[发明专利]基于电容分压取电与测量于一体的故障指示器

说明书

本发明公开了基于电容分压取电与测量于一体的故障指示器，通过将故障指示器与绝缘子结构相连，采用绝缘子内置高压电容方案并利用三相电容谐振取电电路，解决了故障指示器的取电问题；并且故障指示装置采用电容分压原理测量相电压，实现了相电压的准确测量与传感，为单相接地故障诊断提供了保障。

技术领域

本发明涉及配电自动化技术、配电设备一二次融合技术，具体为基于电容分压取电与测量于一体的故障指示器。

背景技术

当前，随着一二次融合技术的发展与应用，一次设备加上内嵌的智能组件，实现一体化智能设备，融合在线监测、保护、测量、控制、计量等，将是最终趋势。目前一二次融合技术停留在第一阶段如成套化、传感器内嵌、取能元件小型化，深度的一二次融合还处于研究与开发阶段。绝缘子作为电网中必不可缺的支撑附件，目前研究与开发主要集中绝缘材质如复合材料横担与绝缘子，尚未将绝缘子与线路监测关联。

利用一二次融合自动化成套设备和主站系统实现配电线路故障定位与隔离已成为一种行之有效的解决方法，但是该方案投资较大，而我国配网地域宽广，不利于配网自动化全覆盖；因此，选择利用经济、安装便携的故障指示类产品实现全覆盖，但是现有的架空故指类产品存在下述先天不足问题，严重影响产品应用：

1)已有的故障指示器产品一般采用电流取电方式，由于负荷电流通常较小，取电效果不理想；

2)已有的故障指示器产品在电压测量方面通常采用的是测量空间电场的方式，容易受到环境条件影响，电压测量准确度差，导致利用电压信息的单相接地故障检测原理在已有故障指示器中无法有效应用；

3)由于没有固定连接部件，故障指示器容易脱位。

发明内容

本发明的目的在于提供基于电容分压取电与测量于一体的故障指示器，从而解决故障指示器取电电源问题、电压测量问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于电容分压取电与测量于一体的故障指示器，包括取电模块和故障指示装置，取电模块用于为故障指示装置供电；

取电模块包括连接在配电线路三相和地之间的三组LC谐振电路，每组LC谐振电路包括串联的高压电容Cq和工频变压器T；

故障指示装置包括相电流采集罗斯线圈、积分调理电路里、整流滤波稳压电路、交流信号调理电路、电压测量单元和数据处理单元；其中，相电流采集罗斯线圈的输出端连接至积分调理电路的输入端，积分调理电路的输出端连接至数据处理单元的输入端，电压测量单元的输出端连接至交流信号调理电路的输入端，交流信号调理电路的输出端连接至数据处理单元的输入端，数据处理单元的输出端与配电自动化主站连接；数据处理单元根据接收到的电流信号和电压信号计算出故障类型和位置，并通过通信模块传递至配电自动化主站。

进一步的，电压测量单元采用电容分压原理测量相电压。

进一步的，电压测量单元包括串联的高压电容C₁和低压电容C₂，高压电容C₁作为高压臂电容，低压电容C₂作为低压臂电容，电压信号从低压电容C₂两端经过匹配电阻引出，通过同轴电缆传输到数据采集系统。

进一步的，三组LC谐振电路的二次侧并联输出。

进一步的，故障指示装置与取电模块通过航插连接器连接，故障指示装置与绝缘子通过航插连接器连接。

进一步的，高压取电电容C_q浇铸在支柱绝缘子中，三个高压取电电容C_q采用浇筑二次端的方式组成Y连接。

相对于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：