故障全感知终端制造技术

本实用新型专利技术提出一种故障全感知终端，其特征在于，包括：电子式电压互感器、电子式电流互感器、保护线损板和主板；所述电子式电压互感器用于采集环网柜A相、B相、C相电压；所述电子式电流互感器用于对环网柜各个间隔的A相、B相、C相电流进行采集；所述电子式电压互感器和电子式电流互感器分别经保护线损板连接主板；所述电子式的电压和电子式电流互感器内集成有积分器和滤波器，为阻容型互感器；所述保护线损板用于对电压和电流信号进行模数转换。通过各类信号采集实现对于电缆运行状态进行实时刻画，提前预警消除故障设备，同时在故障时能在短时间内实现各类故障的精准定位。能在短时间内实现各类故障的精准定位。能在短时间内实现各类故障的精准定位。

【技术实现步骤摘要】
故障全感知终端


[0001]本技术属于配电网运维
，尤其涉及一种故障全感知终端。

技术介绍

[0002]在电力行业中，现有的DTU缺乏对于小电流接地故障的诊断能力，对于老旧电缆的隐患特征未进行刻画。尤其在缆化率高，电缆类故障占比相对较高的场景下，10kV配网系统采用消弧线圈接地方式，实际运维过程，存在以下难点问题：
[0003]1.电缆故障点排查困难。电缆埋于地下，无法直接观察，再加上缺少接地故障研判手段，电缆网故障定位不准确，导致电缆故障点查找困难，从而引起故障抢修时长过长，对停电用户造成较大影响，无法满足提升供电服务质量的要求。
[0004]2.配网容易引发次生故障。由于缺乏电缆运行监控手段，配网接地故障时，相电压抬高至线电压，再加上老旧电缆隐患未能及时发现并消除，导致线路薄弱环节（如电缆头等）容易被击穿，近年来已引发多次多处次生故障。次生故障的产生，也说明石狮地区电缆网确实存在薄弱点，实现电缆运行实时监控是现阶段亟需解决的问题。
[0005]截止2020年3月，某省已投运一二次成套设备11661台，覆盖线路5018条，形成标准自动化馈线288条，全省2月份一二次成套设备失地故障研判准确率仅为11.74%。
[0006]经分析波形特征，发现实际可用于研判的波形仅9条，其余120条（占比93.02%）波形存在杂波严重、无零序电流、无零序电压、相电流不平衡等现象，该类现象是导致误判的主要原因。
[0007]综上，研制以中压配电网小电流接地故障定位关键技术为经线，以局放、温度等非电量监测为纬线，纵深剖析老旧故障电缆的特征，实现单相接地故障精准定位，隐患电缆的提前预警消除全感知终端成为目前的迫切需要。

技术实现思路

[0008]针对现有方案存在的缺陷和不足，本技术一种故障全感知终端，其具体采用以下技术方案：
[0009]一种故障全感知终端，其特征在于，包括：电子式电压互感器、电子式电流互感器、保护线损板和主板；所述电子式电压互感器用于采集环网柜A相、B相、C相电压；所述电子式电流互感器用于对环网柜各个间隔的A相、B相、C相电流进行采集；所述电子式电压互感器和电子式电流互感器分别经保护线损板连接主板；所述电子式的电压和电子式电流互感器内集成有积分器和滤波器，为阻容型互感器；所述保护线损板用于对电压和电流信号进行模数转换。
[0010]优选地，所述主板和保护线损板设置在终端柜内。
[0011]优选地，通过设置两个进线间隔的电子式电压互感器采集环网柜A相、B相、C相电压，其采用的直接式电压传感器的引线固定在环网柜ABC三相铜排上并与铜排构成电气连接。
[0012]优选地，所述电子式电流互感器用于按照600A/1V变比对环网柜各个间隔的A相、B相、C相电流进行采集并卡扣式安装于电缆上；所述电子式电压互感器将线路的10kV电压转化为3.25V电压。
[0013]优选地，所述电子式电压互感器和电子式电流互感器经二次线集合成控揽连接保护线损板。
[0014]优选地，还包括：安装于环网柜下柜内壁的超声/TEV/UHF三合一电缆局放感知传感器、安装于电缆头的温度传感器以及安装于环网柜下柜下部的有害气体检测装置，并通过无线通信连接主板的无线接收模块。
[0015]优选地，还包括：安装于环网柜电缆接地线处的泄露电流互感器；所述泄露电流互感器经保护线损板连接主板。
[0016]本技术及其优选方案相比于现有技术，具备以下主要特点和优势：
[0017]1、采用了先进的接地故障研判技术，选用的电压、电流传感器精度更高更安全，采用阻容型电子传感器，不会饱和，频响范围宽、测量范围大、线性度好，无铁磁谐振，无短路过压风险；从而能够使用通过暂态稳态、方向综合研判的先进算法。
[0018]2、加装电缆运行状态监测感知传感器：采用先进的三合一电缆局放感知传感器，无需后续运维充电，同时电缆接头处加装温度传感器，同时加装气体监测装置，通过局放和测温及有害气体检测装置及泄露电流监测，提前预警电缆绝缘隐患和潜在故障，改善老旧电缆运行环境，降低次生故障发生。
[0019]3、现终端免运维：终端功耗低，可以采用高性能免维护后备电源，减少终端运维量。可以应用质保8年的磷酸铁锂电池做后备电源，功耗低散热小，0
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70度稳定运行，使用寿命不低于8年，容量不小于25Ah，容量衰减率不高于10%/年。
[0020]4、实现支撑同期线损等配网运维业务：具备电量数据自动采集，按计量精度采集三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功/无功功率及电量等数据，便于线损考核。同时具备自动核相功能，减少人工操作负担，并实现强制闭锁相序不对应线路的合环，提升本质安全。
[0021]本技术及其优选方案通过各类信号采集实现对于电缆运行状态进行实时刻画，提前预警消除故障设备，同时在故障时能在短时间内实现各类故障的精准定位（特别是小电流接地的），减少故障停电时长、向零停电感知迈进一大步。
附图说明
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步详细的说明：
[0023]图1是本技术实施例各传感器在环网柜的安装位置示意图；
[0024]图2是本技术实施例终端柜内的保护线损板和主板示意图；
[0025]图3是本技术实施例小电流单相接地判据示意图；
[0026]图4是界内故障示意图；
[0027]图5是界外故障示意图；
[0028]图6是单相接地界外波形示意图；
[0029]图7是单相断线波形示意图；
[0030]图8是三相断线波形示意图；
[0031]图9是航空接头接触不良波形示意图；
[0032]图10是本技术实施例装置启动流程示意图；
[0033]图11是本技术实施例有源型模拟积分器示意图；
[0034]图中：1
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电子式电压互感器；2
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电子式电流互感器；3
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保护线损板；4
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主板；5
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三合一电缆局放感知传感器；6
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温度传感器；7
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有害气体检测装置；8
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泄露电流互感器。
具体实施方式
[0035]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
[0036]如图1、图2所示，为了实现小电流单相接地精准定位的功能，本实施例装置提供的故障全感知终端包括：电子式电压互感器1、电子式电流互感器2、保护线损板3和主板4。
[0037]其中，电子式电压互感器1用于采集环网柜A相、B相、C相电压，并将线路的10kV电压转化为终端可用的3.25V电压。由于环网柜同母线，转电路径未定，因此只要加装了两个进线间隔的互感器，无论从哪边供电都能实现对线路三相电压进行采集同时将对应的电压共享给其他出线间隔（出于功能性及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种故障全感知终端，其特征在于，包括：电子式电压互感器、电子式电流互感器、保护线损板和主板；所述电子式电压互感器用于采集环网柜A相、B相、C相电压；所述电子式电流互感器用于对环网柜各个间隔的A相、B相、C相电流进行采集；所述电子式电压互感器和电子式电流互感器分别经保护线损板连接主板；所述电子式的电压和电子式电流互感器内集成有积分器和滤波器，为阻容型互感器；所述保护线损板用于对电压和电流信号进行模数转换。2.根据权利要求1所述的故障全感知终端，其特征在于：所述主板和保护线损板设置在终端柜内。3.根据权利要求1所述的故障全感知终端，其特征在于：通过设置两个进线间隔的电子式电压互感器采集环网柜A相、B相、C相电压，其采用的直接式电压传感器的引线固定在环网柜ABC三相铜排上并与铜排构成电气连接。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林少彬，王树庭，潘顺发，许舒冰，王文祝，吴鸿超，蔡铭爵，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司石狮市供电公司，
类型：新型
国别省市：