电缆线路故障定位装置的制作方法

本实用新型涉及高压输电领域，尤其涉及电缆线路故障定位装置。
背景技术：
：目前，在发电与配电系统中，电力电缆因其安全、可靠、低维护、美化城市等特性，已被广泛应用。随着电缆线路的增多，电缆线路发生故障的概率也在不断上升，从而严重影响到电力系统的稳定性。因此，在电缆线路的某一段发生故障时，需要快速、准确、有效地找出电缆线路上的故障点，从而提升系统稳定性，降低故障导致的经济损失。现有的主流故障检测方式主要有离线检测法和在线监测法。离线检测法即为是在电缆故障后线路切除进行，通过检测仪进行故障点的定位；在线监测法则是通过实时检测电缆保护层的接地电流、电缆局部放电、接头温度以及振动参数等数据进行故障点的确定。其中，离线检测法需要对系统进行停电隔离，并且定位所需时间和工作量较大，容易产生较大经济损失，并且无法确保查找定位的精度。而在线监测法的判定原理以及所需参数较为复杂，具有一定的应用局限性，无法被广泛采用。技术实现要素：本实用新型的主要目的在于提供一种电缆线路故障定位装置，旨在解决现有故障检测方式工作量大、效率低或过于复杂而应用受限的问题。为了实现上述目的，本实用新型提供一种电缆线路故障定位装置，包括多个箱变以及监控平台，多个所述箱变将电缆线路划分为多个电缆段，每个箱变内设置有电流互感器和采集监测单元；所述电流互感器套设于电缆线路上，并与所述采集监测单元连接，每个箱变通过所述采集监测单元与监控平台连接；所述电流互感器，用于测量所述电缆线路的第一故障电流，并将第一故障电流接入对应的所述采集监测单元；所述采集监测单元，用于接收相邻的箱变内的采集监测单元发送的第二故障电流，并计算所述第一故障电流和所述第二故障电流的方向或差值来确定相邻的两个箱变之间的电缆段是否发生故障；所述采集监测单元，还用于在确定对应的电缆段发生故障时发送故障告警信号至所述监控平台。可选地，每个箱变内设置有两组电流互感器和两个采集监测单元；所述箱变将电缆线路划分为第一电缆段和第二电缆段，第一电流互感器套设于箱变内第一电缆段的尾端，第二电流互感器套设于箱变内第二电缆段的首端，所述第一电流互感器与第一采集监测单元连接，所述第二电流互感器与第二采集监测单元连接，所述第一采集监测单元与第一电缆段的首端对应的相邻箱变的第二采集监测单元连接，所述第二采集监测单元与第二电缆段的尾端对应的相邻箱变的第一采集监测单元连接。可选地，所述采集监测单元包括差动模块，所述差动模块与对应的电流互感器连接；所述差动模块，用于获取电流互感器采集的第一故障电流以及接收同一电缆段的另一端对应的差动模块发送的第二故障电流，计算所述第一故障电流和所述第二故障电流的电流差值，根据所述电流差值确定所述电缆段是否发生故障。可选地，所述采集监测单元还包括与所述差动模块连接的通信模块，所述通信模块与监控平台连接。可选地，同一电缆段两端的两个通信模块通过光纤通道通信连接，每个箱变的通信模块与所述监控平台通过光纤环网通信连接；所述差动模块，用于将所述电流互感器采集到的故障电流由电信号转换为光信号后通过所述光纤通道发送至同一电缆段的另一差动模块，并对同一电缆段两侧的故障电流进行差值计算。可选地，所述监控平台包括环网交换机及监控主机，所述环网交换机与每个箱变的通信模块通过光纤环网通信连接；所述环网交换机，用于接收所述采集监测单元发送的电流数据并发送至所述监控主机；所述监控主机，用于存储所述采集监测单元上传的电流数据并在所述电缆线路发生故障时对上传的电流数据进行分析，确定电缆线路故障段并发出告警信号，提醒监控人员。可选地，所述采集监测单元还包括用于供电的电源模块，所述电源模块分别与所述差动模块和所述通信模块连接。可选地，所述电源模块为不间断电源ups。可选地，所述电缆线路为三相电缆线路，每个箱变内设置有六只电流互感器。可选地，其特征在于，所述箱变为风机箱变，所述风机箱变安装于对应的风机平台上。本实用新型通过多个箱变对电缆线路划分为多个电缆段，能够在电缆线路发生故障时准确定位故障位置对应的电缆段。每个电缆段两端的两个箱变的电流互感器可以对故障电流进行测量，并且两个箱变的采集监测单元可以将测量得到的故障电流进行相互分享。通过对每个电缆段两端的电流进行方向和大小的比较即可确定该电缆段是否发生故障。在对所有电缆段上传的电流数据进行分析后即可确定发生故障的电缆段，从而实现电缆线路故障的快速定位，并提示相关的工作人员及时前往故障位置进行故障排除，减少电缆故障而造成的损失。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型电缆线路故障定位装置一实施例的模块示意图；图2为图1实施例中箱变40与电缆线路的接线示意图；图3为图1实施例中采集监测单元20的接线示意图；图4为本实用新型电缆线路故障定位装置一实施例中故障电流的电流示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。附图标号说明：标号名称标号名称10电流互感器22通信模块20采集监测单元23电源模块30监控平台31环网交换机40箱变32监控主机21差动模块具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提供一种电缆线路故障定位装置，该电缆线路故障定位装置用于在电缆线路发生故障时快速定位故障电缆段。参见图1和图2，在一实施例中，电缆线路故障定位装置包括多个箱变40以及监控平台30。箱变40即为箱式变压器，电缆线路上的多个箱变40可以将电缆线路划分为多个电缆段，即每两个箱变40之间为一段电缆段。在电缆线路发生故障时，通过确定发生故障的电缆段即可快速对故障位置进行定位。其中，每个箱变40内可以设置有电流互感器10和采集监测单元20。电流互感器10套设于电缆线路上，并与采集监测单元20连接，电流互感器10能够对电缆线路上流过的电流进行检测。可以理解的是，在电缆线路正常时，电流互感器10可以检测到正常的负荷电流数据，而电缆线路发生故障时，电流互感器10则可以测量到相应的故障电流。每个箱变40的采集监测单元20还与监控平台30连接，采集监测单元20可以将电流互感器10检测到的电流数据发送给监控平台30。如图4所示，在多个电缆段中的某一个电缆段发生故障时，该电缆段的两端分别为两个相邻的箱变40，其中一个箱变40的电流互感器10能够测量得到对应的第一故障电流，而另一个箱变40的电流互感器10则能够测量得到对应的第二故障电流。由于两组电流互感器10之间的电缆段即为故障点，则第一故障电流和第二故障电流的方向相反。可以理解的是，若两个相邻的箱变40之间不存在故障点，则两个箱变40测量得到的第一电流和第二电流应大小相等，方向一致；而两个箱变40之间存在故障点时，则两个箱变40测量得到的第一电流和第二电流方向相反。通过获取每两个相邻的箱变40内分别测量得到的第一电流和第二电流，并判断第一电流与第二电流的方向是否一致，是否存在差流，即可确定该两个相邻的箱变40之间是否存在故障点，从而实现电缆线路故障时的快速定位。采集监测单元20可以接收与其连接的电流互感器10测量得到的第一故障电流，以及接收相邻的箱变40内的另一采集监测单元20发送的第二故障电流。通过比较第一故障电流和第二故障电流的电流方向及差流，即可确定这两个箱变40之间的电缆段是否发生故障。在确定故障点位于该段电缆段时，即可将故障告警信号发送至监控平台30，以使相关工作人员及时进行故障处理，快速消除故障。可以理解的是，采集监测单元20在接收到第二故障电流时，也会将第一故障电流发送至另一采集监测单元20，另一采集监测单元20同样会对第一故障电流和第二故障电流进行比较，并确定故障点位于该电缆段以及发送故障告警信号至监控平台30。即，监控平台30可以接收到两个相邻的箱变40内的采集监测单元20分别发送的故障告警信号，从而确定故障点位于两个相邻的箱变40之间的电缆段。如图3所示，在本实施例中，通过多个箱变40对电缆线路划分为多个电缆段，能够在电缆线路发生故障时准确定位故障位置对应的电缆段。每个电缆段两端的两个箱变40的电流互感器10可以对故障电流进行测量，并且两个箱变40的采集监测单元20可以将测量得到的故障电流进行相互分享。通过对每个电缆段两端的电流进行电流方向和大小的比较即可确定该电缆段是否发生故障。监控平台30在对所有电缆段上传的电流数据进行分析即可确定发生故障的电缆段，从而实现电缆线路故障的快速定位，并提示相关的工作人员及时前往故障位置进行故障排除，减少电缆故障而造成的损失。进一步地，上述每个箱变40内设置有两组电流互感器10和两个采集监测单元20。两组电流互感器10分别为第一电流互感器10和第二电流互感器10，两个采集监测单元20分别为第一采集监测单元20和第二采集监测单元20。第一电流互感器10设置于箱变40内第一电缆段的尾端，第二电流互感器10设置于箱变40内第二电缆段的首端，第一电流互感器10与第一采集监测单元20连接，第二电流互感器10与第二采集监测单元20连接，第一采集监测单元20与第一电缆段的首端对应的相邻箱变40的第二采集监测单元20连接，第二采集监测单元20与第二电缆段的尾端对应的相邻箱变40的第一采集监测单元20连接。可以理解的是，每个箱变40可以将电缆线路划分为第一电缆段和第二电缆段，其中，该箱变40与其一侧的相邻箱变40之间即为第一电缆段，该箱变40与其另一侧的相邻箱变40之间即为第二电缆段。第一电流互感器10和第二电流互感器10可以分别测量第一电缆段的尾端电流以及第二电缆段的首端电流。请一并参照图1至图3，采集监测单元20可以包括差动模块21，差动模块21与对应的电流互感器10连接。在电缆线路发生故障并且电流互感器10采集到第一故障电流时，差动模块21可以从电流互感器10获取该第一故障电流，并从同一电缆段的另一个相邻箱变40内的差动模块21获取与第一故障电流对应的第二故障电流，理所当然地，该差动模块21也需要将第一故障电流发送给同一电缆段的另一个相邻箱变40内的差动模块21。在差动模块21获取到第一故障电流和第二故障电流后，即可计算第一故障电流和第二故障电流的电流差值，并根据电流差值确定该段电缆段是否发生故障。例如，在某一电缆段内并无电缆线路故障时，电缆段两侧测量得到的电流应大小相等，方向相同，差动模块21计算得到的电流差值应约等于零。而若某一电缆段内存在电缆线路故障时，故障电流应从电缆段的两侧流入故障点，则电缆段两端测量得到的两个故障电流应方向相反，差动模块21计算得到的电流差值应为两个电流的绝对值之和，且远大于零。可以理解的是，还可以预先设置电流差值的临界阈值，在计算得到的电流差值大于该临界阈值时，可以确定该差动模块21对应的电缆段即为故障电缆段，从而在多个电缆段中准确定位故障电缆段。上述采集监测单元20还可以包括与差动模块21连接的通信模块22，通信模块22可以与监控平台30连接。在采集监测单元20确定对应的电缆段是否为故障电缆段时，即可通过通信模块22将确定结果或检测到的电流数据发送至监控平台30。监控平台30可以根据通信模块22发送的故障确定结果或发送的故障电流数据确定发生故障的电缆段，并显示给相关的工作人员进行告警提示。如图3所示，上述通信模块22可以通过光纤通道通信连接，每个电缆段两端的两个通信模块22可以通过一对专用光纤通道进行连接。差动模块21可以为电流光纤差动模块，在接收到电流互感器10发送的故障电流数据后，可以将电信号数据转换为光信号数据，并通过通信模块22传输至同一电缆段的另一差动模块21，以使电流光纤差动模块可以根据同一电缆段两端的电流数据进行差值计算以确定故障点。每个箱变40的通信模块22则可以与监控平台30通过光纤环网进行通信，监控平台30可以通过光纤环网获取所有箱变40中的电流互感器10测量得到的故障电流数据。可以理解的是，差动模块21可以通过光纤通道与同一电缆段对应的另一差动模块21进行光信号的数据传输，以实现故障电流的相互传输。而通信模块22则可以通过光纤通道组成的光纤环网将电流数据发送至远端的监控平台30，以供监控平台30对所有电缆段上传的电流数据进行分析。进一步地，上述监控平台30可以包括环网交换机31及监控主机32，环网交换机31与每个箱变40的通信模块22通过光纤环网进行通信，以接收各个箱变40的采集监测单元20发送的故障电流数据，并将故障电流数据发送给监控主机32进行分析处理。监控主机32在获取到各个电缆段对应的电流数据后，可以对电流数据进行存储，并且在电缆线路发生故障时，还可以根据该电流数据进行故障分析以确定故障位置，并通过可视化窗口将故障信号及电缆故障段位置显示给相关人员进行故障提醒。上述采集监测单元20还可以包括电源模块23，电源模块23可以分别与差动模块21和通信模块22连接，并为差动模块21和通信模块22进行供电。其中，该电源模块23可以为不间断电源以实现稳定供电。如图4所示，在一实施例中，在电缆段mn之间的k点发生故障时，对于电缆段mn为区内故障，对于其他电缆段则为区外故障。在电缆段mn内故障电流的流向为朝向故障点k流动。即，在m侧，故障电流im由套设于m侧的电流互感器10进行检测，n侧的故障电流in则由套设于n侧的电流互感器10进行检测。且两组电流互感器10分别从属于两个相邻的箱变40。m侧的采集监测单元20在获取到电流互感器10检测到的故障电流im后，可以通过通信模块22及专用光纤网络发送至n侧的采集监测单元20，n侧的采集监测单元20可以对两个故障电路im和in进行差值计算。在计算得到的差值约等于零时，则表示电缆段mn内并未发生故障，而在计算得到的差值大于预设的临界阈值时，则表示电缆段mn之间存在有故障点k，从而实现故障定位。需要说明的是，如图2所示，上述电缆线路可以为三相电缆线路，每个箱变40内设置有六只电流互感器10。则m侧的三只电流互感器10检测到的三相故障电流为ima、imb以及imc，n侧的三只电流互感器10检测到的三相故障电流为ina、inb以及inc。通过对三相故障电流分别进行差值计算，同样可以根据差值计算结果与临界阈值的大小确定电缆段mn之间某一相存在故障点k。可以理解的是，在电缆段mn之间存在唯一故障点k时，m端左侧存在有其他电缆段，例如m与m1以及m1与m2等，n端右侧也存在n与n1以及n1与n2等电缆段，对于这些电缆段，故障点k属于区外故障，则m端左侧的所有电缆段上每只电流互感器10所测量得到的故障电流大小相等，方向相同。同样地，n端右侧的所有电缆段上每只电流互感器10所测量得到的故障电流大小相等，方向相同。即，发生区内故障的电缆段两端的故障电流之差远大于零，而发生区外故障的电缆段两端的故障电流之差则约等于零。在另一实施例中，上述差动模块21还可以在电缆线路发生故障时把三相电流互感器10测量到的故障电流自行计算出系统零序电流，与上述实施例同理，差动模块21可以从三相电流互感器10获取的故障电流计算出系统的第一零序电流，并从同一电缆段的另一个相邻箱变40内的差动模块21获取与第一零序电流对应的第二零序电流，理所当然地，该差动模块21也需要将第一零序电流发送给同一电缆段的另一个相邻箱变40内的差动模块21。在差动模块21获取到第一零序电流和第二零序电流后，即可计算第一零序电流和第二零序电流的电流差值，并根据电流差值确定该段电缆段是否发生故障。本实施例中零序电流由差动模块21根据三相故障电流自行计算得到，即为自产零序电流。上述箱变40可以为风机箱变40，每个风机箱变40可以设置于风电场场内对应的风机平台上，其中，风电场不仅可以为海上风电场，也可以为其它形式风电场。以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页12