专利名称：输电线路故障检测装置的制作方法
技术领域：
输电线路故障检测装置技术领域[0001]本实用新型为输电线路故障检测装置，属于输电线路故障检测技术领域。
技术背景[0002]青藏铁路35KV配电网由于所处环境恶劣，线路长度大。当线路上发生接地 或短路故障后，现有的继电保护系统无法准确的判断故障区段，只能通过逐级试拉的方 式确定故障位置，整个过程涉及大量的倒间操作，操作复杂且所需时间较长。通过该 方式最终可将故障定位到两变电所之间，由于青藏铁路变电所之间距离较远(相距20— 40KM不等)，线路所经过地域自然环境恶劣，巡线难度大、耗时长，不利于故障的迅速 处理，严重威胁线路安全正常运行。[0003]专利号为200320122380.3的中国实用新型专利公开了一种“电网输电线路故障 监测系统”。其包括数据采集终端和故障监测支持系统两大部分，其主要监测因杆塔上 绝缘子发生闪络，雷电击中输电线路或杆塔而引发的事故。使用时，数据采集终端固定 于输电线路的塔杆上，当输电线路发生上述故障，数据采集终端采集到相应的故障信号 并通过移动通信网络将故障信号发送给故障监测支持系统。该监测系统不能对接地故 障、短路故障和断路故障等进行监测，即监测故障较单一。同时，其数据采集终端中的 故障判断及信息发送部分采用有线连接，存在安全隐患，易受外界干扰，影响使用可靠 性。发明内容[0004]本实用新型为了解决现有输电线路故障检测装置无法检测接地、短路、断路故 障且使用可靠性较低的问题，提供一种输电线路故障检测装置。该检测装置能对输电线 路接地、短路、断路故障进行有效检测并确定故障位置。[0005]本实用新型是采用如下技术方案实现的输电线路故障检测装置，由若干组、 每组三个且使用时分别固定于输电线路三相上并能够无线发射故障信息的故障信息采集 装置，与每组故障信息采集装置对应且使用时固定于输电线路杆塔上并接收、再通过 GSM网络转发每组故障信息采集装置发来的故障信息的故障信息传送装置，通过GSM 网络接收和处理故障信息传送装置转发来的故障信息的由计算机和与计算机连接的信息 接收器组成的数据处理装置构成。故障信息采集装置的作用是将检测到的输电线路的上 电、断电、接地、短路信息以无线的方式传输到故障信息传送装置，要完成上述任务， 故障信息采集装置的内部结构对所属领域的技术人员来讲是容易实现的；故障信息传送 装置的作用是接收每组故障信息采集装置发来的故障信息，对接收到的故障信息加以处 理后再通过GSM网络转发出去，其结构也是所属领域的技术人员容易实现的；数据处理 装置的信息接收器接收到故障信息传送装置发来的故障信息并传送给计算机，计算机在 相应软件的支持下，对故障信息进行分析、处理、判断后，确定出故障位置，同时发出 报警信号。[0006]本实用新型所述的输电线路故障检测装置融合故障检测技术、无线通讯技术、 计算机技术，可以在线路出现短路故障、接地故障、以及通电、断电的情况下，将各个 监测点(即故障信息采集装置在输电线路上的固定点)的线路状态信息传送至监控中心(数据处理装置的放置处)，监控中心接收到相关数据后可在数十秒内报警显示，并将 故障发生位置定位到两个监测点之间。本实用新型具备了故障自动定位和显示故障类 别的功能，实时检测线路的各种运行状态，诸如送电、停电、缺相、短路、接地、过流 等。在输电线路运行状态发生变化时快速做出反应。本实用新型的应用，可极大的提高 供电可靠性，提高自动化、信息化水平，为电力线路的安全运行保驾护航。[0007]本实用新型所述的输电线路故障检测装置在青藏铁路岗秀至底吾玛区段得到试 应用。该区段夏季雷暴频繁，经常发生因雷电造成的高压熔管爆裂导致接地故障。且该 段无高大乔木，因鸟类在线杆上筑巢造成的短路及接地故障较为常见。因该区域道路状 况较差且线路较长，出现故障后对整条线路进行人工巡线耗时较长。该段共用铁通基站 6座线路总长38.15Km，每隔1.5Km设置一组故障信息采集装置，总计布置31组。安装 完成后可将故障迅速定位到较小范围(1.5Km或某基站)范围内，使维护人员能够更加 快速的找到故障点并迅速排除故障。


[0008]图1为本实用新型所述的输电线路故障检测装置的结构示意图；[0009]图2为本实用新型所述的输电线路故障检测装置检测到接地故障时的原理图；[0010]图3为本实用新型所述的输电线路故障检测装置检测到短路故障时的原理图；[0011]图4为本实用新型所述的输电线路故障检测装置的故障信息传送装置的一种具 体结构示意图。
具体实施方式
[0012]输电线路故障检测装置，由若干组、每组三个且使用时分别固定于输电线路三 相上并能够无线发射故障信息的故障信息采集装置21，与每组故障信息采集装置对应且 使用时固定于输电线路杆塔上并接收、再通过GSM网络转发每组故障信息采集装置发来 的故障信息的故障信息传送装置22，通过GSM网络接收和处理故障信息传送装置转发来 的故障信息的由计算机23和与计算机连接的信息接收器M组成的数据处理装置构成。 具体实施时，在输电线路上第隔0.5 - 2KM布置一组故障信息采集装置和故障信息传送 装置。故障信息采集装置采用弹簧卡线结构，挂线安装在高压线路上。挂装的数量和地 点可由用户根据需要自行决定，建议安装在电力线路的分支处、事故多发区段及其它需 要监测的位置。故障信息传送装置利用抱箍安装在线杆延长支架上并用螺栓固定。数据 处理装置根据需要可安装在变电所、供电所、办公室、调度室等地方，要求室内防湿防 尘，周围无强磁场，以免造成对计算机系统的干扰。[0013]具体实施时，故障信息采集装置21由检测电路、分析算法电路、触发电路、无 线传输电路模块、电源电路构成。或者直接选用北京豪锐达科技有限公司生产的HR-IPC 系列故障信息采集装置。[0014]故障信息采集装置21和故障信息传送装置22之间采用无线通讯的方式传送信4息。二者工作在2.4GISM频段，采用DSSS方式调制。该方式具有抗干扰能力强、信号 稳定、传输速率高等特点。与有线方式相比由于故障信息采集装置直接安装在线路上， 与其他部分没有连线，避免了在高压线路附近安装设备所带来的安全隐患。如图4所 示，故障信息传送装置22包括处理器(MCU) 25，处理器25的信号输入端连接有无线 接收模块26，处理器25的信号输出端连接有GPRS无线收发模块27，处理器25还连接有 太阳能电源管理器沘。处理器(MCU) 25采用ST公司低功耗32位处理器STM32L， 具有运算速度快、能耗低、编程简单、加密特性好等特点。无线接收模块26采用美国 DIGI公司生产的工业级2.4G无线接收模块，具有稳定性高、数据接收可靠等特点。无 线接收模块平时采用低能耗待机模式、但检测到无线信号时开始正常接收。GPRS无线收 发模块27采用法国WAVECOM公司生产的工业级GPRS模块，具有工作温度范围宽、信 号强度好、数据传输稳定的特点。GPRS模块在无信息传送时处于关闭状态，当有信息传 送需求时迅速开机并完成信息传送。太阳能电源管理器28由两组20W太阳能电池板和 宽温型免维护铅酸蓄电池构成。[0015]信息接收器M采用通讯服务器。该通讯服务器可以将故障类型及故障区段等信 息以短信的形式发送到指定的手机上。[0016]如图2所示，检测接地瞬间的暂态电容放电电流、并且检测到线路电压降低 时，认为线路接地，否则线路未发生接地。如图由2#线(相3、6、9故障检测装置发信 而12未动作，即可判断出D区段发生接地故障。[0017]如图3所示，根据短路现象，在短路瞬间电流正突变、保护动作停电作为动作 依据。由2#线B相2、5、8故障检测装置和3#线C相3、6、9故障检测装置发信而11 和12无动作，即可判断出D区段发生短路故障。
权利要求1.一种输电线路故障检测装置，其特征为由若干组、每组三个且使用时分别固定 于输电线路三相上并能够无线发射故障信息的故障信息采集装置(21)，与每组故障信 息采集装置对应且使用时固定于输电线路杆塔上并接收、再通过GSM网络转发每组故 障信息采集装置发来的故障信息的故障信息传送装置(22)，通过GSM网络接收和处 理故障信息传送装置转发来的故障信息的由计算机(23)和与计算机连接的信息接收器(24)组成的数据处理装置构成。
2.根据权利要求1所述的输电线路故障检测装置，其特征为故障信息采集装置(21)由检测电路、分析算法电路、触发电路、无线传输电路模块、电源电路构成。
3.根据权利要求1所述的输电线路故障检测装置，其特征为故障信息采集装置(21)选用北京豪锐达科技有限公司生产的HR-IPC系列故障信息采集装置。
4.根据权利要求1或2或3所述的输电线路故障检测装置，其特征为故障信息 传送装置(22)包括处理器(25)，处理器(25)的信号输入端连接有无线接收模块(26)，处理器(25)的信号输出端连接有GPRS无线收发模块(27)，处理器(25) 还连接有太阳能电源管理器(28)。
5.根据权利要求4所述的的输电线路故障检测装置，其特征为故障信息传送装置(22)的处理器(25)采用ST公司低功耗32位处理器STM32L，无线接收模块(26) 采用美国DIGI公司生产的工业级2.4G无线接收模块，GPRS无线收发模块(27)采用 法国WAVECOM公司生产的工业级GPRS模块，太阳能电源管理器(28)由两组20W太 阳能电池板和宽温型免维护铅酸蓄电池构成。
6.根据权利要求1或2或3所述的输电线路故障检测装置，其特征为信息接收器(24)采用通讯服务器。
7.根据权利要求4所述的输电线路故障检测装置，其特征为信息接收器(24)采 用通讯服务器。
8.根据权利要求5所述的输电线路故障检测装置，其特征为信息接收器(24)采 用通讯服务器。
专利摘要本实用新型为输电线路故障检测装置。解决现有输电线路故障检测装置无法检测接地、短路、断路故障且使用可靠性较低的问题。该检测装置由若干组、每组三个的故障信息采集装置，与每组故障信息采集装置对应并接收、再通过GSM网络转发每组故障信息采集装置发来的故障信息的故障信息传送装置，通过GSM网络接收和处理故障信息传送装置转发来的故障信息的由计算机和与计算机连接的信息接收器组成的数据处理装置构成。本实用新型可以在线路出现短路故障、接地故障、以及通电、断电的情况下，将各个监测点的线路状态信息传送至监控中心，监控中心接收到相关数据后可在数十秒内报警显示，并将故障发生位置定位到两个监测点之间。
文档编号G01R31/08GK201812025SQ20102053588
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者吴孝平, 温海军, 牛江中, 翁晨阳, 郄建伟, 陈效明 申请人:中铁十二局集团有限公司, 中铁十二局集团电气化工程有限公司