本申請涉及電力檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種配電網(wǎng)故障定位裝置。

背景技術(shù)：

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的末端網(wǎng)絡(luò)，直接聯(lián)系用戶、向用戶供應(yīng)電能和分配電能，它的可靠性水平是整個電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運行特性的集中反映,直接影響對用戶的供電質(zhì)量。我國的配電網(wǎng)多采用放射式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),對故障比較敏感。據(jù)不完全統(tǒng)計,用戶停電故障中主要由配電系統(tǒng)的故障引起的,對用戶供電可靠性的影響很大。配電自動化是提高供電可靠性和供電質(zhì)量、擴大供電能力、實現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運行的重要手段，也是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一。其核心內(nèi)容和賴以實現(xiàn)的基礎(chǔ)是對配電網(wǎng)進(jìn)行實時地監(jiān)測控制，在配電網(wǎng)發(fā)生故障時快速檢測和定位故障，及時診斷，正確隔離，自動恢復(fù)非故障部分的正常供電，避免大面積、長時間停電。

近年來，單相接地故障選線及定位技術(shù)在眾多科研人員的努力下不斷發(fā)展，適合于不同場合的各類故障指示裝置也用運而生。故障指示裝置應(yīng)用于配電網(wǎng)中，能夠?qū)崟r檢測配電線路的不正常運行狀態(tài)，快速檢測和定位線路的短路或接地故障，幫助相關(guān)人員快速隔離故障區(qū)段，進(jìn)行維修，減少停電時間和停電范圍。因此故障指示裝置系統(tǒng)在我國得到了廣泛的應(yīng)用。

為了保證故障指示裝置在線路發(fā)生故障時能夠準(zhǔn)確動作，在投運前，必須要對故障指示裝置的動作性能進(jìn)行檢測。把待檢的故障指示裝置安裝到實際配網(wǎng)的線路上進(jìn)行檢測，需要各電力部門的協(xié)調(diào)，耗時費力，而且受電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行的限制。因此，建立一套模擬單相接地故障發(fā)生后的電壓、電流變化狀況，并且能夠檢測故障指示裝置動作可靠性和靈敏度的系統(tǒng)是當(dāng)前單相接地故障選線及定位技術(shù)要繼續(xù)發(fā)展所要亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N配電網(wǎng)故障定位裝置，以解決檢測單相接地故障的可靠性與靈敏度的問題。

本申請?zhí)峁┝艘环N配電網(wǎng)故障定位裝置，該裝置包括：故障指示器和信號源；

所述故障指示器包括故障判斷單元、第一無線信號收發(fā)單元和測試探頭，包括第一測試探頭、第二測試探頭和第三測試探頭；

所述配電網(wǎng)輸電線包括第一相輸電線、第二相輸電線和第三相輸電線，所述第一測試探頭設(shè)置在所述第一相輸電線上，所述第二測試探頭設(shè)置在所述第二相輸電線上，所述第三測試探頭設(shè)置在所述第三相輸電線上；

所述故障判斷單元與所述測試探頭連接，用于判斷所述配電網(wǎng)各相配電線是否出現(xiàn)故障；

所述第一無線信號收發(fā)單元與所述故障判斷單元連接，所述第一無線信號收發(fā)單元用于發(fā)送和接收無線信號；

所述信號源包括：電壓互感器、高壓開關(guān)、控制單元、電流互感器和第二無線信號收發(fā)單元；

所述配電網(wǎng)輸電線的第一相輸電線、第二相輸電線和第三相輸電線分別與所述電壓互感器的一端連接，所述電壓互感器的另一端與所述控制單元連接；

所述高壓開關(guān)包括第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)，所述第一相輸電線通過所述第一開關(guān)與所述電流互感器連接，所述第二相輸電線通過所述第二開關(guān)與所述電流互感器連接，所述第三相輸電線通過所述第三開關(guān)與所述電流互感器連接；

所述電流互感器的另一端與所述控制單元連接；

所述控制單元與所述高壓開關(guān)的控制端連接；

所述控制單元與所述第二無線信號收發(fā)單元連接。

優(yōu)選地，所述故障判斷單元，用于：

判斷第一相輸電線的線電壓、第二相輸電線的線電壓和第三相輸電線的線電壓是否發(fā)生變化；

判斷零序電壓是否大于預(yù)置閾值。

優(yōu)選地，所述第一無線信號收發(fā)單元包括無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊wifi或者通用分組無線服務(wù)模塊gprs。

優(yōu)選地，所述第二無線信號收發(fā)單元包括無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊wifi或者通用分組無線服務(wù)模塊gprs。

優(yōu)選地，所述控制單元，用于：

控制所述高壓開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，以便于生成方波電流信號。

本申請?zhí)峁┑囊环N配電網(wǎng)故障定位裝置，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障點，為維修提供寶貴時間。具備系統(tǒng)相電壓、零序電壓監(jiān)測功能；具備接地電流監(jiān)測功能。能監(jiān)測并主動上送報警、故障信息及系統(tǒng)電壓等。通過發(fā)現(xiàn)故障，及時通過gsm\gprs或光纖通信上傳信息到主站，精確定位故障點。實施簡單，成本低，可靠性高。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N配電網(wǎng)故障定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖說明：1-配電網(wǎng)輸電線，11-第一相輸電線，12-第二相輸電線，13-第三相輸電線，2-故障指示器，21-故障判斷單元，22-第一無線信號收發(fā)單元，23-測試探頭，231-第一測試探頭，232-第二測試探頭，233-第三測試探頭，3-信號源，31-電壓互感器，32-高壓開關(guān)，321-第一開關(guān)，322-第二開關(guān)，323-第三開關(guān)，33-控制單元，34-電流互感器，35-第二無線信號收發(fā)單元。

具體實施方式

單相接地是10kv(35kv)小電流接地系統(tǒng)單相接地，單相接地故障是配電系統(tǒng)最常見的故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。由于樹障、配電線路上絕緣子單相擊穿、單相斷線以及小動物危害等諸多因素引起的。單相接地不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，燒壞設(shè)備，甚至引起相間短路而擴大事故。我國3～63kv電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運行方式，即為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見的臨時性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運行1～2h，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點。但是若發(fā)生單相接地故障時電網(wǎng)長期運行，因非故障的兩相對地電壓升高，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴大，影響用戶的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過負(fù)荷而燒毀。同時弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運行。

配電網(wǎng)線路發(fā)生故障時，往往一個故障點的出現(xiàn)，會引起一條線路上都出現(xiàn)故障故障，所以需要對具體的故障位置進(jìn)行定位，以加快配電線路的檢修工作，減少供電用戶的損失。

參見圖1，為本申請?zhí)峁┑囊环N配電網(wǎng)故障定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該裝置包括：

故障指示器2和信號源3；

所述故障指示器2包括故障判斷單元21、第一無線信號收發(fā)單元22和測試探頭23，包括第一測試探頭231、第二測試探頭232和第三測試探頭233；

所述配電網(wǎng)輸電線1包括第一相輸電線11、第二相輸電線12和第三相輸電線13，所述第一測試探頭231設(shè)置在所述第一相輸電線11上，所述第二測試探頭232設(shè)置在所述第二相輸電線12上，所述第三測試探頭233設(shè)置在所述第三相輸電線13上；

所述故障判斷單元21與所述測試探頭23連接，用于判斷所述配電網(wǎng)各相配電線是否出現(xiàn)故障；

所述第一無線信號收發(fā)單元22與所述故障判斷單元21連接，所述第一無線信號收發(fā)單元22用于發(fā)送和接收無線信號；

所述信號源3包括：電壓互感器31、高壓開關(guān)32、控制單元33、電流互感器34和第二無線信號收發(fā)單元35；

所述配電網(wǎng)輸電線1的第一相輸電線11、第二相輸電線12和第三相輸電線13分別與所述電壓互感器31的一端連接，所述電壓互感器31的另一端與所述控制單元33連接；

所述高壓開關(guān)32包括第一開關(guān)321、第二開關(guān)322和第三開關(guān)323，所述第一相輸電線11通過所述第一開關(guān)321與所述電流互感器34連接，所述第二相輸電線12通過所述第二開關(guān)322與所述電流互感器34連接，所述第三相輸電線13通過所述第三開關(guān)323與所述電流互感器34連接；

所述電流互感器34的另一端與所述控制單元33連接；

所述控制單元33與所述高壓開關(guān)32的控制端連接；

所述控制單元33與所述第二無線信號收發(fā)單元35連接。

本申請?zhí)峁┑呐潆娋W(wǎng)故障定位裝置，安裝再配電網(wǎng)線路上，其安裝位置可以是：長線路的中段和分支入口，指示線路故障區(qū)段及故障分支；變電站出口，判明是站內(nèi)或站外故障；用配變高壓進(jìn)線處，判明故障是否由用戶原因造成；電纜和架空線連接處，區(qū)分故障是否在電纜段。正常運行時，指示裝置窗口為白色顯示；發(fā)生故障時，窗口翻牌為紅色且閃光顯示。配電網(wǎng)故障指示裝置大多同時具備短路故障和單相接地故障的指示功能。除此之外，如果需要，故障指示裝置還可以具有負(fù)荷電流、導(dǎo)線溫度等簡單的線路運行狀態(tài)監(jiān)測能力。

本申請?zhí)峁┑呐潆娋W(wǎng)故障定位裝置，通過故障指示器2和信號源3共同配合實現(xiàn)對配電網(wǎng)故障的定位。故障指示器2用于判斷線路是否存在故障，信號源3用于根據(jù)配電網(wǎng)中的各相電流或電壓產(chǎn)生方波信號。當(dāng)故障指示器2中檢測到的配電網(wǎng)線路的電流或電壓的變化與信號源3產(chǎn)生的方波信號是否匹配確定配電網(wǎng)故障的具體位置。

故障指示器2的測試探頭23設(shè)置在配電網(wǎng)輸電線1的各相輸電線上，能夠測試配電網(wǎng)的各相輸電線上的電流或電壓?，F(xiàn)有配電網(wǎng)的電力傳輸線一般為3相電，即配電網(wǎng)輸電線1包括第一相輸電線11、第二相輸電線12和第三相輸電線13。為了測試各相輸電線的電流或電壓，在每一相輸電線上都設(shè)置測試探頭23。在第一相輸電線11上設(shè)有第一測試探頭231、在第二相輸電線12上設(shè)有第二測試探頭232，在第三輸電線上設(shè)有第三測試探頭233。第一測試探頭231、第二測試探頭232和第三測試探頭233分別與故障判斷單元21連接，故障判斷單元21根據(jù)測試探頭23測試的電流或電壓值判斷該輸電線上的電流或電壓是否正常。故障判斷單元21與第一無線信號收發(fā)單元22連接，第一無線信號收發(fā)單元22用于發(fā)送和接收無線信號，即接收信號源3發(fā)送的方波信號，并傳輸至故障判斷單元21，由故障判斷單元21判斷該故障指示器2的測試點是否為故障點，故障判斷單元21的判斷結(jié)果由第一無線信號收發(fā)模塊發(fā)送，發(fā)送至主站系統(tǒng)以實現(xiàn)對故障點的定位。

信號源3用于產(chǎn)生定位故障的特征信號，包括電壓互感器31、高壓開關(guān)32、控制單元33、電流互感器34和第二無線信號收發(fā)單元35。配電網(wǎng)輸電線1的各相輸電線分別與高壓互感器的一端連接，電壓互感器31的另一端與控制單元33連接，配電網(wǎng)輸電線1個各相輸電線通過高壓開關(guān)32與電流互感器34的一端連接，電流互感器34的另一端與控制單元33連接，形成從配電網(wǎng)輸電線1到電流互感器34或電壓互感器31在倒控制器的通路，實現(xiàn)對配電網(wǎng)各相輸電線上電流和電壓的檢測。配電網(wǎng)輸電線1的各相輸電線通過高壓開關(guān)32與電流互感器34連接，并且控制單元33與高壓開關(guān)32的控制端連接，控制單元33發(fā)動控制信號，控制高壓開關(guān)32投切，以實現(xiàn)各相輸電線與電流互感器34的接通時機。為了實現(xiàn)對各相輸電線的控制，高壓開關(guān)32包括第一開關(guān)321、第二開關(guān)322和第三開關(guān)323。其中，第一相輸電線11通過第一開關(guān)321與電流互感器34連接，第二相輸電線12通過與第二開關(guān)322與電流互感器34連接，第三相輸電線13通過第三開關(guān)323與電流互感器34連接。信號源3中還包括第二無線信號收發(fā)單元35，用于發(fā)送控制單元33形成的方波信號。方波信號，由負(fù)荷電流、電流信號序列幅值、單相接地故障發(fā)送時刻、信號源3的啟動延時、信號源3動作后閉鎖時刻、開關(guān)設(shè)備單次合閘時間、開關(guān)設(shè)備單次投切時間，以及開關(guān)設(shè)備第一次投入到最后一個分閘時間共同構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述故障判斷單元21，用于：判斷第一相輸電線11的線電壓、第二相輸電線12的線電壓和第三相輸電線13的線電壓是否發(fā)生變化；判斷零序電壓是否大于預(yù)置閾值。

對于單相接地故障，示例性的包括三種情況。第一，如果某一相不完全接地，即通過高電阻或電弧接地，故障相的電壓降低，非故障相的電壓升高，非故障相的電壓大于正常的相電壓，但達(dá)不到線電壓。電壓互感器31開口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。第二，如果某一相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線電壓。此時電壓互感器31開口三角處出現(xiàn)三倍于原來的相電壓，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。第三，如果電壓互感器31高壓側(cè)出現(xiàn)某一相斷線或熔斷件熔斷，則故障相的指示不為零，這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實際電壓，非故障相仍為相電壓?；ジ衅鏖_口三角處會出現(xiàn)35v左右電壓值，并啟動繼電器，發(fā)出接地信號。

所以故障判斷單元21，需要檢測第一相輸電線11的線電壓、第二相輸電線12的線電壓和第三相輸電線13的線電壓，并判斷其是否發(fā)生變化，同時還需要判斷零序電壓是否大于預(yù)置閾值。對電壓是否變化以及是否大于預(yù)置閾值的判斷，可以通過電壓比較器判斷，這里對電壓比較器的決堤比較方法不再詳述。

優(yōu)選地，所述第一無線信號收發(fā)單元22包括無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊wifi或者通用分組無線服務(wù)模塊gprs。

為了實現(xiàn)無線信號的傳輸，可以使用wifi模塊，也可以使用gprs模塊，兩者的使用方式相同，可以根據(jù)設(shè)置故障指示器2的地理環(huán)境、故障指示器2與信號源3的距離、以及不同模塊的特點，確定最終第一無線收發(fā)單元選取的用于實現(xiàn)無線通信的模塊。

當(dāng)然如果在無線信號收發(fā)單元中及包括wifi模塊又包括gprs模塊，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)無線信號的傳輸，但是對戶外設(shè)備而言包括的部件越多其存在故障的可能性也就越大，所以該方案的缺點大于優(yōu)點，往往不作為實現(xiàn)方案。

優(yōu)選地，所述第二無線信號收發(fā)單元35包括無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊wifi或者通用分組無線服務(wù)模塊gprs。

對于第二無線信號收發(fā)單元35的限定與第一信號收發(fā)單元的限定相似，這里不再贅述。

優(yōu)選地，所述控制單元33，用于：控制所述高壓開關(guān)32的開關(guān)狀態(tài)，以便于生成方波電流信號。

本申請?zhí)峁┑囊环N配電網(wǎng)故障定位裝置，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障點，為維修提供寶貴時間。具備系統(tǒng)相電壓、零序電壓監(jiān)測功能；具備接地電流監(jiān)測功能。能監(jiān)測并主動上送報警、故障信息及系統(tǒng)電壓等。通過發(fā)現(xiàn)故障，及時通過gsm\gprs或光纖通信上傳信息到主站，精確定位故障點。實施簡單，成本低，可靠性高。

具體實現(xiàn)中，本發(fā)明還提供一種計算機存儲介質(zhì)，其中，該計算機存儲介質(zhì)可存儲有程序，該程序執(zhí)行時可包括本發(fā)明提供的呼叫方法的各實施例中的部分或全部步驟。所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(英文：read-onlymemory，簡稱：rom)或隨機存儲記憶體(英文：randomaccessmemory，簡稱：ram)等。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明實施例中的技術(shù)可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上所述的本發(fā)明實施方式并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。