障。

需要说明的是，接地故障单元102可以为现有的接地故障设备，只要该接地故障设备能够模拟的接地故障包括金属性接地故障、经过渡电阻接地故障、经高阻接地故障、弧光接地故障中任一种即可。

具体的，如附图4所示，本发明的实施例提供的接地故障模拟装置的控制方法还包括：

206、控制接地刀闸的首端与接地刀闸的尾端断开。

207、当接地故障模拟装置被配置为第三接地故障模拟模式时，控制接地刀闸的首端与接地刀闸的尾端导通。

具体的，为了确保在不使用接地故障模拟装置100时，不会因误操作隔离刀闸S1而导致发生相应事故，可以在不使用接地故障模拟装置100时将接地故障模拟装置100配置为第三接地故障模拟模式，即使接地刀闸S3的首端与接地刀闸S3的尾端导通，确保第一开关S1的首端接地GND。而在使用接地故障模拟装置100时，即接地故障模拟装置100被配置为第一接地故障模拟模式和第二接地故障模拟模式时，使接地刀闸S3的首端与接地刀闸S3的尾端断开，保证接地故障模拟装置100能够正常模拟选线装置104发生相应的接地故障。

进一步的，第三接地故障模拟模式还包括隔离刀闸S1的首端与隔离刀闸S1的尾端断开、快速开关S2的首端与快速开关S2的尾端断开，进一步确保接地故障模拟装置100不会发生误操作事故。

具体的，如附图4所示，本发明的实施例提供的接地故障模拟装置的控制方法还包括：

208、当远程控制单元收到瞬时性故障模拟命令时，控制远程控制单元通过隔离刀闸的控制端将隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通、通过快速开关的控制端将快速开关的首端与快速开关的尾端断开、通过接地刀闸的控制端将接地刀闸的首端与快速开关的尾端断开。

209、当远程控制单元收到永久性故障模拟命令时，控制远程控制单元通过隔离刀闸的控制端将隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端导通、通过快速开关的控制端将快速开关的首端与快速开关的尾端导通、通过接地刀闸的控制端将接地刀闸的首端与快速开关的尾端断开。

210、当远程控制单元收到空闲命令时，控制远程控制单元通过隔离刀闸的控制端将隔离刀闸的首端与隔离刀闸的尾端断开、通过快速开关的控制端将快速开关的首端与快速开关的尾端断开、通过接地刀闸的控制端将接地刀闸的首端与快速开关的尾端导通。

具体的，通过上述步骤，能够实现对接地故障模拟装置100的远程控制，其中当接地故障模拟装置100收到瞬时性故障模拟命令时，能够模拟与测试端103连接的选线装置104发生瞬时性接地故障；当接地故障模拟装置100收到永久性故障模拟命令时，能够模拟与测试端103连接的选线装置104发生永久性接地故障；当接地故障模拟装置100收到空闲命令时，能够确保接地故障模拟装置100不会因为误操作导致其发生相应的事故。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。