摘要：由于电网及电网中的用电设备绝缘程度无法达到绝对理想，致使电力系统中同时存在分布电容与对地绝缘电阻，因而导致存在正常的剩余电流（漏电电流）且是随时间变化的。正因为如此，当电网或其中的电力设备发生故障漏电时，故障电流就会汇入正常的剩余电流之中，采用剩余电流幅值法原理进行漏电保护时，并不能在电网发生漏电时真正的切断被保护对象，原因之一是存在漏电动作不灵敏区，也就是漏电保护死区，快速查找漏电点对安全用电意义重大。
引言:现有技术中采用的漏电检测均为单路漏电信号的检测技术，检测中发生动作，导致负荷侧停电，同时不具有漏电信号的集中管理；漏电保护器的动作时间较长，且差异非常大；传感器无法满足与最短漏电动作时间的匹配，也无法获得或准确处理对应的线路的漏电电流信号；微处理器对多路模拟信号不能进行同时采样，不利于对漏电安全隐患的故障排除，容易引起安全事故的发生。此外，缺少漏电信号的集中管理可能导致上一级的漏电保护器越级动作，从而造成难以确定故障点，加大安全隐患和事故的发生。基于此，本项目研发了220V远程自动传输交流电线路多路漏电同步检测仪，实现了220V交流电线路中能够实时、同步检测多个线路动态漏电电流及其对应的漏电电流发生时间，并独立保存每一条线路的检测记录（漏电流值和发生漏电对应的时间值）等功能。
1 项目简介
本项目研发的220V远程自动传输交流电线路多路漏电同步检测仪实际应用在有漏电保护的低压线路中，硬件上采用快速脉冲干扰过滤电路，而且采样的信号是直接采样交流信号，并采用相应的采样算法和干扰过滤算法，能够准确、快速的计算信号的有效值，保证了测试的实时性、准确性及可靠性；解决了现有技术中利用将传感器中取得的交流漏电信号转换为稳定的直流信号后、再进行模拟/数字转换，存在的漏电保护器的动作时间长（在20ms～500ms之间）、差异大，无法满足与最短漏电动作时间的匹配的问题，以及无法获得或准确处理对应的线路的漏电电流信号的问题，也解决了供电线路中由于存在大量干扰、它影响电路稳定性和可靠性差、甚至导致测试偏差过大或无法测试的问题。
2 整机设计思想
本220V远程自动传输交流电线路多路漏电同步检测仪包括多个并联的单一漏电信号采样电路，单一漏电信号采样电路与主控制单元连接。单一漏电信号采样电路包括与被检测电路相配合的信号传感器、信号放大及处理模块、信号转换处理模块。单一漏电信号采样电路与数据传输、记录及管理模块连接。传感器采用电流互感器。信号放大及处理模块包括放大器电路、电阻电容滤波电路，信号转换处理模块采用带模数转换器的ADC支路控制单元，主控制单元包括数据传输、记录及管理模块。电流互感器、放大器电路、滤波电路、ADC支路控制单元、主控制单元依次连接。主控制单元分别与时钟电路、显示器、键盘连接。单一漏电信号采样电路中的电流互感器采用开合式电流互感器，为了防止引入错误信号，使用时首先将各路的电流互感器套接在被保护线路中，然后再接通漏电检测装置的电源，同样使用过程中，不要随意打开互感器，保证测试精度和准确。
3 关键技术内容与创新
（1）创新点1：解决了多路信号的同时采样与各路漏电信号的随机性、突发性的矛盾。
技术要点：目前，微处理器对多路模拟信号的采样方法是分时进行的，不能进行多路信号的同时采样，当线路中同时有多个漏电发生时，无法准确的同时捕捉到信号。为了解决这个技术问题，本设计的每一路都采用各自独立的电流传感器、信号放大、信号整流和微处理器架构，实现了多路漏电信号的真正的同时采样和处理，并可将测试的漏电数据及时准确地上传给主控微处理器，主控微处理器负责协调各路测试的同步启动、通信管理、时间记录和数据显示和查询。
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（2）创新点2：解决了采样时间与漏电保护器最短动作时间的配合问题。
技术要点：由于本设计实际应用在有漏电保护的低压线路中，而通常的漏电保护器的动作时间在20ms～500ms之间，差异非常大，如果将传感器中取得的交流漏电信号转换为稳定的直流信号后，再进行模拟/数字转换，将无法满足与最短漏电动作时间的匹配，这种情况下也无法获得或准确处理对应的线路的漏电电流信号。为了解决这个问题，本设计采样的是直接采样交流信号，并采用独特的软件采样算法和干扰过滤算法，准确计算信号的有效值。
（3）创新点3：解决线路中脉冲干扰问题。
技术要点：电力系统供电的复杂性决定了线路中必然存在着大量的干扰，它影响着设计的稳定性和可靠性，严重的情况下可导致测试偏差过大或无法测试。所以设计中必然要有抗干扰电路，本设计根据实际使用环境和电路仿真的结果，在满足测试速度和准确性要求的前提下，硬件上采用快速脉冲干扰过滤电路，软件上采用了经过优化的采样区间和5次平均值等算法，保证了测试的实时性、准确性及可靠性的要求。
（4）创新点4：测量数据自动通信传输。
技术要点：在硬件上通过新型的电子计算技术和电子数据存储单位，实现数据比对与过滤、存储功能。通过数据SIM卡将符合设置数据传输到远端，方便用户及时掌握现场运行状况。
4.工作流程说明
220V远程自动传输交流电线路多路漏电同步检测仪采用各自独立的6个采样通道，各个通道可同时对各自通道独立采样数据，所以构成了6通道同步数据检测与记录（漏电流值和发生漏电对应的时间值）。
每路传感器将检测到的线路漏电流传输给放大器，信号经过放大器放大后，将漏电信号的数值放大至-3V～+3V，由于放大器采用全波有源整流电路，能够将双极性的正弦交流漏电信号变换为单极性的0～3V脉动直流信号，再经过滤波电路过滤掉干扰信号，输送到端口，将漏电信号转换为数字信号。
主控制单元接收到采样数据后，从时钟电路读出时间，作为本次的漏电测试的时间节点，时钟电路提供标准走时，作为漏电信号的检测时间的依据。
主控制单元收到各个单一漏电信号采样电路上传数据后，分别将各个采样通道的漏电数据、漏电时间形成独立的记录，分别保存，作为历史记录查询功能的数据来源，形成多路漏电的集中管理功能。液
晶显示器接收来自主控制单元的显示数据，这些数据包括漏电测试值、漏电时间、漏电信号所在的通道等。
5.效益分析
本项目研究成果的成功推广应用，在减少人力物力成本及电量损失方面成效显著。更重要的是该项目研究成果的推广应用极大地减少安全事故的发生，带来的良好的社会效益和由于显著降低用电企业用电风险所产生不可估量的巨大间接经济效益。
结束语：220V远程自动传输交流电线路多路漏电同步检测仪实现了220V交流电线路中能够实时、同步检测多个线路动态漏电电流及其对应的漏电电流发生时间，并独立保存每一条线路的检测记录（漏电流值和发生漏电对应的时间值）等功能，为电力系统维护人员提供第一手的准确可靠的维护信息，最大限度地缩小线路故障范围，极大地提高线路维护的准确性和维修效率，减少安全事故的发生，具有良好的社会经济效益。220V远程自动传输交流电线路多路漏电同步检测仪检测精度高、性能稳定、性价比高、易于安装和维护、操作方便。
论文作者:徐传斌,张波
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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