電纜線路故障定位裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于對(duì)電纜線路中發(fā)生的故障進(jìn)行定位所采用的裝置和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)20kV中壓配電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式。配電線路故障，尤其是單相接地故障的快速、準(zhǔn)確定位，不僅對(duì)修復(fù)線路和保證可靠供電，而且對(duì)保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的作用。配電網(wǎng)單相接地故障是發(fā)生幾率最高的故障類型，所以配電網(wǎng)故障定位主要是解決單相接地故障的準(zhǔn)確定位難題。
[0003]目前，20kV中壓配電網(wǎng)普遍采用三芯交聯(lián)聚乙烯XLPE電力電纜。該電力電纜從內(nèi)到外的組成依次為:線芯、內(nèi)絕緣層、金屬護(hù)套(銅帶屏蔽層)、填充層、中絕緣層、鋼帶鎧裝、外絕緣層。有些復(fù)雜的電纜結(jié)構(gòu)還會(huì)包括半導(dǎo)電層等。
[0004]當(dāng)高壓電纜線芯通過(guò)交流電流時(shí)，在線芯周圍會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，該感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度與通過(guò)電纜線芯的電流大小成正比。運(yùn)行中的高壓電力電纜由于渦流效應(yīng)，其金屬護(hù)層上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓的大小不僅與流過(guò)線芯的電流(或短路電流)以及電纜的長(zhǎng)度和敷設(shè)方式有關(guān)，還與周圍回路的排列方式、距離有關(guān)。當(dāng)電纜外護(hù)套破損和缺陷、遭受過(guò)電壓或發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，將造成金屬護(hù)套多點(diǎn)接地，即會(huì)在金屬護(hù)套、接地線、接地系統(tǒng)間形成回路，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生高壓環(huán)流，該電流可達(dá)線芯電流的50°/『95%，足以使金屬護(hù)層或鎧裝層發(fā)熱，損耗大量的電能，加速電纜絕緣的老化，甚至導(dǎo)致電纜絕緣薄弱處擊穿。為了避免這些狀況的發(fā)生，我們通常對(duì)電力電纜線路進(jìn)行保護(hù)接地。
[0005]電力電纜線路保護(hù)接地即電力電纜金屬護(hù)套可靠接地是有效保障電力電纜線路安全運(yùn)行的重要保護(hù)措施，其本質(zhì)是在正常和事故以及電纜系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓等情況下，利用大地作為電流回路，將電纜接地處電位固定在允許的接地電位上。接地電位不僅與入地電流的波形和幅值相關(guān)，而且與接地體的幾何尺寸、大地電阻率等參數(shù)有關(guān)。
[0006]電力電纜單相短路故障時(shí)，接地體的接地電位可能達(dá)到數(shù)kV ;雷電過(guò)電壓時(shí)，接地體的瞬時(shí)接地電位可能高達(dá)數(shù)百kV。地電位大幅升高，一方面可能導(dǎo)致高壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|護(hù)層絕緣擊穿，引起金屬護(hù)套多點(diǎn)接地故障，另一方面可能導(dǎo)致反擊過(guò)電壓擊穿相鄰設(shè)備或?qū)⒏唠娢灰蚱渌碗娢惶幵斐稍O(shè)備事故和人身事故，與此同時(shí)，接地電流在大地中流散時(shí)，大地表面出現(xiàn)較大的電位梯度，可能使人體受到接觸電位和跨步電位電擊傷害。
[0007]因此，在地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能地采取優(yōu)化措施，按照經(jīng)濟(jì)合理的原則在電力電纜金屬護(hù)層的一定位置采用特殊的連接和接地方式，并同時(shí)裝設(shè)護(hù)層保護(hù)器，以防止電纜護(hù)層絕緣被擊穿，保障電力電纜線路的安全可靠運(yùn)行。電力電纜線路按照GB50217-94《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求安裝施工時(shí)，合理選擇金屬護(hù)套接地方式是確保電纜線路正常工作的基礎(chǔ)。一般有以下幾種接地方式:護(hù)套兩端直接接地；護(hù)套一端接地；護(hù)套中點(diǎn)接地；護(hù)套交叉互聯(lián)接地。
[0008]目前對(duì)于配電網(wǎng)線路故障定位的研宄也大多集中在單相接地故障定位方面的研宄。許多學(xué)者對(duì)配電網(wǎng)的故障定位問(wèn)題做了大量研宄，主要可以概括為三類:一類是以在線路端點(diǎn)處測(cè)量故障距離為目的的故障測(cè)距法；一類是故障發(fā)生后通過(guò)向系統(tǒng)注入信號(hào)實(shí)現(xiàn)尋跡的信號(hào)注入法；還有一類是利用戶外故障探測(cè)器檢測(cè)的故障點(diǎn)前后故障信息的不同確定故障區(qū)段的戶外故障點(diǎn)探測(cè)法。這些方法普遍存在實(shí)施復(fù)雜、不易操作的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠方便、快速地對(duì)電纜線路中的故障位置進(jìn)行定位所采用的電纜線路故障定位裝置和系統(tǒng)。
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0011]—種電纜線路故障定位裝置，用于對(duì)由若干根電纜相連接構(gòu)成的線路中的故障進(jìn)行定位，所述的電纜線路故障定位裝置包括故障指示器，所述的故障指示器包括獲得每段所述的電纜的線路零序電流和護(hù)套接地電流的電流采集單元、比較每段所述的電纜的線路零序電流與所設(shè)定的該段所述的電纜的過(guò)流門檻值以及每段所述的電纜的護(hù)套接地電流與所設(shè)定的該段所述的電纜的感應(yīng)系數(shù)和該段所述的電纜的線路零序電流的乘積而得出電纜線路的故障定位信息的CPU。
[0012]所述的電纜線路故障定位裝置還包括與所述的CPU相連接的人機(jī)交互模塊、通訊豐旲塊。
[0013]所述的電纜線路故障定位裝置還包括在每段所述的電纜的首、末兩端設(shè)置的線路零序電流互感器和護(hù)套接地電流互感器，所述的線路零序電流互感器和所述的護(hù)套接地電流互感器均與所述的故障指示器的電流采集單元相連接。
[0014]所述的線路零序電流互感器為開(kāi)口式零序電流互感器，所述的護(hù)套接地電流互感器為電磁式單相電流互感器。
[0015]一種電纜線路故障定位系統(tǒng)，其包括對(duì)電纜線路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控的遠(yuǎn)方主站、若干個(gè)對(duì)由若干根電纜相連接構(gòu)成的線路中的故障進(jìn)行的定位電纜線路故障定位裝置，所述的電纜線路故障定位裝置分布于每段所述的電纜的一端或兩端，所述的電纜線路故障定位裝置通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與所述的遠(yuǎn)方主站相連接。
[0016]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):通過(guò)本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地定位出電纜線路中發(fā)生故障的位置，從而可以提高故障檢修作業(yè)的效率，進(jìn)而保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖1為本實(shí)用新型的電纜線路故障定位系統(tǒng)的示意圖。
[0018]附圖2為本實(shí)用新型的電纜線路故障定位裝置的示意圖。
[0019]附圖3為本實(shí)用新型的電纜線路故障定位裝置采用的定位方法的流程圖。
[0020]以上附圖中:1、遠(yuǎn)方主站；2、通訊網(wǎng)絡(luò)；3、電纜線路故障定位裝置；4、電纜；5、故障指示器；6、電流采集單元；7、CPU ;8、人機(jī)交互模塊；9、通訊模塊；10、線路零序電流互感器；11、護(hù)套接地電流互感器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0022]實(shí)施例一:實(shí)施例一:一種電纜線路故障定位系統(tǒng)如附圖1所示，其包括遠(yuǎn)方主站I以及與遠(yuǎn)方主站I通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)2實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接的若干個(gè)電纜線路故障定位裝置3，其中，遠(yuǎn)方主站I用于對(duì)電纜線路連接構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體監(jiān)控，而各個(gè)電纜線路故障定位裝置3則用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜線路中發(fā)生的接地故障的位置進(jìn)行判斷。整個(gè)電纜線路網(wǎng)絡(luò)由若干條線路連接構(gòu)成，而每條線路又有若干段電纜4連接構(gòu)成，每一段電纜4均至少配備有一個(gè)電纜線路故障定位裝置3，其可以設(shè)置在電纜4的一端。而本實(shí)施例中，為了獲得更加準(zhǔn)確的定位結(jié)論，在每段線纜的首、末兩端分別設(shè)置了電纜線路故障定位裝置3。
[0023]如附圖2所示，一種用于對(duì)由若干根電纜4相連接構(gòu)成的線路中的故障進(jìn)行定位的電纜線路故障定位裝置3，包括故障指示器5，故障指示器5包括獲得其所連接的那段電纜4的線路零序電流和護(hù)套接地電流的電流采集單元6、得出電纜線路的故障定位信息的CPU7，電流采集單元6與CPU7相連接。電纜線路故障定位裝置3還包括與CPU7相連接的人機(jī)交互模塊8、通訊模塊9。而電纜線路故障定位裝置3還包括設(shè)置在其所連接的電纜4的端部的線路零序電流互感