一种高低压配电线路故障测量装置及使用方法与流程

1.本发明涉及电力线路故障测试领域，具体涉及一种高低压配电线路故障测量装置及使用方法。


背景技术：

2.高低压配电线路是电力系统的重要组成部分，以往高低压配电线路发生故障跳闸停电后，依靠员工目测巡视，登杆检查故障，尤其是发生隐蔽性故障时，只能采用人工登杆逐基检查，效率低，造成停电时间过长；电缆线路由于隐蔽敷设，故障查找难度大，特别是由于运行时间长，地面多次施工造成的埋深5米以上的电力电缆，对路径和故障点的测量更加困难。
3.在申请号为cn201010508929.7的架空线路接地故障寻踪定位装置中，提出了一种利用脉冲电流或者脉冲电压寻找故障点位置的装置，虽然能够寻找到故障点，但是在实际使用时，遇到架空线路时，需要进行高挂测试或者直接登高测试，不太方便。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术寻找高低压配电线路故障点不方便问题，本发明提供了一种高低压配电线路故障测量装置及使用方法，不但能快速对高低压架空配电线路故障点进行测量定位，也能测量深埋电缆的路径和故障点，方便快捷，定位准确，有效提高故障排查效率，且不用进行高挂测试或登高测试，减轻了职工的劳动强度。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种高低压配电线路故障测量装置，包括信号控制器和故障点检测仪，所述信号控制器包括信号发生器，所述信号发生器连接有信号放大器，所述信号放大器连接有接触器，所述接触器连接有信号变换器，所述接触器与信号变换器间设置第一电压表和第一电流表，所述信号变换器连接有输出端口，所述故障点检测仪包括感应线圈，所述感应线圈输出端与一级信号放大电路连接，所述一级信号放大电路的输出端与选频电路连接，所述选频电路的输出端与二级放大电路连接，所述二级放大电路的输出端与第三电流表连接。用于检测低阻接地故障线路，由于阻值较低，不需要高压击穿过程，因此能够直接进行检测。
7.优选的，还包括放电通道控制器，所述放电通道控制器包括正弦波调压器，所述正弦波调压器与升压变压器的低压端连接，所述升压变压器的高压端与整流器输入端连接，所述整流器的输出端与高压端口连接，所述高压端口与高压隔离电容器连接，所述高压隔离电容器与输入插座连接，所述输入端口与输出端口配合使用。用于检测高阻接地故障线路的检测，由于阻值较高，需要高电压进行击穿，并建设信号通道，以便信号发生器的信号能够进入故障线路进行检测。
8.优选的，所述输出端口包括第一信号输出插座和第二信号输出插座，所述输入端口包括第一信号输入插座和第二信号输入插座。需要一端接地，另一端连接故障线路。
9.优选的，所述高压端口包括第一高压输出插座和第二高压输出插座。需要一端接
地，另一端连接故障线路。
10.优选的，所述输出端口的输出电压范围为0—1000v，所述高压端口的输出电压范围为0—10kv。信号控制器输出电压最高0-1000v、放电通道控制器输出电压最高0-10kv，即适用于低压配电线路故障点测量，也适用于10kv高压配电线路故障点测量。
11.5.一种高低压配电线路故障测量装置的使用方法，包括以下步骤：
12.步骤1：信号控制器(1)调节
13.将跳闸失电后的故障线路三相短接，之后连接至信号控制器(1)的第一信号输出插座(14)，并且将第二信号输出插座(15)接地；
14.将信号控制器(1)通电，信号发生器(17)工作，发出指定频率的正弦交流信号；
15.将连接信号发生器(17)的信号放大器设置为最小放大倍数，确认此时第一电压表(12)显示电压为零；
16.开启接触器并且设置信号变换器变换比为q后，通过输出端口将正弦交流信号注入三相短接的故障线路；
17.步骤2：故障线路检测
18.调节信号放大器，提高正弦交流信号功率使第一电流表(13)显示数值增加；且此时信号控制器(1)注入故障线路的正弦交流信号强度数值为y，且y＝x/q，x为预设值；
19.当第一电流表(13)显示数值为x时，则故障线路故障点阻值不影响检测；
20.当第一电流表(13)显示数值小于x时，则故障线路故障点阻值影响检测，需要在信号控制器(1)与故障线路间增加放电通道控制器(2)，放电通道控制器(2)通过高压击穿故障点，并在故障线路建立通道，重新调节信号控制器(1)，直至第一电流表(13)显示数值为x；
21.步骤3：故障点检测寻迹
22.调节故障点检测仪(3)至与信号发生器(17)相同频率，打开故障点检测仪(3)延故障线路寻迹此正弦交流信号，当失去正弦交流信号时，判断此处为故障点；
23.优选的，所述步骤2中，放电通道控制(2)的连接方式为：
24.将第一信号输出插座(14)连接至第一信号输入插座(28)，将第二信号输出插座(15)连接至第二信号输入插座(27)；
25.将第一高压输出插座(24)连接至故障线路，将第二高压输出插座(25)接地；
26.接电开启正弦波调压器，逐步提高电压，直至击穿故障点，建立正弦交流信号注入通道。
27.优选的，信号发生器(17)能设置多种频率的正弦交流信号，故障点检测仪(3)能够接收多种频率的正弦交流信号。
28.优选的，所述信号发生器(17)选择正弦交流信号的频率与故障线路的长度成反比。
29.优选的，所述信号发生器(17)选择正弦交流信号的频率与故障线路深埋地下的深度成正比。
30.优选的，所述步骤(1)第一电流表(13)指示数值x的范围为0.6—1a。
31.本发明相对于现有技术所取得的有益效果在于：
32.1、通过信号控制器向故障线路(跳闸失电后的高低压配电线路)注入具有明显特
征的测试信号，为线路故障排查提供了可靠的测量依据，该测试信号可根据故障线路长度选择不同的信号频率，抗干扰性能好，有助于提高故障排查效率。
33.2、通过放电通道控制器对高阻故障点施加直流电压，建立信号注入通道，稳定性好，保证了信号注入的有效性，解决了隐蔽性高阻接地故障的测量难题。
34.3、故障点检测仪通过选频电路调整接收频率，针对不同故障线路的适用性好，故障测量的覆盖面广，使测量更加容易和准确，不但可以测量跳闸停电的线路故障，也能测量带电运行的线路故障。
35.4、通过注入信号测量深埋电缆的路径和故障点，可根据不同埋深的电缆，注入不同强度、不同频率的测试信号，使故障点测量更加容易和准确。
36.5、本装置在使用时不需要进行登高测试，也不需要进行高挂测试。
37.6、本装置的信号控制器能够向故障线路中注入正弦交流信号，并且使用本专利中带有感应线圈的故障点检测仪，能够快速找到此正弦交流信号，在不需要连接故障线路的无线操作方式下，快速找到故障点，并且在信号控制器向故障线路注入正弦交流信号遇到困难时，能够通过放电通道控制器辅助，重新建立通道以便使用信号控制器，单独的任何一个部件都不能独立完成任务，但是同时使用三个部件，能够解决所有高低压配电线路故障的问题。
附图说明
38.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本技术的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
39.在附图中：
40.图1为本发明信号控制器控制面板结构示意图；
41.图2为本发明信号控制器电路连接关系示意图；
42.图3为本发明放电通道控制器控制面板结构示意图；
43.图4为本发明放电通道控制器电路连接关系示意图；
44.图5为本发明故障点检测仪控制面板结构示意图；
45.图6为本发明故障点检测仪电路连接关系示意图；
46.图7为本发明低阻接地故障测试示意图；
47.图8为本发明高阻接地故障测试示意图；
48.图中各附图标记所代表的组件为：
49.1、信号控制器；11、第一电源插座；12、第一电压表；13、第一电流表；14、第一信号输出插座；15、第二信号输出插座；16、启停按钮；17、信号发生器；2、放电通道控制器；21、第二电源插座；22、第二电压表；23、第二电流表；24、第一高压输出插座；25、第二高压输出插座；26、正弦波调压器调压旋钮；27、第二信号输入插座；28、第一信号输入插座；3、故障点检测仪；31、第一选频开关；32、第二选频开关；33、第三选频开关；34、电源开关；35、第三电流表。
具体实施方式
50.下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。
51.实施例1
52.一种高低压配电线路故障测量装置，包括：
53.如图1-2所示信号控制器1，所述信号控制器1包括用于生成信号的信号发生器17，且所述信号发生器17能够发出多种频率的正弦交流信号，所述信号发生器17连接有信号放大器，所述信号放大器用于放大所述信号控制器1的正弦交流信号，所述信号放大器连接有接触器，所述接触器设置有启停按钮16，控制启动，且接触器还连接有信号变换器，所述接触器与信号变换器间设置第一电压表12和第一电流表13，所述信号变换器连接有输出端口，并且所述信号变换器能够根据变换比q进行升压。并且本装置设置有第一电源插座11，方便进行通电开关。
54.如图5-6所示的故障点检测仪3，所述故障点检测仪3包括感应线圈，用于感应故障线路的正弦交流信号，所述感应线圈输出端与一级信号放大电路连接，一级信号放大电路能够将感应线圈中接收的正弦交流信号放大，并且所述一级信号放大电路的输出端与选频电路连接，选频电路设置有多个选频开关，用于更换正弦交流信号频率，所述选频电路的输出端与二级放大电路连接，二级放大电路用于放大选频电路的正弦交流信号，并且所述二级放大电路的输出端与第三电流表35连接，能够将正弦交流信号显示在第三电流表35上，且第三电流表35一般设置为量程为100ma的毫安电流表。并且本装置设置电源开关34，用于开启或关闭所述故障点检测仪3。
55.如图3-4所示的放电通道控制器2，所述放电通道控制器2包括正弦波调压器，所述正弦波调压器还设置有正弦波调压器调压旋钮26，用于调节电压，且所述正弦波调压器与升压变压器的低压端连接，能够将正弦波调压器的电压升压，之后所述升压变压器的高压端与整流器输入端连接，整流器能够将交流电转换为直流电，并且所述整流器的输出端与高压端口连接，所述高压端口与高压隔离电容器连接，所述高压隔离电容器与输入插座连接，所述输入端口与输出端口配合使用。用于检测高阻接地故障线路的检测，当出现故障线路阻值较高时，需要高电压进行击穿，并建设正弦交流信号通道，以便信号发生器17的正弦交流信号能够进入故障线路进行检测。
56.进一步的，所述输出端口包括第一信号输出插座14和第二信号输出插座15，所述输入端口包括第一信号输入插座28和第二信号输入插座27。输出端口在进行低阻接地故障检测时需要一端接地，另一端连接故障线路。而进行高阻接地故障检测时，需要配合连接输入端口。并且可以采用快插线的方式连接，十分方便。
57.所述高压端口包括第一高压输出插座24和第二高压输出插座25。需要一端接地，另一端连接故障线路。连接方式与低阻接地故障检测相同，只需要增加高电压击穿过程。
58.所述输出端口的输出电压范围为0—1000v，所述高压端口的输出电压范围为0—10kv。信号控制器1输出电压最高0-1000v、放电通道控制器2输出电压最高0-10kv，即适用于低压配电线路故障点测量，也适用于10kv高压配电线路故障点测量。
59.一种高低压配电线路故障测量装置的使用方法，包括以下步骤：
60.步骤1：信号控制器1调节
61.将跳闸失电后故障线路三相短接，之后连接至信号控制器1的第一信号输出插座14，之后将第二信号输出插座15接地；
62.将信号控制器1通电后，信号发生器17工作，且所述信号发生器17一般能够发出50hz—250hz的正弦交流信号，正弦电流信号强度需要根据故障线路的长度选择；
63.将连接信号发生器17的信号放大器(信号放大器能够将正弦电流信号发生器17的信号放大至500w)设置为最小放大倍数，确认此时第一电压表12显示电压为零；
64.开启接触器并且设置信号变换器变换比为q(q的数值一般为10，并且此数值一般根据实际情况进行选择)提高正弦电流信号的电压幅值，并且与信号放大器配合，控制正弦电流信号的电流强度，后通过输出端口将正弦电流信号注入三相短接的故障线路；
65.步骤2：故障线路检测
66.调节信号放大器，提高正弦交流信号功率使第一电流表13显示数值增加；
67.且此时信号控制器1注入故障线路的正弦交流信号强度数值为y，且y＝x/q，x为预设值；(x的范围最佳为0.6—1a，原因在于过小的电流不容易检测，而过大的电流容易造成干扰值太多，影响检测过程)，当使用q的数值为10时，计算比较方便，并且y的数值范围为60—100ma。
68.当第一电流表13显示数值为1a(最佳选择，此时检测信号便于寻找，且影响信号较少)时，则故障线路故障点阻值不影响检测；直接寻找故障点即可；
69.当第一电流表13显示数值小于0.6a时(低于0.6a不易检测，需要通过建立通道的方式来解决这个问题)，则故障线路故障点阻值影响检测，需要在信号控制器1与故障线路间增加放电通道控制器2，放电通道控制器2通过高压击穿故障点，并在故障线路建立通道(将第一信号输出插座14连接至第一信号输入插座28，将第二信号输出插座15连接至第二信号输入插座27，将第一高压输出插座24连接至故障线路，将第二高压输出插座25接地，接电开启正弦波调压器，且所述正弦波调压器的输出电压一般为常规电压，即0—220v之间的交流电压(需要通过正弦波调压旋钮平滑调节)逐步提高电压，并且在升压变压器的作用下，获得0—10kv的交流电压，经过整流器后，变成直流电通过高压端口输出值故障线路，击穿故障点，建立正弦交流信号注入通道)，重新调节信号控制器1，直至第一电流表3显示数值为1a，评价放电通道控制器2的作用，可以达到较高的电流，因此一般选择最佳值也就是1a；
70.步骤3：故障点检测寻迹
71.调节故障点检测仪3至与信号发生器17相同频率，打开故障点检测仪3延故障线路寻迹此正弦交流信号，当失去正弦交流信号时，判断此处为故障点；
72.此过程中，故障点检测仪3通过选择不同的选频开关来更换不同的正弦交流信号频率，来对应信号控制器1注入故障线路通道的正弦交流信号。
73.进一步的，在实际应用中，一般设置第一选频开关31、第二选频开关32和第三选频开关33，且正弦交流信号频率分别为120hz，220hz和250hz。
74.故障线路的长度越大，则信号发生器17和故障点检测仪3选择信号的频率越低。当故障线路长度不超过30km时，一般使用第二选频开关32开启，即正弦交流信号频率为220hz，并且此时需要保证信号发生器17的频率也需要调节至220hz。
75.当故障线路长度超过30km时，一般使用第一选频开关31开启，即正弦交流信号频率为120hz，并且此时需要保证信号发生器17的频率也需要调节至120hz。
76.当检测深埋的故障线路时，深度越高，则信号发生器17和故障点检测仪3选择信号的频率越高。一般选择第三选频开关33，即正弦交流信号频率为250hz，并且此时需要保证信号发生器17的频率也需要调节至250hz。
77.装置使用时，由于故障点检测仪3需要使用感应线圈进行检测，因此预先将注入故障线路的正弦交流信号的数值y设置为三个区间，分别为0—50ma，50—100ma和100ma—150ma，其中，在进行检测时，发现0—50ma不易检测，正弦交流信号强度太低，导致在进行架高或者深埋线路时，效果较差，之后测试50—100ma，此时的正弦交流信号强度在提升过程中，检测过程会趋于正常，且效果能够满足需求，而继续提高，直至到达100ma—150ma，此时的信号干扰过多，对检测过程的影响比较大，因此从中选择最佳范围，也就是50—100ma。
78.并且在此范围内继续检测，尤其是对架高故障线路的检测过程中，发现，正弦交流信号在达到60ma以上时，效果会更好，因此y的数值必须设置在60—100ma，相应的，由于y的数值是有x,q确定的，因此我们需要以y值为参考，并且此过程中，q的数值选择为整数，尤其是容易计算的整数，会有更好的效果，由此可以确定q的数值为10，相应的x值就便于确定，由此经验得出，在检测过程中开始时，就可以预先将x值设置为0.6—1a，位于此区间内的正弦交流信号在注入故障线路时，能够通过故障点检测仪3快速且准确的检测。
79.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。