专利名称：一种便携式直流接地故障查找仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力检测设备领域，具体是一种直流接地故障查找仪。
背景技术：
电力系统中的直流系统接地故障是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障。 无论是正极接地或者负极接地，都可能造成保护误动或者保护拒动，危害电力系统正常运行。《中华人民共和国电力行业标准DL/T856-2004》规定了不同直流系统接地故障的整定值，当直流系统接地阻抗低于该阻值时，表示系统已经处于故障运行状态，需尽快处理。由于直流系统的复杂性和动态性，直流接地故障往往难以定位，而传统的拉路法已无法满足在保证系统安全运行的情况下找出接地故障点，近几年来，相关规程中已经明文禁止采用拉路法的方式来进行接地故障点的定位。为了能够帮助现场维护人员快速准确的找出接地故障点，本发明人通过多年努力，总结大量现场经验，开发出了一种便携式直流接地故障查找仪。
发明内容本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种便携式直流接地故障查找仪，使分析仪与探测仪之间通过内部无线通讯模块进行通信，实现对直流系统中各被测支路的绝缘阻抗的测量及故障点的定位。本实用新型的技术方案是这样实现的一种便携式直流接地故障查找仪，包括工作时和直流系统连接的分析仪和对被测回路进行检测的探测装置，其中，所述分析仪包括分析仪壳体、设置在分析仪壳体上的分析仪显示屏和分析仪控制功能键、设置在分析仪壳体内的分析仪信号采集分析模块、分析仪显示模块、分析仪无线通信模块及分析仪告警模块；分析仪信号采集分析模块将被测系统的正对地电压、负对地电压及正负电压进行采集，经计算处理后由分析仪显示模块进行显示；分析仪显示模块除显示正对地电压、负对地电压、系统电压外，还显示系统平衡桥大小、系统绝缘阻抗大小信息； 分析仪无线通信模块将系统电压信息及绝缘信息通过无线方式传送给探测仪；分析仪告警模块根据分析结果给出声光报警信息；所述探测装置包括探测仪及与探测仪连接的可开合电流传感器，所述探测仪包括探测仪壳体、设置在探测仪壳体上的探测仪显示屏和探测仪控制功能键、设置在探测仪壳体内的探测仪信号采集分析模块、探测仪显示模块、探测仪无线通信模块及探测仪告警模块，所述可开合电流传感器的传感线的一端伸进探测仪壳体中与探测仪固定连接，所述可开合电流传感器的探测端设有一反馈线圈，反馈线圈的内侧标有从外往内的方向标示箭头，反馈线圈用于增大探测仪的检测电流范围，方向标示箭头用于判断故障点位置；探测仪显示模块可显示被测回路的电流大小、绝缘阻抗大小、支路状态及绝缘指数及故障点方向等信息；探测仪无线通信模块用于与分析仪进行通信，接收分析仪传输的系统信息；探测仪告警模块根据探测仪信号采集分析模块分析结果提供声光报警信息。所述分析仪无线通信模块和探测仪无线通信模块均为具有发射信号和接收信号功能的双向数传模块。便携式直流接地故障查找仪的基本工作原理是利用接地点的漏电流信号，当直流系统中某条馈线回路发生绝缘异常后，该支路中对地绝缘阻抗中即会产生与阻值大小相关的漏电流大小，如说明书附图4所示，当负极发生对地阻抗为Rx的绝缘异常之后，A(给负
Vss
载RL供电的正负电源线电流大小矢量和)处电流大小为/ = ι;便携式直流接地故障查
Kx
找仪即通过对系统对地电压及各支路漏电流大小进行分析，从而判断系统的绝缘状况及支路的绝缘故障点。当在接地点上方检测时，会给出绝缘故障信号；当地接地点下方检测时， 给出绝缘正常信号，从而实现接地故障点的定位。便携式直流接地故障查找仪由分析仪与探测装置两部份组成，使用时，将直流系统绝缘分析仪电源线按标示接入被测直流系统母线的正极，负极与地线上，开启电源后，分析仪即会对直流系统的绝缘情况进行分析，并将直流系统正对地电压，负对地电压，接地阻抗等参数显示在仪器液晶屏上，如果检测到系统有绝缘异常的情况，用户可以使用探测仪进行接地点的定位。分析仪与探测仪之间可通过无线模块进行数据通信，探测仪配有一高分辨率可开合电流传感器，实现对被测支路漏电流大小的检测，同时，其通过无线模块读取绝缘分析仪传送的对地电压信号，通过该电压与电流值实现对被测支路绝缘阻抗的检测。本实用新型实现过程如下在直流系统母线端接入分析仪，分析仪有三个接线端，分别接入直流系统母线的正极、负极与地；分析仪可检测系统正对地电压、负对地电压、系统电压、接地阻抗。将可开合电流传感器与探测仪连接，开启探测仪，与分析仪之间无线通讯，无线通讯数据为直流系统对地电压。将可开合电流传感器钳住被测支路的正负极，探测仪显示该支路的绝缘状态。 包括漏电流大小、绝缘状态及接地点方向。可开合电流传感器在钳入被测支路的正负极前， 先按下探测器上的一个按键对其进行清零操作。本实用新型的功能特点(1).系统对地电压测量功能，仪器可测量系统正对地电压，负对地电压，系统电压，可实现0-300V的电压监测范围；(2).系统绝缘阻抗测量功能，仪器可测量系统正对地绝缘阻抗，负对地绝缘阻抗， 可实现0-999ΚΩ的测量；(3).支路绝缘阻抗测量功能，仪器测量每条支路的正负对地绝缘阻抗大小；(4).支路接地故障点定位功能，仪器可实现接地故障支路接地故障点的定位功能；(5).电流检测功能，该功能可检测被测回路的漏电流情况，与系统分析仪配合使用可以在不发信号的情况下对支路接地阻抗进行分析；(6).方向显示功能，对于测试出有接地指示的支路，仪器将会有方向指示箭头提
4示用户接地点与所查找接地点之间的相对方向，提高查找效率。(7).绝缘指数分析功能，在使用接地功能检测时，检测完一条支路后，探测仪会显示该条支路的绝缘指数情况，供用户参考分析。(8).波形曲线显示功能，在使用探测仪对被测支路绝缘状况进行检测时，探测仪显示屏会以波形曲线形式显示被测支路电流变化情况，方便使用者快速准确的实现故障点的查找。本实用新型的设备特点(1).高可靠性的设计，装置采用微控制器做主系统，硬件设计严格遵照电力及电磁兼容相关标准进行，内部采用多处冗余方式保证装置与被测设备的可靠性。(2).精密选材，装置采用高精度可开合电流传感器做为信号采集单元，电压采样采用高精度的进口模数转换芯片，电压与阻抗的测量准确；(3).人性化的人机交互界面，分析仪与探测仪均采用液晶显示屏供用户查看信息；操作简单快捷，在实现对不同支路的检测时，只需要按一次测试键即可完成；测试结果显示直观明了，测试结果可通过多种显示形式呈现给用户，包括接地与否，波形曲线，绝缘等级，绝缘阻抗，漏电流大小，方向信息等。(4).智能化的检测识别系统，分析仪可以自动识别系统电压等级；分析仪在系统绝缘阻抗发生变化后可以快速显示绝缘阻抗信息；探测仪与分析仪信息同步一次之后，不受检测距离的影响；探测仪在进行检测时，可开合电流传感器即可钳单根电源线，也可钳多根电源线，提高检测效率；探测仪检测完成之后，如被测支路有绝缘故障，会判断出故障点相对测试点的方向信息。(5).完备的测试功能与处理故障能力，分析仪与探测仪之间内置了无线数传模块进行通信，测试功能与显示信息完备，可以处理直流系统中的各类绝缘故障情况。本实用新型流接地故障查找仪体积小、方便携带，可以查找解决各电压等级(MV， 48V，110V，220V)直流系统中的间接接地、非金属接地、环路接地、正负同时接地、正负平衡接地、交直流串电故障、多点接地等绝缘故障。采用高分辨率传感单元对直流系统中接地点的漏电流进行采集，在220V电压等级下检测600K Ω以内的对地绝缘阻抗，检测速度快，定位精准，真正解决了直流系统中的绝缘故障问题。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型分析仪和探测装置的结构示意图；图2为本实用新型使用时的结构示意图；图3为本实用新型探测仪或板工作模式三个按钮分布图；图4本实用新型的基本原理示意图。
具体实施方式
如图1、2、4所示，本实用新型为一种便携式直流接地故障查找仪，包括工作时和直流系统连接的分析仪1和对被测回路进行检测的探测装置2，分析仪1包括分析仪壳体、 设置在分析仪壳体上的分析仪显示屏和分析仪控制功能键、设置在分析仪壳体内的分析仪信号采集分析模块、分析仪显示模块、分析仪无线通信模块及分析仪告警模块；分析仪信号采集分析模块将被测系统的正对地电压、负对地电压及正负电压进行采集，经计算处理后由分析仪显示模块进行显示；分析仪显示模块除显示正对地电压、负对地电压、系统电压外，还显示系统平衡桥大小、系统绝缘阻抗大小信息；分析仪无线通信模块将系统电压信息及绝缘信息通过无线方式传送给探测仪21 ；分析仪告警模块根据分析结果给出声光报警 fn息；所述探测装置2包括探测仪21及与探测仪21连接的可开合电流传感器22，所述探测仪21包括探测仪壳体、设置在探测仪壳体上的探测仪显示屏和探测仪控制功能键、 设置在探测仪壳体内的探测仪信号采集分析模块、探测仪显示模块、探测仪无线通信模块及探测仪告警模块，所述可开合电流传感器22的传感线的一端伸进探测仪壳体中与探测仪21固定连接，所述可开合电流传感器22的探测端设有一反馈线圈23，反馈线圈23的内侧标有从外往内的方向标示箭头24，反馈线圈23用于增大探测仪的检测电流范围，方向标示箭头M用于判断故障点位置；探测仪显示模块可显示被测回路的电流大小、绝缘阻抗大小、支路状态及绝缘指数及故障点方向等信息；探测仪无线通信模块用于与分析仪1进行通信，接收分析仪1传输的系统信息；探测仪告警模块根据探测仪信号采集分析模块分析结果提供声光报警信息。所述分析仪无线通信模块和探测仪无线通信模块均为具有发射信号和接收信号功能的双向数传模块。所述在直流系统母线端接入分析仪1，分析仪1有三个接线端，分别接入直流系统母线的正极、负极与地。本实用新型采用微控制器做主系统，硬件设计严格遵照电力及电磁兼容相关标准进行，内部采用多处冗余方式保证装置与被测设备的可靠性。采用高精度可开合电流传感器21做为信号采集单元，电压采样采用高精度的进口模数转换芯片，电压与阻抗的测量准确；分析仪1与探测仪2之间内置了无线数传模块进行通信，测试功能与显示信息完备，可以处理直流系统中的各类绝缘故障情况。本实用新型分析仪1技术指标如下所示适用直流系统电压等级MV，48V，110V，220V或按客户要求订制；系统电压测量范围0-300V ；对地电压测量范围0-300V ；系统对地阻抗测量范围0_999ΚΩ ；检测信号功率(0. 02W ；抗直流系统分布电容干扰IOOOuF ；无线通信信号功能IOdbm ；本实用新型探测仪21技术指标如下所示对地漏电流检测分辨率0. ImA ；抗直流系统支路分布电容干扰IOOuF ；支路绝缘阻抗测量范围系统电压等级为220V :0-600Κ Ω系统电压等级为IlOV :0-300Κ Ω
6[0057]系统电压等级为48V :0-60Κ Ω系统电压等级为MV :0-30Κ Ω绝缘阻抗测量分辨率0. IK Ω ；绝缘指数大小显示范围0_99，值越大，表示绝缘情况越差；方向显示方式向上或向下(向上表示故障点所处位置与可开合电流传感器的方向标示箭头M标示方向一致，向下表示故障点所处位置与可开合电流传感器的方向标示箭头M标示方向相反)。本实用新型的操作方法如下(1).分析仪1接入直流系统，具体是关闭分析仪1电源开关，将随设备配置的电源线一端插入分析仪1，另一端按颜色分别接入直流系统的正极，负极与地线。棕色正极；蓝色负极；黄/绿色地线，确定接线无误之后开启电源开关，进入分析仪1的主界面，主界面显示如下系统总电压217V正对地电压031V负对地电压186V接地总阻抗020ΚΩ开启电源开关后，分析仪1电源指示灯亮，并自动识别系统电压等级，判断系统绝缘阻抗，并显示在LCD上，如果系统绝缘正常，正常指示灯亮，如果检测出系统正对地或负对地绝缘异常，正接地或负接地告警指示灯亮。(2).探测仪自检，具体是将4节5号电池按标示放入探测仪21电池仓中，开启电源开关，进入探测仪21主界面，探测仪21主界面显示如下选项功能选择、故障探测、绝缘分析、电流检测，当分析仪1检测到系统有绝缘故障时，将探测仪21钳表钳钳住分析仪1的地线，用探测仪控制功能键将检测功能选择为故障探测功能，按下测试键进行检测，如果出现“通信测试…请稍候”的提示界面，请将探测仪21靠近分析仪1，检测开始后，探测仪21 将会出现接地检测波形图，会显示两个周期的信号波形图，判定设备自检正常。在没有接地时，系统分析仪1不会向系统发出任何信号，同时也不会向探测仪21发出同步信号。在自检时，确保直流系统中不存在其它向直流系统发出信号的设备，如有，请退出后测试，包括在后面的查找过程中均需将存在信号源的设备退出直流系统，否则有可能对检测带来干扰。(3).检测开始，设备自检通过后，即可对系统支路逐一检测，为了保证检测的顺利进行，在将探测仪21远离分析仪1进行检测时，不要关闭探测仪21电源。探测仪21共有三项功能可供用户使用，分别是“故障探测”“绝缘分析”“电流检测”，三项功能可通过功能键进行切换。(3. 1).故障探测功能，设备内部设定了不同电压等级系统的支路接地阻抗检测门限值，当支路绝缘故障小于该门限值时，检测结果显示接地故障告警信号，并告之接地故障点方向；当支路绝缘故障大于该门限值时，检测结果显示非接地信号；同时，为方便用户判断被测支路的绝缘状况，测试结果还将显示检测的绝缘量化指数，绝缘指数越高表示绝缘情况越差，越低表示绝缘情况越好。设备接地检测门限表如下所示
权利要求1.一种便携式直流接地故障查找仪，其特征在于包括工作时和直流系统连接的分析仪(1)和对被测回路进行检测的探测装置(2)，其中，所述分析仪(1)包括分析仪壳体、设置在分析仪壳体上的分析仪显示屏和分析仪控制功能键、设置在分析仪壳体内的分析仪信号采集分析模块、分析仪显示模块、分析仪无线通信模块及分析仪告警模块；分析仪信号采集分析模块将被测系统的正对地电压、负对地电压及正负电压进行采集，经计算处理后由分析仪显示模块进行显示；分析仪显示模块除显示正对地电压、负对地电压、系统电压外，还显示系统平衡桥大小、系统绝缘阻抗大小信息； 分析仪无线通信模块将系统电压信息及信号同步信息通过无线方式传送给探测仪(21)； 分析仪告警模块根据分析结果给出声光报警信息；所述探测装置⑵包括探测仪(21)及与探测仪(21)连接的可开合电流传感器(22)， 所述探测仪(21)包括探测仪壳体、设置在探测仪壳体上的探测仪显示屏和探测仪控制功能键、设置在探测仪壳体内的探测仪信号采集分析模块、探测仪显示模块、探测仪无线通信模块及探测仪告警模块，所述可开合电流传感器(22)的传感线的一端伸进探测仪壳体中与探测仪(21)固定连接，所述可开合电流传感器(22)的探测端设有一反馈线圈(23)，反馈线圈(23)的内侧标有从外往内的方向标示箭头(24)，反馈线圈(23)用于增大探测仪的检测电流范围，方向标示箭头(24)用于判断故障点位置；探测仪显示模块可显示被测回路的电流大小、绝缘阻抗大小、支路状态及绝缘指数及故障点方向等信息；探测仪无线通信模块用于与分析仪(1)进行通信，接收分析仪(1)传输的系统信息及同步信息；探测仪告警模块根据探测仪信号采集分析模块分析结果提供声光报警信息。
2.根据权利要求1所述的直流接地故障查找仪，其特征在于所述分析仪无线通信模块和探测仪无线通信模块均为具有发射信号和接收信号功能的双向数传模块。
3.根据权利要求1所述的直流接地故障查找仪，其特征在于所述分析仪(1)有三个接线端，分别接入直流系统母线的正极、负极与地。
4.根据权利要求1或3所述的直流接地故障查找仪，其特征在于所述分析仪(1)壳体后板设有三个按钮，三个按钮的开关状态可对分析仪(1)的工作模式进行调整。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式直流接地故障查找仪，包括分析仪和探测装置，分析仪对被测系统的正对地电压、负对地电压及正负电压进行采集并计算处理后显示正对地电压、负对地电压、系统电压、系统平衡桥大小、系统绝缘阻抗大小信息；分析仪将电压及信号同步信息无线传送给探测仪；探测装置包括探测仪及开合电流传感器，传感线伸进探测仪壳体中与探测仪固定连接，探测仪显示电流和绝缘阻抗大小、支路状态、绝缘指数及故障点方向等信息；探测仪与分析仪进行无线通信，接收分析仪传输的系统信息及同步信息。精准查找各电压等级直流系统中的间接接地、非金属接地、环路接地、正负同时接地、正负平衡接地、交直流串电、多点接地等绝缘故障。
文档编号G01R31/02GK202177680SQ20112030756
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者曾建斌, 王伟, 赵应龙 申请人:广州优维电子科技有限公司