[发明专利]小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统

权利要求书

1.一种小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统，采用了高压带电显示器HS替代零序电压互感器PT；其特征在于：所述高压带电显示器HS包括有第一电容传感器C7、第二电容传感器C8、第三电容传感器C9、第一等效电阻R4、第二等效电阻R5、第三等效电阻R6；第一电容传感器C1的电容量记为DC₁、第二电容传感器C2的电容量记为DC₂、第三电容传感器C3的电容量记为DC₃，且DC₁＝DC₂＝DC₃；第一等效电阻R4的阻值记为DR₄、第二等效电阻R5的阻值记为DR₅、第三等效电阻R6的阻值记为DR₆，DR₄＝DR₅＝DR₆；所述高压带电显示器HS连接在三相电源的电源侧，或者连接在三相电源的负荷侧。

2.根据权利要求1所述的小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统，其特征在于：第一电容传感器C7的一端与三相电源的A路连接，第一电容传感器C7的另一端与第一等效电阻R4的一端连接，第一等效电阻R4的另一端接地；所述第一电容传感器C7与所述第一等效电阻R4构成第一等效支路；从三相电源的A路流入第一等效支路的电流为第一电流Ia；

第二电容传感器C8的一端与三相电源的B路连接，第二电容传感器C8的另一端与第二等效电阻R5的一端连接，第二等效电阻R5的另一端接地；所述第二电容传感器C8与所述第二等效电阻R5构成第二等效支路；从三相电源的B路流入第二等效支路的电流为第二电流Ib；

第三电容传感器C9的一端与三相电源的C路连接，第三电容传感器C9的另一端与第三等效电阻R6的一端连接，第三等效电阻R6的另一端接地；所述第三电容传感器C9与所述第三等效电阻R6构成第三等效支路；从三相电源的C路流入第三等效支路的电流为第三电流Ic；

三相电源的零序电压记为U₀，第一电流Ia、第二电流Ib和第三电流Ic的相量和称为容性电流I，即I＝Ia+Ib+Ic；所述容性电流I与零序电压U₀的关系为I＝jωDC_nU₀，j表示虚数单位，ω表示角频率(取值100πrad/s)，DC_n表示高压带电显示器中每一等效支路上的电容传感器的电容量，n为选取的等效支路的标识。

3.依据权利要求1所述的小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统的诊断方法，其特征在于包括有下列诊断步骤：

诊断步骤一：采集电阻R0上的容性电压U；

诊断步骤二：采集零序电流互感器ZCT上检测到的零序电流I₀；

诊断步骤三：容性电压U经第一低通滤波器11进行滤波处理，滤除高频分量，得到50Hz的正弦信号DU；

零序电流I₀经第二低通滤波器21进行滤波处理，滤除高频分量，得到50Hz的正弦信号DI₀；

诊断步骤四：正弦信号DU经第一过零比较器12进行过零比较处理，得到50Hz的方波信号SU；

正弦信号DI₀经第二过零比较器22进行过零比较处理，得到50Hz的方波信号SI₀；

诊断步骤五：方波信号SU与方波信号SI₀经单片机13进行超前/滞后相位检测处理，得到接地故障方向；

所述超前/滞后相位检测是指方波信号SU的上升沿触发单片机13内的中断服务，在所述中断服务中检测方波信号SI₀的电平；若方波信号SI₀的电平为低电平时，则单片机13输出电源侧单相接地故障信号；若方波信号SI₀的电平为高电平时，则单片机13输出负荷侧单相接地故障信号；

电源侧发生单相接地故障时，零序电流I₀滞后于容性电压U的滞后角θ₁＝0°～90°；

负荷侧发生单相接地故障时，零序电流I₀超前于容性电压U的超前角θ₂＝0°～180°。