基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，包括快速真空断路器、与快速真空断路器的过流保护装置和与过流保护装置连接的断路器控制器，所述快速真空断路器连接Zigbee无线控制器，所述快速真空断路器连接接地线，所述接地线上设有高精度电流互感器，所述高精度电流互感器连接高频暂态波形记录仪，三相线路对地电容、电感器、电阻组成闭合回路。本测量装置控制回路简单、保护电路安全可靠，能对小电流接地系统电容电流进行准确测量。

Capacitive current measuring device of small current grounding system based on fast vacuum circuit breaker

The utility model discloses a small current vacuum circuit breaker grounding system capacitive current measuring device based on vacuum circuit breaker, including fast and fast vacuum circuit breaker over-current protection device and circuit breaker controller and overcurrent protection device is connected, the fast vacuum circuit breaker connected Zigbee wireless controller, the fast vacuum circuit breaker connection grounding, the grounding line has a high precision current transformer, the high precision current transformer with high frequency transient waveform recorder, three-phase line to ground capacitance, inductor and resistor closed loop. The measuring device has simple control circuit, safe and reliable protection circuit and accurate measurement of capacitive current of the small current grounding system.

【技术实现步骤摘要】
基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置
本技术涉及电力安全
，尤其涉及一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置。
技术介绍
10kV,35kV配电网中一般都采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式。当配电网发生单相接地故障时,线电压仍然保持对称,对用户继续工作影响不大,并且电容电流比较小或者经消弧线圈补偿后电容电流较小,一些瞬时性接地故障能够自行消失,这对提高供电可靠性,减少停电事故是非常有效的。由于该运行方式简单、投资少,所以在我国电网初期阶段一直采用这种运行方式,并起到了很好的作用,积累了一些成功运行经验。随着电力系统的发展及“城乡电网改造”，我国的配电网络迅速扩大和发展，一方面城市配电网采用环网供电、多电源供电方式，另一方面由于城市电网规模不断地扩建和延伸，受城区规划、环保和场地等条件制约，城市配电网逐渐采用以电缆线为主、架空线为辅的电网结构模式，这样一来，配电网单相对地电容电流就大幅度地增加了。不接地系统或经消弧线圈接地系统在发生单相接地时，故障相的接地电流是非故障相对地电容电流之和。当电流超过10A，此时接地电弧不能可靠熄灭，将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。根据现行电网运行资料统计，配电网的事故约占电网事故的90%，其中相当一部分又是单相接地短路故障。发生单相接地短路故障后，会造成三相系统不平衡，非故障相电压升高，电网电容电流发生变化，短路点可能出现较大的短路电流。目前测量小电流接地系统电容电流主要采用外置电压互感器二次信号注入法，此方法的原理为利用外置电压互感器想接地变压器中性点注入两个异频的恒流信号，通过相应的计算得到线路的对地电容量和电容电流，但此种方法的测量精度极易受到三相不平衡电压和外置电压互感器的励磁电流以及线路对地电容量大小的影响，导致其测量误差很大，到目前为止，没有很好的解决方法。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，本测量装置控制回路简单、保护电路安全可靠，能对小电流接地系统电容电流进行准确测量。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，包括快速真空断路器、与快速真空断路器的过流保护装置和与过流保护装置连接的断路器控制器，所述快速真空断路器连接Zigbee无线控制器，所述快速真空断路器连接接地线，所述接地线上设有高精度电流互感器，所述高精度电流互感器连接高频暂态波形记录仪，三相线路对地电容、电感器、电阻组成闭合回路。所述电阻、电感器分别为线路等效电感电阻。所述高频暂态波形记录仪包括高数模数转换芯片、微处理器、高速存储芯片SRAM。所述快速真空断路器连接光电信号转换器。所述过流保护装置连接模数转换芯片。所述快速真空断路器采用永磁式快速真空断路器。所述过流保护装置设置峰值过流检测装置。所述高精度电流互感器外设有电磁屏蔽机构，所述电磁屏蔽机构包括上壳体和下壳体，所述上壳体与下壳体铰接，所述上壳体与下壳体的两侧均设有弧形开口，所述上壳体与下壳体闭合后形成的通孔供导线穿过。所述上壳体的周侧设有具有锌颗粒的橡胶层。C相发生单相金属性接地短路，中性点产生一个偏移电压Uo，其大小与Uc相等，方向相反。其等效回路如图2所示，其中电阻、电感器分别为线路等效电感电阻，电容为三相线路对地电容，此时通过回路中的高精度电流互感器，触发暂态参数记录仪对电容电流的波形进行实时采集。当快速真空断路器合闸，C相发生单相金属性接地，C相对地电压降低，A、B两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因非故障的两相对地电压升高倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，故本测量装置的硬件过流保护装置和快速真空断路器会发生相间短路后的瞬间，在线路跳闸之前及时分断回路，从而保证配电网的用电安全。配电网发生单相金属性接地后，流过接地点的电流由暂态电容电流和稳态电容电流组成，其中由于暂态电容电流的幅值和频率数倍于稳态电容电流，并且整个暂态过程可能会持续上百毫秒，故其危害性非常大，本测量装置能够将暂态电容电流的振荡和衰减的全过程显示出来，从而为间歇性电弧接地过电压研究提供参考依据。由于发生单相金属性接地后，流过接地点电流包括高频的暂态过程和工频的稳态过程，暂态幅值最大可到7~8倍的稳态幅值且持续时间非常短暂，若想完整的采集，则必须选用高精度的保护性电流互感器，从而保证对暂态过程的精确采集，同时由于暂态过程频率最高可达3kHz，暂态记录仪必须保证较高的采样速率和足够的存储容量已达到录波的要求。测量系统控制快速真空断路器合闸形成单相金属性接地，同时通过暂态参数记录仪读取高精度电流互感器的电流值，完成对电容电流暂态过程和稳态过程的波形采集。测量过程中，由于故障相电压降为零，非故障相电压升高，可能会发生相间短路，故本测量装置加入了过流保护装置，实时判断是否发生相间短路，当发生相间短路时，快速真空断路器分闸很短，从而能在线路跳闸之前分断回路，从而保证配电网安全。基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置主要优点在于，采用的单相直接接地测量法的精度大大提升，不受配电网三相不平衡电压等因素的影响，并且本测量系统不仅可以采集电容电流的稳态波形还可采集暂态波形，为间歇性电弧接地过电压研究提供参考依据。本装置测量更加准确，并且由于快速真空断路器在本测量装置中的应用，保证了测量过程中配电网的用电安全。附图说明图1为本技术的原理框图；图2为本技术的等效回路图；图3为本技术的电磁屏蔽机构结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。实施例一：如图1、2所示，一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，包括快速真空断路器、与快速真空断路器的过流保护装置和与过流保护装置连接的断路器控制器，所述快速真空断路器连接Zigbee无线控制器，所述快速真空断路器连接接地线，所述接地线上设有高精度电流互感器，所述高精度电流互感器连接高频暂态波形记录仪，高频暂态波形记录仪为多通道暂态记录仪，三相线路对地电容、电感器、电阻组成闭合回路。实施例二：如图1、2、3所示，一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，包括快速真空断路器、与快速真空断路器的过流保护装置3和与过流保护装置连接的断路器控制器4，所述快速真空断路器连接Zigbee无线控制器7，所述快速真空断路器连接接地线，所述接地线上设有高精度电流互感器，所述高精度电流互感器2连接高频暂态波形记录仪5，三相线路对地电容6、电感器、电阻组成闭合回路。所述电阻、电感器分别为线路等效电感电阻。所述高频暂态波形记录仪包括高数模数转换芯片、微处理器、高速存储芯片SRAM。所述快速真空断路器1连接光电信号转换器。所述过流保护装置连接模数转换芯片。所述快速真空断路器采用永磁式快速真空断路器。所述过流保护装置设置峰值过流检测装置。过流保护装置采用安徽凯利科技有限公司的过流保护装置CM-810。所述高精度电流互感器外设有电磁屏蔽机构，所述电磁屏蔽机构包括上壳体10和下壳体9，所述上壳体与下壳体铰接，所述上壳体与下壳体的两侧均设有弧形开口11，所述上壳体与下壳体闭合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，其特征在于：包括快速真空断路器、与快速真空断路器的过流保护装置和与过流保护装置连接的断路器控制器，所述快速真空断路器连接Zigbee无线控制器，所述快速真空断路器连接接地线，所述接地线上设有高精度电流互感器，所述高精度电流互感器连接高频暂态波形记录仪，三相线路对地电容、电感器、电阻组成闭合回路。

【技术特征摘要】
1.一种基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，其特征在于：包括快速真空断路器、与快速真空断路器的过流保护装置和与过流保护装置连接的断路器控制器，所述快速真空断路器连接Zigbee无线控制器，所述快速真空断路器连接接地线，所述接地线上设有高精度电流互感器，所述高精度电流互感器连接高频暂态波形记录仪，三相线路对地电容、电感器、电阻组成闭合回路。2.如权利要求1所述的基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，其特征在于：所述电阻、电感器分别为线路等效电感电阻。3.如权利要求2所述的基于快速真空断路器的小电流接地系统电容电流测量装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李予全，王伟，邵颖彪，郑含博，赵磊，马伦，李晓纲，郭磊，白银浩，谢伟，王磊，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，苏州工业园区海沃科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41