专利名称：新型直流系统接地自动巡回检测装置的制作方法
本装置是发电站，变电所直流系统自动检测接地故障的新型仪表。当直流系统发生接地时，本装置不影响设备的正常运行，也不需断开控制电源，就能自动检测出发生直流接地的回路和接地点，发出报警，同时用数字显示出故障回路编号，从而可迅速修复，避免扩大为更大事故。
现有的发电站，变电所内的直流电源主要用于保护及控制电路，电路种类繁多，支线纵横，大量电缆与室外配电装置的端子箱、操作机构等相连接，发生接地几率较高，过去一直沿用手动方式，依次断开每条直流回路，检测直流接地点，不仅费时，还威胁到设备的安全运行，影响正常供电。
本实用新型的任务是研制出一种既不需停电，又能自动快速查找出直流接地的回路和接地点的检测装置。
本实用新型的技术设计方案，是由直流系统接地自动检测仪，电流互感器和便携式检测器三部分构成，当直流系统出现接地故障时，直流系统接地自动检测仪，自动显示接地电缆的编号和极性，并发出报警信号。然后用便携式检测器查出接地点的确切位置。在技术上采用“可变电阻”原理，将直流接地电流变换成交流电流信号，以便于电流互感器进行检测。在图一中，当接在直流电源正极或负极的任一电缆发生接地时，接地电流变换电路(7)将接地直流信号变换成11HZ正弦电流信号，经连接在直流电源上的分压电阻馈送到接地电缆上。套穿在该电缆上的电流互感器(22)便立即敏感出这一信号，下限电路(6)在接地电流信号的控制下，打开选择电路(5)，当由自动信号(1)、单步信号(2)、计数器(3)和信号选择电路(5)组成的输入自动选择电路查寻到连接电流互感器(22)这一路时，选择电路(5)便把电流互感器(22)检测到的信号输送至低通滤波放大器(8)。被放大的信号经过带通滤波放大器(9)，把干扰或噪声滤掉，得到11HZ的交流信号，该信号再经过低通滤波放大器(10)和相敏检波器(11)处理，便得到了反映正负极性的直流电压，控制极性指示电路(25)显示其接地极性，相敏检波器(11)输出的直流电压(正或负)，经绝对值放大电路(12)放大，并送至比较电路(13)与门限电压进行比较，如果该直流电压超过规定的报警门限，则比较器便控制报警电路(14)发出报警信号。同时控制停止查寻电路(4)输出一个封门信号，使计数器停止计数，数码显示电路(15)便显示出接地电缆编号，否则，输入自动选择电路将继续向下查寻。
在图二中的便携式检测器，是用于查找接地点的位置，当直流系统接地自动检测仪发出接地报警信号并显示接地极性和电缆编号后，用便携式的钳形互感器(24)钳套住该电缆，互感器(24)立即把敏感出的接地电流信号送至低通滤波放大器(16)，被放大的信号经过带通滤波放大器(17)，低通滤波放大器(18)，成为有一定幅度的稳定的11HZ交流信号。抗干扰电路(19)的作用是抑制工频干扰和其他干扰，被检测放大的11HZ交流信号，经过抗干扰电路(19)控制报警电路(20)发出报警信号。
在图三中的相敏检波器(11)，是为了把对地静电电容上流过的电流分离出去。因为电容上流过的电流与接地电阻上流过的电流在相位上相差90°，经全波整流后，正负半波分别抵消。流过接地电阻的电流信号经放大，滤波处理后，加至光电藕合器的光敏三极管上，发光二极管起开关作用。当加到光敏三极管上的信号与加至发光二极管上的同步信号(来自信号源)同相时，运算放大器便输出正全波电压；若反相时，运算放大器便输出负全波电压。该电压经滤波后，便成为有正负极性的直流电压。
在图四中的单步信号(2)，其RS触发器的R.S端通过电阻接地，微动开关K的中间触点接电源VDD，平时触点②、③相通，Q输出高电平。当按下K时，触点①、③接通，Q输出低电平。松开K后，触点②、③相通，Q又呈高电平。每按一次，便产生一个负脉冲，使计数器(3)内容加1，实现了手动单步计数功能。
在图五中的下限电路(6)，将接地电流信号变为开关信号。当接地电阻达到规定的电阻值时，调整电位器W，使BG1和BG2截止，该电路输出“0”电平，便打开信号选择电路(5)；反之，则使BG1和BG2导通，输出“1”电平，使(5)关闭。
在图六中的抗干扰电路(19)。利用随机的干扰信号和稳定的接地电流信号之间的差别，选取合适的R1、C1和BG3，在有接地电流信号时，BG3可靠击穿，使BG4导通。BG5截止。C2通过R2充电至报警电平。随机干扰信号的幅度不稳定，持续时间短，难以击穿BG3、C2也不能充至报警电平，从而使干扰信号得到抑制。
在图七中的接地电流变换电路，当接在直流电源上的电缆发生接地后，便使三极管，电阻和二极管桥等构成的电路与直流电源共地，信号源通过光电藕合器加至三极管，在二极管桥的控制下，形成一定方向的电流信号。
本实用新型采用一个稳定的时钟电路，每秒可自动检测一个直流回路。装置容量可依次巡回检测80个直流回路是否接地，它能迅速准确地检测出接地位置。同时可对直流系统的绝缘情况进行自动监视，本装置不仅适用于各种大小发电站，变电所的直流系统，而且也适用于各种工厂，大型成套设备中的直流保护和控制系统，技术先进，电路简单，灵敏度高，使用方便，工作稳定可靠，属于国内首次研制使用。
本实用新型附图图一.直流系统接地自动巡回检测装置总框图图二.便携式检测器框图图三.相敏检波器图四.手动单步形成电路图五.灵敏度下限电路图六.抗干扰电路图七.接地电流变换电路参照
本实用新型的具体实施方案是本实用新型由直流系统接地自动检测仪，电流互感器，便携式检测器构成。图一中(1)～(15)及(25)组成直流系统接地自动检测仪，装在360×280×160的机箱内。机箱面板上有电源指示灯，数码显示，极性指示灯，自动和手动控制开关，单步按钮和自检开关。后挡板有电流互感器输入接线板，电源输入及备用接线板，还装有保险丝座。
图一中的电流互感器，由MX－2000磁芯，塑料成型绕线骨架和φ0.1漆包线绕制的绕圈构成。最后将三者抽头整体灌封，制造工艺非常简单，便于大批量生产。
图二为便携式检测器。它的印刷电路板装在185×67×30的塑料壳内，壳子的前端装有钳形磁头，右侧装有电源开关和指示灯。当自动接地检测仪指出接地电缆编号和极性后，用钳形互感器套住发生接地故障的电缆，打开电源，此时便携式检测器会发出报警响声。从直流电源出发，沿电缆用优选法分段向负载端查去，检测几点即可找到接地点的位置，便携式检测器工作可靠，使用方便。
权利要求1.一种新型直流系统接地自动巡回检测装置。由直流系统接地自动检测仪、便携式检测器和电流互感器组成。所述的电流互感器由MX-2000铁氧体磁芯、塑料成型绕线骨架和线圈整体抽头灌封构成；所述的直流系统接地自动检测仪由信号选择部分(1)、(2)、(3)、(5)、(15)、接地电流变换部分(6)、(7)和接地信号检测部分(4)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(25)构成；所述的便携式检测器由钳形互感器(24)和信号检测电路(16)、(17)、(18)、(19)、(20)构成。其特征在于a、当直流系统电缆发生接地时，接地电流变换电路用电阻将(29)直流电源分压，取其中间电位，信号经三极管、电阻、光电藕合器、二极管桥式电路将接地直流电流信号变换成交流信号。送至发生接地的电缆，以便被电流互感器(22)、(28)等检测。b、接地电阻(21)小于规定值时，灵敏度下限电路(6)开启信号选择电路(5)、计数器(3)在自动信号(1)或单步信号(2)作用下，由数码显示电路(15)显示出接地的电缆编号。c、直流接地信号检测电路将电流互感器(22)敏感的接地电流信号，送至信号选择电路(5)、经低通滤波放大器(8)、带通滤波放大器(9)，低通滤波放大器(10)，相敏检波器(11)、绝对值放大电路(12)和比较电路(13)处理后、若超过规定门限，便控制报警电路(14)发出报警信号，并由接地极性指示电路(25)指出接地极性。d、检测接地点。用便携式检测器从直流电源端向负载端(26)分段检测。钳形互感器(24)检测到的接地信号，经低通滤波放大器(16)，带通滤波放大器(17)，低通滤波放大器(18)，抗干抗电路(19)处理后，报警电路(20)一直发出报警信号，当便携式检测器的检测位置超出接地点时，该报警器信号消失，说明此处便是接地点。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于直流系统接地自动检测仪中的相敏检波器，由双向光电藕合器，运算放大器、电阻、电容器等组成。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于直流系统接地自动检测仪中的计数器输入单步信号形成电路，由单步开关，双稳态RS触发器和电阻构成。
4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于便携式检测器中的抗干扰电路由晶体三极管、二极管、稳压二极管、电阻、电容器构成。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于直流系统接地自动检测仪中的灵敏度下限电路由单向光电藕合器、三极管，CMOS门电路、电阻、电容和电位器构成。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于电流互感器(22)，穿套在所要检测的直流系统电缆上。
专利摘要一种新型直流系统接地自动巡回检测装置，是由直流系统接地自动检测仪，电流互感器及便携式检测器三部分构成，是电站、变电所、工厂、大型成套设备直流系统接地点检测专用装置，属国内首次研制使用，当直流系统(保护电源控制电源)发生接地故障，可不需停电，不影响设备正常运行，不断开控制电源，即能自动检测出直流接地回路，发出报警，显示故障回路编号，再经便携式检测器迅速查出接地点位置，及时修复。装置性能稳定，可靠，使用方便。
文档编号G01R31/08GK2032325SQ87213919
公开日1989年2月8日 申请日期1987年10月1日 优先权日1987年10月1日
发明者陈占芳, 明伯羽, 姜宝昌 申请人:中国船舶工业总公司第七研究院第七二三研究所