技术领域
[0001] 本
发明属于电
力检修设备技术领域，具体涉及一种配网线路地电位检查装置及方法。
背景技术
[0002] 电力接地线是电力企业在施工(检修)中常用的一种安全工具。现场使用灵活方便，也叫便携式电力接地线。
[0003] 在实际的检修过程中，由于电力接地线的装设拆除比较频繁。在大型的停电作业过程中，使用的接地线有十几组，甚至几十组，使用的数量较大，地点分散。从而使得操作人员在拆除接地线的过程中会发生漏拆电力接地线的情况，导致带接地线合闸事故，给电力系统造成重大损失。这些恶性误操作事故给电力企业和社会造成了巨大的经济损失，还造成了恶劣的影响，对社会各行业正常，有序的生产造成了严重的后果和影响。目前在防止带地线送电措施上，主要是依靠操作票制度和现场作业人员对操作规程的执行程度，缺乏有效的技术手段，对线路接地状态进行确认和检查。目前的方案是建立在管理制度防误和人为判断
基础上。受到人为因素的影响太大，并不能完全避免人为失误所导致的事故。配网线路数量多，
覆盖面广，检修
位置不固定，低压配网发生接地线漏拆除事件的概率远大于有接地线在线监测系统的高压输
电网。为了查找和拆除临时接地线，需要消耗大量的人力和巡线时间。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种配网线路地电位检查装置及方法，以解决
现有技术中，主要是依靠操作票制度和现场作业人员对操作规程的执行程度，缺乏有效的技术手段，对线路接地状态进行确认和检查的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种配网线路地电位检查装置，包括
微处理器单元，及分别与所述微处理单元连接的
电压单元及
电流采样单元；
[0007] 所述电压单元包括电源管理
电路，所述电源管理电路输出端连接
开关直流
升压电路的输入端，开关直流升压电路的输出端连接全桥逆变电路的输入端，全桥逆变电路的输出端连接LC滤波电路的输入端；所述LC滤波电路的输出端分为两路，一路连接电压互感器的输入端，电压互感器的输出端连接待测电路；
[0008] 所述电流采样单元包括与待测电路连接的电流互感器，所述电流互感器的输出端连接低通
滤波器的输入端，
低通滤波器的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输入端连接
高通滤波器的输入端，高通滤波器的输出端连接微处理器单元。
[0009] 进一步的，所述LC滤波电路输出端的另一路通过电压采样电路与微处理器单元相连接。
[0010] 进一步的，还包括与所述微处理器单元连接的
人机交互单元。
[0011] 进一步的，还包括与所述微处理器单元连接的GSM通信模
块。
[0012] 进一步的，所述微处理器单元还分别连接全桥逆变电路(08)及开关直流升压电路(06)。
[0013] 一种基于所述的配网线路地电位检查装置进行配网线路地电位检查的方法，包括：
[0014] S1电压单元向待测线线路中输入变中频交流电压
信号Uout进行扫描检测，多个中频段(f1，f2……fn)电压检测信号注入配网检修线路，得到n个回路电压方程：
[0015]
[0016] 式中：Uout为注入信号电压有效值；(I1，I2……In)分别为检测回路电流有效值；Rx为回路总
电阻；r0和L0分别为线路单位电阻和电感； 分别为每个
频率f下的电压电流相
角差；(L1，L2……Ln)分别为每个频率f下的检测点和接地点之间的距离；
[0017] S2电流采样单元得到回路电流值Iout，根据回路电流值Iout判断是否存在接地线，若存在接地线则进行下一步骤；
[0018] S3计算得到阻抗值Zout＝Uout/Iout；根据阻抗值的大小计算得出配网检修线路测量点与接地线地点之间的距离Li。
[0019] 进一步的，S1中，开关直流升压电路将电源管理电路输出的直流电压升压，全桥逆变电路进行频率变换为交流方波，经过LC滤波电路得到正弦
测试电压并送入待测线路。
[0020] 进一步的，S2中，通过电流互感器对待测线路进行采样后依次经过低通滤波器放大电路、高通滤波器进行
信号处理后送入微处理器单元。
[0021] 进一步的，S2中，检测回路电流有效值Iout通过微处理单元求解计算得出，微处理单元每个采样周期对回路电流采样128个点，再根据采样点求解电流的有效值，方法是先求平方累计和，然后开方运算即可得到等效的电流有效值，记作X，计算公式为：
[0022] 进一步的，采用
阈值电流法判断是否存在接地线计算公式如下：
[0023]
[0024] 式中：T为待测线路中传递回来的实际电流值；Iout为实际输出电流有效值；α为影响因子，α可根据现场实际试验情况作适当调整；Uout为实际
输出信号电压有效值；Z为等效接地阻抗；
[0025] 检测电流信号有效值T超过限值α·Iout时，存在未拆除的接地线；T很小且接近于0时，不存在接地线。
[0026] 本发明的有益效果如下：
[0027] 1、本发明的配网线路地电位检查装置，从检测技术上确认配网线路的接地状态，可以配合其他的接地线管理方法，作为“
预防带地线合闸”的最后一道防线，消除了人为因素造成恶性事故的隐患，为电力设备的安全运行和人员安全提供了可靠保障；
[0028] 2、本发明的配网线路地电位检查装置，无需大规模高成本整改，成本低，可以节约大量的人力物力，具有很强的经济效益；
[0029] 3、本发明的配网线路地电位检查方法，通过扫频法进行多次采样测试；通过阈值判断法判断电流的大小来判断接地线的有无；通过阻抗法计算测量点和接地点之间的距离；通过人机交互把结果显示给操作人员；通过通信模块把数据信息传到调度，传到
云端；
[0030] 4、本发明的配网线路地电位检查方法对配网检修接地状态可以快速检测和
定位，方便检修人员快速查找并拆除临时接地线，大大缩短了巡线时间，提高了线路的检修效率，有效防止接地事故的发生造成的大面积停电。
附图说明
[0031] 构成本
申请的一部分的
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0032] 图1为本发明的配网线路地电位检查装置的结构示意图；
[0033] 其中：01为微处理单元，02为人机交互单元，03为GSM通信模块，04为电压互感器，05为电源管理电路，06为开关直流升压电路，07为LC滤波电路，08为全桥逆变电路，09为电压采样电路，10为电流互感器，11为低通滤波器，12为放大电路，13为高通滤波器。
具体实施方式
[0034] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0035] 以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
[0036] 如图1所示，一种配网线路地电位检查装置，包括微处理器单元01，及分别与所述微处理单元01连接的电压单元及电流采样单元；所述电压单元包括电源管理电路05，所述电源管理电路05输出端连接开关直流升压电路06的输入端，开关直流升压电路06的输出端连接全桥逆变电路08的输入端，全桥逆变电路08的输出端连接LC滤波电路07的输入端；所述LC滤波电路07的输出端分为两路，一路连接电压互感器04的输入端，所述LC滤波电路07输出端的另一路通过电压采样电路09与微处理器单元01相连接。电压互感器04的输出端连接待测电路；所述电流采样单元包括与待测电路连接的电流互感器10，所述电流互感器10的输出端连接低通滤波器11的输入端，低通滤波器11的输出端连接放大电路12的输入端，放大电路12的输入端连接高通滤波器13的输入端，高通滤波器13的输出端连接微处理器单元01。还包括与所述微处理器单元01连接的人机交互单元02。还包括与所述微处理器单元01连接的GSM通信模块03。所述微处理器单元01还分别连接全桥逆变电路08及开关直流升压电路06。
[0037] 一种基于所述的配网线路地电位检查装置进行配网线路地电位检查的方法，包括：
[0038] S1电压单元向待测线线路中输入变中频交流电压信号Uout进行扫描检测，多个中频段(f1，f2……fn)电压检测信号注入配网检修线路，得到n个回路电压方程：
[0039]
[0040] 式中：Uout为注入信号电压有效值；(I1，I2……In)分别为检测回路电流有效值；Rx为回路总电阻；r0和L0分别为线路单位电阻和电感； 分别为每个频率f下的电压电流相角差；(L1，L2……Ln)分别为每个频率f下的检测点和接地点之间的距离；
[0041] S2电流采样单元得到回路电流值Iout，根据回路电流值Iout判断是否存在接地线，若存在接地线则进行下一步骤；
[0042] S3计算得到阻抗值Zout＝Uout/Iout；根据阻抗值的大小计算得出配网检修线路测量点与接地线地点之间的距离Li。
[0043] S1中，开关直流升压电路(06)将电源管理电路(05)输出的直流电压升压，全桥逆变电路(08)进行频率变换为交流方波，经过LC滤波电路(07)得到正弦测试电压并送入待测线路。
[0044] S2中，通过电流互感器(10)对待测线路进行采样后依次经过低通滤波器(11)放大电路(12)、高通滤波器(13)进行信号处理后送入微处理器单元(01)。检测回路电流有效值Iout通过微处理单元(01)求解计算得出，微处理单元(01)每个采样周期对回路电流采样128个点，再根据采样点求解电流的有效值，方法是先求平方累计和，然后开方运算即可得到等效的电流有效值，记作X，计算公式为： 采用阈值电流法判断是否存在接地线计算公式如下：
[0045]
[0046] 式中：T为待测线路中传递回来的实际电流值；Iout为实际输出电流有效值；α为影响因子，α可根据现场实际试验情况作适当调整；Uout为实际输出信号电压有效值；Z为等效接地阻抗；
[0047] 检测电流信号有效值T超过限值α·Iout时，存在未拆除的接地线；T很小且接近于0时，不存在接地线。
[0048] 本发明的具体实施方案如下：
[0049] 微处理器单元01与人机交互单元02，GSM通信模块03，电压单元，电流采样单元连接。
[0050] 电压单元由电源管理电路05，开关直流升压电路06，全桥逆变电路08，LC滤波电路07，电压互感器04与待测线路相连接。开关直流升压电路06将电源管理电路05输出的直流电压升压，全桥逆变电路08进行频率变换为交流方波，经过LC滤波电路07得到正弦测试电压，测试电压的幅度和频率由微处理单元01来控制。
[0051] 电压采样电路09与
LC滤波器07的输出，和微处理器单元01相连接。对正弦测试电压采样后送入微处理单元01。
[0052] 电流采样单元包括电流互感器10，低通滤波器11，放大电路12，高通滤波器13与微处理单元01相连接。通过电流互感器10对待测线路进行采样后经过信号处理送入微处理器单元01。
[0053] 向检修线路注入变中频交流电压信号Uout，测量单元最后得到回路电流值Iout。
[0054] 基于注入信号扫描检测原理，多个中频电压检测信号注入配网检修线路进行扫频检测，
[0055] 基于阻抗法原理，利用欧姆定律计算得到多个阻抗值Zout＝Uout/Iout，根据阻抗值的大小计算得出配网检修线路测量点与接地线地点之间的距离Li。
[0056] 具体计算过程为：多个中频段(f1，f2……fn)电压检测信号注入配网检修线路，得到n个回路电压方程：
[0057]
[0058] 式中Uout为注入信号电压有效值。(I1，I2……In)分别为检测回路电流有效值。Rx为回路总电阻。r0和L0分别为线路单位电阻和电感。 分别为每个频率f下的电压电流相角差。(L1，L2……Ln)分别为每个频率f下的检测点和接地点之间的距离。
[0059] 检测回路电流有效值Iout可通过微处理单元01求解计算得出，微处理单元01每个采样周期对回路电流采样128个点，再根据采样点求解电流的有效值，方法是先求平方累计和，然后开方运算即可得到等效的电流有效值，记作X，即：
[0060]
[0061] 装置检测判据采用阈值电流法，基于大量的现场及实验室测试，当配网线路远方存在未拆除接地线时，经采样测得的回路等效电流有效值大约在100mA-1000mA范围。而不存在接地线情况下，回路电流有效值低于10mA，一般为几个毫安(6mA)，甚至为0mA，此时仅能检测到很微弱的电流信号，基于此，电流阈值法可设计如下：
[0062]
[0063] 式中T为待测线路中传递回来的实际电流值；Iout为实际输出电流有效值；α为影响因子，α可根据现场实际试验情况作适当调整；Uout为实际输出信号电压有效值；Z为等效接地阻抗。
[0064] 当采样计算得到的检测电流信号有效值T超过限值α·Iout时，则存在为拆除的接地线。反之，T很小且接近于0时，则判断不存在接地线。
[0065] 在待测线路中输入特定的多种频段频率为(f1，f2……fn)的信号，可得到对应频率的多个电流有效值(I1，I2……In)，若得到的电流值(I1，I2……In)都超过电流信号判据，则可判断线路存在接地线，否则远方正常，不存在任何接地线。
[0066] 检测点和接地点之间的距离可以直接由微处理单元01计算得出，然后取平均值。
[0067] 由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
