[发明专利]基于暂态剩余电流的配电网电缆故障在线监测装置和方法

说明书

本发明涉及一种基于暂态剩余电流的配电网电缆故障在线监测装置和方法，所述装置设置在环网柜外部的三相型电缆上，包括罗氏线圈感应器、采集器、存储器、嵌入式计算模块、故障电弧鉴别模块和通讯模块，所述采集器连接罗氏线圈感应器和嵌入式计算模块，所述嵌入式计算模块还连接存储器和故障电弧鉴别模块，所述故障电弧鉴别模块连接通讯模块，所述通讯模块无线连接有主站。与现有技术相比，本发明配电网电缆故障在线监测装置仅采集三相型电缆的剩余电流唯一参数，实现无需将环网柜断电进行安装，不影响电网的供电可靠性，完成对配电网三相型电缆的故障在线监测识别，并且设有故障电弧鉴别模块对故障波形数据进行再鉴别，提高了故障识别准确率。

技术领域

本发明涉及配电网故障检测领域，尤其是涉及一种基于暂态剩余电流的配电网电缆故障在线监测装置和方法。

背景技术

由电源、环网柜、电缆组成的多分支配电网是供电保障的基础设施。而由外部环境与内在质量等原因，造成的配电网三相型电缆相间短路故障会影响到供电的可靠性。一旦电缆发生故障就需要迅速知道故障位置，及早排除故障。

但因网状多级分布的三相配电网电缆纵横交错，以往靠人工排查找到故障位置，该方法效率低，因此需要通过在电缆上安装在线监测装置来了解故障信息，来提高工作效率。其中快速准确地识别出配电网电缆的相间短路故障时在线监测装置的首要任务。

为此，目前的电缆相间短路故障的在线监测装置，基本采用在电缆的相线和接地端，加装电流、电压传感装置，采集电缆的相线、地线的电流、电压和相位等诸多参数，并据此数据来发现电缆的相间短路故障。同时通过对波形的突变量、周期或频段滤波等识别方法来排除负荷变化与雷电等的干扰对电缆故障识别准确性的影响。

但目前配电网所用的三相型电缆与环网柜的分段或支连接，在不少场合，是采用在环网柜内实施电缆分相连接的方法。因此按上述的常规在线监测方法，需要配电网停电开门后在环网柜内安装电缆相线和地线的电流和电压传感装置。这将极大地影响配电网的供电可靠性。因此需要提供一种不停电安装的配电网相间短路型电缆故障在线监测装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种仅基于暂态剩余电流的配电网电缆故障在线监测装置和方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于暂态剩余电流的配电网电缆故障在线监测装置，包括为所述装置供电的电源，所述电缆故障在线监测装置设置在环网柜外部的三相型电缆上，所述电缆故障在线监测装置包括罗氏线圈感应器、采集器、存储器、嵌入式计算模块、故障电弧鉴别模块和通讯模块，所述采集器连接罗氏线圈感应器和嵌入式计算模块，所述嵌入式计算模块还连接存储器和故障电弧鉴别模块，所述故障电弧鉴别模块连接通讯模块，所述通讯模块无线连接有主站，所述罗氏线圈感应器包括开口罗氏线圈。

进一步地，所述罗氏线圈感应器还包括积分器，该积分器连接开口罗氏线圈和采集器。开口罗氏线圈实时响应三相型电缆剩余电流引起的电磁场变化，这些变化通过高频积分器的感测转化为数字信号，并发送给采集器。

进一步地，所述故障电弧鉴别模块为集成有故障电弧鉴别软件的FPGA芯片或CPU。

进一步地，所述采集器为由GPS/北斗导航卫星授时的采集器。

进一步地，所述嵌入式计算模块为FPGA芯片或CPU。

进一步地，所述存储器为堆栈存储器。

进一步地，所述积分器为高频积分器，所述采集器为高速时钟同步的采集器，所述存储器为高速存储器。

一种利用上述的装置进行配电网电缆故障在线监测的方法，该方法包括以下步骤：

装置安装步骤：将罗氏线圈感应器非侵入式安装在环网柜外部的三相型电缆上；