[发明专利]一种便携式非接触配电网接地故障检测定位系统

说明书

本发明公开一种便携式非接触配电网接地故障检测定位系统，包括信号发生器和信号探测器，所述信号发生器包括电源单元、交流信号发生单元和耦合单元；所述耦合单元可与电网故障相相耦合，用于将所述交流信号发生单元生成的交流信号注入所述故障相。解决了困扰几十年的老大难问题，将抢修时间由数十小时下降到40分钟。配电网接地故障定位仪的成功研制丰富配电管理人员的接地故障检测手段，提高配网线路运行人员的技术储备水平；可以在故障发生后帮助配网运行人员迅速准确定位故障点，快速隔离、迅速排除故障，回复正常供电，提高供电可靠性，同时大大减少故障巡线人员的劳动强度，提高工作效率，挽回经济损失。全面提升配网运行管理水平。

技术领域

本发明涉及电网中配电网故障检测技术领域，涉及配电网的故障定位技术，具体涉及一种便携式非接触配电网接地故障检测定位装置。

背景技术

目前电网的输电线路故障定位技术已经取得重大进展，定位效果好，但是配电线路的故障定位技术还无法满足现场要求。原因在于配电线路结构与输电线路相比差异很大，特别是配电线路分支众多，往往存在多级分支，而且线路上安装有大量配电变压器，从而导致广泛应用于输电线路的阻抗法、行波法等定位技术在配电线路上难以应用。目前对单相接地故障的检测与定位，仍然没有行之有效的设备。有一些设备能够查找一些简单的低阻接地故障，然而由于操作复杂使用不方便不能实用化而难以推广，最根本的是无法有效地查找高阻接地故障而不能推广使用。而高阻接地故障之所以难以查找，主要是线路的分布电容产生了极大的干扰。随着国家电网对智能电网的大力推广，电网的快速自愈功能极为重要，而快速自愈的前提便是快速故障定位，而接地故障定位尤其是高阻接地故障定位技术是其中的研究重点。

对单相接地故障的研究，目前主要有以下集中理论：

阻抗法：阻抗法的故障测距原理是假定线路为均匀，在不同故障类型条件下计算出的故障回路阻抗或电抗与测量点到故障点的距离成正比，从而通过计算故障时测量点的阻抗或电抗值除以线路的单位阻抗或电抗值得到测量点与故障点的距离。阻抗法具有投资少的优点，但是受路径阻抗、线路负荷和电源参数的影响大，对于带有多分枝的配电线路，阻抗法无法确定故障点，他只适用于结构比较简单的线路。

行波法：根据行波理论，无论是相间短路还是单相接地故障，都会产生向线路两端传播的行波信号，利用线路测量端扑捉到暂态行波信号可以实现各种类型短路故障的测距。行波法是通过测量故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间或利用故障行波到达线路两端的时间差来计算故障距离。在输电线路行波测距技术获得成功应用的基础上，已经有科研人员对配电网络的故障行波测距开展研究，但由于配电网结构复杂，混合线路接头处，线路分支处和负荷处均为行波阻抗不连续点，行波在阻抗不连续点的折射和反射造成线路一端测得的行波波形特别复杂，很难正确识别出故障点的反射波，使得测距实现困难。而利用双端法行波实现故障测距，虽然解决了测距中速度不连续的问题，有一定的实用性，但他只是对双端行波故障测距做了简单仿真验证，对实际应用中面临的困难和关键技术问题考虑不足，实现还有一定距离。

S注入法是利用故障时暂时闲置的电压互感器注入交流信号电流，通过检测故障线路中注入信号的路径和特征来实现故障测距和定位。在发生接地故障后，通过三相电压互感器的中性点向接地故障线路注入特定频率的电流信号，注入信号会沿着故障线路经接地点注入大地，用信号巡迹原理即可实现故障选线并可确定故障点。不少电力部门要求在系统出现单相接地时选出接地线路后立即停电，在停电状态下进行接地故障点定位。针对此种情况，有研究在基于注入信号电流定位法的基础上，提出了“直流开路，交流寻踪”的离线式故障定位新方法。考虑到线路停电后绝缘可能恢复，该方法首先通过外加直流高压使接地故障点保持击穿状态，然后注入交流检测信号，通过寻踪注入的交流信号找出故障的准确位置，S注入法最大的优点在于适合于线路上只安装两相电压互感器系统。其缺点在于：注入信号强度受PT容量限制，接地电阻较大时线路上的分布电容会对信号分流，给选线和定点带来干扰；如果接地故障点存在间歇性电弧放电现象，注入信号在线路中将不连续给检测带来困难。