一种低压线路漏电流高空遥测装置的研究

国网浙江省电力有限公司杭州市富阳区供电公司 夏旭华 杭州电力设备制造有限公司 富阳容大成套电气制造分公司 黄亚东 浙江容大电力工程有限公司 陈中乐

1 引言

随着人们生活水平的提高，农村低压电网接入的电器数量不断增加。但由于接入的电器受到质量参差不齐、农村低压电网结构复杂等影响，低压用户安全、稳定用电面临严峻挑战。为了保证低压用户安全用电、稳定用电，基于农村低压线路存在覆盖面积广、分支较多、极易受到自然因素和人为因素的影响，并出现漏电现象，发生漏电、触电等事故[1]，开展漏电排查工作至关重要。

目前开展低压线路漏电排查时，常规使用的工具包括配备通信功能的在线监测漏电型钳形表以及普通型漏电型钳形表[2]。现阶段农村电网主要分布于城乡结合、偏远农村区域。农村电网线路作为“最后一公里”的电网，由于接入电器总量较大、接线方式多样化、分布范围广、量测数据量大、单点经济价值低等特点，主要常规漏电排查方式一般采用“逐户排除”“分段巡视”等方法[3]，该排查方式存在以下几个问题，现场需要登高作业，登高作业过程中具有安全隐患，导致无法开展漏电排查；受到地理环境影响不能全面开展排查，导致排查不彻底[1]。

因此，为了进一步提升低压漏电排查工作水平和工作效率，减少安全隐患，需要基于成熟的电力物联网技术和低压电网系统等关键技术，开展低压线路漏电流遥测装置的研究。

基于以上问题，本文针对农村电网漏电流排查设计了一款低压线路漏电流遥测装置，并对其在现场应用过程中的特点进行分析。

2 低压线路漏电流遥测装置的设计思路

低压线路漏电流遥测装置主要应用于低压配电网线路和低压用户侧，可在不受地理环境限制的情况下，查看低压线路或用户侧的漏电数据动态信息。该工作方式可以测量单个用户和多个用户，提高漏电排查工作效率，降低高空作业安全隐患。低压线路漏电流遥测装置结构如图1所示。

图1 低压线路漏电流遥测装置结构

该装置主要包括硬件部分：钳形采集设备、手持操作杆；软件部分：掌上App。设备硬件部分用于漏电流的采集和数据上传主站，并作为软件部分的载体；软件部分用于数据展示，并提供数据支撑。

2.1 结构设计

低压线路漏电流遥测装置设计是为了解决当前漏电排查辅助工具功能单一，进一步满足低压线路漏电流排查作业需求，避免登高作业、降低安全风险，提升漏电排查工作效率。

装置结构采用组合式设计，该设计方式便于后期使用过程中携带方便、维护简单、易操作，更好地适用于低压线路漏电排查工作。装置结构主要分为三个部分：低压线路漏电流遥测装置、绝缘操作手柄装置、移动App软件。

2.2 低压线路漏电流遥测装置

低压线路漏电流遥测装置主要包括四个模块。一是供电单元。本装置采用碱性干电池，与普通电池相比，碱性干电池具有耐用、储存寿命长、不易腐蚀等优点。二是数据采集模块。该装置基于基尔霍夫电流定律，采用当前技术成熟的钳形表电流互感器进行数据采样，采样精度达到一级采样标准。三是通信模组模块。该装置内置蓝牙通信，可与手机进行实时连接，数据采集模块将数据采集完成后，通过通信模组上传至手机端，通过手机端实时查看监测的漏电数据。四是控制面板模块。控制面板主要包括集成电路控制单元、时钟控制单元、物理按键单元。控制面板模块具有可控、可调节等优点。

低压线路漏电流遥测装置结构组成部分如图2所示。

图2 低压线路漏电流遥测装置结构组成部分

低压线路漏电流遥测装置主体外观采用“n”型设计，钳口采用上下开口“V”型设计，该设计方式突破传统设计理念，具有工作简单、使用方便的特点。当装置放在导线上方，向下轻拉可使钳口受导线阻力张开，并将导线套入。装置内置的电流互感器测量被测导线相线和中性线回路中流过的瞬时电流矢量和。当矢量和不为零时，测量值架空线路当前漏电电流值；当矢量和为零，说明架空线路当前无漏电现象，实现对架空线路漏电检测。当漏电检测工作完成后向上轻推，钳口会再次张开，装置可撤离被测导线，实现对架空线路漏电排查工作。

低压线路漏电流遥测装置内置无线蓝牙通信模块，该模块是装置与手机端无线连接的重要部件。蓝牙无线通信具有低功耗、低延迟、体积小、近距离数据传输稳定的特点，应用领域相对广泛，是为固定设备和可移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。当本装置测得架空线路漏电数值后，通过无线蓝牙通信模块将测量的漏电数据上传至手机端移动App，实现远距离测量架空线漏电电流的目的。

2.3 绝缘操作手柄装置

绝缘操作手柄采用玻璃纤维与树脂绝缘材料制作，由多节组合构成，具有质地轻、强度高、携带方便、绝缘性能良好等优点。

绝缘操作手柄与低压线路漏电流遥测装置螺纹相连接，工作人员站在地面通过手持绝缘操作手柄将低压线路漏电流遥测装置套入被测导线，解决了远距离检测架空线路漏电问题以及复杂地理环境下不能开展漏电排查工作问题，避免了登高作业，降低了登高作业安全隐患。

2.4 移动App软件

移动App 软件主要是对低压线路漏电流遥测装置数据进行处理和展示，让工作人员更为直观地查看架空线路漏电情况。基于蓝牙无线通信技术，移动App 与低压线路漏电流遥测装置无线连接。

当遥测装置对架空线路漏电户数进行采样，并送至移动App 软件后，移动App 软件根据检测时间、漏电大小、漏电峰值曲线图等对采样数据进行分类展示，并且作为数据存储介质，为后续数据分析提供支撑。

移动App软件具有实时检测功能，与低压线路漏电流遥测装置通过无线蓝牙连接后，进入实时检测模式，可以实时查看架空线路漏电数据。检测过程中可对漏电流值大小和时间生成曲线图，直观地查看检测数据。移动App软件具有数据锁定功能和解锁功能，同时点击数据锁定后，可对数据进行对比，方便后续排查。

3 主要特点

低压线路漏电流遥测装置主要为了解决传统漏电排查辅助工器具的功能不足，进一步完善排查漏电的工器具。低压线路漏电流遥测装置在现场实际应用过程中具有以下特点。

3.1 作业可不受环境限制

低压线路漏电流遥测装置适用于多种环境下的漏电排查工作，可以有效解决地理环境受限等问题。当低压线路处于临近河边、灌木等不能开展漏电排查工作的环境时，通过手持绝缘操作手柄可以实现遥测装置远距离检测架空导线的漏电情况，有效地解决漏电排查工作地理环境受限的问题。

3.2 提升作业安全性

低压线路漏电流遥测装置可以避免登高作业，降低了漏电排查工作的安全风险。现场开展漏电排查工作时，经常需要登高才能完成漏电排查工作，该工作方式容易出现跌落摔伤等安全风险，采用绝缘手柄配合低压线路漏电流遥测装置可以不用登高就可以完成漏电排查，提升作业的安全性。

3.3 提升工作效率

低压线路漏电流遥测装置可以提升漏电排查的工作效率。传统漏电排查主要采用逐户排除或分段检查，而采用低压线路漏电遥测装置可以对多户挂接同一段低压导线位置进行检查，减少重复劳动，提升了低压漏电排查工作效率。

4 功能应用成效

低压线路漏电流遥测装置工作方式如图3所示。

图3 低压线路漏电流遥测装置工作方式

低压线路漏电流遥测装置采用钳形电流表工作方式，通过手持绝缘操作杆将遥测装置向下轻拉，钳形电流表电流互感器的钳口张开，被测导线放入钳口内部作为电流互感器的一次绕组。

当电流互感器的铁心闭合后，根据互感器的原理在其二次绕组上产生感应电流，从而指示被测导线的漏电流的数值，实现低压线路漏电流遥测装置对低压线路漏电流的检测。排查工作结束后，向上轻拉，可再次打开钳形电流表电流互感器的钳口，被测导线撤离钳表，完成排查工作。

低压线路漏电流遥测装置利用泛在物联网通信技术和无线通信技术，在遥测装置检测到被测导线的漏电流数值后，通过无线通信模块将采用数据传输到移动App 软件。移动App 软件可对采样数据进行后台处理，通过直接读数的方式进行展示。同时，工作人员可避免登高作业，实现远距离查看被测导线检测的漏电流数据。

低压线路漏电流遥测装置的应用节省了工作人员的工作时间，降低了工作人员的劳动强度，提升了低压漏电排查的工作效率，减少了人力、物力成本的投入，同时，绝缘杆配合低压线路遥测装置的使用避免了登高作业，降低了安全作业风险，使漏电排查工作不受地理区域环境限制。

5 结语

基于当前农网低压侧用电量急增，人们安全用电水平、稳定可靠用电具有较大压力。为了加强对低压线路运维管理，提高安全用电水平，需要进一步提升低压漏电排查工作效率和作业水平。根据漏电钳表工作原理，结合电力物力网思路，开展低压线路漏电流遥测装置的研究、设计，有效解决了传统漏电排查辅助工具的功能不足，减少了漏电排查作业人力、物力成本投入，提高了漏电排查工作效率和安全作业系数，同时，提高了供电企业对低压电网用电安全管理水平。