一种接地故障检测设备

摘要

本发明公开了一种接地故障检测设备，包括信号发生装置、信号采集器和信号接收定位器。本发明的接地故障检测设备，通过信号发生装置的设置就可以向故障线路发送检测信号，而通过信号采集器的设置就可以从故障线路上采集到检测信号，确定故障发生点，而通过信号接收定位器的设置，就可以将故障发生点的位置信息发送出去，如此便可以起到对故障点进行准确定位的效果。

权利要求

1.一种接地故障检测设备，其特征在于：包括信号发生装置(1)、信号采集器(2)和信号接收定位器(3)，所述信号发生装置(1)包括定时芯片(U1)，该芯片具有放电端和输出端，所述放电端耦接有变阻器(RP)，所述变阻器(RP)的一端耦接有第七电阻(R7)后耦接于电源，另一端耦接第一电容(C1)后接地，该定时芯片(U1)还具有低触发端和高触发端以及控制电压端，所述低触发端和高触发端均耦接于变阻器(RP)与第一电容(C1)之间，所述低触发端和放电端之间耦接有二极管(D)，所述控制电压端耦接有第二电容(C2)后接地，所述输出端耦接有发光二极管(LED)后接地，还耦接有第一运算放大器(Q1)，该第一运算放大器(Q1)的同相输入端与定时芯片(U1)的输出端耦接，反相输入端耦接有第二电阻(R2)后接地，所述第一运算放大器(Q1)的输出端耦接有第一电阻(R1)后耦接于第二电阻(R2)，并还耦接于故障线路，所述信号采集器(2)包括互感器(L)、第二运算放大器(Q2)和第三运算放大器(Q3)，所述互感器(L)为手持式互感器，所述互感器(L)的次级端与第二运算放大器(Q2)的同相输入端和反相输入端耦接，所述第二运算放大器(Q2)的反相输入端还耦接有第四电阻(R4)后接地，所述第二运算放大器(Q2)的输出端耦接有第三电阻(R3)后耦接于第四电阻(R4)，还耦接有第五电阻(R5)后耦接于第三运算放大器(Q3)的反相输入端，所述第三运算放大器(Q3)的反相输入端还耦接有相互并联的第六电阻(R6)和第三电容(C3)后耦接于该运算放大器的输出端，所述第三运算放大器(Q3)的同相输入端接地，输出端耦接有zigbee模块与信号接收定位器(3)通讯，所述信号接收定位器(3)包括控制CPU、液晶显示器、4G模块、GPRS模块和zigbee模块，所述控制CPU与信号采集器(2)耦接，所述4G模块、液晶显示器、GPRS模块均与控制CPU耦接，当信号采集器(2)采集到数据并输入到控制CPU内的时候，控制CPU通过液晶显示器显示该数据，并通过GPRS模块获取定位位置数据，然后通过4G模块将位置数据发送出去，所述变阻器(RP)包括底座(4)和与定时芯片(U1)电连接的旋转盘(5)，所述底座(4)的一端开设有旋转槽(41)，所述旋转盘(5)嵌入到旋转槽(41)内，所述底座(4)上沿着旋转槽(41)的圆周边沿排布有若干个供不同阻值的电阻嵌入嵌孔(411)，所述旋转槽(41)的槽壁上开设有与嵌孔(411)一一对应的通孔(412)，所述旋转盘(5)的圆周边上设有半球状触点(51)，在需要输出阻值的时候，旋转盘(5)嵌入到旋转槽(41)内，半球状触点(51)穿过其中一个通孔(412)并与该通孔(412)对应嵌孔(411)内的电阻电连接，所述旋转盘(5)背向底座(4)的一端还同轴固定有旋转柱(52)，所述旋转柱(52)的侧面还开设有防滑纹。

说明书

一种接地故障检测设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电力设备，更具体的说是涉及一种接地故障检测设备。

背景技术

[0002] 近几年来，随着电网改造工程的实施，10kV配电线路供电方式的改变，增强了配电线路的绝缘水平，降低了配电线路的跳闸率，提高了供电可靠性，减少了线路损耗。但采取新的供电方式在实际运行中，经常的发生单相接地故障，特别是在大风、暴雨、冰雹、雪等恶劣天气情况下，接地故障频繁发生，严重影响了变电设备和配电网的安全、经济运行。故障发生后，由于线长范围广，采用以往凭经验，分段逐段推拉，逐级杆塔检查等传统方法进行排查，费时费力，停电范围大，时间长，很难快速准确查到故障点。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够快速准确查到故障点的接地故障检测设备。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种接地故障检测设备，包括信号发生装置、信号采集器和信号接收定位器，所述信号发生装置包括定时芯片，该芯片具有放电端和输出端，所述放电端耦接有变阻器，所述变阻器的一端耦接有第七电阻后耦接于电源，另一端耦接第一电容后接地，该定时芯片还具有低触发端和高触发端以及控制电压端，所述低触发端和高触发端均耦接于变阻器与第一电容之间，所述低触发端和放电端之间耦接有二极管，所述控制电压端耦接有第二电容后接地，所述输出端耦接有发光二极管后接地，还耦接有第一运算放大器，该第一运算放大器的同相输入端与定时芯片的输出端耦接，反相输入端耦接有第二电阻后接地，所述第一运算放大器的输出端耦接有第一电阻后耦接于第二电阻，并还耦接于故障线路，所述信号采集器包括互感器、第二运算放大器和第三运算放大器，所述互感器为手持式互感器，所述互感器的次级端与第二运算放大器的同相输入端和反相输入端耦接，所述第二运算放大器的反相输入端还耦接有第四电阻后接地，所述第二运算放大器的输出端耦接有第三电阻后耦接于第四电阻，还耦接有第五电阻后耦接于第三运算放大器的反相输入端，所述第三运算放大器的反相输入端还耦接有相互并联的第六电阻和第三电容后耦接于该运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的同相输入端接地，输出端耦接有zigbee模块与信号接收定位器通讯，所述信号接收定位器包括控制CPU、液晶显示器、4G模块、GPRS模块和zigbee模块，所述控制CPU与信号采集器耦接，所述4G模块、液晶显示器、GPRS模块均与控制CPU耦接，当信号采集器采集到数据并输入到控制CPU内的时候，控制CPU通过液晶显示器显示该数据，并通过GPRS模块获取定位位置数据，然后通过4G模块将位置数据发送出去。

[0005] 作为本发明的进一步改进，所述变阻器包括底座和与定时芯片电连接的旋转盘，所述底座的一端开设有旋转槽，所述旋转盘嵌入到旋转槽内，所述底座上沿着旋转槽的圆周边沿排布有若干个供不同阻值的电阻嵌入嵌孔，所述旋转槽的槽壁上开设有与嵌孔一一对应的通孔，所述旋转盘的圆周边上设有半球状触点，在需要输出阻值的时候，旋转盘嵌入到旋转槽内，半球状触点穿过其中一个通孔并与该通孔对应嵌孔内的电阻电连接，所述旋转盘背向底座的一端还同轴固定有旋转柱，所述旋转柱的侧面还开设有防滑纹。

[0006] 本发明具有以下有益效果，在线路故障的时候，通过信号发生装置的设置，就可以向故障线路内注入异频检测信号，该异频检测信号就会在故障线路内流通，这时再采用信号采集器沿着故障线路检测异频检测信号，同时将检测到的数据实时的发送到信号接收定位器，信号接收定位器就会将这些数据实时的显示出来，当检测到某点左右两侧的时候，一侧有这个异频信号，另一侧没有时，则确定此点是就是故障接地点，此时信号接收定位器就会将该点的位置数据检测出来，然后发送出去到控制台，这样就能够及时准确而有效的确定线路的故障点了。

附图说明

[0007] 图1为本发明的信号发生装置的电路图；

[0008] 图2为本发明的信号采集器的电路图；

[0009] 图3为本发明的信号接收定位器的模块图；

[0010] 图4为图1中变阻器的整体结构图。

具体实施方式

[0011] 参照图1至4所示，本实施例的一种接地故障检测设备，包括信号发生装置1、信号采集器2和信号接收定位器3，所述信号发生装置1包括定时芯片U1，该芯片具有放电端和输出端，所述放电端耦接有变阻器RP，所述变阻器RP的一端耦接有第七电阻R7后耦接于电源，另一端耦接第一电容C1后接地，该定时芯片U1还具有低触发端和高触发端以及控制电压端，所述低触发端和高触发端均耦接于变阻器RP与第一电容C1之间，所述低触发端和放电端之间耦接有二极管D，所述控制电压端耦接有第二电容C2后接地，所述输出端耦接有发光二极管LED后接地，还耦接有第一运算放大器Q1，该第一运算放大器Q1的同相输入端与定时芯片U1的输出端耦接，反相输入端耦接有第二电阻R2后接地，所述第一运算放大器Q1的输出端耦接有第一电阻(R1)后耦接于第二电阻R2，并还耦接于故障线路，所述信号采集器2包括互感器L、第二运算放大器Q2和第三运算放大器Q3，所述互感器L为手持式互感器，所述互感器L的次级端与第二运算放大器Q2的同相输入端和反相输入端耦接，所述第二运算放大器Q2的反相输入端还耦接有第四电阻R4后接地，所述第二运算放大器Q2的输出端耦接有第三电阻R3后耦接于第四电阻R4，还耦接有第五电阻R5后耦接于第三运算放大器Q3的反相输入端，所述第三运算放大器Q3的反相输入端还耦接有相互并联的第六电阻R6和第三电容C3后耦接于该运算放大器的输出端，所述第三运算放大器Q3的同相输入端接地，输出端耦接有zigbee模块与信号接收定位器3通讯，所述信号接收定位器3包括控制CPU、液晶显示器、4G模块、GPRS模块和zigbee模块，所述控制CPU与信号采集器2耦接，所述4G模块、液晶显示器、GPRS模块均与控制CPU耦接，当信号采集器2采集到数据并输入到控制CPU内的时候，控制CPU通过液晶显示器显示该数据，并通过GPRS模块获取定位位置数据，然后通过4G模块将位置数据发送出去，在信号发生装置1工作的时候，其内部电路就会接通，这时电源就会通过第七电阻R7和变阻器RP给第一电容C1充电，同时定时芯片U1的放电端封闭，输出端输出高电平，因为充电的作用下，第一电容C1的端电压就会不断的升高，并且该端电压会不断的输入到低触发端和高触发端内，当第一电容C1的端电压提升到高触发端的触发电压的时候，定时芯片U1就会动作，将放电端打开，同时输出端改为输出低电平，那么此时第一电容C1就会通过变阻器RP向放电端放电，那么第一电容C1的端电压就会缓慢的下降，当端电压下降到低触发端的时候，定时芯片U1就会动作，放电端关闭，同时输出端再改为输出高电平，第一电容C1的端电压继续上升，当上升到高触发端的时候，定时芯片U1又会动作，重复上述动作，输出又会再变为低电平，这样定时芯片U1的输出端就会输出一个矩形波，而该波的频率可以通过调节变阻器RP的阻值，进而调节第一电容C1的充放电时间来实现，这样就有效的实现了一个信号发生的效果，在本实施例中采用的频率为低频率，而通过发光二极管LED的设置，就可以让人知道信号发生装置1的信号输出情况，使得人们能够及时有效的对其进行调整，在信号发生装置1将异频信号注入到故障线路内的时候，人们就可以拿着信号采集器2沿着故障线路一路检测，在检测的过程中，只需要将互感器L贴近故障线路即可，因为当故障线路内有注入信号流过的时候，就会在故障线路的周围形成磁场，这样互感器L就可以有效的感应出电流，在互感器L感应出电流以后，通过第二运算放大器Q2就可以有效的对互感器L感应出来的电流进行放大，同时由于本实施例采用的是低频信号，因而在这里采用第三运算放大器Q3组成一个低通滤波器，如此便可以有效的保证传输到信号接收定位器3内的信号为注入信号，而不是其他干扰信号，使得对故障点的定位更加的准确无误，而通过zigbee模块的设置，就可以有效的实现与信号接收定位器3之间的无线通讯，一来不容易受到故障线路的干扰，二来在检测的过程中一般故障线路会比较高，若是采用导线的方式连接会十分的不方便，在信号采集器2将信号采集到以后，就会通过zigbee模块将信号发送给信号接收定位器3，信号接收定位器3内部的zigbee模块就会接收到这些信号，在出现一边能测到异频信号，另一边不能够测到的时候，这时就表示已经位于故障线路上的故障点了，因而这时候GPRS模块就会获取该故障点的位置数据，然后通过4G模块发送出去，，这样就可以有效的得知故障线路的故障点的位置数据了，相比于现有技术中采用经验的方式来判断故障点的方法，要快速准确的多。

[0012] 作为改进的一种具体实施方式，所述变阻器RP包括底座4和与定时芯片U1电连接的旋转盘5，所述底座4的一端开设有旋转槽41，所述旋转盘5嵌入到旋转槽41内，所述底座4上沿着旋转槽41的圆周边沿排布有若干个供不同阻值的电阻嵌入嵌孔411，所述旋转槽41的槽壁上开设有与嵌孔411一一对应的通孔412，所述旋转盘5的圆周边上设有半球状触点51，在需要输出阻值的时候，旋转盘5嵌入到旋转槽41内，半球状触点51穿过其中一个通孔
412并与该通孔412对应嵌孔411内的电阻电连接，所述旋转盘5背向底座4的一端还同轴固定有旋转柱52，所述旋转柱52的侧面还开设有防滑纹，在需要改变信号发生装置1的输出频率的时候，即改变变阻器RP的接入阻值的时候，只需要用手抓住旋转柱52，然后拧动旋转柱
52，使得旋转柱52带动旋转盘5在旋转槽41内旋转，在旋转的同时，半球状触点51也会随着一起旋转，在半球状触点51旋转的过程中，就会一个个的嵌入到通孔412内，当半球状触点
51嵌入到一个通孔412内的时候，就会与该通孔412对应嵌孔411内的电阻相接触，这时接入电路中的阻值就为该电阻的阻值，当半球状触点51嵌入到另一个通孔412内的时候，就会与该通孔412对应的嵌孔411内的电阻接触，这时接入电路中的阻值就为这个电阻的阻值，如此便能够很好的起到一个变换阻值的作用，而且变换的阻值为固定的阻值，因而就不会出现采用常规变阻器所出现的无法将电阻变换到一个合适的阻值的问题。

[0013] 综上所述，本发明的接地故障检测设备，通过信号发生装置1的设置，就可以向故障线路内注入异频检测信号，通过信号采集器2将异频检测信号有效的检测出来，而通过信号接收定位器3在信号采集器2得知故障点的时候，有效的将故障点的位置数据发送出来，起到准确有效的定位作用，这样就能够快速准确的定位故障线路的故障点了，相比于现有采用人工经验的方式，要准确快速的多。

[0014] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。