CN1295254A - 供电线路单相接地故障显示方法及所用仪器 - Google Patents
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Abstract
一种供电线路单相接地故障显示方法,其特征在于:在线路上设有采样传感器,采样接地瞬间的电容电流首半波与接地瞬间的电压首半波,比较其相位,瞬间电容电流其首半波与接地瞬间的电压首半波同相,且电容电流突变大于一定数值,则线路发生接地,否则线路未发生接地,并提供显示仪器。当线路发生接地后可显示接地分支及接地线路段,可迅速找到故障点,极大的提高生产效率,提高供电的可靠性,减轻劳动强度。
Description
本发明涉及一种接地故障显示方法，特别是输电线路小接地***接地故障显示方法；本发明还涉及一种该方法所用仪器。
现在6kv、10kv、35kv中性点不接地或经消弧线圈接地***长有线路单相接地故障发生，影响电网的正常运行，而且10kv***运行线路复杂，分支较多，发生接地后查找故障十分困难。
由于小接地***发生单相接地后，接地电流很小仅为几安到几十安，并不中断***的供电，但由于有接地的存在，相对地电压升高，***运行的可靠性受到影响。目前检测接地故障的方法大致有两类：一类为可选线，即变电站可判断出那路发生接地，但具体到那路出线分支就不能判别；另一类是发生接地后不停电，手持仪器在线路分支下方及线路下方查找。目前发生单相接地后，一般就立即停电，对于这种仪器就无法判别故障，这种仪器的原理是感应导线的零序电压及零序电流，互相比较来判断，对于同杆架设的高低压线路就不能判别了。
本发明的目的在于提供一种供电线路一旦发生单相接地故障能迅速显示的方法，而且能用于同杆架设有高低压线的线路。
本发明的另一目的在于提供一种供电线路一旦发生单相接地故障能迅速显示的仪器。
本发明的上述目的是由下述技术方案来实现的。
一种供电线路单相接地故障显示方法，其特征在于：在线路的所有干线、支线、分支线上均设有采样传感器，由采样传感器采样接地瞬间的电容电流首半波与接地瞬间的电压首半波，比较其相位，当采样接地瞬间的电容电流突变且大于一定数值，其首半波与接地瞬间的电压首半波同相，则线路发生接地，否则线路未发生接地。
一种用于权利要求1的显示接地故障的仪器，其特征在于：该仪器是由电容电流采样电路、电容电流正负半波判断电路、导线电场电压采样电路、电流电压比相逻辑判断电路及信号指示电路所组成。其中电容电流采样电路中的采样传感器采样接地瞬间的电容电流的正负半波送电容电流正负半波判断电路、电容电流正负半波判断电路将根据首半波的方向，在其二输出端之一送出一高电平，导线电场电压采样电路采样接地瞬间的电压首半波并在其二输出端之一送出一高电平，电流电压比相逻辑判断电路将根据电容电流正负半波判断电路送来高电平的输出端及导线电场电压采样电路的高电平输出端进行比较逻辑判断将在其输出端送出或不送出一高电平并送信号指示电路，当信号指示电路的输入端为高电平时即发出接地显示信号。
除上述必要技术特征外，在实施过程中还可补充下述技术内容：
电流采样电路是由电流传感器、高通滤波器及电流正负半波判别器所组成，其作用是采样接地瞬间电容电流的正负半波，电流传感器可以是一绕有线圈的磁环，该磁环套设在所测线路段的始端，线圈的两端接高通滤波器，当线路发生接地故障，瞬间电流突变，线圈两端将感生一高频电压，该高频电压方向与瞬间突变电流方向有关，经高通滤波器滤除50周低频部分，高通滤波器的输出接电流正负半波判别器，电流正负半波判别器将根据感生电压方向在其二输出端之一先输出一高电平，电流正负半波判别器的两输出端接电容电流正负半波判断电路的两输入端。
该电容电流正负半波判断电路是为一与非门触发器，型号可为4093或4011，其二输出端C、D接电流电压比相逻辑判断电路；
电流电压比相逻辑判断电路是由两个与非门触发器所组成，其输入端为C、D、Z1、Z2，其中C与Z1为同一触发器的二输入接点，该触发器输出为M，D与Z2为另一触发器的二输入接点，该触发器的输出为N；
导线电场电压采样电路是由二极管D9、D10串联后再与一电阻并接，二二极管的接点，即D9的正极与D10的负极用导线接电流传感器的磁环，即接所测输电线，二极管D9的负极通过二极管D13接电源正，D9的负极作为一输出点输出Z1信号，D9的负极还接一与非门U2：C，与非门U2：C将信号Z1倒相后作为信号Z2输出，Z1、Z2分别接电流电压比相逻辑判断电路中的Z1、Z2输入接点，电流电压比相逻辑判断电路的二触发器的输出端M、N通过一或门电路接信号指示电路，显示接地故障，其中，D10的正极接电源B1的负极并接一铜皮悬空，该铜皮的作用是对大地形成一电容C6。
本发明的优点在于：当线路发生接地后可显示接地分支及接地线路段，可迅速找到故障点，极大的提高生产效率，提高供电的可靠性，减轻劳动强度。
本发明的依据是，一般正常供电线路上的电流高频成分很小，而当发生单相接地时，其接地电流中有很大比例的高频成分，此接地高频电流瞬时方向与接地瞬间电压方向有关，当检测出某线路上在某瞬间有同相的高频电压电流，且高频电流突变大于一定数值，即可判断该线路上有单相接地故障。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明：
附图说明：
图1为本发明显示方法在线路上具体应用示例图；
图2为本发明显示方法所用显示仪器的电路方框图；
图3为本发明显示方法所用显示仪器的电路图；
由图1可见，在O1O2上的H处发生接地故障，在传感器G1上所流过的电流与电压同相，而在其后各线路所安装的传感器中的电流与电压反相，如图中的传感器G2。当传感器接受到电流与电压同相的信号，且电流突变大于一定数值，通过如图2所示电路的仪器的判别在其仪器的显示电路上将有指示，而传感器G2仪器的显示电路上将不会有指示。如此将很容易地将接地故障线路找到。
图2是根据本发明显示方法所设计的显示仪器的电路方框图。该仪器是由电容电流采样电路、电容电流正负半波判断电路、导线电场电压采样电路、电流电压比相逻辑判断电路及信号指示电路所组成。其中电容电流采样电路中的采样传感器采样接地瞬间的电容电流的正负半波送电容电流正负半波判断电路、电容电流正负半波判断电路将根据首半波的方向，在其二输出端之一送出一高电平，导线电场电压采样电路采样接地瞬间的电压首半波并在其二输出端之一送出一高电平，电流电压比相逻辑判断电路将根据电容电流正负半波判断电路送来高电平的输出端及导线电场电压采样电路的高电平输出端进行比较逻辑判断将在其输出端送出或不送出一高电平并送信号指示电路，当信号指示电路的输入端为高电平时即发出接地显示信号。其具体电路可以如图3所示。
图3中，电流采样电路是由电流传感器、高通滤波器及电流方向判别器所组成，其作用是采样接地瞬间电容电流的正负半波。电流传感器可以是一绕有线圈的磁环，该磁环套设在所测线路段的始端，线圈的两端接高通滤波器。当线路中有电流流过时，线圈两断将感生一电压，该电压方向与电流方向有关，经高通滤波器滤除低频部分。高通滤波器的输出接电流方向判别器，电流方向判别器将根据感生电压方向在其输出端A或B输出一高电平。电流方向判别器的两输出端接电容电流正负半波判断电路2的两输入端A、B。
该电容电流正负半波判断电路2是为一与非门触发器，型号可为4093或4011，其输出端C、D接电流电压比相逻辑判断电路3。当A点先为高电平时，则输出C为高电平，D为低电平；当B点先为高电平时，则输出D为高电平，C为低电平；
电流电压比相逻辑判断电路3是由两个与非门施密特触发器所组成。其输入端为C、D、Z1、Z2，其中C与Z1为同一触发器的二输入接点，该触发器输出为M。D与Z2为另一触发器的二输入接点，该触发器的输出为N。
当C点为高电平时，且Z1也是高电平，则输出M为高电平；如C为高电平且Z1滞后也是高电平，则输出M为低电平；如Z1为低电平，C为高电平，则输出M为低电平。
当D为高电平时，且Z2也是高电平，则输出N为高电平；如D为高电平且Z2滞后也是高电平，则输出N为低电平；如Z2为高电平，D为低电平，则输出N为低电平。
另设有一导线电场电压采样电路，该电路是由二极管D9、D10串联后再与一电阻并接，二二极管的接点，即D9的正极与D10的负极用导线接电流传感器的磁环，即接所测输电线，二极管D9的负极通过二极管D13接电源正，D9的负极作为一输出点输出Z1信号，D9的负极还接一与非门U2：C，与非门U2：C将信号Z1倒相后作为信号Z2输出。Z1、Z2分别接电流电压比相逻辑判断电路中的Z1、Z2输入接点。电流电压比相逻辑判断电路的二触发器的输出端M、N通过一或门电路接信号指示电路，显示接地故障。其中，D10的正极接电源B1的负极并接铜皮6悬空，该铜皮的作用是对大地形成一电容C6。当F点为正半波电压时，Z1为高电平输出，而Z2则为低电平输出；当F点为负半波电压时，Z1为低电平输出，而Z2则为高电平输出。
当线路上电压为正半波时，电容电流为正向流过且电容电流突变大于一定数值时，则从M输出一高电平；当线路上电压为负半波时，电容电流为反向流过且电容电流突变大于一定数值时，则从N输出一高电平；否则M、N均为低电平。只要M或N中有一个为高电平，则信号指示电路即显示接地故障。
Claims (7)
1、一种供电线路单相接地故障显示方法，其特征在于：该方法是在线路的所有干线、支线、分支线上均设有采样传感器，由采样传感器采样接地瞬间的电容电流首半波与接地瞬间的电压首半波，比较其相位，当采样接地瞬间的电容电流突变且大于一定数值，其首半波与接地瞬间的电压首半波同相，则线路发生接地，否则线路未发生接地。
2、一种用于权利要求1的显示接地故障的仪器，其特征在于：该仪器是由电容电流采样电路、电容电流正负半波判断电路、导线电场电压采样电路、电流电压比相逻辑判断电路及信号指示电路所组成，其中电容电流采样电路中的采样传感器采样接地瞬间的电容电流的正负半波送电容电流正负半波判断电路、电容电流正负半波判断电路将根据首半波的方向，在其二输出端之一送出一高电平，导线电场电压采样电路采样接地瞬间的电压首半波并在其二输出端之一送出一高电平，电流电压比相逻辑判断电路将根据电容电流正负半波判断电路送来高电平的输出端及导线电场电压采样电路的高电平输出端进行比较逻辑判断将在其输出端送出或不送出一高电平并送信号指示电路，当信号指示电路的输入端为高电平时即发出接地显示信号。
3、如权利要求2所说的显示接地故障的仪器，其特征在于：电流采样电路是由电流传感器、高通滤波器及电流正负半波判别器所组成，其作用是采样接地瞬间电容电流的正负半波，电流传感器可以是一绕有线圈的磁环，该磁环套设在所测线路段的始端，线圈的两端接高通滤波器，当线路发生接地故障，瞬间电流突变，线圈两端将感生一高频电压，该高频电压方向与瞬间突变电流方向有关，经高通滤波器滤除50周低频部分，高通滤波器的输出接电流方向判别器，电流方向判别器将根据感生电压方向在其二输出端先输出一高电平，电流方向判别器的两输出端接电容电流正负半波判断电路的两输入端。
4、如权利要求2所说的显示接地故障的仪器，其特征在于：该电容电流正负半波判断电路是为一与非门触发器，型号可为4093或4011，其有二输出端，该二输出端接电流电压比相逻辑判断电路。
5、如权利要求2所说的显示接地故障的仪器，其特征在于：电流电压比相逻辑判断电路是由两个并联的与非门触发器所组成，其输入端为[C]、[D]、[Z1]、[Z2]，其中[C]与[Z1]为同一触发器的二输入接点，该触发器输出为[M]，[D]与[Z2]为另一触发器的二输入接点，该触发器的输出为[N]。
6、如权利要求2所说的显示接地故障的仪器，其特征在于：信号指示电路是由延时电路和声光或其他指示器所组成，该延时电路是由与非门或触发器加阻容延时电路组成，或为一延时计数器。
7、如权利要求2所说的显示接地故障的仪器，其特征在于：导线电场电压采样电路是由二极管[D9]、[D10]串联后再与一电阻并接，二二极管的接点，即[D9]的正极与[D10]的负极用导线接电流传感器的磁环，即接所测输电线，二极管[D9]的负极通过二极管[D13]接电源正，[D9]的负极作为一输出点输出[Z1]信号，[D9]的负极还接一与非门[U2：C]，与非门[U2：C]将信号[Z1]倒相后作为信号[Z2]输出，[Z1]、[Z2]分别接电流电压比相逻辑判断电路中的[Z1]、[Z2]输入接点，电流电压比相逻辑判断电路的二触发器的输出端[M]、[N]通过一或门电路接信号指示电路，显示接地故障，其中，[D10]的正极接电源[B1]的负极并接一铜皮悬空，该铜皮的作用是对大地形成一电容[C6]。
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| CN102621451A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-08-01 | 北京水木源华电气有限公司 | 基于瞬时信号法的配电线路单相接地故障检测方法及*** |
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1999
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