一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置的制作方法

1.本文件涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置。


背景技术：

2.电机绕组绝缘老化是导致电机故障的主要原因之一，由于工业电机故障导致的非计划性停机会造成较大的经济损失或严重后果，因此需要定期对电机进行绝缘测试。目前针对此类故障的预防措施是定期对电机的绕组使用摇表进行绝缘测试，或者通过局部放电检测装置对电机的绝缘状况进行在线监测。使用摇表进行绝缘测试依赖人工操作，要求电机处于停机状态，而且相应区域必须完全停电以保障人身安全，需要较大的人力投入，而且会影响生产活动。绝缘老化会导致局部放电发生，绝缘老化越严重，局部放电的强度就会越大，这种装置通过对局部放电产生的高频信号加以捕获测量，来得到局部放电的强度信息，以此来推测出绕组的绝缘老化情况。然而局部放电信号在中低压电机中非常微弱，而检测装置又非常容易受到干扰，附近的日光灯、电焊、电钻、通信电台等太多的干扰源，导致甄别出真正的局部放电信号极其困难。


技术实现要素：

3.本说明书一个或多个实施例提供了一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置，包括：具有辅助触点功能的断路器、高压隔离电阻网络、漏电流传感器、被监测电机和绝缘监测仪主机、温度变送器和后台绝缘综合管理系统；其中，所述具有辅助触点功能的断路器、高压隔离电阻网络、漏电流传感器和温度变送器均与所述绝缘监测仪主机相连接，所述漏电流传感器套设在所述被监测电机的三相进线上，所述绝缘监测仪主机与所述后台绝缘综合管理系统连接。
4.进一步地，所述绝缘监测仪主机包括：接线端子、高压直流发生器、信号调理电路、模数转换电路、信息处理电路、通信电路、告警开出电路和键盘与显示器；所述接线端子与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路与所述信息处理电路连接，所述信息处理电路分别与所述通信电路、告警开出电路、键盘与显示器相连接，所述高压直流发生器分别与所述信息处理电路和所述信号调理电路连接，用于根据信息处理电路的控制，将产生的高压直流电源接入信号调理电路。
5.进一步地，所述被监测电机通过所述具有辅助触点功能的断路器与电网连接。
6.进一步地，所述高压隔离电阻网络包括三个阻值相同的高压电阻，三个所述高压电阻的输入端分别与所述被监测电动机的三相进线连接，三个所述高压电阻的输出端并联后与所述绝缘监测仪主机连接。
7.进一步地，所述绝缘监测仪主机和被监测电机的机壳上设置有接地线。
8.进一步地，所述温度变送器的温度感应探头固定在所述被监测电机的绕组中。
9.进一步地，所述漏电流传感器为高灵敏度抗干扰型电流传感器。
10.进一步地，所述温度变送器为4～20ma电流输出型温度变送器，量程为
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40℃～100℃。
11.进一步地，所述模数转换电路的输入范围为0～5v，转换分辨率为24bit。
12.本实用新型的有益效果是，可以实现在电机启动前，远程自动化测量绕组对地绝缘电阻值、吸收比和极化指数；在电机工作时可以连续不间断地监测电机绕组的对地泄漏值；并连续不间断地测量电机绕组或机壳温度值，实现了对电机绝缘监测和温度监测的自动化、实时化，避免了繁琐的人工操作，减少了人力投入，减少了停机维护对生产活动的影响；能够及时发现电机绕组的绝缘劣化现象，有助于实现电机绝缘管理的自动化和可预期化；能够测量到毫安级的泄漏电流；对于绝缘电阻值、泄漏电流值和温度值的测量更精确。
附图说明
13.为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型实施例的一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置结构示意图；
15.图2为本实用新型实施例的一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置绝缘检测仪主机结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
17.实施例1
18.本实用新型提供一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置，图1是本实用新型实施例的一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例的电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置包括：具有辅助触点功能的断路器100、高压隔离电阻网络200、漏电流传感器 300、被监测电机400和绝缘监测仪主机500、温度变送器600和后台绝缘综合管理系统700；其中，具有辅助触点功能的断路器100、高压隔离电阻网络200、漏电流传感器300和温度变送器600均与绝缘监测仪主机500相连接，漏电流传感器300套设在被监测电机400的三相进线上，绝缘监测仪主机500与后台绝缘综合管理系统700连接，被监测电机400通过具有辅助触点功能的断路器 100与电网连接。
19.高压隔离电阻网络200包括三个阻值相同的高压电阻，通常选择电阻值为 45mω的高压电阻，三个高压电阻的输入端分别与被监测电机400的三相进线连接，三个高压电阻的输出端并联后与绝缘监测仪主机500连接。
20.绝缘监测仪主机500和被监测电机400的机壳上均设置有接地线。
21.温度变送器600的温度感应探头固定在被监测电机400的绕组中。
22.图2为本实用新型实施例的一种电机绝缘电阻和泄漏电流的在线监测装置绝缘检测仪主机结构示意图，如图2所示，绝缘监测仪主机500包括：接线端子501、高压直流发生器502、信号调理电路503、模数转换电路504、信息处理电路505、通信电路506、告警开出电路507和键盘与显示器508；接线端子 501与信号调理电路503连接，信号调理电路503与模数转换电路504连接，模数转换电路504与信息处理电路505连接，信息处理电路505分别与通信电路506、告警开出电路507、键盘与显示器508相连接，键盘与显示器508用于通过操作信息处理电路505更改告警门限值；高压直流发生器502分别与信息处理电路505和信号调理电路503连接，用于根据信息处理电路505的控制，将产生的高压直流电源接入信号调理电路503。
23.信号调理电路503将流经高压隔离电阻的电流信号转换为0～4.096v的电压信号，信号调理电路503将漏电流传感器300的二次线圈电流信号转换为0～ 4.096v的电压信号，信号调理电路503将温度变送器600的电流信号转换为0～ 4.096v的电压信号。
24.高压直流发生器502产生的高压直流电压规格包括500v、1000v、1500v、 2000v和2500v，具体根据被监测电机400的电压等级确定。
25.在一个或多个实施例中，漏电流传感器300为高灵敏度抗干扰型漏电流传感器，电流变比为1000ma:2ma；温度变送器600为4～20ma电流输出型温度变送器，量程为-40℃～100℃。模数转换电路504的输入范围为0～5v，最高采样率为128ksps，转换分辨率为24bit。
26.在一个或多个实施例中，温度变送器600的温度感应探头还可以固定在被监测电机400的机壳上。
27.在一个或多个实施例中，高压隔离电阻网络200通过电缆与被监测电机 400相连接，也可以直接通过被监测电机400的接线盒处接入。
28.本实用新型的工作原理如下：
29.具有辅助触点功能的断路器100处于分闸状态时，绝缘检测仪主机内部的高压直流发生器502产生1500v的直流电压信号，该直流电压信号经过信号调理电路503，再经过接线端子501，然后经过高压隔离电阻网络200接入被监测电机400的定子绕组，信号调理电路503感知这个直流电压信号通路上的电流信号，经过模数转换电路504和信息处理电路505测量出该电流信号的值，由欧姆定律r＝u/i计算出被监测电机400的定子绕组对机壳的绝缘电阻值；
30.具有辅助触点功能的断路器100处于合闸状态时，高压直流发生器502不工作；
31.具有辅助触点功能的断路器100处于合闸状态时，电网的三相交流电压施加于被监测电机400的定子绕组，漏电流传感器300感应到被监测电机400定子绕组对地的泄漏电流信号，该泄漏电流信号经过接线端子501接入信号调理电路503，经过模数转换电路504和信息处理电路505测量出该泄漏电流信号的值；
32.温度变送器600将被监测电机400的绕组温度或机壳温度转换为电流信号，经过接线端子501接入信号调理电路503，经过模数转换电路504和信息处理电路505测量出被监测电机400的绕组或机壳的温度值；
33.信息处理电路505将所有测量结果经过通信电路506传输给后台绝缘综合管理系统700；
34.信息处理电路505检查所有测量结果，当任何测量结果达到或超过告警门限值时，通过告警开出电路507向后台监控管理系统700发出告警信号；
35.信息处理电路505将所有测量结果通过键盘与显示器508以直观的方式显示出来。
36.键盘与显示器508通过操作信息处理电路505更改告警门限值。
37.与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：在停机状态下可以远程测量电机绕组的对地绝缘电阻值、吸收比和极化指数，在运行过程中可以连续不间断地测量其绕组的对地泄漏电流值，无论电机处于停机或是运行状态，连续不间断地测量其温度值，可以避免繁琐的人工操作，减少人力投入，减少停机维护对生产活动的影响；无论被监测电机处于停机或是运行状态，都处于被监测中，能够及时发现电机绕组的绝缘劣化现象；采用高灵敏度抗干扰型漏电流传感器，能够测量到毫安级的泄漏电流；采用的模数转换电路采样率最高可达 128ksps，转换分辨率为24bit，对于绝缘电阻值、泄漏电流值和温度值的测量更精确。
38.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。