[实用新型]高压供电电缆网络接地故障监视装置

说明书

本实用新型是一种高压供电电缆网络接地故障监视装置。

在6～10KV或35KV的供电系统中，一般都采用三相电源中性点O′不接地(如图2所示)或中性点O′经消弧线圈Q接地(如图3所示)的方式供电。该供电系统正常运行时，电源中性点O′与端线A、B、C之间的相电压U_A、U_B、U_C是平衡的(即大小相等，相位差为120°)，各端线之间线电压U_AB、U_BC、U_CA是相电压的倍。当供电电缆发生一相接地时，如图4所示，假设供电电缆L1的C相在D点发生接地故障，则C相对地电压为零，A、B两相的对地电压升高倍。这时，各相的量值和相位差维持不变，仍能对三相用电设备供电。但是，由于A、B两相的对地电压升高，会对系统中电气设备的绝缘造成一定的威协，还可能引起供电电缆A、B两相的对地击穿，造成两相接地短路，引起开关跳闸、线路停电，因此，必须及时发现和处理。在已有技术中，通常采用一种零序电流保护装置来完成供电电缆网络接地故障的监视。由于任意两个导体中间隔有绝缘介质时就形成电容，因此，各供电电缆中存在着相间电容和相对地间电容，假设忽略相间电容，相对地间电容如图3所示。当系统正常运行时，由于相电压是对称的，故三个相的对地电容电流的向量之和为零，每个相对地的电压就等于相电压。一旦系统发生接地故障，假设发生如图4所示的供电电缆L1的C相在D点接地时，C相的电位为零，C相的对地电容电流也为零，供电电缆L1～Ln中A、B两相的对地电容电流I_A1～I_An、I_B1～I_Bn都要通过接地点D流回到电源，则在接地电缆L1中将有较大的不平衡对地电容电流流过。零序电流保护装置就是利用这一特性，在每一个供电电缆上都设置了一个零序互感器H1～Hn，并且每个零序互感器的二次线圈均和一个继电器串联构成一个如图5所示零序电流感应回路。再参见图4，当供电电缆L1的C相发生接地故障时，L1中的不平衡对地电容电流I_A1、I_B1在零序互感器H1的铁芯中一入一出经D点流回电源，因此，在H1中由I_A1、I_B1产生的磁通量相互抵销，而由其它供电电缆L2～Ln来的不平衡对地电容电流I_A2～I_An和I_B2～I_Bn要在零序互感器H1的铁芯中二入一出经D点流回电源，该不平衡电容电流将在零序互感器H1的铁芯中产生较大的磁通量，使其二次感应线圈输出感应电势，这一感应电势产生的电流使继电器动作而给出故障信号。但是，从图4中可以看出，非故障电缆L2～Ln中的不平衡对地电容电流I_A2、I_B2、…I_An、I_Bn也要在其零序互感器的铁芯中二入一出后经C线到达D点，然后流回电源，因此，非故电缆中的不平衡对地电容电流也会使其零序互感器产生感应电势而同时给出故障信号。这样，虽然能够及时发现故障，但无法判断是那一个电缆发生故障。为了找出故障电缆，常用逐路拉闸断电的方式来寻找，这不仅延误了故障处理的时间，还给供电系统的用户造成损失。

本实用新型的目的是针对已有技术中故障报警不能定位的问题，提供一种可定位报警的高压供电电缆网络接地故障监视装置。

通过图4可以看出，故障电缆L1上流过的不平衡对地电容电流是其它非故障电缆L₂～L_n中A、B芯线的不平衡对地电容电流的总和，而各非故障电缆L₂～L_n上流过的只是自己A、B芯线的不平衡对地电容电流。显然，故障电缆上流过的不平衡对地电容电流要比非故障电缆上的大得多。根据这一特性，本实用新型采用二次感应电势比较法来实现故障的定位报警，其具体解决方案如下：该装置包括安装在各供电电缆上的零序互感器和该零序互感器二次侧的零序电流感应回路，其关键结构是：增设一个零序电流感应回路的二次感应发光显示电路，该显示电路由设在每个零序电流感应回路上的二次感应支路并联构成，所述的二次感应支路由互感器、整流二极管、发光二极管串联构成。