一種低壓臺區零線帶電故障診斷裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種低壓臺區零線帶電故障診斷裝置，包括傳感器模塊、信號預處理電路、數據采集及處理模塊、無線傳輸模塊和人機交互模塊；所述的傳感器模塊、信號預處理電路、數據采集及處理模塊依次相連接；所述的數據采集及處理模塊通過無線傳輸模塊與人機交互模塊進行數據傳輸。本實用新型專利技術通過引入針對三相電線和零線的電流互感器同步進行電流的測量，并將其波形圖像同步展示，可方便應用于零線帶電故障的現場診斷。電故障的現場診斷。電故障的現場診斷。

【技術實現步驟摘要】
一種低壓臺區零線帶電故障診斷裝置


[0001]本技術屬于電氣設備檢測
，尤其涉及了一種低壓臺區零線帶電故障診斷裝置。

技術介紹

[0002]隨著我國經濟的飛速發展和國家出臺的一系列農村家電下鄉優惠政策，農村電器化水平不斷提高，但在農村低壓臺區中零線帶電故障發生的次數也在急劇增加，零線帶電事故的發生嚴重威脅了居民正常的生產生活。由于低壓配電臺區用戶較多，臺區出線及走向復雜，且零線故障發生時居民家中照明、電器還在工作中，供電公司在日常的運行維護中很難發現零線帶電故障。
[0003]長期以來，對于低壓臺區架空線路零線帶電故障沒有有效的檢測方法，多采用分相法、電壓法、拉閘法等停電排除的方式。當低壓供電臺區出現零線故障時，首先判斷是否剩余電流斷路器故障，如果沒有故障，分別對各分支線試送電，以判斷是哪一分支出現接地故障，找出故障分支后，把該分支線上所有負荷全部斷開，再試送電，如試送正常，證明故障點在用戶端，如試送不正常，證明故障點在低壓線路。這種處理方式既費工又費時，而且還存在極大的安全隱患。
[0004]還可通過測量絕緣電阻的方法來檢測零線帶電故障，如兆歐表連接測量法、比較測量法等。但這些方法都需要可靠的直流穩壓電源和對精度要求相當高的儀器儀表，操作較麻煩，不易實施。如果故障部位處于用戶或設備的進線開關以后的配電線或電器中，故障比較容易判斷。但如果故障點在變壓器組成的配電網中，其接地線又并聯在一起形成公共接地方式，則使用此方法檢測困難。
[0005]鉗形電流表在一定程度上能解決上述問題，使用鉗形電流表測量漏電故障時，如果漏電故障的開關無法合上，此時要先檢測是漏電開關本身發生了漏電故障，還是在線路上發生了漏電故障。如果是在線路上發生了漏電故障，并且引起了跳閘，此時只要將漏電開關暫時關閉停止其運行即可。先將漏電開關的進線中性線進行拆除，然后再將發生漏電故障的開關關閉，再將鉗形電流表調整到毫安檔測量相線電流，這時在電流表上所顯示的數值就是發生漏電的電流數值。使用這種方法在發生漏電的導線上繼續進行，直到檢查到線路的末端，就能通過分析漏電電流數值的大小找出發生漏電故障的位置。這種方法相比于傳統方法更加安全，但鉗形電流表僅能給出此時漏電電流的數值，還需要工作人員進一步的分析和定位，不利于工作人員及時開展故障排查。目前市面上出售的鉗形電流表測量范圍小、精度低、檢測效率低下、無法及時判斷是否存在故障，導致很難滿足對于架空線路零線帶電故障診斷的需求。
[0006]因此，如何及時發現并診斷低壓臺區架空線路零線帶電故障，提高架空線路的運行和管理水平是多年來線路維護中存在的一個難題。

技術實現思路

[0007]本技術的目的在于針對現有技術中存在的不足，提供了一種低壓臺區零線帶電故障診斷裝置。該診斷裝置可以實現零線帶電故障的精確分析與診斷。
[0008]為了實現上述目的，本技術采用了以下技術方案：
[0009]一種低壓臺區零線帶電故障診斷裝置，包括傳感器模塊、信號預處理電路、數據采集及處理模塊、無線傳輸模塊和人機交互模塊；所述的傳感器模塊、信號預處理電路、數據采集及處理模塊依次相連接；所述的數據采集及處理模塊通過無線傳輸模塊與人機交互模塊進行數據傳輸。
[0010]本技術通過引入針對三相電線和零線的電流互感器同步進行電流的測量，并將其波形圖像同步展示，可方便應用于零線帶電故障的現場診斷。
[0011]本技術可以實現低壓臺區零線帶電故障電流的采樣、展示、儲存和分析；傳感器模塊可同步測量三相和零線上的電流；通過預處理電路的處理，提取有效頻段的波形；經數據采集及處理模塊的處理，將數據通過無線傳輸模塊上傳至上位機的人機交互模塊進行展示，用于測試人員的分析與診斷。
[0012]本技術中的傳感器模塊、信號預處理電路、數據采集及處理模塊可以集成為一體，成為一個智能傳感器，該智能傳感器和人機交互模塊再通過無線傳輸模塊進行數據傳輸，避免了現場檢測時的繁瑣接線。
[0013]本技術進一步說明，所述的傳感器模塊包含四路電流互感器，分別套接于A、B、C三相電線和零線上，用于感應A、B、C三相電流和零線電流。本技術的診斷裝置可同時讀取四路電流互感器的電流值，然后對A、B、C三路電流互感器數據求相量和，與零序電流值進行比較。由于是帶電測量，本技術需使用絕緣材料，具有足夠的絕緣強度。
[0014]本技術進一步說明，所述的信號預處理電路采用有源帶通濾波器。該濾波器的元器件少、穩定性好、參數調節方便。其工作原理為：
[0015]傳遞函數：
[0016][0017]由虛短虛斷得到，R2和C2之間的節點電壓為0，電流合為0：
[0018][0019]消除V
A
得到傳遞函數：
[0020][0021]那么H(ω)的幅值為：
[0022][0023]假設帶通濾波器中心頻率為f0則ω0＝2πf0，在ω0處|H(ω)|取得最大值。從數學函數可觀察到分母前一項為0時候，|H(ω)|取得最大值。則
[0024][0025]傳遞函數取最大值：
[0026][0027]中心頻率：
[0028][0029]增益：
[0030][0031]實際工程實踐中為簡化計算和設計令R＝R1＝R2，中心頻率f0＝1/2πRC，增益A
v
＝|H(ω)
max
|＝C1/2C2。
[0032]本技術進一步說明，所述的數據采集及處理模塊包括AD芯片、FPGA芯片、ARM處理器和FIFO存儲器；所述的FPGA芯片通過AD芯片與信號預處理電路相連接；所述的FIFO存儲器與FPGA芯片相連接；所述的ARM處理器與FPGA芯片通過AXI總線相連接；所述的ARM處理器通過無線傳輸模塊與人機交互模塊進行數據傳輸。
[0033]本技術中FPGA可以通過AXI總線訪問ARM的內存，并進行讀寫操作。FPGA通過接收ARM下發的命令，控制對前端互感器數據的采集，將檢測數據先保存在FIFO中，再通過AXI總線發送給ARM進行數據分析和處理。采用AXI總線控制傳輸，AXI協議支持支持高性能、高頻率系統設計，適合高帶寬低延時設計，無需復雜的橋就能實現高頻操作，滿足大部分器件的接口要求。
[0034]本技術中所涉及的電子元器件(例如AD芯片、FPGA芯片、ARM處理器等等)均為常規使用的元器件，根據所需功能均可在市場購買獲得，無需特別限定型號。
[0035]本技術進一步說明，所述的無線傳輸模塊采用基于Zigbee技術的無線傳輸模塊。Zigbee技術提供了數據完整性檢查和鑒權功能，采用AES-128加密算法，安全性很高，且協議簡單、成本低。傳感器和人機交互模塊(檢測主機)之間通過無線方式進行通信，降低現場接線復雜度。
[0036]本技術進一步說明，所述的人機交互模塊采用液晶觸摸屏。人機交互模塊通過液晶屏幕顯示測試數據，通過觸屏進行操作；可用于展示測試數據的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種低壓臺區零線帶電故障診斷裝置，其特征在于：包括傳感器模塊、信號預處理電路、數據采集及處理模塊、無線傳輸模塊和人機交互模塊；所述的傳感器模塊、信號預處理電路、數據采集及處理模塊依次相連接；所述的數據采集及處理模塊通過無線傳輸模塊與人機交互模塊進行數據傳輸。2.根據權利要求1所述的低壓臺區零線帶電故障診斷裝置，其特征在于：所述的傳感器模塊包含四路電流互感器，分別套接于A、B、C三相電線和零線上，用于感應A、B、C三相電流和零線電流。3.根據權利要求1或2所述的低壓臺區零線帶電故障診斷裝置，其特征在于：所述的信號預處理電路采用有源帶通濾波器。4.根據權利要求3所述的低壓臺區零線帶電故障診斷裝置，其特征在于：所述的數據采集及處理模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何森，伍振園，虞浩文，廖文翔，周弘之，黃輝，曹青，郭振炎，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司桂林供電局，
類型：新型
國別省市：