[實用新型]直流絕緣檢測裝置

有效

• 申請號: 201220687024.5
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN203178410U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 趙永康;盧朝暉;王璐
• 申請（專利權）人: 新鄉市新電電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 曹繼紅

技術領域

本實用新型涉及一種電力系統中直流電源系統的檢測裝置，尤其涉及一種對直流接地的檢測與控制的直流絕緣檢測裝置。?

背景技術

直流系統是應用于水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶，為給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機廠用電及系統運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源—蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。直流電源作為主要電氣設備的保安電源及控制信號電源它的分支供電網絡十分的龐大。?

在一般情況下，一點接地并不影響直流系統的運行，但如果不能迅速找到接地故障點并予以修復，又發生另一點接地故障，引起信號回路、控制回路、繼電保護裝置等的誤動作擴大事幫范圍，就可能引起重大故障的發生。?現有檢測直流系統絕緣的方法主要有電橋平衡原理和低頻探測原理。根據電橋平衡原理實現的絕緣監測裝置被廣泛使用，但它不能檢測直流系統正、負極絕緣同等下降時的情況；絕緣監測裝置即使報警，也不能直接得到系統對地的絕緣電阻大小。用低頻探測原理檢測接地故障是近幾年采用的一種新方法，但它所能檢測的接地電阻受直流系統對地分布電容的制約，而且低頻交流信號容易受外界的干擾，另外注入的低頻交流信號增大直流系統的電壓紋波系數。可見，電橋平衡原理和低頻探測原理均存在若干難以克服的缺陷。?

發明內容

本實用新型在上述技術缺陷的基礎上，提供了一種新的集成電路技術，具有靈敏度好，可靠性高的直流絕緣檢測裝置。?

本實用新型直流絕緣檢測裝置，包括：母線對地電壓、信號處理電路、漏電流傳感器、多路切換電路、單片機、平衡電橋或不平衡電橋、工作指示燈、地址設置電路、告警輸出電路、繼電器、光電隔離器、RS485通訊電路，其中：母線對地電壓和信號處理電路，漏電流傳感器和多路切換電路，告警輸出電路和繼電器，光電隔離器和RS485通訊電路，分別串接后連接在單片機上，平衡電橋或不平衡電橋、工作指示燈及地址設置電路分別連接在單片機上。其特點在于：單片機為ATmega32，其工作于16?MHz?時性能高達16?MIPS，32K?字節的系統內可編程Flash，1024字節的EEPROM，2K?字節的內部SRAM，8路10?位ADC，具有獨立片內振蕩器的可編程看門狗定時器，六種睡眠模式，該單片機可根據設定的工作方式控制電橋，使其工作在平衡方式或不平衡方式，地址設置由撥碼開關設置，該單元可以根據應用需要靈活擴展，母線對地電壓的直流正負母線對地電壓經信號處理電路送單片機內部ADC采樣，漏電流傳感器信號由多路切換4電路選擇處理后送單片機內部ADC采樣，單片機根據正負母線對地電壓1計算正負?母線接地阻值，如果母線絕緣降低，再根據漏電流傳感器的信號采樣值計算各支路接地阻值，判斷具體接地支路，單片機通過RS485通訊串行接口將直流正負母線對地電壓、正負母線對地電阻、各直流支路對地電阻及接地支路等信息上傳送給電力直流電源總監控，作為電力直流電源總監控管理電源系統和處理故障告警的依據，同時接收電力直流電源總監控的告警參數設定值。RS485通訊串行接口內置光電隔離器，極大增強了抗干擾能力。?

該技術方案檢測直流支路接地時，不需注入低頻交流信號，把平衡檢測與不平衡檢測兩種方式結合在一起，默認工作方式以平衡檢測為主，不平衡檢測為輔。該直流絕緣檢測工作時先進行不平衡檢測，檢測直流母線是否有接地，特別是直流正負母線同時接地，如果直流母線絕緣正常，則轉為平衡檢測的長期工作方式，間隔一定時間后再進入不平衡檢測，如果母線絕緣仍然正常，再進入平衡檢測方式。進入不平衡檢測的間隔周期可根據具體需求設定。該方案既能檢測直流正負母線同時接地，又克服了直流正母線對地、負母線對地電壓一直跳動的問題，是直流絕緣檢測領域的創新。?

該直流絕緣檢測裝置，可根據不同的客戶需求，也可直接設定為平衡檢測或不平衡檢測方式。各功能電路的供電選用多路輸出高頻開關電源，電壓輸入范圍寬，可實現110V系統、220V系統共用。該實用新型結構新穎獨特、計算能力強、性能高成本低。?

附圖說明

附圖1為該裝置的原理結構示意圖?

具體實施方式

下面結合附圖說明對本實用新型做進一步的闡述。?

本實用新型所述的一種直流絕緣檢測裝置，包括：母線對地電壓1、信號處理電路2、漏電流傳感器3、多路切換電路4、單片機5、平衡電橋或不平衡電橋6、工作指示燈7、地址設置電路8、告警輸出電路9、繼電器10、光電隔離器11、RS485通訊電路12，其中：母線對地電壓1和信號處理電路2，漏電流傳感器3和多路切換電路4，告警輸出電路9和繼電器10，光電隔離器11和RS485通訊電路12，分別串接后連接在單片機5上，平衡電橋或不平衡電橋6、工作指示燈7及地址設置電路8分別連接在單片機上。具體工作時，該單片機5可根據設定的工作方式控制電橋，使其工作在平衡方式或不平衡方式，母線對地電壓1的直流正負母線對地電壓經信號處理電路2傳送至單片機5內部ADC采樣，漏電流傳感器3信號由多路切換電路4選擇處理后送單片機5內部ADC采樣，單片機5根據正負母線對地電壓1計算正負母線接地阻值，如果母線絕緣降低，再根據漏電流傳感器3的信號采樣值計算各支路接地阻值，判斷具體接地支路，與單片機5連接的平衡電橋或不平衡電橋6默認工作方式以平衡檢測為主，不平衡檢測為輔。該直流絕緣檢測工作時先進行不平衡檢測，檢測直流母線是否有接地，特別是直流正負母線同時接地，如果直流母線絕緣正常，則轉為平衡檢測的長期工作方式，間隔一定時間后再進入不平衡檢測，如果母線絕緣仍然正常，再進入平衡檢測方式。進入不平衡檢測的間隔周期可根據具體需求設定。此過?程中工作指示燈7在正常工作時閃爍，用于故障判斷，檢測過程中若有故障，則通過繼電器10將信號傳遞給告警輸出電路9，光電隔離器11用于在信號傳輸過程中增強抗干擾能力。單片機5通過RS485通訊電路12串行接口將直流正負母線對地電壓1、正負母線對地電阻、各直流支路對地電阻及接地支路等信息上傳送給電力直流電源總監控，作為電力直流電源總監控管理電源系統和處理故障告警的依據，同時接收電力直流電源總監控的告警參數設定值。?