移動漏電檢測裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在移動的同時確認電線路的敷設路徑并且同時確認地電位的增加點，從而能夠更新電線路的敷設路徑的信息并且同時獲得維修數(shù)據(jù)的裝置和方法。本發(fā)明已開發(fā)一種能夠在檢測信號電流分布在數(shù)個路徑中并且根據(jù)中性線路的多個接地與新的可再生能源之間的關聯(lián)而流動時分類和確定檢測信號電流的邏輯，并且已指定一種用于分析信號產(chǎn)生和信號接收以便準確區(qū)分磁場信號方向的方法及邏輯。
【專利說明】
移動漏電檢測裝置和方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種移動漏電定位和探查裝置和方法，更具體地，涉及一種具有接觸地的多個濕式輪電極以在跟蹤電線路的敷設路徑的同時定位地電位增加點來獲取現(xiàn)場信息以更新和修理的移動設備及其方法。
【背景技術】
[0002]韓國專利N0.10-0778089公開了一種用于尤其在多個變壓器被分組在同一位置的城市區(qū)域中的、包括多個主裝置、從裝置和檢測裝置的、獲取地下低電壓(LV)配電系統(tǒng)的現(xiàn)場配置網(wǎng)絡信息的探查系統(tǒng)和方法。多個主裝置連接到變壓器中的每一個內(nèi)部的相端子和地端子，以通過饋送線路廣播變壓器、相和電路的唯一標識代碼，從裝置通過讀取廣播中的代碼來獲取源變壓器、連接相和電路的信息，或者從在到客戶駐地的服務人口處的電線路連接點請求應答，并且檢測裝置通過在服務的同時在無需去除隔離的情況下收集在電線路的敷設路徑中間由從裝置發(fā)送的信號來獲取源變壓器、相和客戶的信息。
[0003]韓國專利N0.10-0816101涉及一種地電壓泄漏感測裝置，并且公開了用于在服務中執(zhí)行任務的發(fā)送裝置和接收裝置的布置。當發(fā)送裝置對箱式變壓器施加一串非對稱脈沖信號時，由變壓器饋送給饋送電纜的輸出信號的流是AC市電和非對稱的脈沖AC信號的混合信號。該接收裝置包括:信號輸入部分，該信號輸入部分用于從地聚集地電壓信號;濾波部分，該濾波部用于消除AC市電的非對稱電壓和來自信號輸入的噪聲；比較器部分該比較器部分用于對DC信號極性進行比較以顯示來自濾波部分的信號的+或以及平均部分，該平均部分用于計算在特定周期中來自濾波部分的累積DC信號值的值的平均值以顯示來自比較部分的具有極性的信號值，并且在泄漏點處在從可檢測的合成信號中去除商用AC電壓波之后從地拾取非對稱脈沖信號。
[0004]韓國專利N0.10-0966759涉及一種用于檢測并修理包括從公共配電系統(tǒng)到每個路燈桿的電力電纜的綜合路燈電力系統(tǒng)的方法。該方法包括:通過在無負載和滿負載條件下在電纜從電線桿進入保護電纜的保護性管道延伸的位置測量電阻性和電容性泄漏電流值來執(zhí)行漏電診斷，以在該電阻性和電容性泄漏電流值正超過閾值電平時確定是否在路燈電力系統(tǒng)中發(fā)生漏電；從電線桿起跟蹤地下電纜以通過逐步增加靈敏度來測量地上方的電磁磁通來檢測地泄露點；以及通過記錄與陸標的距離來標記地泄露點。
[0005]除上述現(xiàn)有專利之外，由韓國的MOKE(知識經(jīng)濟部)所許可的新技術#56可以作為非專利文檔(http://www.electricity.0r.kr/ntep/search/search_view)被弓丨用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]【技術問題】
[0007]圖1示出一系列照片，同時圖2示出用于說明在現(xiàn)有技術中定位地泄露點的示例的工作流程圖。
[0008]參考圖1和圖2，用于定位地電壓泄漏點的常規(guī)方法具有4個步驟:(步驟I)如果超過200mA流過橋接地(G)和變壓器繞組中性點(Xo)的編線(Ig )，確定由變壓器饋送的饋送線路中的任一條是否發(fā)生地電壓泄漏；(步驟2)在變壓器處找到承載與所述編線電流(Ig) —樣多的向量和電流的可疑地泄露饋送線路；(步驟3)在所述可疑地泄露饋送線路的路線中找到可疑地泄露段；以及(步驟4)在所述饋送線路的可疑地泄露段內(nèi)定位地上的地泄露點。
[0009]用于找到可疑地泄露饋送線和可疑地泄露段的步驟2和步驟3是通過檢測流過單相系統(tǒng)的2條線(相+中性)或三相系統(tǒng)的4條線(A、B和C相+中性)的圖1的照片中所示出的電流向量和(零相序電流)(1)來進行的。
[0010]另一方面，在可疑饋送線路通過的結構(諸如檢查孔的接合位置)處測量電流向量和(1)以找到所述電流(1)消失的第一結構來確定在具有泄漏電流(1)的最后結構與沒有它(1)的第一結構之間的可疑段作為步驟3，執(zhí)行步驟4以在所述可疑段內(nèi)定位地上的地泄露點，在變壓器處去除編線之后將來自發(fā)送裝置的非對稱脈沖信號連接到位于繞組中性點(Xo)與地(G)之間的端子，由如圖4中所示出的接收裝置把非對稱脈沖信號的峰值的地泄露點最后定下來，或者如果直到所述饋送線路的末端電流向量和(1)未消失，確定客戶的駐地發(fā)生地泄露。
[0011]在示出在圖3的左上角中的北美和韓國的一些國家中，配電變壓器的一次和二次繞組中心點(中性點)通過編線結合并直接接地，Y-y直接接地，但是饋送線路和客戶的駐地的中性線與地隔離。當饋送線路或客戶的駐地發(fā)生地故障(泄漏)時，地故障電流應該通過SGR(源地返回)方法僅返回給變壓器。如果饋送線路的隔離在結構2與結構3之間某處中斷，則假定AC市電的商用電壓將通過地電阻泄漏到地并返回給變壓器，從而創(chuàng)建經(jīng)由編線(Ig)到變壓器的中性點的0.5A故障電流(If )，并且在饋送線路處的0.5A的零相序電流(1n)與故障(If)相同。編線(Ig)電流將延伸到結構2的負載側(cè)(12L)(If = Ig = 1n=1ls?12L)但是在結構3的源側(cè)(13S)處消失，所以結構2與結構3之間的段將被確定為可疑地泄露段。
[0012]在圖4中，如果地泄露的可疑段被確定為在檢查孔I與檢查孔2之間某處，則執(zhí)行地泄露點準確定位作業(yè)，以通過在所述可疑段內(nèi)的地上的挖掘工作通過拾取非對稱脈沖信號的峰值電平來修理地故障的導體線，該非對稱脈沖信號的峰值電平最大為DC 50V，由連接到中性點(Xo)線和地(G)的發(fā)送裝置在通過接收裝置在變壓器處去除編線之后產(chǎn)生，該接收裝置在圖10中所示出的其兩端處具有尖銳端電極。
[0013]采用SGR方法的優(yōu)點是用于通過測量返回故障地電流(Ig)來確定任何饋送線路或客戶駐地是否發(fā)生地泄露的簡單機制，但是它還有如下缺點:如果地電阻不足夠好以致在像離源的遠端這樣的位置使地故障電流放電(返回)，則泄漏電壓將對于公眾而言仍然是電危險的。
[0014]自從由于前述缺點而在2005年發(fā)生的一系列電擊事故以來，韓國已經(jīng)引入由IEC標準所定義的新接地系統(tǒng)TNC，其不僅在源、變壓器處而且還在被稱作PEN(保護地中性點)的饋送線路中的結構處使中性點接地，其中多個PEN既位于變壓器處又位于饋送線路中，以向地泄露電流提供附加返回路徑，來通過縮短返回距離迅速地清除危險電壓以防止電擊事故。
[0015]然而，不存在用于在所引入的新接地系統(tǒng)下檢測漏電的其它新方法或設備。常規(guī)技術主要取決于在變壓器處的電流(Ig)和在饋送線路處的電流(1n)進行判斷。圖5示出在TNC環(huán)境下在結構2與結構3之間某處發(fā)生的地電壓泄漏的示例，其中IA的地故障電流(If)將不再返回到變壓器而是到使故障返回電流在編線處成為OA的最近FED PEN2，使得常規(guī)方法做出了具有IA漏電的饋送線路是健康的錯誤確定，并且因此可能導致放棄維修，從而讓盡可能高的電擊危險留給行人。
[0016]圖6示出在饋送線路中的多個點處發(fā)生的地泄露，與圖5相同，其中兩個地故障電流(If)將不返回到變壓器、進而返回故障電流(Ig)并且在變壓器處的零相序電流(1)可能不可檢測。因此，在變壓器處通過電流測量所做出的判斷可能不是正確表示饋送線路中的地泄露的真實狀態(tài)。用于檢測真實地泄露饋送線路和地泄露段的唯一方式應該通過在沿著饋送線路通過的路徑的所有結構處測量零相序電流(1n)來做出。能夠在饋送線路的檢查孔I及2(12)與檢查孔3及4(14)之間確定地泄露段。
[0017]但是實際上，不平衡的相負載電流像地故障電流(If)一樣通過中性導體線返回到源變壓器。圖7示出取決于在FED PEN處的返回負載電流的線路阻抗和載流量而在另一中性導體線周圍迂回的返回負載電流的一些量。
[0018]也就是說，當150A的相不平衡的返回負載電流通過中性導體線I(Nl)流向變壓器I(TRl)同時返回負載電流的70A通過中性導體線2(N2)轉(zhuǎn)向變壓器2(TR2)時，在兩個中性點不接地并且被用作直至中性接地的結構I為止的在零相電流(1)中示出OA的到每個變壓器的專用返回路徑的結構2中，連接NI和N2中的流動電流(來自NI的電流的15A)的不平衡變得通過流出N2的相對較小的電流迂回并且通過中等電壓(MV)的接地中性線以及圖8中所示出的TRI和TR2兩者的編線到達TRI，流動電流可能是常規(guī)方法中的泄漏電流(Ig)的平均。15A的迂回返回電流被盡可能視為返回故障電流，直到在步驟3和步驟4被執(zhí)行之后找到在結構I處旁路電流的原因為止，這是人力和預算浪費。
[0019]而且，即使編線電流來自通過常規(guī)方法檢測到的真實地故障以確定圖9中所示出的結構I與結構2之間的可疑段，也使用常規(guī)發(fā)送裝置向預期在隔離故障的地方處泄露的饋送線路的中性導體線連續(xù)地發(fā)送DC 50V的非對稱信號，但是DC電壓完全在PEN之上泄漏并且在到達真實泄漏點之前返回到變壓器的地，因此常規(guī)方法不能夠檢測地泄露點，并且質(zhì)疑隔離故障中性點的位置是否總是在TNC接地系統(tǒng)下承載危險電壓風險的出故障的相導體線的同一位置。
[0020]此外，當假定在具有200mA的泄漏電流的饋送線路2中發(fā)生真實地電壓泄漏時，SP使在編線處成功地捕獲到小地故障電流，它也將被15A的大迂回電流隱藏。但是常規(guī)方法不能夠在較大電流中區(qū)分隱藏電流，并因此能夠判斷電流是由在結構I處的旁路電流導致的，并關閉調(diào)查，而不用找到真實地電壓泄漏。
[0021]【技術方案】
[0022]因此，本發(fā)明諸如在于使用方法利用根據(jù)本發(fā)明的具有多個濕式輪電極的移動地泄露定位和探查設備來解決常規(guī)問題。該方法包括:(I)跟蹤相導體線的敷設路徑；(2)定位AC市電地電位的增加點；(3)在邏輯值為‘ I ’時使用極性比較來定位DC勘測信號的峰值增加點；以及(4)通過分析地電位的邏輯值來標識漏電源以提供用于準確定位挖掘位置來修理故障的技術，以及用于使得能夠去除危險電壓以在需要立即動作的土建工程之前防止電擊事故和設備故障的泄漏源信息。
[0023]依照本發(fā)明的另一方面，提供了移動地電位掃描裝置，該移動地電位掃描裝置包括:多個電極，該多個電極被配置成電容耦合到地;多個水分供應裝置，該多個水分供應裝置用于向多個電極和地供應水分；以及電位測量部，該電位測量部用于測量從多個電極輸入的多個地電位值。
[0024]優(yōu)選地，電極可以是輪的形式。
[0025]優(yōu)選地，電位計可以包括用于提取電力頻率和諧波的濾波器。
[0026]優(yōu)選地，該移動地電位掃描裝置還可以包括記錄部，該記錄部用于依照移動檢測裝置的坐標移動記錄包括在特定位置的多個地電位值的數(shù)據(jù)的流。
[0027]優(yōu)選地，該移動地電位掃描裝置還可以包括地圖部，該地圖部用于在地圖上的坐標平面中標繪彩色點以表示記錄部中的數(shù)據(jù)。
[0028]依照本發(fā)明的另一方面，提供了勘測電壓信號變送器，該勘測電壓信號變送器包括:二極管；電阻器;第一連接線，該第一連接線在某地方連接到AC電力的火(相)線;第二連接線，該第二連接線在該地方連接到AC電力的中性線;開關單元，該開關單元用于接通和斷開連接在火線與中性線之間的電路，以通過串聯(lián)連接的二極管和電阻器來控制電流流動；開關控制單元，該開關控制單元用于通過向開關單元提供時間控制信號來控制電路的開關時間，以在AC電力的預定相角下接通電路并且在AC電力的半波消減相角之前斷開電路；以及編碼單元，該編碼單元用于控制開關控制單元是否產(chǎn)生電流流動并且產(chǎn)生與該電流流動對應的邏輯值的系列。
[0029]優(yōu)選地，該勘測電壓信號變送器還可以包括用于通過通信來使開關時間與關聯(lián)的裝置同步的接口單元。
[0030]優(yōu)選地，開關單元具有在AC電力具有三相的情況下切換的三個開關電路。
[0031]該勘測電壓信號變送器還可以包括用于將電壓變送器的標識信息錄入到編碼單元并且設定AC電力的單相或三相的輸入與設定單元。
[0032]依照本發(fā)明的另一方面，提供了用于標識電力電纜的埋設路徑的勘測電流信號變送器，該勘測電流信號變送器包括:二極管；電阻器;第一連接線，該第一連接線在某地方連接到AC電力的火(相)線;第二連接線，該第二連接線在該地方連接到AC電力的中性線;開關單元，該開關單元用于接通和斷開連接在火線與中性線之間的電路，以通過串聯(lián)連接的二極管和電阻器來控制電流流動;開關控制單元，該開關控制單元用于通過向開關單元提供時間控制信號來控制電路的開關時間，以在A C電力的預定相角下接通電路，并且在A C電力的半波消減相角之后斷開電路；以及編碼單元，該編碼單元用于控制開關控制單元是否產(chǎn)生電流流動并且產(chǎn)生與該電流流動對應的邏輯值的系列。
[0033]優(yōu)選地，該勘測電流信號變送器還可以包括用于通過通信來使開關時間與關聯(lián)的裝置同步的接口單元。
[0034]依照本發(fā)明的另一方面，提供了準確地泄露點勘測設備，該準確地泄露點勘測設備包括:磁場傳感器;多個電極，該多個電極被配置成電容耦合到地;信號定時單元，該信號定時單元用于通過分析從磁場傳感器輸入的信號來找到并設定時間T，其中，該時間T與勘測電流變送器的信號開始時間匹配;信號檢測單元，該信號檢測單元用于從時間T起以預定間隔時間標識在預定離散時間段內(nèi)來自磁場傳感器的信號的極性和量值；以及電位測量單元，該電位測量單元用于測量從多個電極輸入的地電位值。
[0035 ]優(yōu)選地，電位測量單元與時間T同步以從時間T起以預定間隔時間標識在預定離散時間段內(nèi)來自多個電極的地電位的極性和量值。
[0036]優(yōu)選地，信號檢測單元被配置成同時標識來自多個磁傳感器中的每一個的信號的極性和量值。
[0037]優(yōu)選地，該準確地泄露點勘測設備還可以包括阻抗選擇單元，該阻抗選擇單元用于選擇多個阻抗并且與地電位值并行改變阻抗的值。
[0038]優(yōu)選地，電位測量單元被配置成通過從電極讀取輸入信號的一串邏輯值來顯示漏電源信息。
[0039]依照本發(fā)明的另一方面，提供了用于在無需中斷這樣的電力供應的情況下檢測供應有電力的電線的地泄露點的方法，該方法包括:移動被配置成通過水分電容耦合到地的多個電極以記錄包括在相應位置處的地電位的數(shù)據(jù)的流；以及通過電力供應的電線來確定電壓泄漏的可疑區(qū)域。
[0040]依照本發(fā)明的另一方面，提供了用于在無需中斷這樣的電力供應的情況下檢測供應有電力的電線的地泄露點的另一方法，該方法包括:向電力供應的電線發(fā)送單極DC勘測電壓信號;發(fā)送在電線周圍產(chǎn)生的一串電磁脈沖信號以使基準時間同步來測量單極DC電壓信號的地電位并且捕獲電磁跟蹤信號;通過根據(jù)基準時間分析電磁跟蹤信號來跟蹤電線的埋設路線;根據(jù)基準時間在地上測量單極DC電壓信號的地電位；以及通過標識單極DC電壓信號的極性來定位地泄露點。
[0041 ]優(yōu)選地，該方法還可以包括:在地上的點測量地電位，被確定為在兩個較強的相反符號的電磁信號中間檢測到較弱的電磁信號的位置的電磁跟蹤信號。
[0042]優(yōu)選地，該方法還可以包括分析包含在單極DC信號中的信息以標識漏電的源。
[0043]【有益效果】
[0044]根據(jù)本發(fā)明的實施例，采用具有供水輪式電極的移動地電位測量裝置的漏電檢測裝置和方法具有以下效果。
[0045]首先，可以在裝置使用供水濕式輪電極迅速移動的同時標識AC商用電力地電位正在增加的位置。因此，可以根據(jù)零相泄漏電流的測量結果來準確無誤地標識漏電位置，并且因此可以增強檢測可靠性。
[0046]第二，可以準確區(qū)分并檢測電線的埋設路徑以標出具有電擊的危險的電線上的地泄露點，并且因此能夠通過在地上測量AC商用電壓地電位和DC電壓來準確定位挖掘位置(地泄露點)。因此，可以標識可能導致電擊的漏電，并且進一步地可以執(zhí)行電線的維修操作。因此，可以防止事故。
[0047]第三，在兩個人在常規(guī)情況下分別執(zhí)行地電位的路徑檢測和測量的同時，一個人能夠使用移動地電位測量裝置來執(zhí)行操作，并且供水輪式電極的使用能夠節(jié)省四處移動的時間。因此，可以縮短用于測量的時間，并且可以通過針對相應的位置存儲和管理地電位值來節(jié)省勞動力。
[0048]第四，如果花費長時間執(zhí)行挖掘操作以得到故障恢復，則可以在挖掘操作之前采取諸如從電源分離呈現(xiàn)漏電的低電壓電纜的臨時動作以消除電擊的原因。因此，可以節(jié)省維修費用。
【附圖說明】
[0049]圖1是示出根據(jù)常規(guī)技術的漏電檢測的過程的照片。
[0050]圖2是圖示根據(jù)常規(guī)技術的漏電的檢測的流程圖。
[0051]圖3是圖示常規(guī)技術中使用的不接地中性點低電壓(LV)電纜的可疑漏電段的檢測的圖。
[0052]圖4是圖示常規(guī)技術中使用的不接地中性點LV電纜的漏電點的檢測的圖。
[0053]圖5是圖示常規(guī)技術中使用的中性點接地LV電纜的可疑漏電段的檢測的圖。
[0054]圖6是圖示常規(guī)技術中使用的中性點接地LV電纜的多個漏電點的檢測的圖。
[0055]圖7是圖示在中性點接地LV電纜的PEN處檢測零相泄漏電流的情況(其事實上是常規(guī)裝置將中性線上的迂回電流錯誤地檢測為電壓泄漏的情況)的照片。
[0056]圖8是圖示在中性點接地LV電纜的PEN處的迂回電流的圖。
[0057]圖9是圖示常規(guī)技術中使用的中性點接地LV電纜的漏電的檢測的圖。
[0058]圖10圖示根據(jù)常規(guī)技術的帶具有尖銳端的地接觸電極的探針。
[0059]圖11示出安裝在城市區(qū)域中的一個地方的多個開關和變壓器。
[0060]圖12圖示用于示出正在一個系統(tǒng)中共享中性線的中等電壓(MV)和LV饋送線的框圖。
[0061]圖13是圖示在中性點接地LV電纜的PEN處的迂回勘測電流信號的電路圖。
[0062]圖14圖示用于承載勘測電流信號的2個導體與單個導體之間的磁力關系。
[0063]圖15圖示圖14中的磁場的水平截面圖。
[0064]圖16圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的多個磁場傳感器的布置。
[0065]圖17圖示在兩個相反方向電流流動的情況下通過地下管道獲得的電磁信號的波形。
[0066]圖18圖示在單極性電流流動的情況下通過地下管道獲得的電磁信號的波形。
[0067]圖19是圖示用于確定地下相電纜的埋設路徑的方向的邏輯的流程圖。
[0068]圖20圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的一對相線和中性線的地下埋設路徑的勘測的結果O
[0069]圖21圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的中性線的地下埋設路徑的勘測的結果。
[0070]圖22圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的安裝在移動地電位檢測裝置中的金屬輪電極。
[0071]圖23圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的覆蓋有碳纖維織物的濕式輪電極。
[0072]圖24是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用在車輛中的地電位測量裝置的配置的圖。
[0073]圖25是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的移動地電位測量裝置的框圖。
[0074]圖26圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的移動地電位測量裝置的數(shù)據(jù)庫的配置。
[0075]圖27示出包括圖26的軌跡信息的細節(jié)的數(shù)據(jù)庫。
[0076]圖28圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用顏色為相應的位置標記地電位值信息的地圖。
[0077]圖29是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的準確地泄露點勘測設備的框圖。
[0078]圖30是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的準確地泄露點勘測設備的示例的照片。
[0079]圖31圖示在地上從中性點不接地LV電纜檢測到的AC商用電力電壓的地電位。
[0080]圖32圖示在地上從中性點接地LV電纜檢測到的AC商用電力電壓的地電位。
[0081]圖33是示出在靠近中性點接地檢查孔的地方處測量漏電的照片。
[0082 ]圖34示出在圖33的地方處獲得的AC商用電力的地電位。
[0083]圖35是圖示勘測電壓和電流變送器到中性點接地LV配電線的連接的電路圖。
[0084]圖36是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的勘測電壓信號與絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的柵電壓之間的關系的圖。
[0085]圖37是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的DC勘測電壓信號的照片。
[0086]圖38是示出圖37的波形的放大視圖的照片。
[0087]圖39是圖示僅在相導體線上產(chǎn)生DC電壓對地信號的原因的圖。
[0088]圖40是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的勘測電流信號與IGBT的柵電壓之間的關系的圖。
[0089]圖41是一起示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的勘測電流信號和柵電壓的照片。
[0090]圖42是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括勘測電壓變送器、勘測電流變送器以及準確地泄露點勘測設備的漏電檢測裝置的安裝的圖。
[0091 ]圖43是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖42中所示出的漏電檢測裝置內(nèi)部的時間同步的流程圖。
[0092]圖44是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于漏電檢測裝置內(nèi)部的時間同步的協(xié)議的圖。
[0093]圖45是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的勘測電壓變送器的內(nèi)部電路圖。
[0094]圖46是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的勘測電流變送器的框圖。
[0095]圖47是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的準確地泄露點勘測設備的示意電路圖。
[0096]圖48圖示準確地泄露點勘測設備在漏電點之前標記方向的情況。
[0097]圖49圖示準確地泄露點勘測設備在漏電點處標記方向的情況。
[0098]圖50圖示準確地泄露點勘測設備已經(jīng)過漏電點的情況。
[0099]圖51是示出在圖33的地方處的DC勘測電壓信號波形的照片。
[0100]圖52是以比較方式一起示出在圖33的位置的AC商用電力和DC勘測電壓信號的地電位的波形的照片。
[0101]圖53是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于通知磁場信號觸發(fā)時間T和實際測量時間的DC勘測電壓信號產(chǎn)生時間的圖。
[0102]圖54是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的DC勘測電壓信號測量窗口打開時間和邏輯值的圖。
[0103]圖55是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的漏電檢測的流程圖。
[0104]圖56示出由勘測員從視圖看到的準確地泄露點勘測設備的示例。
[0105]圖57示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的路徑檢測和地電位測量的2個畫面。
[0106]圖58示出顯示地電位測量裝置沿著電力電纜的埋設路徑的移動方向的確定的結果的畫面。
[0107]圖59示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的來自準確地泄露點勘測設備中的三個濕式輪電極的地電位值的畫面顯示。
[0108]圖60是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于改變準確地泄露點勘測設備的內(nèi)部阻抗的菜單項的圖。
[0109]圖61是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的如何由準確地泄露點勘測設備來重建電磁信號的過程的流程圖。
[0110]圖62是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的如何由準確地泄露點勘測設備找到真實時間‘T’的流程圖。
【具體實施方式】
[0111]現(xiàn)在將詳細地參考本法們的優(yōu)選實施例，其示例被圖示在附圖中。然而，應該注意，本發(fā)明不受實施例限制或者由實施例限定?？梢允÷员淮_定為對于本領域的技術人員而言顯而易見的或冗余的描述。
[0112]在韓國，MV(中等電壓)和LV(低電壓)饋送線路被埋設，同時開關柜和變壓器像圖11中所示出的那樣被分組在一地方的地面上，以在高密度城市區(qū)域中減小安裝占位面積。
[0113]圖12示出配置在3個箱式變壓器在各端處通過SWl或SW2與MV網(wǎng)絡串聯(lián)連接的圖11中所示出的區(qū)域中的MV和LV饋送線路的框圖。該圖示出了MV由SWl饋送，并且每個變壓器使MV降壓到LV以使用被安裝在與共享接地桿的MV饋送線路相同的結構中的LV饋送線路來向終端客戶供應AC市電。檢查孔I具有包括接合到地中的3條不同的饋送線路的I個MV以及2個LV和3個中性點的3條饋送線路，其主要取決于阻抗而對于使返回負載電流迂回到另一路徑是敏感的，并且因此流動電流可能對于通過在其中迂回的中性點電流被容易地做出并且導致可能被視為要調(diào)查的可能地故障電流的電流向量和值的系統(tǒng)中測量LV饋送線的向量和電流來定位地泄露段易錯。
[0114]因此，本發(fā)明涉及不測量返回電流(Ig)和零相序電流(1)以便像常規(guī)技術一樣定位地泄露點的發(fā)明技術，然而它提供用于在沿著饋送線路的相導體(電線)的軌跡移動并且依照定位數(shù)據(jù)來記錄地電位的同時在地上檢測AC市電的上升點以及DC勘測電壓信號的手段。
[0115]在由圖13中所示出的勘測電流信號變送器經(jīng)由串聯(lián)連接的二極管和電阻器通過在相導體線與中性導體線之間強制切換來產(chǎn)生勘測電流信號時，像返回負載電流在中性點接地環(huán)境下一樣，用于跟蹤饋送線路的埋設路線的勘測電流信號將在PEN處具有相同的迂回返回現(xiàn)象，但是來自迂回電流的輻射電磁(EM)信號的強度比來自要跟蹤的饋送線路的EM信號的強度強，這在將旁路中性路線的路線確定為饋送線路的有要準確跟蹤的電擊的風險的路線時導致主誤差來源。
[0116]圖14示出饋送線路的管道的垂直截面圖，其中環(huán)繞導體線的磁場的方向與按右手規(guī)則流動的勘測電流的方向垂直，相導體線必須被跟蹤，并且與中性導體相關聯(lián)的一個管道在相反方向上在每個導體周圍具有兩個電磁力圓以施加電磁力來彼此排斥，而具有迂回中性導體線的另一個管道在沒有來自鄰居的排斥的情況下在導體線周圍具有單向磁場圓。
[0117]圖15是在地上檢測到的磁場的水平截面圖，示出了其特性。
[0118]布置在具有不同極性的導體線之間的磁性的空點當在地上勘測時做出如截面A-A’中所示出的磁場的較低峰值，但是截面B-B’在迂回中性導體線上方在單極性方向上具有同心圓的全峰值，而沒有如該圖中所圖示的空點。
[0119]相同導管中的相導體線與中性導體線之間的排斥使得勘測員將迂回中性導體線的路線錯誤地認為是相導體線，因為來自后者的電磁場的結果比前者的電磁場高，并且因為跟蹤饋送線路主要取決于地上方的電磁場的峰值強度來確定饋送線路的埋設路線的路線。
[0120]先前，在所考慮的現(xiàn)有技術中，除了作為饋送線路的敷設位置的地上方磁場的結果的最高峰值的位置以外沒有什么被用來檢測導體線的位置，因為勘測電流僅流過饋送線路的專用相導體線和中性導體線。但是在系統(tǒng)中的所有中性導體線接合到接地桿以容易地通過另一中性導體線迂回之后，在本發(fā)明中，考慮兩個因素來準確跟蹤饋送線路的火(相)導體線代替在迂回中性導體上方的點處的峰值檢測。一個因素是是否在兩個較強的磁信號之間檢測到較弱的電磁信號空間諸如空現(xiàn)象，而另一因素是兩個較強的信號是否具有如圖15中所示出的相反極性，以便通過將4個鐵氧體線圈磁傳感器定位在與如圖16中所示出的導體線的埋設路線的方向垂直的地平線15cm之外而在某位置捕捉不同極性信號之間的磁性的空，優(yōu)選地在地平面上方20cm以定位在內(nèi)部布置了相導體線和中性導體線的管道，來實施本發(fā)明。
[0121]圖17示出在正好在包含相導體線和中性導體線的管道上方的地方去除負載電流的電力頻率之后由勘測電流信號變送器所產(chǎn)生的電磁信號的3個波形。這里，電磁傳感器的布置在地平線，圖16中所示出的傳感器的每個位置鏈接到波形，其中頂部波形來自左傳感器(①)，中間波形來自右傳感器(②)，在底部的最后波形來自中間傳感器(③)。在上面來自左側(cè)傳感器的波形的極性是正+，而來自中間和右側(cè)傳感器的其它兩個極性與負-相同。相導體線和中性導體線的埋設管道的位置在不同極性的傳感器①(左)與③(中間)之間。
[0122]圖18示出迂回中性導體線的管道上方的3個波形，其中所有這三個波形全部具有相同的極性+。
[0123]圖19是通過同時分析來自多個傳感器的信號的極性和振幅以確定圖16中所示出的埋設路線來定位相導體線的決策的流程圖。決策的最高優(yōu)先級是傳入信號是否在4個輸入當中具有相反極性信號，當傳入信號具有通過像相反極性之間的空這樣的抵消所導致的較弱電平時，確定位置正好在相導體線和中性導體線的管道上方，然后顯示朝上方向以向前移動的箭頭。對于沒有像輸入之間的空這樣的空間的2對相同和相反極性信號，顯示相對于相同方向向右或向左移動的箭頭。對于沒有空間的2對相反方向信號，將顯示水平移動到較弱的相反信號對的箭頭。對于來自輸入的沒有相反極性而是相同極性的信號，將顯示到較強傳感器的箭頭，具有指明當前位置在沒有相導體線(迂回路線)的管道上方的標記。
[0124]圖20圖示使用多傳感器和決策邏輯來檢測來自如圖16中所示出的傳感器的電磁信號的極性并且使用該決策邏輯來通過跟隨如圖25中所示出的相反極性傳感器之間的磁性的空，來沿著埋設的饋送線路的整個路線確定在地的上方的如圖19中所示出的每個點，然而圖21示出表示沒有相導體線要跟蹤的迂回中性或水線的具有單極性+的所有輸入電磁信號。
[0125]包括多傳感器輸入以通過由決策邏輯拾取相反方向信號之間的空的點來跟蹤埋設饋送線路的路線的路線勘測設備的實施例，使得勘測員能夠準確地定位有可能使危險電壓泄漏出到地而不是零電位迂回中性導體線的相導體線，以通過定位并去除漏電源來防止電擊事故。
[0126]本發(fā)明還公開了用于通過使用上面所提及的路線勘測設備和方法在沿著饋送線路的埋設路線移動的同時探查泄漏是由電線的任何劣化絕緣產(chǎn)生的地電位增加點來定位地泄露點的方法和設備。
[0127]圖10示出包括具有2個電極腿的A形框架的常規(guī)便攜式地電位裝置。電極具有有著要手動壓下到地的尖銳端的端部，以每當在測量地電位并且然后勘測員應該行走以沿著饋送線路移動電極的同時使接觸電阻最小化，這是麻煩且費時的外部作業(yè)。為了加速測量作業(yè)，在本發(fā)明的實施例中，提供了圖22中所示出的由鑄鐵制成的多個金屬輪電極，使得金屬輪電極被配置成在旋轉(zhuǎn)移動并且直接觸地的同時檢測地電位增加區(qū)域。然而，在上述實施例中，利用測量泄漏電壓的金屬輪電極來推裝置的新方法的好處比預期的少，因為像巖肩土和灰塵這樣的外來物質(zhì)容易地可能附著到金屬輪的表面以阻止地與金屬表面之間的電傳導，并且此外金屬輪可能不具有足夠的接觸面積。為了再次改進固體金屬輪的問題，在本發(fā)明的另一實施例中，如圖23中所示，金屬導體纏繞彈性車輛輪胎并且然后像Velcro鉤子這樣的具有耐久性的碳纖維織物被布置在該金屬導體上。另外，水由栗在沿著饋送線路的路線移動的同時噴射在織物上方，使得栗送水能夠清理輪上方的灰塵并且使地電位均勻地分布在織物上方以測量AC市電的地電位。
[0128]圖24是用于掃描寬區(qū)域的AC市電泄漏掃描裝置的示例，該裝置作為配備有被水平地且廣泛地布置來掃描AC市電地電位的多個濕式輪電極的拖車附接到SUV車輛，以例如在城市區(qū)域中迅速搜索危險地方并且經(jīng)由無線通信將勘測結果和行進軌跡存儲在服務器中。
[0129]圖25示出用于產(chǎn)生如圖24中所示出的樣本、駕駛車輛以跟隨饋送線路的埋設路線地圖或者跟隨電磁感測信號以通過觸地濕式輪電極來測量AC市電的電壓和電流的值的寬區(qū)域AC市電泄漏掃描裝置的細節(jié)。圖26示出要存儲和管理的樣本數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，包括AC市電在8個供水濕式輪電極之間的電壓和電流的值、定位數(shù)據(jù)和天氣信息、在移動的同時一起監(jiān)測電壓和電流是更簡單且更快的方式的原因在于通過改變內(nèi)部阻抗來確定增加電位真正來自AC市電的泄漏而不停下來驗證地電位。
[0130]這是圖27中的車輛行進的GPS軌跡的另一數(shù)據(jù)庫，其是到分別在圖26中示出的測量值的定位數(shù)據(jù)鏈接。
[0131]圖28是在地圖上使用圖27和圖28中所示出的測量值和坐標移動數(shù)據(jù)兩者的數(shù)據(jù)庫的彩色標圖軌跡的樣本。地圖上的坐標平面中的每個斑點的顏色表示在測量定位點處來自濕式輪電極的地電位和電流的值。
[0132]在由寬區(qū)域AC市電泄漏掃描裝置快速掃描地電位增加區(qū)域以定位可能由具有差絕緣質(zhì)量的饋送線路的埋設導體線所導致的AC市電的可疑地泄露段之后，在可疑地泄露段的區(qū)域處進行準確地泄露點勘測以執(zhí)行諸如挖掘的維修作業(yè)來修理出故障的導體線。
[0133]圖29示出用于使用配備有3個濕式電極輪和水分供應裝置的推車來標出地泄露點的準確位置的準確地泄露點勘測設備的實施例。在得到由圖28中所示出的寬區(qū)域AC市電泄漏掃描裝置對地電位增加區(qū)域的快速掃描的結果之后，當圖44中所描述的時間起始協(xié)議或像圖61中的流程圖中所描述的‘0101000’的不重復信號串作為由勘測電流信號變送器所產(chǎn)生的真實時間‘T’時，地泄露點精確勘測在可疑定位處后面跟隨手推式準確地泄露點勘測設備。一得到時間‘T’，準確地泄露點勘測設備就重置定時器以在勘測電流變送器與準確地泄露點勘測設備之間使信號創(chuàng)建的時間和讀取時間同步，以發(fā)起離散周期時間和間隔時間而在地上方通過拾取兩個相反極性之間的空現(xiàn)象以及AC市電在3個濕式輪電極之間的地電位增加電壓來捕捉兩個電磁信號。如圖44中所示，來自電極的傳入電壓信號被濾波以使能夠完全覆蓋AC市電電壓的30?300Hz之間的頻率通過;然后當在連接到阻抗邏輯的最高值的同時輸入電位比閾值高時，發(fā)信號通知經(jīng)濾波的信號經(jīng)由阻抗邏輯到達了電壓表(ADC);如果電壓讀數(shù)即使在3個步驟中降低阻抗的值之后也穩(wěn)定，則驗證在增加的電位是否是真正從AC市電源泄漏的；使用圖48?51中所示出的3個電極檢測作業(yè)流程圖來定位AC市電的最高電位增加點；使用注入到導體線中的DC勘測電壓通過在邏輯值為‘I’時對DC極性的方向進行比較來把AC市電的最高電位增加的點最后定下來;并且通過讀取在DC勘測電壓信號中編碼的信息而找到AC市電的泄漏源而無需挖掘。
[0134]簡言之，定位地泄露點的作業(yè)具有要在由寬區(qū)域AC市電掃描器檢測到的漏電的可疑區(qū)域中或者在沒有在先掃描的情況下遵隨的4個步驟如下:(I)通過收集地上方的電磁信號的極性和量值來跟蹤相導體線的埋設路線；(2)在跟蹤相導體線的埋設路線的同時定位地電位增加點；(3)通過從AC市電的泄漏源捕獲已泄漏的DC勘測電壓來把地泄露點最后定下來；以及(4)通過分析地上泄漏的DC勘測電壓中的代碼來找到泄漏源。
[0135]寬區(qū)域AC市電泄漏掃描裝置能夠在不用跟蹤導體線的埋設路徑的情況下掃描區(qū)域，但是能夠取決于地圖沿著所期望的埋設路線迅速行進，以使用在地平線中足夠?qū)挼亩鄠€電極來一起掃描地電位電壓和電流來標識可能漏電可能正在發(fā)生的可疑段。在找到地電壓泄漏的可疑段之后，準確地泄露點勘測設備能夠被用來在沿著相導體線的埋設路線行走的同時準確標出AC市電的泄漏源的位置。
[0136]為了定位正從AC市電的源發(fā)生漏電的準確點，勘測員能夠沿著地上方的空信號的點行走并且測量濕式輪電極之間的AC市電的地電位，并且在地電位超過警報電平的地方停止來驗證輸入電位是否真正從AC市電泄漏，如果在阻抗降低的同時所評估的地電位的點有穩(wěn)定的電位讀數(shù)，則在DC勘測電壓示出相同峰值時最終定下來該點是AC市電的泄漏點，并且通過分析DC勘測電壓代碼來標識AC市電信息以在沒有土建工程的情況下去除地泄露源。為了進一步改進勘測的準確性，本發(fā)明在準確地泄露點勘測設備與DC勘測電壓和DC電流變送器之間采用時間同步。
[0137]圖30示出上面所說明的準確地泄露點勘測設備的示例。
[0138]車輛包括作為電極螺旋地纏繞橡膠輪胎的外周邊以掃描由輪胎負載接觸的地的地電位的導電金屬線以及用于去除電極的表面上的外來物質(zhì)并且使地電位均勻分布在電極周圍的水栗送噴嘴。與在執(zhí)行任務以檢測接電位的評估位置的同時具有要在每個測量位置手動壓向地的尖銳端的常規(guī)電極相比，車輛能夠行進快得多。并且此外，車輛能夠?qū)⒌仉娢缓碗娏餍畔⑴c相應的定位數(shù)據(jù)一起存儲到服務器中以被用于管理和分析目的。
[0139]以這種方式，將在進行分析以查看地電位的趨勢在檢測到漏電的點處增加時使用存儲在服務器中的數(shù)據(jù)庫。
[0140]圖31示出靠近中性線不接地的地泄露點的AC市電的地電位增加電平，并且因此考慮僅AC市電的泄漏電壓，這在單個峰值點周圍找到位置是不復雜的，但是中性線接地并且地電位的多個峰值遍布PEN的地電位的增加電平、AC市電的泄漏點(相導體線)以及另一中性返回點(中性導體線)由于圖32中所示出的泄漏和負載電流的多個返回路徑而混合在一起，并且因此不易于定位AC市電的峰值電平。圖33示出靠近檢查孔的地泄露點，以及圖34中所示出的結合到中性線的檢查孔蓋與地泄露點之間的地電位的捕獲的波形。純AC市電的波形被隱藏在多個峰值的波形中，并且因此不能夠捕捉過零時間來精確地檢測AC市電的峰值電平。
[0141]為了克服這些困難，當定位由圖34中所示出的失真波形導致的AC市電的地泄露點時，在本發(fā)明的實施例中，優(yōu)選通過相導體線來發(fā)送DC脈沖勘測電壓信號以改進用于定位地電壓泄漏點的勘測的準確性。
[0142]圖35示出能夠產(chǎn)生圖36中所示出的脈沖電壓信號的DC勘測電壓變送器的電路圖。這個DC勘測電壓變送器被添加到饋送線路以與圖13中所示出的DC勘測電流變送器一起進行勘測。通過檢測DC勘測電壓的峰值來定位地泄露點能夠改進定位AC市電峰值的準確性。
[0143]被配置成在相導體線與中性導體線之間產(chǎn)生半波DC電壓信號的DC勘測電壓變送器能夠無論饋送線路的源或負載側(cè)都被安裝在接近于泄漏點的任何地方，并且可調(diào)整為單相或三相配置。
[0144]圖36示出用于產(chǎn)生半波DC勘測電壓信號的時間圖。在通過在時間Tg期間接通電壓變送器的開關來對IGBT(絕緣柵雙極晶體管)的柵極施加接通電壓之后，通過暫時斷開開關來去除對IGBT的柵極所施加的電壓以在相導體線與中性導體線之間產(chǎn)生大脈沖電流(Ti)。在通過像上面所討論的那樣去除IGBT的柵電壓來急劇地切斷流動電流時，在電流的相同導體線之間發(fā)生單極瞬態(tài)電壓(Vp)。
[0145]圖37示出DC勘測電壓(瞬態(tài)電壓)的波形，DC勘測電壓是在通過調(diào)節(jié)使電壓維持在320V以下的電壓變送器的輸出端子處的單極且最大電壓。在韓國，AC市電的電壓范圍是220± 13V并且AC市電的最大容許峰值電壓應該小于329V(233rms ACV*1.414)。
[0146]圖38是來自圖37的DC勘測電壓的放大波形。柵接通時間Tg與為用于產(chǎn)生最大大約320V的DC瞬態(tài)電壓的大約40微秒的電流流動時間(Ti)幾乎相同。
[0147]圖39示出在DC勘測電壓變送器連接到中性線時反向發(fā)送單極DC勘測電壓信號的情況。安裝有地泄露定位器的車輛中的接收器在AC市電的正斜率過零與IGBT的激發(fā)時間之間的特定流逝時間打開DC勘測電壓信號的測量窗口。圖39中的頂部示出AC市電的電壓波形以及正好在時間上在變送器與地電位定位器(接收器)之間與邏輯值‘10’匹配的DC勘測電壓脈沖。但是底部示出反轉(zhuǎn)了 180度的電壓波形，其中，即使變送器從延遲的過零180度產(chǎn)生與在流逝時間相同的DC勘測電壓，電壓脈沖產(chǎn)生時間也將不與接收器的測量時間匹配，并且最終漏電定位器(接收器)將未能捕捉到由變送器所產(chǎn)生的信號脈沖。為了保證DC勘測電壓信號被無誤地遞送給接收器，需要在變送器與接收器之間的像AC市電中的過零這樣的另一時間基準用于定位DC勘測電壓峰值并且標識AC市電的泄漏源。
[0148]圖40示出用于產(chǎn)生由在圖35的左側(cè)示出的DC勘測電流變送器所創(chuàng)建的DC勘測電流信號、在變送器與接收器之間使發(fā)送和測量時間同步并且使測量誤差最小化的時間圖。與圖36中所示出的DC勘測電壓的時間圖類似，除了 IGBT的斷開時間是在意味著負極性的電流被二極管切斷以使切斷浪涌電壓最小化的負斜率過零之后。當在時間Tg期間對IGBT的柵極施加接通電壓時，開關被接通直到在負斜率過零時間之后的時間(Ti)為止。如圖36中所示出的與電壓變送器的差異是將不產(chǎn)生切斷瞬態(tài)電壓，因為作為二極管切斷電壓(Vp)幾乎為OV并且接通柵極時間(Tg)和電流流動時間(Ti)不像在圖36的電壓變送器中那樣是相同的?？睖y電流和電壓信號的特性不同以致彼此不干擾。
[0149]圖41示出在下述環(huán)境下作為示例的DC勘測電流信號的波形，AC市電的峰值電壓為320V(226V*1.414)并且串聯(lián)2.5Ω的限流電阻器像圖35中所示出的那樣被包括，從而在負斜率過零時間之前激發(fā)IGBT達1.5ms以及AC市電的測量電壓在激發(fā)時間作為勘測信號為174Vp-p并且瞬時峰值電流將為65A p-p[174V/2.67 Ω (2.5+0.17導體電阻)]并且像圖41中所示出的那樣在1.5msec之后減小的OA耗盡。
[0150]Vt = Vpeak*Sin(wt+C>)
[0151]Φ = ((8.33ms-1.5ms)/8.33)*180 = 147°
[0152]如果限流電阻器是2.0 Ω，則電流將瞬間增加直到147A ρ-ρ。當Vt= 174V時，電流信號瞬時值是大約65Α(包括0.17 Ω的導體電阻)。如果具有電阻為2.0 Ω的電阻器被選擇用于產(chǎn)生電流信號，則產(chǎn)生大約147Α的瞬時電流信號。
[0153]如果IGBT被接通以流出固定電流(65Α)并且然后被斷開以在消減時間之前切斷流出電流將創(chuàng)建如圖36中所示出的像DC勘測電壓這樣的瞬態(tài)浪涌電壓，但是在消減時間之后斷開IGBT將僅產(chǎn)生DC勘測電流，而沒有如圖40中所示出的電壓。
[0154]但是從泄漏點收集的AC市電的波形像圖32或圖34中所示出的那樣失真了，這不易于提取要用作在變送器與接收器(定位器)之間使信號產(chǎn)生和接收(測量)時間同步的過零時間。如果發(fā)送和接收的時間像圖39中所示出的那樣彼此不匹配，則定位器根本不能夠檢測到DC勘測電壓信號。
[0155]為了解決即使當AC市電的波形失真而不能夠提供基準時間來測量諸如過零時也將正確檢測到DC勘測電壓信號的這個問題，優(yōu)選像圖43中所描述的那樣，在不依賴AC市電的情況下在變送器與定位器(接收器)之間使發(fā)送和接收時間同步。用于在地上檢測DC勘測電壓的過程需要圖42中所示出的3個裝置，包括:(I)DC勘測電壓變送器和(2)DC勘測電流變送器，兩者皆連接到要勘測的饋送線路；以及(3)準確地泄露點勘測設備，該準確地泄露點勘測設備被配置成通過跟隨相反方向之間的電磁信號空感測點的系列在沿著流出DC勘測電流的相導體線和中性導體線的路徑移動的同時從濕式輪電極檢測AC市電的地電位增加位置。這個過程包括以下步驟:(I)在DC勘測電壓和DC勘測電流的變送器之間交換DC勘測電壓信號的激發(fā)時間；(2)以電磁信號的形式從DC勘測電流變送器向準確地泄露點勘測設備通知測量時間；(3)由準確地泄露點勘測設備在設定新測量時間之后通過收集電磁信號在地上檢測DC勘測電壓信號的地電位；以及(4)除檢測泄漏點之外，準確地泄露點勘測設備標識漏電源信息以在沒有挖掘工作的情況下防止電擊事故。
[0156]圖44圖示在DC勘測電壓變送器、DC勘測電流變送器以及準確地泄露點勘測設備當中用于使時間同步并且使時間匹配以產(chǎn)生并檢測信號的協(xié)議交換過程。DC勘測電壓變送器依次向每相發(fā)送起始代碼，等待來自DC勘測電流變送器的應答以知道哪相被連接。作為示例，DC勘測電流變送器在相B處應答。在從相B得到應答之后，DC勘測電壓信號變送器通過相導體B來發(fā)送連續(xù)的測量信號以由準確地泄露點勘測設備定位DC勘測電壓信號，以得到電磁信號來跟蹤相導體，并且使測量時間同步以在跟蹤承載DC勘測電壓信號的相導體的路線的同時在地上檢測該DC勘測電壓信號。
[0157]圖45示出DC勘測電壓變送器的框圖，DC勘測電壓變送器具有:接口部分，該接口部分用于與DC勘測電流變送器交換DC勘測電壓信號產(chǎn)生的時間；相選擇部分，該相選擇部分用于選擇單相或3相;輸入部分，該輸入部分用于設定準確地泄露點勘測設備的自身ID;DC勘測電壓產(chǎn)生部分，該DC勘測電壓產(chǎn)生部分產(chǎn)生電流脈沖作為時間特性并且依次在每120度角時間處產(chǎn)生如圖36中所示出的瞬態(tài)電壓；編碼部分，該編碼部分用于將平均值(邏輯值)指派給DC電壓脈沖。因為通過DC勘測電壓信號的轉(zhuǎn)移能量的量與如圖36中所示出的流過柵極的電流的量成比例，所以柵電壓的相角能夠被調(diào)整為更接近于與最大電壓對應的符號曲線的頂部，使得勘測電壓變送器能夠在電流瞬間斷開時產(chǎn)生較高的勘測電壓。
[0158]圖46示出DC勘測電流變送器的框圖，該DC勘測電流變送器具有:電力電纜接口部分，該電力電纜接口部分用于將變送器連接到AC市電；以及二極管，該二極管用于將輸入的AC整流成半波單極電壓并且產(chǎn)生圖36中所示出的具有時間特性的電流脈沖，以便產(chǎn)生DC勘測電流信號來發(fā)送要跟蹤的電磁信號，并且以便與準確地泄露點勘測設備的測量時間同步。這個裝置被配置成協(xié)調(diào)DC勘測電壓變送器與準確地泄露點勘測設備之間的信號，以在不依賴AC市電的過零時間的情況下改進勘測的準確性。
[0159]圖47示出具有3個主要功能的準確地泄露點勘測設備的框圖，3個主要功能包括AC市電的地電位檢測功能、DC勘測電壓的地電位檢測功能以及通過檢測電磁信號的埋設路線跟蹤功能。
[0160]首先，AC市電的地電位檢測功能在地上移動以跟蹤觸地的相導體線的埋設路線以掃描AC市電的地電位來檢測電位增加位置的同時需要來自具有栗送水噴嘴的濕式輪電極的3個輸入。來自電極的3個輸入通過輸入選擇開關并且通過BPF在AC市電的頻率內(nèi)的40?300Hz的范圍內(nèi)濾波，以經(jīng)由內(nèi)部阻抗選擇開關到達ADC來驗證地電位的輸入真正來自AC市電的電位泄漏。優(yōu)選將內(nèi)部阻抗的最高值設定為無窮大，移動并在電位超過50mV的位置處停止并且即使阻抗被改變?yōu)檩^低值也確保電位的讀數(shù)被維持在穩(wěn)定電平。
[0161]在通過使用濕式輪電極或A形框架尖端電極中的一個找到AC市電的地電位的峰值位置之后，能夠精確檢測到在地上在AC市電的峰值位置周圍的DC勘測電壓的地電位的更準確峰值。測量時間和路線跟蹤信號形式為來自DC勘測電流信號變送器的在空中的電磁信號。
[0162]DC勘測電壓的輸入信號將經(jīng)由例如10ΜΩ的固定內(nèi)部阻抗通過15kHz的高通濾波器傳遞給ADC。當需要改變DC勘測電壓信號的信號電平時，應該像圖36中所示出的那樣使IGBT的激發(fā)時間(Tg)移位。DC勘測電壓信號也具有由DC勘測電流變送器所發(fā)送的漏電源的信息，其能夠可用于在緊急情形下在無需挖掘的情況下使漏電源隔離。
[0163]而且，準確地泄露點勘測設備具有自輪旋轉(zhuǎn)計數(shù)器從IMU、GPS和里程計獲取地理數(shù)據(jù)的功能，以及用于通過通信介質(zhì)將所獲取的數(shù)據(jù)存儲到服務器中的通信單元。
[0164]圖48示出AC市電從3個濕式輪電極到達地泄露點的地電位電平以顯示朝上前進到￥2(￥2=|￥243|)低于￥1(￥1=|￥1-￥2|)和￥3(￥3=|￥3-￥11)的泄漏點的箭頭。
[0165]圖49示出直接在地泄露點上方檢測到的AC市電的地電位電平并且顯示正好在V1、V2和V3的所有3個值具有相同的最小值的泄漏點上方示出的圓。
[0166]圖50示出在通過圖49的泄漏點之后的位置檢測到的地電位，其中V2的值比Vl和V3的那些值高，并且圖示向下箭頭以暗示泄漏點在當前位置后面。
[0167]AC市電在3個濕式輪電極當中的地電位是以這樣的方式進行比較和分析的，S卩，在地泄露點之前和之后，電位的值突然增加或者減小，但是直接在地泄露點上，該值在所有3個電極中變得最小，即，具有最小電位值的點能夠被確定為泄漏點。
[0168]圖51示出在圖33中所示出的地泄漏點處接收到的DC勘測電壓信號的波形，并且圖52示出圖34中的地電位電壓和圖51中的DC勘測電壓兩者以對AC市電與DC勘測電壓之間的波形進行比較。
[0169]具有40?300Hz范圍的AC市電的地電位與具有范圍在15kHz以上的DC勘測電壓信號之間的波形在峰值的時序和振幅方面匹配不好，因為AC市電的低頻率以及由其它返回負載所創(chuàng)建的電位的混合與DC勘測信號的波形相比將具有更多失真(時間移位)。因此，僅在完成AC市電的地電壓的峰值檢測之后把地泄露點最后定下來有時可能是錯誤結果。
[0170]圖53示出從DC勘測電流變送器到準確地泄露點勘測設備的通知時間與用于檢測DC勘測電壓的地電位的實際測量時間之間的時間間隔(其為AC市電的1/3周期)的實施方式的示例。如果DC勘測電流變送器以電磁信號的形式將通知發(fā)送到準確地泄露點勘測設備，則在通知信號的成功接收之后，準確地泄露點勘測設備將在邏輯值為‘I’時以后1/3周期時間做DC勘測電壓的測量。
[0171]在從DC勘測電流變送器得到通知時間信號之后，準確地泄露點勘測設備自動地打開測量窗口以如編程的那樣在AC市電的1/3周期以后在地上測量DC勘測電壓的地電位。
[0172]圖54示出測量窗口的打開時間和DC勘測電壓信號的地電位以及‘00110’的邏輯值。準確地泄露點勘測設備在測量窗口打開的時間內(nèi)測量DC勘測脈沖的地電位以區(qū)分信號和噪聲，并且當在測量窗口打開的時間內(nèi)存在地電位信號時，將邏輯值設定為‘ I，，否則將邏輯值設定為‘O’。
[0173]圖55示出用于定位地電位泄漏點的流程圖。如在圖42的情況下所示，勘測電流和電壓變送器連接到要檢查的LV電纜。為了執(zhí)行地泄露點的準確勘測，使用準確地泄露點勘測設備來沿著相導體線的埋設路線進行跟蹤。替換地，沿著埋設電纜的預期路線駕駛以使用具有多個濕式輪電極的AC市電泄漏掃描裝置在安裝有地下配電饋送線路的特定寬區(qū)域中粗略掃描地電位增加(不安全的)地方，然后標出漏電的準確位置并且獲取所述地電位增加(不安全的)地方內(nèi)的泄漏電纜信息。
[0174]圖56和圖57示出從手推位置觀察到的準確地泄露點勘測設備的示例，以及用于允許一個操作員一次執(zhí)行跟蹤埋設相導體線的路徑并且測量地電位的增加點的2個畫面，包括用于測量地電位的多個濕式輪電極、水分供應裝置、多個磁場信號傳感器，以及用于連續(xù)供應水以減小電極與地之間的接觸電阻的水箱和水龍帶。
[0175]圖58示出從圖29中所示出的電磁傳感器接收到的具有極性和量值的4個輸入電磁信號，其中空(其具有更接近于零的量值)是在從左翼位于相反極性(從左翼在第二個地方處為+，在最右側(cè)為_)之間的第三個地方處，使得與空位置的定位對應的地方被確定為直接在包括要跟蹤的相導體線和中性導體線的管道的路線上方，并且因此箭頭被顯示為引導勘測員向前移動。
[0176]圖59示出指示從濕式輪電極輸入的3個地電位值Vl、V2和V3的畫面顯示。
[0177]圖60示出用于通過將不同的內(nèi)部阻抗連接到圖47中所示出的測量電路來判斷與在地電位正超過閾值電平的警報位置處引發(fā)的假電壓區(qū)分開的真實地電位泄漏的畫面。
[0178]圖61是圖示準確地泄露點勘測設備如何測量電磁信號的過程的流程圖。為了使負載電流的影響最小化，它被配置成使該負載電流通過600Hz的濾波器并且被數(shù)字化。并且，如圖62中所示在周期和序列中重建與勘測電流信號類似的采樣信號并且使它們通過信號可靠性邏輯。此后，當觸發(fā)時間T由信號可靠性邏輯確定時，真實時間‘T’被用作同步時間來測量電磁信號的極性和量值。
[0179]參考圖62，基于來自電磁傳感器的未知輸入來標識真實時間‘T’的邏輯包括計算16個采樣信號的平均值，以將信號重建成具有相同的離散周期時間并且將它們放入與電力頻率相距I個周期間隔(在60Hz情況下為16.7msec)的序列中，以從不為‘0’的重復邏輯值的恢復信號串中檢測一系列邏輯值，并且隨后要被確定為真實時間‘T’的附加‘1000’邏輯值，并將圖61中的時間‘T’重置為與測量時間相同。
[0180]圖63詳細地圖示寬區(qū)域AC市電泄漏掃描裝置中的記錄部。該記錄部提供組合從GPS、IMU(慣性測量單元)和來自輪電極的里程表聚集的數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)，以使得能夠?qū)⒌貓D上的準確點與測量結果的值對準。
[0181]優(yōu)選將來自4個EMF傳感器的輸入信號發(fā)送到具有中心頻率600HZ的濾波器中以消除具有特定電力頻率范圍的電磁信號，以便使來自在要跟蹤的電力電纜中流動的負載電流的影響最小化，然后經(jīng)濾波的信號被按采樣19，200Hz速率數(shù)字化。為了將信號變換成具有勘測電流信號的相同離散周期時間(1.5msec)，在16個樣本(0.8msec)中平均或者拾取最大值，并且找到具有勘測電流信號的起始代碼的相同值的經(jīng)恢復的電磁信號的邏輯值串，以將真實時間‘T’確定為同步基準時間來對電磁信號的極性和量值進行比較，以找到電力線的埋設點并且根據(jù)時間測量地電位，并且將所測量到的數(shù)據(jù)與來自衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)一起記錄到準確地泄露點勘測設備中的記錄部中。
[0182]盡管已經(jīng)出于說明性目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領域的技術人員將了解，在不脫離如所附權利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、添加以及替換是可能的。
【主權項】
1.一種移動漏電檢測裝置，包括: 多個電極，所述多個電極被配置成電容耦合到地； 多個水分供應裝置，所述多個水分供應裝置用于向所述多個電極和地供應水分；以及 電位測量部，所述電位測量部用于測量從所述多個電極輸入的多個地電位值。2.根據(jù)權利要求1所述的移動漏電檢測裝置，其中，所述多個電極是輪的形式。3.根據(jù)權利要求1所述的移動漏電檢測裝置，其中，所述電位測量部包括被配置成提取電力頻率和諧波的濾波器單元。4.根據(jù)權利要求1所述的移動漏電檢測裝置，還包括記錄部，所述記錄部用于依照所述移動檢測裝置的坐標移動記錄包括在特定位置的多個地電位值的數(shù)據(jù)的流。5.根據(jù)權利要求4所述的移動漏電檢測裝置，還包括用于在地圖上的坐標平面中標繪彩色點以表示所述記錄部中的所述數(shù)據(jù)的地圖部。6.一種勘測電壓變送器，包括: 二極管； 電阻器； 第一連接線，所述第一連接線在某地方連接到AC電力的火線； 第二連接線，所述第二連接線在所述地方連接到所述AC電力的中性線； 開關單元，所述開關單元用于接通和斷開連接在所述火線與所述中性線之間的電路，以控制流過串聯(lián)連接的所述二極管和所述電阻器的電流； 開關控制單元，所述開關控制單元用于通過向所述開關單元提供時間控制信號以在所述AC電力的預定相角下接通所述電路并且在所述AC電力的半波消減相角之前斷開所述電路來控制所述電路的開關時間；以及 編碼單元，所述編碼單元用于控制所述開關控制單元是否產(chǎn)生所述電流流動并且產(chǎn)生與所述電流流動對應的邏輯值的系列。7.根據(jù)權利要求6所述的勘測電壓變送器，還包括用于通過通信來使所述開關時間與關聯(lián)的裝置同步的接口單元。8.根據(jù)權利要求6所述的勘測電壓變送器，其中，所述開關單元具有在所述AC電力具有三相的情況下切換的三個開關電路。9.根據(jù)權利要求6所述的勘測電壓變送器，還包括用于將所述電壓變送器的標識信息錄入到所述編碼單元并且設定所述AC電力的單相或三相的輸入與設定單元。10.—種勘測電流變送器，所述勘測電流變送器被配置成標識電力電纜的埋設路徑，包括: 二極管； 電阻器； 第一連接線，所述第一連接線在某地方連接到AC電力的火線； 第二連接線，所述第二連接線在所述地方連接到所述AC電力的中性線； 開關單元，所述開關單元用于接通和斷開連接在所述火線與所述中性線之間的電路以控制流過串聯(lián)連接的所述二極管和所述電阻器的電流； 開關控制單元，所述開關控制單元用于通過向所述開關單元提供時間控制信號以在所述AC電力的預定相角下接通所述電路并且在所述AC電力的半波消減相角之后斷開所述電路來控制所述電路的開關時間；以及 編碼單元，所述編碼單元用于控制所述開關控制單元是否產(chǎn)生所述電流流動并且產(chǎn)生與所述電流流動對應的邏輯值的系列。11.根據(jù)權利要求10所述的勘測電流變送器，還包括用于通過通信來使所述開關時間與關聯(lián)的裝置同步的接口單元。12.一種移動地泄露勘測設備，包括: 磁場傳感器； 多個電極，所述多個電極被配置成電容耦合到地； 信號定時單元，所述信號定時單元用于通過分析從所述磁場傳感器輸入的信號來找到并設定時間T，其中，所述時間T與勘測電流變送器的信號開始時間匹配； 信號檢測單元，所述信號檢測單元用于從所述時間T起以預定間隔時間標識在預定離散時間段內(nèi)來自所述磁場傳感器的信號的極性和量值;以及 電位測量單元，所述電位測量單元用于測量從所述多個電極輸入的地電位值。13.根據(jù)權利要求12所述的移動地泄露勘測設備，其中，所述電位測量單元與所述時間T同步，以從所述時間T起以所述預定間隔時間標識在所述預定離散時間段內(nèi)來自所述多個電極的所述地電位的極性和量值。14.根據(jù)權利要求12所述的移動地泄露勘測設備，其中，所述信號檢測單元被配置成同時標識來自所述多個磁傳感器中的每一個的信號的極性和量值。15.根據(jù)權利要求12所述的移動地泄露勘測設備，還包括: 阻抗選擇單元，所述阻抗選擇單元用于選擇多個阻抗并且與所述地電位值并行改變阻抗的值。16.根據(jù)權利要求12所述的移動地泄露勘測設備，其中，所述電位測量單元被配置成通過從所述電極捕獲所述輸入信號來顯示示出電位泄漏鏈的電線路信息。17.—種用于在不中斷電力供應的情況下檢測漏電點的方法，所述方法包括步驟: 移動被配置成通過水分電容耦合到地的多個電極，以記錄包括在相應位置的地電位的數(shù)據(jù)的流;以及 通過電力供應的電線來確定電壓泄漏的可疑區(qū)域。18.—種用于在不中斷電力供應的情況下檢測漏電點的方法，所述方法包括步驟: 向所述電力供應的電線發(fā)送單極DC勘測電壓信號； 發(fā)送在所述電線周圍產(chǎn)生的電磁波信號串以使基準時間同步來測量所述單極DC電壓信號的地電位并且捕獲電磁跟蹤信號； 通過根據(jù)所述基準時間分析所述電磁跟蹤信號來跟蹤所述電線的埋設路線； 根據(jù)所述基準時間在所述地上測量所述單極DC電壓信號的所述地電位；以及 通過標識所述單極DC電壓信號的極性來定位所述漏電點。19.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括: 在所述地上的所述點處測量所述地電位，被確定為在兩個較強的相反符號的電磁信號中間檢測到較弱的電磁信號的位置的所述電磁跟蹤信號。20.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括: 分析包含在所述單極DC信號中的信息以標識所述漏電的源。
【文檔編號】G01R31/02GK105899960SQ201480072448
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年11月19日
【發(fā)明人】李鉉昌
【申請人】李鉉昌