模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力检测设备技术领域，具体涉及一种模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生装置及方法。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，单相接地是电网运行的主要故障形式，约占全电网总故障的60%以上，而且相当一部分相间短路故障是由单相接地故障引发造成的。电力系统的安全可靠程度，在其它条件相同的情况下，只取决于电力系统中性点的接地方式。研究电力系统中性点的接地方式，主要是正确认识和处理常见的单相接地故障问题。
[0003]单相接地故障的类型可以分为:弧光接地(容性接地)、高阻接地和金属接地。据电力系统的统计，绝大部分的单相接地故障是弧光接地和高阻接地。单相弧光接地的危害最大，在40.5 kV以下中性点不接地系统的运行方式下，随着越来越多配电线路的电缆化，接地电容电流也随之加大，弧光接地一旦产生，无法自动熄灭，会产生很高的间歇性弧光过电压，危害电器设备的绝缘安全，在电缆线路中往往会发展为相间短路，甚至造成“火烧连营”的恶劣后果。除了机械性损伤，线路在发生弧光接地故障前，大都有绝缘老化或绝缘受损的过程，在这过程中则呈现出高阻接地状态。
[0004]高阻接地是单相接地中最常见的故障之一，如架空线路中的树枝的挂碰、断线、电缆线路中的电缆绝缘受潮、老化等等，都呈现出高阻接地的特征，其接地电阻变化范围大、不稳定，故障状态最为复杂，当接地电阻大到一定程度后(如>1.5 kQ)，故障特征不同于常见的特征，并且故障信息很微弱，以至成为保护和选线中的一个难题。
【发明内容】
[0005]本发明目的之一在于为克服现有技术的缺陷，提供一种能够为高阻接单相接地故障提供输配电预警参数的模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生装置及方法。
[0006]—种模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生装置，包括三相10KV电源线、单级断路器、隔离开关和接地电阻器组，所述单级断路器的一端连接所述三相10KV电源线中的一相电源线，所述单级断路器的另一端通过所述隔离开关连接所述接地电阻器组的一端，所述接地电阻器组的另一端接地；
所述单级断路器:用于控制单相接地故障实验装置的开闭，同时用于所述单相接地故障实验装置的过电流保护；
所述隔离开关:用于保护终止实验或调整实验参数时的操作；
所述接地电阻器组:用于提供不同电阻器模拟接地情况下的实验数据，从而得到输配电预警参数。
[0007]优选的，所述接地电阻器组包括第一压盖、第一绝缘固定座、第一电阻器和弹簧； 所述第一压盖位于所述第一绝缘固定座的上端，所述弹簧固定在所述第一绝缘固定座的内部，所述第一电阻器位于所述第一绝缘固定座内部并与所述弹簧连接。
[0008]优选的，所述第一电阻器:包括空气放电型容型弧光电阻器或金属型电阻器。
[0009]优选的，所述空气放电型容型弧光电阻器包括第二本体、第一探针和有效放电间隙；
所述第二本体的上下端分别固定有所述第一探针，两个所述第一探针之间为有效放电间隙。
[0010]优选的，所述接地电阻器组包括第二压盖、第二绝缘固定座和第二电阻器；
所述第二压盖位于所述第二绝缘固定座的上端，所述第二电阻器位于所述第二绝缘固定座的外部并与所述第二压盖连接。
[0011]优选的，所述第二电阻器，包括沿面爬电型弧光电阻器、水性电阻器、木质湿性电阻器或木质干性电阻器。
[0012]优选的，所述沿面爬电型弧光电阻器包括第一本体、钨环、钨颗粒层和间隙槽；
所述钨环和钨颗粒层均匀交错地通过粘结剂固定在所述第一本体上，所述间隙槽位于所述钨环和钨颗粒层之间；
所述第一本体采用电工陶瓷制成，所述电工陶瓷包括陶瓷层和釉面层；
所述妈环由CuW5Q经粉末冶金技术烧结制成；
所述钨颗粒层为一层均匀分部在所述第一本体表面的钨颗粒，所述钨颗粒由CuW50制成，直径为1mm，用于连接弧光电流；
所述间隙槽用于切断强电流，同时用于连接弧光电流。
[0013]优选的，所述沿面爬电型弧光电阻器的制造方法，包括如下步骤:
S1:采用电工陶瓷制作第一本体；
S2:将CuW5Q经粉末冶金技术烧结成制成钨环；
S3:采用CuW5Q制作钨颗粒；
S4:将成型的钨环和钨颗粒的表面均匀涂抹上粘结剂并烘干；
S5:将烘干后的钨环及钨颗粒均匀的镶嵌在第一本体上，钨环与钨颗粒形成的钨颗粒层均匀交错地排列在第一本体上，得到沿面爬电型弧光电阻器胚胎；
S6:在25°C的恒温通风条件下烘干沿面爬电型弧光电阻器胚胎，最后放入中频炉烧结成型；
S7:采用工艺磨床将沿面爬电型弧光电阻器研磨成型:具体为将烧结成型后的沿面爬电型弧光电阻器上的钨颗粒磨削成球冠型，再在钨环及钨颗粒层间隙处磨削出间隙槽，至此沿面爬电型弧光电阻器制作成型。
[0014]优选的，所述步骤S4中使用的粘结剂包括以下质量百分数的组分:30%Cu粉、30%ff粉、20%高岭土及20%工业胶水；
所述粘结剂的配制工艺为:按上述质量百分比准备好各组分，先将Cu粉、W粉和高岭土混合并搅拌均匀，再加入浓度为30%的工业胶水，并搅拌均匀。
[0015]同时本发明技术方案还公开一种模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生方法，包括如下步骤:
闭合隔离开关及单级断路器，使得中性点不接地系统中的一相电源线经接地电阻接地，从而引起中性点不接地系统的三相电源对地电压和中性点不接地系统相角差发生变化，此时中性点不接地系统上运行的设备的零序电压、零序电流、开口三角电压和零序电流电压的相角差发生变化；
更换安装不同的电阻器，其零序电压、零序电流、开口三角电压和零序电流电压的相角差的变化量也随之变化;记录所有的变化量，从而得到输配电预警参数。
[0016]本发明的有益效果在于，本发明通过不同模拟量下的模拟接地，调整接地电阻器组，依据不同的接地电阻值引起采样零序电压互感器组的零序电压、零序电流、开口三角电压和零序电流电压的相角差变化量来确定其单相接地类别，从而为高阻接单相接地故障提供输配电预警参数。
【附图说明】
[0017]图1为本发明模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生装置结构示意图。
[0018]图2为本发明中接地电阻器的安装及连接方式一的示意图。
[0019]图3为本发明中接地电阻器的安装及连接方式二的示意图。
[0020]图4a为本发明中沿面爬电型弧光电阻器的主视图:
图4b为本发明中沿面爬电型弧光电阻器的剖视图；
图5a为本发明中空气放电型容型弧光电阻器的主视图:
图5b为本发明中空气放电型容型弧光电阻器的剖视图:
图6a为本发明中金属型电阻器的结构的主视图:
图6b为本发明中金属型电阻器的结构的剖视图:
图7a为本发明中水性电阻器的主视图:
图7b为本发明中水性电阻器的剖视图。
【具体实施方式】
[0021]下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
[0022]如图1所示，本发明提供的一种模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发