專利名稱：查找線路接地故障點(diǎn)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線路檢測領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種查找線路接地故障點(diǎn)的方法及
裝直。
背景技術(shù)：
當(dāng)線路中出現(xiàn)接地故障時(shí)，需要查找、定位故障點(diǎn)。通常采用以下方法查找、定位故障點(diǎn)通過一臺(tái)信號發(fā)送器向待測線路與地之間發(fā)送交流或直流的電壓信號，由于線路接地電阻及對地分布電容的存在，待測線路會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的查找電流信號，同時(shí)使用一臺(tái)信號接收器沿著待測線路檢測查找電流信號，在查找電流信號的強(qiáng)度或相位出現(xiàn)驟變的地點(diǎn)即為接地故障點(diǎn)。由于查找電流信號是從信號發(fā)送器輸出端流出，流經(jīng)待測線路，最后從接地故障點(diǎn)流出，由地流回信號發(fā)送器，因此信號接收器若能指示查找電流的方向，則可順著查找電流的方向，快速找到接地故障點(diǎn)。通過該方式，在查找復(fù)雜的網(wǎng)狀線路的接地故障點(diǎn)時(shí)，工作效率可以顯著提高。目前，在查找線路接地故障點(diǎn)時(shí)，通常采用的檢測泄露電流信號方向的方法有以下幾種(I)交流信號法由信號發(fā)送器向待測線路與地之間發(fā)送較低頻率的交變的電壓信號(基準(zhǔn)信號)，待測線路中即產(chǎn)生相應(yīng)的查找電流信號，該查找電流信號的頻率與電壓信號(基準(zhǔn)信號)相同，但相位有所差異。信號發(fā)送器同時(shí)還通過有線、無線或被待測線路自身向信號接收器發(fā)送由基準(zhǔn)信號與高頻信號調(diào)制后的較高頻率的已調(diào)制信號。信號接收器沿著待查線路跟蹤檢測查找電流信號，同接收通過有線、無線或被待測線路自身，接收由信號發(fā)送器傳送來的已調(diào)制信號，對其解調(diào)還原出基準(zhǔn)信號后，與檢測到的泄露電流信號的相位進(jìn)行比較。若相位差接近0°，則信號接收器指示的方向與查找電流信號方向相同；若相位差接近180°，則信號接收器指示的方向與查找電流信號方向相反。該方法的缺點(diǎn)是，需要信號發(fā)送器與信號接收器通過有線或無線方式相互通信。采用有線方式進(jìn)行通信時(shí)，需要專用的通信電纜來連接信號發(fā)送器與信號接收器，而查找接地故障點(diǎn)過程中，需要拖著通信電纜來回移動(dòng)，極不方便；采用無線通信方式時(shí)，信號發(fā)送器與信號接收器可能位于不同地點(diǎn)，中間會(huì)有墻壁等障礙物相阻隔，無線通信經(jīng)常中斷，并且由于信號接收器為便攜式設(shè)備，一般采用電池供電，無線通信會(huì)造成耗電會(huì)顯著增加，電池充滿電后，使用過程中電池存貯的電量很快耗盡，設(shè)備的工作時(shí)間受到很大限制。若利用被查測線路本身來傳送載波信號，當(dāng)泄露電流微弱、線路上存在較大的干擾信號時(shí)，較高頻率的載波信號衰減很大，造成相位測量誤差較大，難以正確指示泄露電流方向，無法投入實(shí)際應(yīng)用。(2)直流信號法由信號發(fā)送器向待測線路發(fā)送直流電壓信號使待測線路產(chǎn)生相應(yīng)的查找電流信號，然后沿著待測線路由信號接收器跟蹤接收查找電流信號。直流信號本身是有方向的，信號接收器利用直流信號的方向性，從而指示泄露電流的方向。
該方法的缺點(diǎn)是第一，由于接收器電路的零點(diǎn)漂移，難以檢測到微弱的泄露電流信號，因此當(dāng)泄露電流微弱、線路上存在較大的干擾信號時(shí)，檢測誤差較大，無法正確指示泄露電流的方向。第二，該方法只適合在不帶電工作線路的故障查找，當(dāng)線路帶電工作時(shí)，由于線路上本身有工作電流，無法進(jìn)行故障查找。(3)帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)闹绷餍盘柗ㄔ摲椒愃浦绷餍盘柗?，但是信號發(fā)送器產(chǎn)生低頻方波信號(查找信號)，信號發(fā)送器、信號接收器通過有線、無線或被待測線路自身方式進(jìn)行通信，在方波信號低電平(即無信號輸出)時(shí)，手動(dòng)或自動(dòng)將信號接收器置零，在方波信號高電平時(shí)，進(jìn)行查找信號的檢測。該方法雖然可以避免信號接收器電路的零點(diǎn)漂移，但當(dāng)線路上存在復(fù)雜的交直流的干擾信號時(shí)，無法消除干擾信號的影響，因而在當(dāng)泄露電流微弱、線路上較大的干擾信號時(shí)，該方法誤差較大，無法正確指示查找電流信號的方向。另外，該方法也需要信號發(fā)送器與信號接收器通過通過有線或無線方式相互通信。采用有線方式進(jìn)行通信時(shí)，需要專用的·通信電纜來連接信號發(fā)送器與信號接收器，而查找接地故障點(diǎn)過程中，需要拖著通信電纜來回移動(dòng)，極不方便；采用無線方式通信方式時(shí)，信號發(fā)送器與信號接收器可能位于不同地點(diǎn)，中間會(huì)有墻壁等障礙物相阻隔，無線通信會(huì)經(jīng)常中斷，并且由于信號接收器為便攜式設(shè)備，一般采用電池供電，無線通信會(huì)造成耗電會(huì)顯著增加，電池充滿電后，使用過程中電池存貯的電量會(huì)很快耗盡，設(shè)備的工作時(shí)間受到很大限制。若利用被查測線路本身來傳送載波信號，當(dāng)泄露電流微弱、線路上存在較大的干擾信號時(shí)，較高頻率的載波信號衰減很大，無法投入實(shí)際應(yīng)用。綜上所述，目前可以檢測查找電流方向的查找接地故障點(diǎn)的方法及裝置，使用極不方便，不便于準(zhǔn)確地指示查找電流信號的方向，尤其是對于查找電流很微弱的高阻接地故障點(diǎn)的查找，以及現(xiàn)場存在較強(qiáng)的干擾的接地故障點(diǎn)的查找。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述接地故障點(diǎn)查找中無法精確指示查找電流信號方向的問題，提供一種查找線路接地故障點(diǎn)的方法及裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種查找線路接地故障點(diǎn)的方法，通過信號發(fā)送器和信號接收器實(shí)現(xiàn)接地故障點(diǎn)查找，其中所述信號發(fā)送器用于向待測線路施加頻率為f0的發(fā)送電壓信號以使待測線路產(chǎn)生發(fā)送電流信號；包括以下步驟(a)所述信號接收器產(chǎn)生一個(gè)與所述發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號；(b)所述信號接收器根據(jù)所述待測線路中的發(fā)送電流信號和所述參比電壓信號，進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置；(C)所述信號接收器對卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號、參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，計(jì)算該卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對于設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)的修正相位0am'，并根據(jù)所述修正相位ctam'，指示該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的方向。在本發(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法中，所述信號接收器通過設(shè)置在信號接收器上的方向標(biāo)識及在顯示屏上顯示的方向標(biāo)識指示發(fā)送電流信號方向，所述步驟(b)包括(bl)所述信號接收器同步采樣檢測待測線路上基準(zhǔn)點(diǎn)處的發(fā)送電流信號及參比電壓信號，所述基準(zhǔn)點(diǎn)為待測線路中發(fā)送電流信號方向已知的一點(diǎn)且在該基準(zhǔn)點(diǎn)處所述信號接收器上設(shè)置的方向標(biāo)識與所述待測線路中發(fā)送電流信號的方向相同；(b2)所述信號接收器在接收到基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定指令時(shí)計(jì)算和存儲(chǔ)所述發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) (^b=CtaO - (tbO，其中AaO為發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，0bO為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位。在本發(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法中，所述步驟(b2)中還包括在接收到基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定指令時(shí)計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值10，并存儲(chǔ)該幅值IO為發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib : Ib=IO。在本發(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法中，所述步驟(C)中包括；計(jì)算所述卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的頻率為fo的信號成分的幅值Im，并計(jì)算該處發(fā)送電流信號的相對幅值1m' =Im/IbX100%?！ぴ诒景l(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法中，所述步驟(C)中，所述卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位^am' =4>am— 4>bm— A<J)b,其中4>am為發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，ctbm為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位。在本發(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法中，所述步驟(C)中當(dāng)-90°< ^am/ <90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤罢颉?；?dāng)90° ( (j5am/彡180°或一180° (彡一90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤胺聪颉?。本發(fā)明還提供了一種查找線路接地故障點(diǎn)的裝置，包括信號發(fā)送器和信號接收器，其中所述信號發(fā)送器用于向待測線路施加頻率為f0的發(fā)送電壓信號以使待測線路產(chǎn)生發(fā)送電流信號；所述信號接收器包括信號發(fā)生單元、電流檢測單元、分析處理單元、方向指示單元以及基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元，其中所述信號發(fā)生單元，用于產(chǎn)生一個(gè)與所述發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號；所述電流檢測單元，用于檢測待測線路中的發(fā)送電流信號；所述分析處理單元，用于對所述發(fā)送電流信號和參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，并計(jì)算發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位0am';所述方向指示單元，用于根據(jù)所述修正相位ctam'指示待測線路中發(fā)送電流信號的方向；所述基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元，用于根據(jù)所述待測線路中的發(fā)送電流信號和所述參比電壓信號進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置。在本發(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置中，所述方向指示單元包括設(shè)置在信號接收器上的方向標(biāo)識及在顯示屏上顯示的方向標(biāo)識，所述分析處理單元還用于計(jì)算待測線路上基準(zhǔn)點(diǎn)處的發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) Ctb=CtaO - (tbO，其中(taO為發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，ctbO為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位，所述基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元在接收到設(shè)置指令時(shí)存儲(chǔ)所述分析處理單元計(jì)算獲得的發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) C^b0在本發(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置中，所述分析處理單元還用于計(jì)算卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值Im及相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的相對幅值Im'，所述基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元還用于存儲(chǔ)在接收到設(shè)置指令時(shí)分析處理單元計(jì)算獲得的幅值10為發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib : Ib=IO。在本發(fā)明所述的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置中，所述發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位^am' =ctam— (tbm— A仙，其中小am為發(fā)送電流信號的頻率為fO的信號成分的相位，<j5bm為參比電壓信號的頻率為fO的信號成分的相位；當(dāng)-90° < am/ <90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤罢颉保划?dāng)90° ( ctam^彡180°或一180° ( ctam^彡一 90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤胺聪颉薄１景l(fā)明的查找線路接地故障點(diǎn)的方法和裝置，通過信號接收器內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號，并對發(fā)送電流信號、參比電壓信號進(jìn)行同步采樣、分析，確定線路上不同位置發(fā)送電流信號的相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的修正相位、方向和相對幅值，從而確定線路中的發(fā)送電流信號的方向，以進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地定位待測線路上的接地故障點(diǎn)。特別地，本發(fā)明中，信號接收器只利用待測線路上發(fā)送電流信號與自身產(chǎn)生的參比電壓信號的相位關(guān)系，判別待測線路上各位置發(fā)送電流的方向，從而快速定位接地故障點(diǎn)，而無需采用任何有線或無線通信方法與信號發(fā)送器通信。


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圖I是本發(fā)明查找線路接地故障點(diǎn)裝置的應(yīng)用場景的示意圖。圖2是圖I中信號接收器實(shí)施例的示意圖。圖3是圖I中A、B、D三點(diǎn)處的發(fā)送電流信號的示意圖。圖4是圖I中A、B、C、D各點(diǎn)處的發(fā)送電流信號的相位的示意圖。圖5是本發(fā)明查找線路接地故障點(diǎn)的方法實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1、2所示，本發(fā)明的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置包括信號發(fā)送器I和信號接收器2，其中信號發(fā)送器I通過連接線3向待測線路及地之間施加頻率為f0的發(fā)送電壓信號(例如正弦波、方波、三角波)，以使待測線路產(chǎn)生發(fā)送電流信號(由于接地電阻和分布電容的存在)。具體地，上述信號發(fā)送器I的正輸出端連接到待測線路，負(fù)輸出端接地。信號接收器2檢測上述待測線路上的發(fā)送電流信號，同時(shí)其內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號，該信號接收器2通過對發(fā)送電流信號、參比電壓信號進(jìn)行同步采樣、分析，確定待測線路上不同位置發(fā)送電流信號的相位、方向和幅值，從而準(zhǔn)確、快速地定位待測線路上的接地故障點(diǎn)。信號接收器2包括信號發(fā)生單元21、電流檢測單元22、分析處理單元23、方向指示單元25以及基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元24。上述信號發(fā)生單元21、電流檢測單元22、分析處理單元23、方向指示單元25以及基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元24可由硬件、軟件或其結(jié)合實(shí)現(xiàn)。信號發(fā)生單元21用于產(chǎn)生一個(gè)與信號發(fā)送器I的發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號。電流檢測單元22用于檢測卡測點(diǎn)處的待測線路中的發(fā)送電流信號。具體地，該電流檢測單元22包括一個(gè)具有鉗形開口的電流傳感器，可卡在待測線路上并通過電磁感應(yīng)方式獲得待測線路中的電流信號。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，上述具有鉗形開口的電流傳感器即可以通過連接線與信號接收器2的其他部分連接，也可以固定在信號接收器2上。分析處理單元23用于對電流檢測單元22獲得的發(fā)送電流信號和參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，并計(jì)算卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位0am'及相對幅值Im'。具體地，該分析處理單元23對同步采樣的發(fā)送電流信號和參比電壓信號，分別采用付利葉算法，計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位0am，計(jì)算參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位0bm，以及存貯的基準(zhǔn)點(diǎn)處發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) 4>b,并據(jù)此計(jì)算此時(shí)的發(fā)送電流信號的修正相位(tam' =4>am— 4>bm —A <J)b0基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元24用于根據(jù)待測線路中的發(fā)送電流信號和所述參比電壓信號進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置。具體地，該基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元24在接收到基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置指令(例如特定按鈕被按下)時(shí)分析處理單元23計(jì)算獲得的參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，上述參數(shù)包括基準(zhǔn)點(diǎn)處發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) ctb,以及基準(zhǔn)點(diǎn)處發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib，并以此作·為基準(zhǔn)點(diǎn)參數(shù)。方向指示單元25用于根據(jù)分析處理單元23計(jì)算獲得的修正相位(tam'指示該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的方向。具體地，上述的方向指示單元25包括設(shè)置在信號接收器2的具有鉗形開口的電流傳感器上(例如側(cè)面)的方向標(biāo)識(例如方向箭頭等)以及在顯示屏上顯示的方向標(biāo)識(例如“正向”、“反向”、方向箭頭等)，其中，顯示屏上顯示的方向標(biāo)識顯示的方法是當(dāng)-90° <<90°時(shí)，顯示為“正向”,表示卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號的方向與信號接收器上設(shè)置的方向標(biāo)識相同；當(dāng)90° ( ctam'彡180°或一180° ( ctam^彡-90°時(shí)，顯示為“反向”，表示卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號與信號接收器上設(shè)置的方向標(biāo)識相反。當(dāng)具有鉗形開口的電流傳感器固定在信號接收器2上時(shí)，上述方向指示單元25可僅向顯示屏輸出與發(fā)送電流信號實(shí)際流向一致的方向標(biāo)識，而無需在信號接收器的外殼設(shè)置方向標(biāo)識。在使用信號接收器2進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置時(shí)，可選擇待測線路中發(fā)送電流方向確定的一點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，例如圖I中的E點(diǎn)(靠近信號發(fā)送器I與待測線路的連接處，可確定此處的發(fā)送電流方向由E點(diǎn)指向待測線路的其他部分)，或信號發(fā)送器的正輸出線上(可確定此處的發(fā)送電流方向?yàn)橛尚盘柊l(fā)送器I指向待測線路)。在選定基準(zhǔn)點(diǎn)后，使信號接收器2的方向指示單元25的方向標(biāo)識與發(fā)送電流信號方向相同，此時(shí)分析處理單元23計(jì)算此時(shí)的發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差，在接收到基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置指令(例如特定按鈕被按下)時(shí)，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元24存儲(chǔ)分析處理單元23計(jì)算獲得的發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) (^b=CtaO —(tbO，其中(^aO為基準(zhǔn)點(diǎn)處的發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，0bO為對應(yīng)參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位。上述的分析處理單元23還可計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值Im,并計(jì)算該處發(fā)送電流信號的相對幅值1m' =Im/IbX100%。而基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元24還存儲(chǔ)在接收到設(shè)置指令時(shí)分析處理單元23計(jì)算獲得的幅值10為發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib :Ib=I0。如圖I所示，待測線路中帶有接地故障點(diǎn)C，故障點(diǎn)接地電阻為R，故障點(diǎn)兩邊線路的對地分布電容分別等效為Cp C2。首先通過信號發(fā)送器I向待測線路和地之間施加正弦波的電壓信號=Utl(tkUfsin(2 JI fj)，由于線路接地電阻和分布電容的存在，產(chǎn)生正弦波發(fā)送電流信號iam(t)=Iam* sin(2 f。t+4>am)。在待測線路各點(diǎn)處,發(fā)送電流信號的幅值Iam和相位am不同,如圖3所示在待測線路的A點(diǎn)，發(fā)送電流信號IA=Ia+Ie2+IK，相位超前發(fā)送電壓信號叱角。在待測線路的B點(diǎn)，發(fā)送電流信號IB=IC2+IK4@位超前發(fā)送電壓信號^角。在待測線路的D點(diǎn)，發(fā)送電流信號相位超前發(fā)送電壓信號cK角。實(shí)際上，線路的對地分布電容在整個(gè)線路中都是存在的，實(shí)際線路中發(fā)送電流信號相位的變化如圖4所示，圖4 (b)為沿著待測線路發(fā)送電流信號幅值變化情況，圖4 (c)為沿著待測線路發(fā)送電流信號相位變化情況，圖4 (c)中，發(fā)送電流信號的相位都是以基準(zhǔn)點(diǎn)E處發(fā)送電流信號為基準(zhǔn)，數(shù)值為正表示超前，數(shù)值為負(fù)表示滯后。信號接收器2由于不與信號發(fā)送器I通信，因此信號接收器2無法知道發(fā)送電壓信號的相位。本發(fā)明引入了 “基準(zhǔn)點(diǎn)”和發(fā)送電流信號的“修正相位”的概念，“基準(zhǔn)點(diǎn)”的·發(fā)送電流信號的修正相位為0°，待測線路上其它各點(diǎn)的發(fā)送電流信號的修正相位都是相對于“基準(zhǔn)點(diǎn)”的發(fā)送電流信號的相對相位。信號接收器2通過內(nèi)部生成的與發(fā)送電壓信號相同頻率的電參比壓信號ub (t) =Ub*sin (2 Lt+$ b)，作為基準(zhǔn)點(diǎn)和修正相位計(jì)算的依據(jù)。以下說明本發(fā)明的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置的使用方法。首先將信號發(fā)送器I的正輸出端連接到待測線路，負(fù)輸出端接地，向待測線路及地之間施加頻率為f0的發(fā)送電壓信號。信號接收器產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號。將信號接收器2卡在信號正輸出線上，將該卡測點(diǎn)作為“基準(zhǔn)點(diǎn)”，使信號接收器2側(cè)面上的方向標(biāo)識與發(fā)送電流信號在信號正輸出線上流出的方向相同；信號接收器2對發(fā)送電流信號、參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，采用付利葉算法，分別計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值10、相位0aO，計(jì)算參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位4>b0o按下信號接收器2上的“參考設(shè)定”按鈕，將此時(shí)信號接收器的卡測點(diǎn)作為發(fā)送電流信號的基準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算并存貯基準(zhǔn)點(diǎn)處的發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) (^b=CtaO - (tbO ;計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值10，并存儲(chǔ)該幅值IO為發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib :Ib=IO。完成基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置后，可卡測待測線路上任一點(diǎn)的發(fā)送電流信號相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的修正相位0am',以根據(jù)所述修正相位,指示該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的方向；計(jì)算該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相對幅值1m' =Im/IbX 100%。完成基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置后，如果在基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行卡測，則可得到如下結(jié)果發(fā)送電流信號修正相位Aam' =0，顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤罢颉?，發(fā)送電流信號的相對幅值Im' =100%o再將信號接收器2卡在待測線路上任意一點(diǎn)，信號接收器2對該處的發(fā)送電流信號、參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，采用付利葉算法，分別計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值Im、相位$am，參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位$bm，并計(jì)算該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的修正相位=4>am— 4>bm— A 4>b。同時(shí)信號接收器2還可計(jì)算該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的相對幅值1m' =Im/IbX100%。進(jìn)一步判斷該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的方向當(dāng)一 90°彡彡90°時(shí),顯示發(fā)送電流信號的方向?yàn)椤罢颉保硎景l(fā)送電流信號的方向與信號接收器2上設(shè)置的方向標(biāo)識相同；當(dāng)90° ( am/彡180°或一180° ( (^am'彡一90°時(shí)，顯示發(fā)送電流信號的方向?yàn)椤胺聪颉保聿话l(fā)送電流信號的方向與信號接收器2上設(shè)置的方向標(biāo)識相反。由于發(fā)送電流信號是從信號發(fā)送器I的正輸出端流出，流經(jīng)待測線路，最后從待測線路的接地故障點(diǎn)流出，再由地流回信號發(fā)送器1，因此信號接收器2若能指示發(fā)送電流信號的方向，則順著發(fā)送電流信號的方向，逐點(diǎn)卡冊，可以快速找到接地故障點(diǎn)。在待測線路上檢測出發(fā)送電流信號信號的修正相位ctam'、方向和相對幅值Im'后，可根據(jù)電路和知識，很方便地確定接地故障點(diǎn)單線線路如圖I、圖3所示，順著發(fā)送電流信號的方向，在待測線路的接地故障點(diǎn)·C之前后(如圖I、圖3中待測線路上B、D兩點(diǎn)，發(fā)送電流信號的相對幅值(即Im')會(huì)突然變小，同時(shí)發(fā)送電流信號的修正相位在接地故障點(diǎn)最負(fù)(如圖3中待測線路上C點(diǎn))，在接地故障點(diǎn)之后(如圖3中待測線路上D點(diǎn))，發(fā)送電流信號的修正相位會(huì)突然上升，根據(jù)該特征，可以準(zhǔn)確定位接地故障點(diǎn)。復(fù)雜的網(wǎng)狀線路根據(jù)如下特點(diǎn)進(jìn)行判斷發(fā)送電流信號一定是從信號發(fā)送器I輸出端流出，流經(jīng)待測線路，最后從接地故障點(diǎn)流出，再由地流回信號發(fā)送器1，并且，發(fā)送電流信號的修正相位在接地故障點(diǎn)最負(fù)。因此，在遇到分支線路時(shí)，應(yīng)繼續(xù)查測發(fā)送電流信號的相對幅值最大、發(fā)送電流信號的修正相位最負(fù)、發(fā)送電流信號流出的支路，支路確定后，再根據(jù)單線線路的查測方法，最后確定出接地故障點(diǎn)。如圖5所示，本發(fā)明還提供一種查找線路接地故障點(diǎn)的方法，其通過信號發(fā)送器和信號接收器實(shí)現(xiàn)接地故障點(diǎn)查找，其中信號發(fā)送器用于向待測線路施加頻率為fo的發(fā)送電壓信號以使待測線路產(chǎn)生發(fā)送電流信號。該方法包括以下步驟步驟S51 :信號接收器產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號。步驟S52 :根據(jù)待測線路中在基準(zhǔn)點(diǎn)處的發(fā)送電流信號和參比電壓信號進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置。步驟S53 :信號接收器對待測線路上每一卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號、參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，計(jì)算卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位0 am'和相對幅值Im'，并根據(jù)修正相位Aam'指示該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的方向。在上述方法中，信號接收器上設(shè)置有方向標(biāo)識，在顯示屏上顯示有方向標(biāo)識，并且步驟S52可具體包括在信號接收器接收到基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定指令時(shí)同步采樣檢測待測線路上基準(zhǔn)點(diǎn)處的的發(fā)送電流信號及參比電壓信號后，計(jì)算并存儲(chǔ)發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差A(yù) (^b=CtaO - (tbO，其中(^aO為發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，ctbO為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位。特別地，在基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置時(shí)，信號接收器還可計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值10，并存儲(chǔ)該幅值10為發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib :Ib=I0。相應(yīng)地，在卡測點(diǎn)處，信號接收器還計(jì)算該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的頻率為fo的信號成分的幅值Im，并計(jì)算該處發(fā)送電流信號相對于基準(zhǔn)點(diǎn)處的相對幅值1m' =Im/IbX100%。在上述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法中，步驟S53中待測線路上卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位am — bm — A 4>b,其中am為發(fā)送電流信號的頻率為fO的信號成分的相位，ctbm為參比電壓信號的頻率為fO的信號成分的相位。特別地，當(dāng)-90° < am/ <90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤罢颉保硎驹摽y點(diǎn)處的發(fā)送電流信號的方向與信號接收器上設(shè)置的方向標(biāo)識相同；當(dāng)90° ( (j5am/彡180°或一180° (彡一90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)
送電流方向?yàn)椤胺聪颉?，表示該卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號的方向與信號接收器上設(shè)置的方向標(biāo)識相反。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種查找線路接地故障點(diǎn)的方法，通過信號發(fā)送器和信號接收器實(shí)現(xiàn)接地故障點(diǎn)查找，其中所述信號發(fā)送器用于向待測線路施加頻率為f0的發(fā)送電壓信號以使待測線路產(chǎn)生發(fā)送電流信號；其特征在于包括以下步驟 Ca)所述信號接收器產(chǎn)生一個(gè)與所述發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號； (b)所述信號接收器根據(jù)所述待測線路中的發(fā)送電流信號和所述參比電壓信號，進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置； (C)所述信號接收器對卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號、參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，計(jì)算該卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對于設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)的修正相位，并根據(jù)所述修正相位Φβπι/，指示該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法，其特征在于所述信號接收器通過設(shè)置在信號接收器上的方向標(biāo)識及在顯示屏上顯示的方向標(biāo)識指示發(fā)送電流信號方向，所述步驟(b)包括 (bl)所述信號接收器同步采樣檢測待測線路上基準(zhǔn)點(diǎn)處的發(fā)送電流信號及參比電壓信號，所述基準(zhǔn)點(diǎn)為待測線路中發(fā)送電流信號方向已知的一點(diǎn)且在該基準(zhǔn)點(diǎn)處所述信號接收器上設(shè)置的方向標(biāo)識與所述待測線路中發(fā)送電流信號的方向相同； (b2)所述信號接收器在接收到基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定指令時(shí)計(jì)算和存儲(chǔ)所述發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差Λ ΦΒ= (taO - ΦΜ，其中ΦαΟ為發(fā)送電流信號的頻率為fO的信號成分的相位，ΦΜ)為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法，其特征在于所述步驟(b2)中還包括在接收到基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定指令時(shí)計(jì)算發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值10，并存儲(chǔ)該幅值IO為發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib : Ib=IO。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法，其特征在于所述步驟(c)中包括；計(jì)算所述卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的幅值Im，并計(jì)算該處發(fā)送電流信號的相對幅值1m' = Im/ IbX 100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法，其特征在于所述步驟(c)中，所述卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位=<i)am — ΦΙμι — Δ <J>b,其中Φ am為發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，Ctbm為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的查找線路接地故障點(diǎn)的方法，其特征在于所述步驟(c)中當(dāng)-90° < Φβπι/ <90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤罢颉?；?dāng)90° ( Φβι /彡180°或一180° ( Φβι /彡一90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤胺聪颉薄?br> 7.一種查找線路接地故障點(diǎn)的裝置，包括信號發(fā)送器和信號接收器，其中所述信號發(fā)送器用于向待測線路施加頻率為f0的發(fā)送電壓信號以使待測線路產(chǎn)生發(fā)送電流信號；其特征在于所述信號接收器包括信號發(fā)生單元、電流檢測單元、分析處理單元、方向指示單元以及基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元，其中所述信號發(fā)生單元，用于產(chǎn)生一個(gè)與所述發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號；所述電流檢測單元，用于檢測待測線路中的發(fā)送電流信號；所述分析處理單元，用于對所述發(fā)送電流信號和參比電壓信號進(jìn)行同步采樣，并計(jì)算發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位;所述方向指示單元,用于根據(jù)所述修正相位指示待測線路中發(fā)送電流信號的方向；所述基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元，用于根據(jù)所述待測線路中的發(fā)送電流信號和所述參比電壓信號進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置，其特征在于所述方向指示單元包括設(shè)置在信號接收器上的方向標(biāo)識及在顯示屏上顯示的方向標(biāo)識，所述分析處理單元還用于計(jì)算待測線路上基準(zhǔn)點(diǎn)處的發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差Λ (^b=CtaO -ΦΜ)，其中Φ&0為發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，ΦΜ)為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位，所述基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元在接收到設(shè)置指令時(shí)存儲(chǔ)所述分析處理單元計(jì)算獲得的發(fā)送電流信號與參比電壓信號的相位差Λ ctb。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置，其特征在于所述分析處理單元還用于計(jì)算卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的頻率為fO的信號成分的幅值Im及相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的相對幅值Im'，所述基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元還用于存儲(chǔ)在接收到設(shè)置指令時(shí)分析處理單元計(jì)算獲得 的幅值IO為發(fā)送電流信號大小的基準(zhǔn)值Ib :Ib=I0。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的查找線路接地故障點(diǎn)的裝置，其特征在于所述發(fā)送電流信號相對基準(zhǔn)點(diǎn)處的修正相位Φβπι' =C^am — (tbm — Δ 其中Φβπι為發(fā)送電流信號的頻率為f0的信號成分的相位，Abm為參比電壓信號的頻率為f0的信號成分的相位；當(dāng)-90° < Φβπι/ <90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤罢颉?；?dāng)90° ( Φβι /彡180°或一180° ( Φβι /彡一90°時(shí)，所述信號接收器的顯示屏顯示發(fā)送電流方向?yàn)椤胺聪颉薄?br> 全文摘要
本發(fā)明提供了一種查找線路接地故障點(diǎn)的方法，通過信號發(fā)送器和信號接收器實(shí)現(xiàn)接地故障點(diǎn)查找，其中所述信號發(fā)送器用于使待測線路產(chǎn)生發(fā)送電流信號；包括以下步驟(a)所述信號接收器產(chǎn)生一個(gè)與所述發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號；(b)所述信號接收器進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置；(c)所述信號接收器計(jì)算該卡測點(diǎn)處的發(fā)送電流信號相對于設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)的修正相位φam′，并根據(jù)所述修正相位φam′，指示該卡測點(diǎn)處發(fā)送電流信號的方向。本發(fā)明還提供一種對應(yīng)的裝置。本發(fā)明通過信號接收器產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送電壓信號相同頻率的參比電壓信號，以獲取待測線路中的發(fā)送電流信號的方向，可進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地定位待測線路上的接地故障點(diǎn)。
文檔編號G01R31/08GK102788934SQ20121025876
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者王汝鋼, 白海江 申請人:深圳市普祿科智能檢測設(shè)備有限公司