本發(fā)明涉及配電領(lǐng)域，尤其涉及單相接地故障的選線和定位方法。

背景技術(shù)：

單相接地故障是配電系統(tǒng)最常見的故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。由于樹障、配電線路上絕緣子單相擊穿、單相斷線以及小動物危害等諸多因素引起的。單相接地不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，燒壞設(shè)備，甚至引起相間短路而擴(kuò)大事故。雖然單相接地故障是電力系統(tǒng)中發(fā)生率最高的故障，但是對于單相接地故障的精確定位卻一直未能得到很好的解決。為了盡快地判斷出故障點的位置，從而排除故障來避免二次故障甚至斷電的危害，提出了主動注入信號法進(jìn)行故障定位方法和技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種主動注入信號法單相接地故障定位后端故障指示器及其定位方法，用以解決小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線和定位問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是當(dāng)配網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障，安裝于線路首段的信號發(fā)生器發(fā)生一個區(qū)別于工頻信號的故障信號。分布安裝在整個配電系統(tǒng)上的后端故障指示器對信號進(jìn)行有效識別、提取并對其進(jìn)行頻譜分析，判斷出該信號特征，然后通過內(nèi)置的SIM卡向變電站發(fā)送故障信號從而進(jìn)行故障定位。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

由電源模塊、傳感模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊，通信模塊四個部分依序連接構(gòu)成；其中：

電源模塊依靠感應(yīng)取電線圈從線路獲取電能滿足故障指示器正常工作需要，同時該模塊帶有備用電池用于停電或小負(fù)荷時為故障指示器供電；取電線圈采用取電效率高的破莫合金材質(zhì)的鐵芯；感應(yīng)取電線圈從線路上感應(yīng)到的電流通過功率控制及保護(hù)模塊，一部分送到電源管理模塊采樣，另一部分經(jīng)整流濾波后供電給電源管理模塊和直流電源模塊，直流電源模塊根據(jù)電源管理模塊指令進(jìn)行給電池充電或給第二級直流電源供電，第二級直流電源為整個指示器電路提供電能；

傳感模塊通過采樣線圈感應(yīng)電流信號，同時通過感應(yīng)電場變化獲取線路電壓信號，并將信號送到信號調(diào)理電路；采樣線圈采用檢測準(zhǔn)確度高的硅鋼片閉合鐵芯。

數(shù)據(jù)采集處理模塊，單片機(jī)模塊和電壓、電流調(diào)理電路組成，電流調(diào)理電路將采樣線圈獲取到的線路上電流信號變?yōu)閿?shù)字信號送到故障指示器主單片機(jī)模塊，電壓調(diào)理電路將感應(yīng)到的電壓信號變?yōu)閿?shù)字信號送到故障指示器主單片機(jī)模塊；再由單片機(jī)將信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行算法運算，判斷是否有電力擾動信號的存在；

通信模塊采用低功耗的433MHz的射頻通信模塊，實現(xiàn)低功耗機(jī)制為通過時間占空比來設(shè)計無線射頻雙向通信模式，5s偵聽25ms空中載波信號，地址匹配上進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。由通信模塊將單片機(jī)判斷結(jié)果通過射頻通信方式發(fā)送給通信終端。

本發(fā)明根據(jù)上述故障定位后端故障指示器進(jìn)行故障定位的方法是：

(1)將所述后端故障指示器進(jìn)行編號；

(2)判斷最后一個檢測到電流擾動信號的后端故障指示器和第一個未接檢測電流擾動信號的后端故障指示器之間的位置為故障發(fā)生位置；

本發(fā)明主動注入信號法單相接地故障定位后端故障指示器使用方法還包括：

本發(fā)明所述的后端故障指示器發(fā)出的報警信息的方式是：①后端故障指示器采用特征信號提取來進(jìn)行故障判斷，提取的特征信號為非工頻信號；②通過通信系統(tǒng)發(fā)送到遠(yuǎn)方的故障監(jiān)測主站系統(tǒng)；③后端故障指示器在本地通過狀態(tài)變化告知電力線路維護(hù)人員。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過可控干擾信號源產(chǎn)生可控電信號，在不對電力系統(tǒng)造成任何不良影響的前提下，形成電壓和電流波形上的小擾動；利用信號監(jiān)測終端對電流擾動進(jìn)行特征提取和分析，實現(xiàn)故障定位。在不影響線路正常工作的前提下，對單相接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。原理簡單，定位準(zhǔn)確度高，成本較低，易于推廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1主動注入信號法單相接地故障定位后端故障指示器原理圖；

圖2本發(fā)明的工作示意圖；

圖3本發(fā)明的故障定位流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

見圖1，主動注入信號法單相接地故障定位后端故障指示器，本發(fā)明特征在于：

由電源模塊、傳感模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊，通信模塊四個部分依序連接構(gòu)成；其中：

電源模塊依靠感應(yīng)取電線圈從線路獲取電能滿足故障指示器正常工作需要，同時該模塊帶有備用電池用于停電或小負(fù)荷時為故障指示器供電；取電線圈采用取電效率高的破莫合金材質(zhì)的鐵芯；感應(yīng)取電線圈從線路上感應(yīng)到的電流通過功率控制及保護(hù)模塊，一部分送到電源管理模塊采樣，另一部分經(jīng)整流濾波后供電給電源管理模塊和直流電源模塊，直流電源模塊根據(jù)電源管理模塊指令進(jìn)行給電池充電或給第二級直流電源供電，第二級直流電源為整個指示器電路提供電能；

傳感模塊通過采樣線圈感應(yīng)電流信號，同時通過感應(yīng)電場變化獲取線路電壓信號，并將信號送到信號調(diào)理電路。采樣線圈采用檢測準(zhǔn)確度高的硅鋼片閉合鐵芯；

數(shù)據(jù)采集處理模塊，單片機(jī)模塊和電壓、電流調(diào)理電路組成，電流調(diào)理電路將采樣線圈獲取到的線路上電流信號變?yōu)閿?shù)字信號送到故障指示器主單片機(jī)模塊，電壓調(diào)理電路將感應(yīng)到的電壓信號變?yōu)閿?shù)字信號送到故障指示器主單片機(jī)模塊；再由單片機(jī)將信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行算法運算，判斷是否有電力擾動信號的存在；

通信模塊采用低功耗的433MHz的射頻通信模塊，實現(xiàn)低功耗機(jī)制為通過時間占空比來設(shè)計無線射頻雙向通信模式，5s偵聽25ms空中載波信號，地址匹配上進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；由通信模塊將單片機(jī)判斷結(jié)果通過射頻通信方式發(fā)送給通信終端。

本發(fā)明根據(jù)上述故障定位后端故障指示器進(jìn)行故障定位的方法是：

(1)將所述后端故障指示器進(jìn)行編號；

(2)判斷最后一個檢測到電流擾動信號的后端故障指示器和第一個未接檢測電流擾動信號的后端故障指示器之間的位置為故障發(fā)生位置。

本發(fā)明主動注入信號法單相接地故障定位后端故障指示器使用方法還包括：

本發(fā)明所述的后端故障指示器發(fā)出的報警信息的方式是：①后端故障指示器采用特征信號提取來進(jìn)行故障判斷，提取的特征信號為非工頻信號；②通過通信系統(tǒng)發(fā)送到遠(yuǎn)方的故障監(jiān)測主站系統(tǒng)；③后端故障指示器在本地通過狀態(tài)變化告知電力線路維護(hù)人員。

當(dāng)位于線路出線的主動注入信號源的晶閘管導(dǎo)通角到達(dá)一定度數(shù)，處于短時兩相異地接地故障回路中的后端故障指示器提取到的故障信號能夠有效識別，如圖中的后端故障指示器1以及16，因此能將故障定位在后端故障指示器16與19之間。

后端故障指示器通過提取信號發(fā)生器向系統(tǒng)注入的信號，并對其進(jìn)行頻譜分析，判斷出該信號區(qū)別于故障后無晶閘管導(dǎo)通時信號的明顯特征，然后通過內(nèi)置的SIM卡向變電站發(fā)送故障信號從而進(jìn)行故障定位，其工作流程圖由附圖2所示。

第一步，當(dāng)信號發(fā)生器向系統(tǒng)注入信號時，會發(fā)送工作信號給后端故障指示器，后端故障指示器采集線路電流，提取故障信號，并進(jìn)行頻譜分析，判斷是否滿足初始判據(jù)。

第二步，若故障信號的頻譜特征沒有滿足初始判據(jù)，則向信號發(fā)生器反饋信號“0”，等待信號發(fā)生器增加導(dǎo)通角之后的工作信號，并再次進(jìn)行以上工作流程。若故障信號的頻譜特征滿足初始判據(jù)，后端故障指示器將通過SIM卡向變電站發(fā)送有效識別信號，從而進(jìn)行故障定位。同時還將與信號發(fā)生器進(jìn)行通信，向其反饋信號“1”，使其停止工作。