一种基于低压电气故障的检测装置

1.本发明涉及线路检测技术领域，尤其涉及一种基于低压电气故障的检测装置。


背景技术：

2.由于线路老化等原因通常的动力线路及域市照明线路等、特别是农村供电线路经常造成漏电保护器跳闸、停电等故障，此外还存在其它一些漏电现象，为了找出故障点，电工的工作量日益增大，相当多的工作时间用于线路巡查，有时还要拆线分头检查，浪费工时。
3.中国专利公开号：cn104065034a，公开了一种低压故障检测仪，包括，主回路继电器、电流互感器、零序电流互感器、电流互感器、零序电流互感器等，用以检测低压负载情况下的电路信息，判断电路中存在的漏电、断路、短路的线路故障情况；但此发明无法对短路的位置进行评估，排除速度慢。
4.因此，急需一种电气故障检测装置，用以提高故障线路的检测速度。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种基于低压电气故障的检测装置，用以克服现有技术中故障线路排查速度慢的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种基于低压电气故障的检测装置，包括，
7.供电模块，用以对低压电路器分闸后的电路提供电压；
8.漏电检测模块，其能够根据电路中的电流波动检测线路中是否存在漏电点；
9.断路检测模块，其与所述漏电检测模块并联，其能够根据内部电压值检测线路中是否存在断路点；
10.短路检测模块，其与所述漏电检测模块并联，其能够根据电路中的电流值检测线路中是否存在短路点；
11.存压消除模块，其与所述漏电检测模块并联，用以消除电路中残留电量；
12.中控模块，其与所述供电模块、所述漏电检测模块、所述断路检测模块、所述短路检测模块、所述存压消除模块分别相连，用以调节各模块的接入与断开，并对线路中电流、电压数据进行分析，判定电路的故障情况。
13.进一步地，当采用所述检测装置进行故障检测前，将待检测的电路进行分闸断路，所述中控模块控制所述存压消除模块首先接入，消除待检测电路中的存压，所述中控模块内设置有存压消除模块接入标准时长tb，在存压消除模块接入后，所述中控模块记录存压消除模块的接入时长tc，并将tc与tb进行实时对比，
14.当tc≥tb时，所述中控模块判定放压完成，所述中控模块控制存压消除模块断开接入；
15.当tc＜tb时，所述中控模块继续进行计时，直至tc≥tb。
16.进一步地，所述中控模块内设置有短路检测第一输出电压v1，第二输出电压v2，第
三输出电压v3，当中控模块控制存压消除模块断开接入后，中控模块控制所述短路检测模块接入，同时，控制所述供电模块对待检测电路以电压v1进行供电，所述短路检测模块检测电路中的电流值ia，所述中控模块内设置有电流值评价参数iz，
17.所述中控模块将电流值ia与电流值评价参数iz进行对比，
18.当ia＜iz时，所述中控模块判定检测的电路未发生短路；
19.当ia≥iz时，所述中控模块判定检测的电路发生短路。
20.进一步地，当所述中控模块判定检测线路中发生短路时，所述中控模块预估短路的位置，所述中控模块内设置有短路检测模块与供电模块的总阻值rz，所述中控模块控制所述供电模块分别以第一输出电压v1，第二输出电压v2，第三输出电压v3对待检测电路进行供电，并记录第一输出电压v1时的电路电流ia1，第二输出电压v2时的电路电流ia2，第三输出电压v3时的电路电流ia3，中控模块根据三次检测到的电流值对短路位置进行评估。
21.进一步地，所述中控模块计算第一输出电压v1下的理论短路位置到检测装置的距离l1，l1＝(v1
÷
ia1-rz)
×
p，其中，p为计算短路距离的补偿参数；
22.所述中控模块计算第二输出电压v2下的理论短路位置到检测装置的距离l2，l2＝(v1
÷
ia2-rz)
×
p；
23.所述中控模块计算第三输出电压v3下的理论短路位置到检测装置的距离l3，l3＝(v1
÷
ia3-rz)
×
p；
24.所述中控模块根据距离l1、距离l2、距离l3计算短路位置实际距离lz，lz＝(l1
×
z1+l2
×
z2+l3
×
z3)
÷
3，其中，z1为距离l1对实际距离lz的计算权重参数，z2为距离l2对实际距离lz的计算权重参数，z3为距离l3对实际距离lz的计算权重参数。
25.进一步地，当所述中控模块判定检测的电路未发生短路时，所述中控模块控制所述停止对检测的电路供电，中控模块控制所述短路检测模块断开，并控制所述断路检测模块接入；
26.所述中控模块控制所述供电模块以第一输出电压v1对电路进行供电，所述断路检测模块检测自身获取的电压vd，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块内部设置有电压评价参数vp，中控模块将vd与vp进行对比，
27.当vd≥vp时，所述中控模块判定检测的电路发生断路；
28.当vd＜vp时，所述中控模块判定检测的电路未发生断路。
29.进一步地，当所述中控模块判定检测线路中发生短路时，所述中控模块预估短路的位置，所述中控模块内设置有短路检测模块与供电模块的总阻值rz，所述中控模块控制所述供电模块分别以第一输出电压v1，第二输出电压v2，第三输出电压v3对待检测电路进行供电，并记录第一输出电压v1时的电路电流ia1，第二输出电压v2时的电路电流ia2，第三输出电压v3时的电路电流ia3，中控模块根据三次检测到的电流值对短路位置进行评估。
30.进一步地，当所述中控模块判定检测的电路未发生断路时，所述中控模块控制所述停止对检测的电路供电，中控模块控制所述断路检测模块断开，并控制所述漏电检测模块接入；
31.所述中控模块控制所述供电模块电压v1对电路进行供电，所述漏电检测模检测电流波动曲线f(a)，并将检测结果传递至中控模块，所述中控模块对检测的电流曲线进行分析判断检测的电路是否存有漏电。
32.进一步地，所述中控模块内设置有电流波动标准曲线f(az)，中控模块对电流波动曲线f(a)进行形变生成形变曲线f(ab)，曲线f(ab)的波峰/波谷与电流波动标准曲线f(az)的波峰/波谷纵坐标重合，中控模块将形变曲线f(ab)与电流波动标准曲线f(az)进行对比，
33.所述中控模块计算电压v1电流波动偏差值z1，其中，t为曲线f(az)与曲线f(ab)的对比周期，a为曲线f(ab)上在0～t之间任意一点的电流值，az为曲线f(az)上与曲线f(ab)上a点纵坐标相同位置的电流值；
34.所述中控模块内设置有电流波动偏差评价值zb，中控模块将电流波动偏差值z1与电流波动偏差评价值zb进行对比，
35.当z1≤zb时，所述中控模块判定检测电路不存在漏电；
36.当z1＞zb时，所述中控模块判定检测电路存在漏电。
37.进一步地，当所述中控模块判定检测的电路不存在漏电时，所述中控模块判定电路故障由外部输入电压波动引起。
38.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，中控模块与所述供电模块、所述漏电检测模块、所述断路检测模块、所述短路检测模块、所述存压消除模块分别相连，用以调节各模块的接入与断开，并对线路中电流、电压数据进行分析，判定电路的故障情况。本发明通过中控模块能够自动切换接入的检测模块，不需人员调控，加快了线路故障检测的效率，同时，本发明能够根据短路的电流分析，确定短路大致位置，进一步加快线路故障检测的效率。
39.进一步地，当采用所述检测装置进行故障检测前，将待检测的电路进行分闸断路，所述中控模块控制所述存压消除模块首先接入，消除待检测电路中的存压，在检测线路故障前，消除电路中可能残存的电，防止线路中残存的电量影响检测结果，增加了检测结果的准确性。
40.进一步地，当中控模块控制存压消除模块断开接入后，中控模块控制所述短路检测模块接入，同时，控制所述供电模块对待检测电路以电压v1进行供电，所述短路检测模块检测电路中的电流值ia，所述中控模块内设置有电流值评价参数iz，所述中控模块将电流值ia与电流值评价参数iz进行对比，在消除电路中余电后，进行电流检测防止检测过程中残余电量对检测结果产生影响，增加检测的准确度。
41.进一步地，当所述中控模块判定检测线路中发生短路时，所述中控模块预估短路的位置，所述中控模块内设置有短路检测模块与供电模块的总阻值rz，所述中控模块控制所述供电模块分别以第一输出电压v1，第二输出电压v2，第三输出电压v3对待检测电路进行供电，并记录第一输出电压v1时的电路电流ia1，第二输出电压v2时的电路电流ia2，第三输出电压v3时的电路电流ia3，中控模块根据三次检测到的电流值对短路位置进行评估。当发生短路时，线路中的电阻仅由导线本身提供，通过评估电阻值能够预估短路距离检测装置接入点的位置，加快检测的速度，同时，通过接入不同的电压值计算位置，进一步地增加了检测的准确性。
42.进一步地，当所述中控模块判定检测的电路未发生断路时，所述中控模块控制所述停止对检测的电路供电，中控模块控制所述断路检测模块断开，并控制所述漏电检测模块接入；所述中控模块控制所述供电模块电压v1对电路进行供电，所述漏电检测模检测电
流波动曲线f(a)，并将检测结果传递至中控模块，所述中控模块对检测的电流曲线进行分析判断检测的电路是否存有漏电，当电路中存在有漏电点时，漏电点会不规则的向外放电，导致电流曲线波动较大，通过对电流的波动曲线进行判定，检测电路中是否存在漏电点，增加检测结果的准确性。
43.进一步地，造成低压断路器跳闸的故障中80％是偶然性的，永久性的故障所占比例不大于10％，当检测后的电路不符合短路、断路、漏电情形时，中控模块判定故障由输入的电压波动引起。
附图说明
44.图1为本发明实施例中基于低压电气故障的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
46.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
47.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。
48.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.请参阅图1所示，其为本发明实施例中基于低压电气故障的检测装置的结构示意图。
50.本发明公布一种基于低压电气故障的检测装置，包括，
51.供电模块1，用以对低压电路器分闸后的电路提供电压；
52.漏电检测模块2，其能够根据电路中的电流波动检测线路中是否存在漏电点；
53.断路检测模块3，其与所述漏电检测模块2并联，其能够根据内部电压值检测线路中是否存在断路点；
54.短路检测模块4，其与所述漏电检测模块2并联，其能够根据电路中的电流值检测线路中是否存在短路点；
55.存压消除模块5，其与所述漏电检测模块2并联，用以消除电路中残留电量；
56.电路接入装置7，用以连接外部待检测线路。
57.中控模块6，其与所述供电模块1、所述漏电检测模块2、所述断路检测模块3、所述短路检测模块4、所述存压消除模块5分别相连，用以调节各模块的接入与断开，并对线路中电流、电压数据进行分析，判定电路的故障情况。
58.本发明通过中控模块6能够自动切换接入的检测模块，不需人员调控，加快了线路故障检测的效率，同时，本发明能够根据短路的电流分析，确定短路大致位置，进一步加快线路故障检测的效率。
59.当采用所述检测装置进行故障检测前，将待检测的电路进行分闸断路，所述中控模块6控制所述存压消除模块5首先接入，消除待检测电路中的存压，所述中控模块6内设置有存压消除模块5接入标准时长tb，在存压消除模块5接入后，所述中控模块6记录存压消除模块5的接入时长tc，并将tc与tb进行实时对比，
60.当tc≥tb时，所述中控模块6判定放压完成，所述中控模块6控制存压消除模块5断开接入；
61.当tc＜tb时，所述中控模块6继续进行计时，直至tc≥tb。
62.在检测线路故障前，消除电路中可能残存的电，防止线路中残存的电量影响检测结果，增加了检测结果的准确性。
63.所述中控模块6内设置有短路检测第一输出电压v1，第二输出电压v2，第三输出电压v3，当中控模块6控制存压消除模块5断开接入后，中控模块6控制所述短路检测模块4接入，同时，控制所述供电模块1对待检测电路以电压v1进行供电，所述短路检测模块4检测电路中的电流值ia，所述中控模块6内设置有电流值评价参数iz，
64.所述中控模块6将电流值ia与电流值评价参数iz进行对比，
65.当ia＜iz时，所述中控模块6判定检测的电路未发生短路；
66.当ia≥iz时，所述中控模块6判定检测的电路发生短路。
67.在消除电路中余电后，进行电流检测防止检测过程中残余电量对检测结果产生影响，增加检测的准确度。
68.当所述中控模块6判定检测线路中发生短路时，所述中控模块6预估短路的位置，所述中控模块6内设置有短路检测模块4与供电模块1的总阻值rz，所述中控模块6控制所述供电模块1分别以第一输出电压v1，第二输出电压v2，第三输出电压v3对待检测电路进行供电，并记录第一输出电压v1时的电路电流ia1，第二输出电压v2时的电路电流ia2，第三输出电压v3时的电路电流ia3，中控模块6根据三次检测到的电流值对短路位置进行评估。
69.所述中控模块6计算第一输出电压v1下的理论短路位置到检测装置的距离l1，l1＝(v1
÷
ia1-rz)
×
p，其中，p为计算短路距离的补偿参数；
70.所述中控模块6计算第二输出电压v2下的理论短路位置到检测装置的距离l2，l2＝(v1
÷
ia2-rz)
×
p；
71.所述中控模块6计算第三输出电压v3下的理论短路位置到检测装置的距离l3，l3＝(v1
÷
ia3-rz)
×
p；
72.所述中控模块6根据距离l1、距离l2、距离l3计算短路位置实际距离lz，lz＝(l1
×
z1+l2
×
z2+l3
×
z3)
÷
3，其中，z1为距离l1对实际距离lz的计算权重参数，z2为距离l2对实际距离lz的计算权重参数，z3为距离l3对实际距离lz的计算权重参数。
73.当发生短路时，线路中的电阻仅由导线本身提供，通过评估电阻值能够预估短路距离检测装置接入点的位置，加快检测的速度，同时，通过接入不同的电压值计算位置，进一步地增加了检测的准确性。
74.当所述中控模块6判定检测的电路未发生短路时，所述中控模块6控制所述停止对
检测的电路供电，中控模块6控制所述短路检测模块4断开，并控制所述断路检测模块3接入；
75.所述中控模块6控制所述供电模块1以第一输出电压v1对电路进行供电，所述断路检测模块3检测自身获取的电压vd，并将检测结果传递至所述中控模块6，中控模块6内部设置有电压评价参数vp，中控模块6将vd与vp进行对比，
76.当vd≥vp时，所述中控模块6判定检测的电路发生断路；
77.当vd＜vp时，所述中控模块6判定检测的电路未发生断路。
78.当所述中控模块6判定检测的电路未发生断路时，所述中控模块6控制所述停止对检测的电路供电，中控模块6控制所述断路检测模块3断开，并控制所述漏电检测模块2接入；
79.所述中控模块6控制所述供电模块1电压v1对电路进行供电，所述漏电检测模检测电流波动曲线f(a)，并将检测结果传递至中控模块6，所述中控模块6对检测的电流曲线进行分析判断检测的电路是否存有漏电。
80.所述中控模块6内设置有电流波动标准曲线f(az)，中控模块6对电流波动曲线f(a)进行形变生成形变曲线f(ab)，曲线f(ab)的波峰/波谷与电流波动标准曲线f(az)的波峰/波谷纵坐标重合，中控模块6将形变曲线f(ab)与电流波动标准曲线f(az)进行对比，
81.所述中控模块6计算电压v1电流波动偏差值z1，其中，t为曲线f(az)与曲线f(ab)的对比周期，a为曲线f(ab)上在0～t之间任意一点的电流值，az为曲线f(az)上与曲线f(ab)上a点纵坐标相同位置的电流值；
82.所述中控模块6内设置有电流波动偏差评价值zb，中控模块6将电流波动偏差值z1与电流波动偏差评价值zb进行对比，
83.当z1≤zb时，所述中控模块6判定检测电路不存在漏电；
84.当z1＞zb时，所述中控模块6判定检测电路存在漏电。
85.当电路中存在有漏电点时，漏电点会不规则的向外放电，导致电流曲线波动较大，通过对电流的波动曲线进行判定，检测电路中是否存在漏电点，增加检测结果的准确性。
86.当所述中控模块6判定检测的电路不存在漏电时，所述中控模块6判定电路故障由外部输入电压波动引起。
87.造成低压断路器跳闸的故障中80％是偶然性的，永久性的故障所占比例不大于10％，当检测后的电路不符合短路、断路、漏电情形时，中控模块6判定故障由输入的电压波动引起。
88.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。