[发明专利]一种配电网单相接地故障指示器

说明书

技术领域

本发明涉及配电故障巡查设备技术领域，具体涉及一种配电网单相接地故障指示 器。

背景技术

故障指示器起源于二十世纪八十年代的德国，发明它的目的是为了指示电力线路 短路电流流过的途径，帮助人们查找到故障点。起初故障指示器主要采用模拟器件和逻辑 组合电路，不过随着电子芯片技术和通讯技术的快速发展，数字化的故障指示器已经逐渐 普及，数字化的故障指示器除了实现故障检测、指示和信号远传等“遥信”功能以外，还可以 实现“遥测”信号量，并且可以在线调整运行参数。

目前国内配电故障指示器市场上厂家主要有北京科锐、北京水木源华、上海宏力 达以及长沙威胜。从应用效果来看，目前普遍存在在线率不高，只能实现“一遥“功能等问 题，不能满足智能配电网发展对配电网运行状态进行实时监控的要求。对于故障指示的应 用效果，对于单相接地故障的检测，由于国内的配电网大多为中性点不接地或者经消弧线 圈接地，从检测原理和实现成本上来讲，常用有电容电流突变法、首半波法、5次谐波法、注 入信号法等，各种方法各有优缺点，实际应用的情况差异较大，应用效果来讲都不太理想。

目前架空系统中安装有专门的架空故障指示器，为配合此种系统的绝缘特性，指 示器未与系统设备电气连接，也不用光纤进行连接，而是采用无线通信技术传递运行信息。 线路系统中的故障指示器的卡线结构可在运行过程中吸收线路中的电能供应电池消耗。架 空故障指示器应用于架空系统中，供电电池多为锂电池，能够对架空系统中产生的故障进 行分析后将检测与分析信息经无线电进行短距离的传输，此种系统中故障产生种类不多、 故障频率较低，因而故障指示器发出的信息代码也较简短，其产生的功耗基本接近继电器 触点。另外，架空故障指示器不能实现待机运行，因而多应用于电流较大的线路系统中。架 空电路系统的故障指示器通过其中的无源传感器将检测到的故障信息经光纤传送至主机 系统处，帮助主机实现短距离无线信号至DTU的传输，最终由DTU将接收到的故障信息经 GPRS传送至主站系统，既实现了系统运行过程故障信息的无障碍传输，又大大方便了系统 及指示器的安装工作及维护工作。应当注意的是，架空系统安装故障指示器后应加强破坏 防护，将系统中的GPRS天线进行更为隐秘、规范的安装，防止天线的破坏和信号的削弱。同 时，由于故障信息传送的限制问题，故障指示器不建议在郊外等较为偏僻的区域使用。

故障指示器在电缆系统中的应用。小电阻接地式的电缆系统中常使用故障指示器 进行日常运行过程中的接地故障、短路故障检测分析：短路故障检测分析应用。用于检测电 缆系统运行过程短路故障之时，将故障指示器安装于系统的相线处，指示器可依照既定的 程序与标准对电缆系统中的各部位线路负荷电流状况及短路状况进行实时监控分析，还可 实现电缆头相接部位的温度监控。另外，电缆系统可通过故障指示器进行一定范围之内的 光纤传输，在一次设备及二次设备隔离的情况下实现电缆系统短路故障的严密监控。接地 故障检测分析应用。电缆系统中的三相电缆部分常使用故障指示器进行系统日常运行过程 的接地故障检测。故障指示器在我国三相电缆中的使用应适应国内电缆系统的特点，要充 分使用国内配电网络运行中的谐振接地、小电阻接地等不同的接地方式，国内的故障指示 器应同时能够满足谐振接地、小电阻接地的接地方式。面板型故障指示器应用。电缆系统常 应用面板型的故障指示器避免电缆沟内观察难度大的问题，方便电缆系统日常运行中接地 问题及短路问题的检测分析。

目前市场上销售的故障指示器种类繁多，型号复杂，按照判断检测特征量的不同 分为两种，一种是利用故障发生时配网本身的变化特征进行故障点的检测，一种是在检测 到故障时认为的向系统注入一个特殊信号，通过检测特殊信号流经的回路，实现故障点的 检测；按照应用功能可分为短路故障检测、接地故障检测以及短路接地检测二合一三种。

对于故障指示的应用效果，对于单相接地故障的检测，由于国内的配电网大多为 中性点不接地或者经消弧线圈接地，从检测原理和实现成本上来讲都是世界性难题，目前 市场上使用最为广泛的单相接地检测原理是五次谐波检测方法和首半波检测方法。

另外故障指示器应用不足之处是其在线率比较低，不能满足智能配电网发展对配 电网运行状态进行实时监控的要求。

发明内容