一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置及定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置及定位方法，主机和无线无源漏电电流传感器通过无线通信连接，所述无线无源漏电电流传感器包括漏电电流感应模块、电阻、SAW声表面波传感器模块，所述漏电电流感应模块与所述的电阻连接，所述电阻与所述的SAW声表面波传感器模块连接，所述漏电电流感应模块安装在需要监测绝缘情况的设备电源进线上，当被测导线漏电电流感应模块感应出电流时，电流流经电阻，电阻发热产生温度变化，温度变化会传导给SAW声表面波传感器模块，所述SAW声表面波传感器模块将温度变化信号转换为无线射频信号并发送到主机。本发明具有安装方便快捷，抗干扰能力强，工作可靠，成本低，使用寿命长的特点。
【专利说明】一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置及定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电所直流回路接地故障辅助定位装置及方法。
【背景技术】
[0002]直流系统是采用有蓄电池贮能的二次直流电源，它向信号回路、控制系统、继电保护与自动装置等提供工作电源。直流系统均采用IlOV或220V电源供电，该系统正、负母线对大地是浮空的，除了绝缘检测装置之外，，母线及其各条馈电支路上任何一点都不与大地相联结。当直流供电系统发生一处接地绝缘故障时，，必须尽快找出接地故障线路与接地故障点，，并立即排除；否则，若再次发生第二处接地故障，很可能导致主控制回路、继电保护装置等的误动作，从而引发重大供电事故。
[0003]现有直流电源屏上装设有绝缘监测系统，能反应直流回路的接地故障，部分厂家设备还能判断是哪一馈线回路上有接地。由于目前常用的漏电电流法接地监测传感器能感应到的漏电电流都非常小，无法直接对无线传输模块和漏电电流值数据采集模块进行供电，因而都是采用有源有线或有源无线方式传输接地信号。但是，每一直流馈线回路上有很多负载分支，如果每一个小分支都安装目前现有的接地监测传感器会导致绝缘监测系统里接入大量的导线(包括供电用电源线和传输信号用485线)，反而增加了发生直流接地的风险。也正因为此，目前的绝缘监测系统里的接地监测传感器最多只安装到每条直流馈线为止，导致是哪一分支上的哪个设备发生了直流接地就难以检测。即使采用手持式漏电电流检测设备，也必须逐一测试才能定位，也很花时间。因此，在直流系统发生直流接地时常采用拉路或拉直流保险的方式查找接地点。拉路或拉直流保险的方式来查找接地点，这种方法可能引起保护装置误动作的隐患。因而必须研究一种能监测并快速查找直流系统绝缘故障的技术。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题就是提供了一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置及定位方法，能监测并快速查找直流系统绝缘故障。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置，包括通过无线通信连接的主机和无线无源漏电电流传感器，所述无线无源漏电电流传感器包括漏电电流感应模块、电阻、SAff声表面波传感器模块，所述漏电电流感应模块与所述的电阻连接，所述电阻与所述的SAW声表面波传感器模块连接，所述漏电电流感应模块安装在需要监测绝缘情况的设备电源进线上，当被测导线漏电电流感应模块感应出电流时，电流流经电阻，电阻发热产生温度变化，温度变化会传导给SAW声表面波传感器模块，所述SAW声表面波传感器模块将温度变化信号转换为无线射频信号并发送到主机。
[0006]优选的，所述主机设有无线接收发射模块接收SAW声表面波传感器模块的无线射频信号。
[0007]优选的，所述SAW声表面波传感器模块和无线接收发射模块之间采用433MHz频段进行通讯。
[0008]本发明还提供了一种变电所直流回路接地故障辅助定位方法，当被测导线使漏电电流感应模块感应出电流时，电流流经电阻，电阻发热产生温度变化，温度变化会传导给SAff声表面波传感器模块，所述SAW声表面波传感器模块将温度变化信号转换为无线射频信号并发送到主机，主机获取温度数据并通过温度数据的变化来判断漏电电流感应模块是否感应到漏电电流以及漏电电流的大小，从而查找到接地故障点。
[0009]本发明采用的技术方案，漏电电流感应模块安装在需要监测绝缘情况的设备电源进线上，当被测导线感应出电流时，电流流经电阻，电阻发热产生温度变化，温度变化会传导给SAW声表面波传感器模块，SAff声表面波传感器模块将温度变化信号转换为无线射频信号并发送到主机。
[0010]因此，其带来的有益效果是:
[0011 ] ①通过SAW声表面波传感器模块和无线接收发射模块的应用，将主机和无线无源漏电电流传感器隔离；
[0012]②通过SAW声表面波技术的使用避免了外接电源线或内置电池的使用，具有不与直流系统发生电气连接，也无后期对电池进行更换的麻烦；
[0013]③漏电电流感应模块为开闭式环形实现无需停电即可把待监测导线置于环形中间孔中；
[0014]④无线无源技术的应用实现接地监测传感器在直流每一直流馈线回路上每一个小分支回路或直流负载端分布式安装，从而能监测并快速查找直流系统绝缘故障；
[0015]⑤安装方便快捷，抗干扰能力强，工作可靠，成本低，使用寿命长的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0017]图1为本发明的原理框图；
[0018]图2为无线无源漏电电流传感器的结构示意图；
[0019]图3为主机的原理框图。
【具体实施方式】
[0020]如图1和图2所示，一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置，包括通过无线通信连接的主机I无线无源漏电电流传感器2。所述无线无源漏电电流传感器包括漏电电流感应模块21、电阻22、SAW声表面波传感器模块23，所述漏电电流感应模块与所述的电阻连接，所述电阻与所述的SAW声表面波传感器模块连接，所述漏电电流感应模块安装在需要监测绝缘情况的设备电源进线上。漏电电流感应模块21、电阻22、SAW声表面波传感器模块23安装于盒体20内，盒体20通过螺丝24固定。
[0021]如图3所示，主机I包括单片机控制模块14、按键模块11、显示模块10、电源模块15、无线接收发射模块16、RS485或RJ45通信模块12和GPRS模块13。电源模块为单片机控制模块、显示模块、RS485或RJ45通信模块和GPRS模块提供电源。单片机控制模块分别与按键模块、显示模块、无线接收发射模块、RS485或RJ45通信模块和GPRS模块连接。
[0022]所述主机设有无线接收发射模块接收SAW声表面波传感器模块的无线射频信号。所述SAW声表面波传感器模块和无线接收发射模块之间采用433MHz频段进行通讯。433MHz频段的使用不需要申请，使无线有源漏电流法绝缘监测装置的使用较为方便。借助于GPRS网络进行通信可以使主机和其他监控终端之间的距离得到极大的扩展，借助于成熟且费用低廉的GPRS网络，使无线有源漏电流法绝缘监测装置的成本也得到了有效控制。
[0023]漏电电流感应模块安装在需要监测绝缘情况的设备电源进线上，当被测导线感应出电流时，电流流经电阻，电阻发热产生温度变化，温度变化会传导给SAW声表面波传感器模块里的压电材料。主机上的无线接收发射模块将射频信号作为激励信号发射到SAW声表面波传感器模块里的压电材料的表面，该无线射频信号通过叉指换能器的逆压电效应在基片表面激活一个声表面波，声表面波沿基片传播，被左右两个周期性反射栅反射形成谐振，该谐振器的谐振频率与基片的温度有关。叉指换能器通过压电效应将受到温度影响了的反射声表面波转变成应答的无线射频信号发送到无线接收发射模块而获取温度数据进而得到漏电电流信号，即通过温度数据的变化来判断漏电电流感应模块是否有感应到漏电电流以及漏电电流的大小，从而查找到接地故障点。
[0024]显示模块用于显示经过单片机控制模块处理以后的漏电电流信号。按键模块用于对漏电电流、通讯和显示参数进行设置和更改。漏电电流信号可以通过RS485或RJ45通信模块传递给其他终端，单片机控制模块也能通过RS485或RJ45通信模块接收其他终端发送过来的信息，实现无线无源漏电电流法直流回路接地故障辅助定位系统的网络化。
【权利要求】
1.一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置，其特征在于:包括通过无线通信连接的主机和无线无源漏电电流传感器，所述无线无源漏电电流传感器包括漏电电流感应模块、电阻、SAW声表面波传感器模块，所述漏电电流感应模块与所述的电阻连接，所述电阻与所述的SAW声表面波传感器模块连接，所述漏电电流感应模块安装在需要监测绝缘情况的设备电源进线上，当被测导线使漏电电流感应模块感应出电流时，电流流经电阻，电阻发热产生温度变化，温度变化会传导给SAW声表面波传感器模块，所述SAW声表面波传感器模块将温度变化信号转换为无线射频信号并发送到主机。
2.根据权利要求1所述的一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置，其特征在于:所述主机设有无线接收发射模块接收SAW声表面波传感器模块的无线射频信号。
3.根据权利要求2所述的一种变电所直流回路接地故障辅助定位装置，其特征在于:所述SAW声表面波传感器模块和无线接收发射模块之间采用433MHz频段进行通讯。
4.一种变电所直流回路接地故障辅助定位方法，其特征在于:当被测导线使漏电电流感应模块感应出电流时，电流流经电阻，电阻发热产生温度变化，温度变化会传导给SAW声表面波传感器模块，所述SAW声表面波传感器模块将温度变化信号转换为无线射频信号并发送到主机，主机获取温度数据并通过温度数据的变化来判断漏电电流感应模块是否感应到漏电电流以及漏电电流的大小，从而查找到接地故障点。
【文档编号】G01R31/02GK104360219SQ201410669720
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】王毅超, 曹恒, 张 杰, 姚宸扬, 吕朝阳 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司湖州供电公司, 国网浙江德清县供电公司