CN105807175B - 信号注入方法以及查找单相接地故障的信号注入装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号注入方法用于检测配电***单相接地故障，包括以下步骤：控制电路检测出配电线路出现单相接地故障，此时控制电路导通机械开关K后，再通过控制电路检测电子开关K′两端的工频电压，在工频电压为峰值时控制电路控制电子开关K′导通；每相接地线路上均设置有所述机械开关K，每个所述机械开关并联后与所述电子开关K′串联在一起，所述电子开关K′通过电阻R接地。本发明提供的信号注入方法的有益效果为：本发明采用半导体开关作为接地信号注入的投切控制，控制时间非常精确，可以控制在100μs以内的时间误差，可以对注入信号电流的起始相位进行有效控制，更加有利于在线检测装置对该注入信号的检测。

Description

信号注入方法以及查找单相接地故障的信号注入装置

技术领域

本发明涉及一种信号注入方法，还涉及一种运用该方法查找单相接地故障的信号注入装置。

背景技术

现有查找配电线路单相接地故障的检测方法“脉冲信号注入法”，一般采用高压开关或高压接触器作为接地信号注入的投切控制方法，其特点是靠机械触点的合或分完成接地信号注入的投切控制，串联高压电阻后，起到对最大信号电流的限制。其缺点是控制时间响应慢，一般都在40ms以上的响应速度；而且时间控制误差偏大，尤其不能对信号电流相位的控制，该方法不利于用于配电线路检测单相接地故障的在线检测装置对该注入信号的检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种可以精确控制时间以及对注入信号电流的起始相位进行有效控制，更加有利于在线检测装置对该注入信号的检测。

按照本发明提供的一种信号注入方法采用的主要技术方案为：包括以下步骤：控制电路检测出配电线路出现单相接地故障，此时控制电路导通机械开关K后，再通过控制电路检测电子开关K′两端的工频电压，在工频电压为峰值时控制电路控制电子开关K′导通，控制电路间歇控制电子开关K′导通。

本发明提供的信号注入方法还可具有如下附属技术特征：

每相线路上均设置有所述机械开关K，每个所述机械开关K并联后与所述电子开关K′串联在一起，所述电子开关K′通过电阻R接地。

所述控制电路导通非故障相上的机械开关K。

所述控制电路导通一个非故障相上的机械开关K。

所述控制电路延时导通所述机械开关K。

所述机械开关K连接在所述配电***的中性点上，所述机械开关K与所述电子开关K′串联，所述电子开关K′通过电阻R接地。

所述电子开关K′为半导体开关。

按照本发明提供的一种查找单相接地故障的信号注入装置采用的主要技术方案为：包括分相选择模块，还包括与所述分相选择模块相连接的电子开关K′，所述电子开关K′通过一电阻R接地，所述分相选择模块包括连接在每相线路上或连接在配电***中性点上的机械开关K。

本发明提供的查找单相接地故障的信号注入装置还可具有如下附属技术特征：

所述电子开关K′为半导体开关。

采用本发明提供的信号注入方法和查找单相接地故障的信号注入装置带来的有益效果为：本发明采用半导体开关作为接地信号注入的投切控制，控制时间非常精确，可以控制在100uS以内的时间误差，可以对注入信号电流的起始相位进行有效控制，更加有利于在线检测装置对该注入信号的检测。

附图说明

图1为本发明所述信号注入方法的实施例一的电路图。

图2为本发明所述信号注入方法的实施例二的电路图。

图3为本发明所述信号注入方法中注入电流信号的波形图。

图4为本发明所述查找单相接地故障的信号注入装置的实施例三的电路图。

图5为本发明所述查找单相接地故障的信号注入装置的实施例四的电路图。

图6为本发明所述查找单相接地故障的信号注入装置的实施例五的电路图。

图7为本发明所述查找单相接地故障的信号注入装置的实施例六的电路图。

图8为本发明所述查找单相接地故障的信号注入装置的实施例七的电路图。

图9为本发明所述查找单相接地故障的信号注入装置的实施例八的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详述：

如图1至图3所示，按照本发明提供的一种信号注入方法的实施例，包括以下步骤，控制电路检测出配电线路出现单相接地故障，此时控制电路延时导通机械开关K后，再通过控制电路检测电子开关K′两端的工频电压，在工频电压为峰值时所述电子开关K′导通，本发明中描述的工频电压的峰值为工频电压的绝对值最大，控制电路控制电子开关K′为间歇性导通产生脉冲电流信号。本发明中描述的间歇性导通为人为设定的具有一定规律性的导通和截止的过程，本发明采用电子开关K′作为接地信号注入的投切控制，控制时间非常精确，可以控制在100μs以内的时间误差，可以对注入信号电流的起始相位进行有效控制，更加有利于在线检测装置对该注入信号的检测。

参见图1，按照本发明提供的信号注入方法的实施例一，每相线路上均设置有所述机械开关K，每个所述机械开关K并联后与所述电子开关K′串联在一起，所述电子开关K′通过电阻R接地，本实施例为配电***中的每相线路上均设置有所述机械开关K，即机械开关K1、K2、K3，机械开关K1、K2、K3并联后与所述电子开关K′串联在一起，所述电子开关K′通过电阻R接地，当控制电路检测出配电线路出现单相接地故障时，如L1的线路上出现接地故障，所述控制电路延时导通一个非故障相上的机械开关K，即机械开关K2或K3，所述控制电路的延时时间为可设定值，工作人员可以根据实际情况对延时时间进行人为设定，可设置为1s或3s或5s等，所述电子开关K′为半导体开关，R为限流电阻。其工作原理为，当配电线路出现单相接地故障时，机械开关K2、K3只导通其中一个开关，控制电路检测电子开关K′两端的工频电压，在工频电压为峰值或接近峰值时，电子开关K′导通，控制电路控制K′为间歇性导通产生脉冲电流信号，发出电流信号的大小由配网***回路和接地故障的阻抗及电阻R决定。

参见图2，按照本发明提供的信号注入方法的实施例二，本实施例为所述机械开关K连接在所述配电***的中性点上，其具体的连接方式为，所述机械开关K串联在所述配电***的中性点上，所述机械开关K与所述电子开关K′串联，所述电子开关K′通过电阻R接地，所述电子开关K′为半导体开关，R为限流电阻。当配电线路出现单相接地故障时，机械开关K先导通，控制电路再检测电子开关K′两端的工频电压，在工频电压为峰值或接近峰值时，控制电路向电子开关K′发出开关脉冲信号，使得电子开关K′间歇性导通产生脉冲电流信号，发出信号的电流大小由配网***回路和接地故障的阻抗及电阻R决定。

在图1中的机械开关K及图2中的机械开关K起始导通时机点，均在电子开关K′未导通之前，电子开关K′导通的次数不少于两次，电子开关K′导通时机点均在工频电压为峰值时导通，由此方法可产生如下图3的电流脉冲信号i。

图3中u为半导体开关K两端的电压，i为流过电子开关K′中的电流。t1导通时间，t2为间隔时间，t1、t2可以设置成具有一定规则的脉冲序列。

图3中的A和B分别表示为瞬时电流和稳态电流以及图中的脉冲时间t1、间隔时间t2，且具有一定规则的脉冲序列均在本发明的保护范围内，所要发出的信号特征。在线检测装置，检测到该信号特征，并可确认为是单相接地故障线路。

另一方面，如图1和图2所示，本发明还提供了一种查找单相接地故障的信号注入装置的实施例一和实施例二，包括分相选择模块，还包括与所述分相选择模块相连接的电子开关K′，所述电子开关K′通过一电阻R接地，实施例一中，所述分相选择模块包括连接在每相线路上的机械开关K；实施例二中，所述分相选择模块包括连接在配电***中性点上的机械开关K，上述实施例一和实施例二的连接电路及工作原理与本发明提供的信号注入方法的实施例一和实施例二的连接电路及工作原理相同，因此不再赘述。

如图4所示，本发明提供了一种查找单相接地故障的信号注入装置的实施例三，即在上述实施例一提供的信号注入装置的基础上，增加了用于检测电子开关K′平时是否工作正常的监测模块，监测模块用于在线路正常无故障时，主要是给电子开关K′预加电，监测电子开关K′平时是否工作正常，同时给电子开关K′内部电源供电，该监测模块包括在任一相线路上连接有电阻R′，电阻R′与电子开关K′相连接，R′为兆欧级电阻，监测电子开关K′平时是否工作正常。

如图5所示，本发明提供了一种查找单相接地故障的信号注入装置的实施例四，本实施例提供的信号注入装置与实施例三的结构基本相同，不同之处在于在任一相线路上连接有电阻R′和开关K₁′，电阻R′和开关K₁′串联连接在一起，所述开关K₁′为机械开关或半导体开关，开关K₁′与电子开关K′相连接，在线路正常无故障时，开关K₁′是导通的，R′是兆欧级电阻，主要是给电子开关K′预加电，监测电子开关K′平时是否工作正常，同时给电子开关K′内部电源供电。

如图6所示，本发明提供了一种查找单相接地故障的信号注入装置的实施例五，即在上述实施例二提供的信号注入装置的基础上，增加了用于检测电子开关K′平时是否工作正常的监测模块，监测模块用于在线路正常无故障时，主要是给电子开关K′预加电，监测电子开关K′平时是否工作正常，同时给电子开关K′内部电源供电，该监测模块包括在机械开关K上并联有电阻R′，R′为兆欧级电阻，监测电子开关K′平时是否工作正常。

如图7所示，本发明提供了一种查找单相接地故障的信号注入装置的实施例六，本实施例提供的信号注入装置与实施例五的结构基本相同，不同之处在于在机械开关K上并联有电阻R′和开关K₁′，电阻R′和开关K₁′串联连接在一起，所述开关K₁′为机械开关或半导体开关，开关K₁′与电子开关K′相连接，在线路正常无故障时，开关K₁′是导通的，R′是兆欧级电阻，主要是给电子开关K′预加电，监测电子开关K′平时是否工作正常，同时给电子开关K′内部电源供电。

如图8所示，本发明提供了一种查找单相接地故障的信号注入装置的实施例七，即在上述实施例二提供的信号注入装置的基础上，增加了用于检测电子开关K′平时是否工作正常的监测模块，监测模块用于在线路正常无故障时，主要是给电子开关K′预加电，监测电子开关K′平时是否工作正常，同时给电子开关K′内部电源供电，该监测模块包括一端连接在任一相线路上的电阻R′，另一端连接在电子开关K′上，R′为兆欧级电阻，监测电子开关K′平时是否工作正常。

如图9所示，本发明提供了一种查找单相接地故障的信号注入装置的实施例八，本实施例提供的信号注入装置与实施例七的结构基本相同，不同之处在于监测模块包括连接在任一相线路上的电阻R′和开关K₁′，电阻R′和开关K₁′串连在一起，开关K₁′与电子开关K′相连接，所述开关K₁′为机械开关或半导体开关，在线路正常无故障时，开关K₁′是导通的，R′是兆欧级电阻，主要是给电子开关K′预加电，监测电子开关K′平时是否工作正常，同时给电子开关K′内部电源供电。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种信号注入方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制电路检测出配电线路出现单相接地故障，此时控制电路导通机械开关K后，再通过控制电路检测电子开关K′两端的工频电压，在工频电压为峰值时所述电子开关K′导通，控制电路控制电子开关K′为间歇性导通并产生脉冲电流信号。

2.根据权利要求1所述的信号注入方法，其特征在于：每相线路上均设置有所述机械开关K，每个所述机械开关K并联后与所述电子开关K′串联在一起，所述电子开关K′通过电阻R接地。

3.根据权利要求2所述的信号注入方法，其特征在于：所述控制电路导通非故障相上的机械开关K。

4.根据权利要求2所述的信号注入方法，其特征在于：所述控制电路仅导通一个非故障相上的机械开关K。

5.根据权利要求2-4任一所述的信号注入方法，其特征在于：所述控制电路延时导通所述机械开关K。

6.根据权利要求1所述的信号注入方法，其特征在于：所述机械开关K连接在配电***的中性点上，所述机械开关K与所述电子开关K′串联，所述电子开关K′通过电阻R接地。

7.根据权利要求1-4和6中任一项所述的信号注入方法，其特征在于：所述电子开关K′为半导体开关。

8.一种查找单相接地故障的信号注入装置，包括分相选择模块，其特征在于：还包括与所述分相选择模块相连接的电子开关K′，所述电子开关K′通过一电阻R接地，所述分相选择模块包括连接在每相线路上或连接在配电***中性点上的机械开关K；

还包括控制电路装置，用于检测出配电线路出现单相接地故障，此时控制导通机械开关K后，再通过检测电子开关K′两端的工频电压，在工频电压为峰值时控制所述电子开关K′导通，控制电路控制电子开关K′为间歇性导通并产生脉冲电流信号。

9.根据权利要求8所述的查找单相接地故障的信号注入装置，其特征在于：所述电子开关K′为半导体开关。