一种单相接地故障监测方法及使用该方法的故障监测器技术

本发明专利技术涉及配电网小电流接地系统领域，具体涉及一种单相接地故障监测方法及使用该方法的故障监测器。本发明专利技术要克服现有技术存在的不能在线准确监测接地故障的问题。提供的技术方案是：一种单相接地故障监测方法，是用磁敏元件对接地故障时注入的直流信号进行拾取检测，并对接地故障进行监测。所提供的故障监测器，包括信号拾取电路和指示装置，还包括接于信号拾取电路和指示装置之间的接地监测组件，所述接地监测组件包括第一滤波器、第一整流器、第一比较器和第一计时器；所述信号拾取电路以磁敏元件为核心。本发明专利技术的突出优点是：通过对注入的直流信号进行监测实现接地故障的指示，其监测的准确性和可靠性都明显优于现有的接地故障监测方法。

【技术实现步骤摘要】
一种单相接地故障监测方法及使用该方法的故障监测器所属领域-本专利技术涉及配电网小电流接地系统领域，具体涉及一种单相接地故障监测方法及使用该方法的故障监测器。技术背景-在小电流接地系统中，单相接地故障是极其常见但又不好査找的一种非正 常运行状态，易转化成故障，给电力系统的安全运行带来很大隐患。现有的注入法接地故障查找以在线监测方式为主，注入的信号多为交流， 通过对注入的信号进行监测实现线路故障的判别。但该方法存在的问题是交 流信号在电网中传输时，受输电线路和电缆分布电容影响，注入信号的频率越 高衰减越严重，传输距离越短，同时负荷电流中存在的非工频信号也影响判断 的准确性；注入工频大信号时，由于注入信号与负荷电流叠加后，幅值的变化 因为受到相位因素的影响而变得不确定，且该方法还受电网规模的影响，注入 的电流信号和故障点流过的电流信号相差很大，严重影响了判别的准确率。考虑到注入交流信号的缺陷，出现了用注入直流的方法监测接地故障。在 专利申请号为"01118274.1"，名称为"一种寻找单相接地故障的方法及监测器" 中就公开了这样的信息在变电站的三相母线上各接一接有开关的直流电源， 其另一端通过电阻接地，在各相线与地之间构成一由电阻及开关所组成的直流 有源电路。在三相输电线路上挂设多个监测器。利用接地故障时故障相对地电 压的变化作判据触发直流电源幵关闭合，在接地线路的故障相上产生一直流电 流。该直流电流驱动监测器动作，通过指示装置发出指示信号。为了监测注入的直流信号，该专利技术申请所采用的线路故障监测器中的信号 拾取装置为磁铁结构，利用直流电流产生的磁场破坏监测器固有的磁平衡，进而驱动磁铁带动圆盘转动、闭合触点、发出指示信号。由于该监测器中，磁铁 机构在工频交变磁场中不停振动，转轴易磨损、寿命短，且能导致灵敏度下降， 最终导致产品失灵。综上所述，现在并没有一种能够真正实现在线准确监测配电网单相接地故 障的方法及使用该方法制备的产品。
技术实现思路
本专利技术提出了一种单相接地故障监测方法及使用该方法的故障监测器，以 克服现有技术存在的不能在线准确监测接地故障的问题。为克服现有技术存在的问题，本专利技术提供的技术方案是 一种单相接地故 障监测方法，是用磁敏元件对接地故障时注入的直流信号进行拾取检测，并对 接地故障进行监测。上述方法还可以包括对相间短路时的电流信号进行短路故障监测。基于本方法实现的故障监测器，包括信号拾取电路和指示装置，其特征在 于还包括接于信号拾取电路和指示装置之间的接地监测组件，所述接地监测 组件包括依次相接的第一滤波器、第一整流器、第一比较器和第一计时器；所 述信号拾取电路以磁敏元件为核心。上述磁敏元件可以是磁敏电阻、磁敏二极管或霍尔元件。上述信号拾取电路和指示装置之间还设置有与接地监测组件并联的短路监 测组件，所述短路监测组件包括依次相接的第二整流器、第二滤波器、突变检 测器、第二比较器和第二计时器。上述短路信号监测组件和接地信号监测组件可以是分立元件组成也可以是 单片机。本专利技术用磁敏元件感受线路周围的磁场间接检测出线路中的电流，与现有 技术相比，本专利技术的优点是1、 通过对注入的直流信号进行监测实现接地故障的指示，其监测的准确 性和可靠性都明显优于现有的接地故障监测方法，而且能够实现在线2、 采用磁敏元件拾取信号，能准确可靠的监测到线路中流过的电流，监 测的线性度好，制造的产品性能一致性好，可免调试。3、 不仅具有优异的接地故障监测功能，而且可以在其上面附加短路故障 监测功能，因此本专利技术可同时具有短路监测功能，而且短路监测性能 也优于现有的短路监测方法。附图说明图l是本技术的原理框图；图2是本专利技术的电路原理图；图3是指示装置的电路原理图。具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作详细地说明。一种单相接地故障监测方法，是用磁敏元件对接地故障时注入的直流信号 进行拾取检测，并对接地故障进行监测。参见图l、图2和图3，利用上述方法完成的线路故障监测器包括信号拾取 电路1和指示装置4，在拾取电路1和指示装置4之间并联有接地监测组件2 和短路监测组件3。所说的接地监测组件2包括依次相接的第一滤波器21、第 一整流器22、第一比较器23和第一计时器24;其特殊之处在于，还包括与接 地监测组件2并联的短路监测组件3，短路监测组件3包括依次相接的第二整 流器31、第二滤波器32、突变检测器33、第二比较器34和第二计时器35。所说的接地监测组件和短路监测组件可以是单片机，单片机的型号可以是 任一款能对模拟信号进行采集并有效处理的单片机。其工作原理是1)接地故障监测器的工作原理是，在接地故障发生时，由 直流信号电源向故障线路注入直流信号，通过信号拾取电路1取得线路中流过 的电流信号，经第一滤波器21滤出注入的直流信号，通过第一整流器22得到 第一滤波器输出直流信号的绝对值，通过第一比较器23后可得到一个脉冲，再由第一定时器24对脉冲持续时间进行记时，计时到后，输出一脉冲驱动指示装 置4完成指示动作。2)短路故障监测器的工作原理是，当短路故障发生时，通过信号拾取电路 1获得线路中流过的电流信号，经整流滤波器31和第一滤波器32对电流信号 整流滤波后，得到线路中电流的幅值，经过突变检测器33，得到一个突变信号， 经过第一比较器34，输出一个脉冲信号，让第一计时器35工作，计时满足后， 发出一脉冲驱动指示装置4完成指示动作。拾取电路l为霍尔元件SS495A;第一滤波器21 、第一整流器22 、第一 比较器23、第一计时器、第二整流器31、第二滤波器32、突变检测器33、第 二比较器34、第二计时器35和指示装置4均为常规元器件。权利要求1、一种单相接地故障监测方法，是用磁敏元件对接地故障时注入的直流信号进行拾取检测，并对接地故障进行监测。2、 如权利要求1所述的一种单相接地故障监测方法，其特征在于所述方 法还包括对相间短路时的电流信号进行短路故障监测。3、 如权利要求1所述的一种单相接地故障监测方法所实现的故障监测器， 包括信号拾取电路(1)和指示装置(4)，其特征在于还包括接于信号拾取电路(1)和指示装置(4)之间的接地监测组件(2)，所述接地监测组件(2)包 括依次相接的第一滤波器(21)、第一整流器(22)、第一比较器(23)和第一 计时器(24);所述信号拾取电路(1)以磁敏元件为核心。4、 如权利要求3所述的一种单相接地故障监测器，其特征在于所述磁敏 元件是磁敏电阻、磁敏二极管或霍尔元件。5、 如权利要求3或4所述的一种单相接地故障监测器，其特征在于所述 信号拾取电路(1)和指示装置(4)之间还设置有与接地监测组件(2)并联的 短路监测组件(3)，所述短路监测组件(3)包括依次相接的第二整流器(31)、 第二滤波器(32)、突变检测器(33)、第二比较器(34)和第二计时器(35)。6、 如权利要求6所述的一种单相接地故障监测器，其特征在于所述短路 信号监测组件和接地信号监测组件是分立元件组成或是单片机。全文摘要本专利技术涉及配电网小电流接地系统领域，具体涉及一种单相接地故障监测方法及使用该方法的故障监测器。本专利技术要克服现有技术存在的不能在线准确监测接地故障的问题。提供的技术方案是一种单相接地故障监测方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相接地故障监测方法，是用磁敏元件对接地故障时注入的直流信号进行拾取检测，并对接地故障进行监测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓波，
申请(专利权)人：邓波，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]