一种三相单芯配电网回路接地故障判断方法

吕东飞 梁超超 张永 邱远民 宋燕山

国网山东省电力公司淄博供电公司 山东淄博 255000

1 方案

1.1 设计目标

克服现有技术的不足，提供一种通过信号采集装置采集回路中三条单芯电缆的感应信号，远程终端通过回路中三条单芯电缆的矢量和对回路是否发生接地故障进行判断，提高了准确率，避免了人力物力浪费的三相单芯配电网回路接地故障判断方法。

1.2 设计思路

为了解决其技术问题，选择三相单芯配电网回路接地故障判断方法，通过信号采集装置，对线路的信号进行判断。判断方法包括如下五个步骤：

（1）将信号采集装置安装在三相单芯电缆外侧；信号采集装置通过固定架进行固定，并将三相单芯配电网同一回路中的三条电缆固定在其内侧。

（2）信号采集装置采集回路电流信号；信号采集装置中控制电路的传感器自电器盒内引出后同时对回路中的三条电缆运行参数进行采集。

（3）信号采集装置将采集到的电流信号上传。电器盒内的控制电路将采集到的信号以无线的方式传送至远程终端。

（4）远程终端判断发生接地故障的回路；远程终端实时接收配电线路中所有信号采集装置上传的数据，若信号采集装置采集达到的感应信号大于预设定的阈值，则表示该回路中某条电缆发生接地故障。

（5）远程终端发出故障指示；远程终端判断出发生接地故障的回路之后，发出故障报警。

1.3 设计方案

本装置中的控制电路包括控制器、无线发射模块以及所述的传感器，传感器为罗茨线圈，罗茨线圈的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端与无线发射模块相连，无线发射模块与远程终端通讯[1]。装置中的电器盒通过固定架固定在线杆与电缆之间，固定架一端与线杆固定，另一端设置有开口，电缆位于固定架的开口端内部。在所有架体的上表面固定多个绝缘垫，并将电器盒固定在绝缘垫的表面。卡口架开口处两端的上方分别固定有一个卡环座，通过卡环座在电缆的外圈套装有卡环，在两侧卡环座的外侧面上开设有用于容纳卡环的凹槽。

2 具体实施方式

一种三相单芯配电网回路接地故障判断方法（以下简称故障判断方法），包括如下步骤：

步骤1，将信号采集装置安装在三相单芯电缆外侧；

步骤2，信号采集装置采集回路电流信号；

步骤3，信号采集装置将采集到的电流信号上传。

步骤4，远程终端判断发生接地故障的回路；

步骤5，远程终端发出故障指示；

上述的信号采集装置包括固定架，固定架一端固定在线杆的一侧，另一端朝向电缆并延伸至电缆的外侧，在电缆的外圈套装有卡环，卡环固定在固定架的端部。在线杆和电缆之间还放置有电器盒，电器盒固定在固定架的上部，在电器盒内设置有控制电路（电缆即上述的单芯电缆）。

固定架包括架体，在架体的一端设置有用于与线杆固定的抱箍，组成抱箍的两个半圆状的单体中，其中一个半圆状的单体直接固定在架体的端部，在抱箍与线杆固定时，抱箍的另一个单体自线杆的外侧与固定在架体端部的单体对接形成闭环后通过两端的两组螺栓进行固定。在架体的上表面固定有多个绝缘垫，绝缘垫成就型排布，电器盒固定在绝缘垫的表面。在架体的另一端设置有宽度大于架体的卡口架，电缆位于卡口架的开口内。在卡口架开口处两端的上方分别固定有一个卡环座。卡环座为半圆形的块状体，卡口架两端的卡环座在其上表面相对设置，卡环座的弧形面均朝向外侧，在卡环座的弧形面上还开设有凹槽，凹槽用于容纳上述的卡环，卡环套装在两侧卡环座的外圈时同时将卡口座内的电缆套装在其内部。设置在电器盒内的控制电路包括罗茨线圈、控制器以及无线发射模块，罗茨线圈通过常规方式与自电器盒引出有与电缆配合安装，罗茨线圈的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端与无线发射模块相连，无线发射模块以无线通讯的方式与远程终端相连，控制器接收到罗茨线圈采集到的数据后通过无线发射模块将数据传输至远程终端[2]。控制电路的供电电源通过本领域常见的太阳能供电方式实现。在三相单芯配电网电缆信号采集装置中，采用与现有技术相同的太阳能供电方案，包括太阳能电池板、充放电电路以及太阳能电池，太阳能电池板与充放电电路连接，充放电电路与太阳能电池连接，太阳能电池板通过充放电电路为太阳能电池进行充电，由太阳能电池为控制电路进行供电[3]。

3 结语

与现有技术相比，本装置做出了如下改进：

（1）在本三相单芯配电网回路接地故障判断方法中，通过信号采集装置采集回路中三条单芯电缆的感应信号，远程终端通过回路中三条单芯电缆的矢量和对回路是否发生接地故障进行判断，提高了准确率，避免了人力物力的浪费。

（2）在本三相单芯配电网回路接地故障判断方法的信号采集装置中，通过设置与线杆固定的固定架对电器盒进行固定，大大增加了安装的可靠性。

（3）信号采集装置的控制电路，通过太阳能进行供电，大大提高了供电的可靠性。

（4）信号采集装置的电器盒采用防水设计，有些避免因雨水侵蚀而造成的故障，大大提高了数据采集的可靠性。