付振杰
摘要：本文阐述了在现有的交流电源系统漏电检测的基础上的创新，分析了新型漏电检测装置的原理，材料的组成及阀值的设定。智能漏电监测装置利用太阳能光伏做电源，同时4G物联网PLC控制模块、工业级485转GPRS模块的选用，提高了设备稳定性、协议兼容性、抗干扰性和智能性。
关键词：漏电检测;太阳能光伏;4G物联网
1成果产生背景
1.1背景分析
配电变压器作为电力系统中不可或缺的设备，对整个电力系统的运行稳定性、安全性和经济性有着至关重要的意义。但是变压器本身是一个长期处于负荷运行的设备，在长时间运行中必然会受到外界因素的影响，出现各种故障问题，特别是在雷雨天气，如果接地系统出现故障，其安全事故的发生率变得更高，威胁人身、电网和设备安全。
在配网运行过程中，由于种种原因10kV配变电压器中性点带电现象时常发生，导致变压器台架、外壳等设备带电，易发生人身触电伤亡、漏电等安全事故。
2018年我公司共发生配电线路接地故障118次，其中，变台避雷器故障67次，树障9次，绝缘子故障19次，异物13次，其他原因10次。
1.2明确课题目的
小组想通过研制一种配电台区智能漏电监测装置，发生接地故障时能发出声光报警并能向运维人员进行短信通知，便于巡视人员能快速发现故障并能起到警示作用。
1.3查新借鉴
通过对维普网、万方数据库、知网、国家科技成果数据库、中国专利信息网等相关权威网站进行查新，未在数据库中找到类似专利。
百度搜索结果显示，目前市场上并没有配电台区智能漏电监测装置。
2项目原理说明
2.1设定目标
小组设定的目标为：发现故障时间30分钟以内，且不发生人身触电事件。
2.2目标可行性分析
（1）小组成员由运维检修部骨干技术人员组成，对设备运维非常了解，在生产过程中能够运用方法找出存在问题，并加以解决。
（2）除参与活动的小组精英骨干人员，公司组织具有丰富经验的老员工与电力设备高压实验能手，对设计方案与材质进行系统的分析、讨论、实验，最终对提出的方案予以高度的认可与肯定。
（3）公司高度重视小组活动课题，提供了充足的硬件设备支持与资金保障，保证课题顺利实施。
2.3提出方案并确定最佳方案
小组集思广益，围绕“现有监测手段不能满足安全生产的相关要求”这一问题，结合公司设备运行实际和相关运维经验，本着电网安全可靠运行的原则进行综合分析、讨论，提出了对策方案。
2.3.1提出总方案
电源部分借鉴了道路交通警示灯;测量部分借鉴了烟雾感应器;控制回路借鉴了路灯控制电路的创新思路，小组将本次活动的课题总体方案设定为：
漏电监测设备处的恶劣的自然环境中，设备要能够稳定可靠的工作。首先要有稳定的工作电源，经传感器获得电信号，该电信号含有噪声，经自动量程转换及滤波电路后得到比较精确的信号，再由A/D 转换电路获得数字信号，进入CPU 后，CPU 根据程序将当前的电流值、电压值、量程、电流、电压预警值等显示在LED上，当监测到数据异常时能够发出预警信号。从而触发短信报警功能通知运行维护人员。
2.3.2研制的技术难点
（1）电源部分：是否能够保证不间断的提供电源
（2）信号采集及控制部分：对于从传感器中取得的信号，应保证传送过程中不失真、信号传输过程中受到的干扰影响、采集信号在进行数据处理时的精确性。
（3）无线传输部分：能够及时的通过短信通知运维人员。
2.3.3方案解析
围绕技术难点，对整体研制方案分解，确定所需的元器件。
3项目实施效果说明
小组在最佳方案的基础上，分别针对装置的各组成部分进行对策制定，按照 5W1H 原则制定了对策表。
3.1效果检查
使用监测装置后对故障发现时间在公司调控中心的SCADA系统进行统计分析：
平均时间：23分钟，且没发生人身触电事件，小组活动目标实现。
4项目推广前景描述
小组将监测装置的使用说明和维护注意事项以流程图的形式做成指导书，并附以文字说明，制作成标准化指导书。
社会效益：停电时间的减少，提高了我公司的供电服务水平，保证了用户正常用电。使用户对我公司的服务更加满意与认可。
经济效益：故障发现时间平均缩短了120分钟，2018年配电台区造成的接地故障67次，累计缩短134小時，故障线路平均负荷为2500KW，可为公司增加收入16.75万元。
避免因为漏电造成的人员伤亡，具有很强的社会和经济效益。
5创新点、效果归纳及专利申请或授权情况
5.1创新点
主要功能：研制一种配电台区智能漏电监测装置，发生接地故障时能发出声光报警并能向运维人员进行短信通知，便于巡视人员能快速发现故障并能起到警示作用。
采用的关键技术：
1）高可靠复合电源技术：监测终端采用低自放电、高比能量储能技术，并对电源进行耐恶劣环境设计，实现漏电监测终端全寿命周期的有效供给。
2）防干扰技术：通过传感器对电位差信息进行高精度采集，采用硬件滤波和软件算法相结合的方式，实现设备采集的信息准确可靠。
3）低功耗技术：通过对漏电监测终端的器件选型、运行模式设计、电源的低功耗管理以及NB低功耗窄带传输技术实现漏电监测终端的低功耗运行。
4）定位技术：通过基于窄带通信技术的定位技术，实现终端的定位，为用户提供准确的资产定位，方便用户快速找到报警位置，降低对人员的经验的依赖。
5）免维护技术：通过对电源系统以及终端架构的整体设计，实现终端免维护，降低用户的运营成本。
6）耐恶劣环境使用技术：终端满足-30——+60℃使用环境，满足恶劣环境使用工况，终端具有优异的防水等级。
本次小组成果“研制配电台区智能漏电监测装置”已于2019年11月27日向国家产权局申请了专利，并获得通过。
回首此次活动，小组通过成功研制配电台区智能漏电监测装置，创造性的解决了工作面临的实际问题，提升了供电服务水平，在专业技术、管理技术、人员素质方面得到了提升，为今后工作中解决问题积累了宝贵经验。
参考文献
[1]刘哲，周国庆等编著 触/漏电保护器[M] 北京：化学工业出版社，2008.1.
[2]方昌林，徐刚编著 电气测量仪器[M] 北京：化学工业出版社，2006.4.
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