便携式通信用240v直流供电系统绝缘监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，包括运算处理单元、非平衡桥测量电路及人机交互单元，所述非平衡桥测量电路电流输入端连接240V直流供电系统的正母线，其电流输出端连接该供电系统的负母线，所述非平衡桥测量电路信号输出端连接所述运算处理单元的输入端，所述运算处理单元输出端连接所述人机交互单元；所述非平衡桥测量电路向所述运算处理单元发送其所测量的信息，所述运算处理单元根据所接收的信息进行绝缘电阻以及故障检测的计算。该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置结构简单，能准确检测直流系统的绝缘电阻。
【专利说明】
便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及通信用240V直流供电系统领域，具体涉及一种便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置。
【背景技术】
[0002]通信用240V直流供电系统可以在各种机架的供电模式下使用，适应能力强，在通信网络和数据IDC机房中具有大规模推广价值，被国资委纳入“国家重点节能技术推广目录”。但它与-48V直流通信电源系统的明显区别就是直流母线为对地悬浮系统，而对地悬浮系统就需要实时监测系统直流母线对地的绝缘状况。
[0003]现有检测直流系统绝缘的方法主要有电桥平衡原理和低频探测原理。
[0004]根据电桥平衡原理实现的绝缘监测装置被广泛使用，但它不能检测直流系统正、负极绝缘同等下降时的情况;绝缘监测装置即使报警，也不能直接得到系统对地的绝缘电阻大小。
[0005]用低频探测原理检测接地故障是近几年采用的一种新方法，但它所能检测的接地电阻受直流系统对地分布电容的制约，而且低频交流信号容易受外界的干扰，另外注入的低频交流信号增大直流系统的电压纹波系数。可见，电桥平衡原理和低频探测原理均存在若干难以克服的缺陷。
【实用新型内容】
[0006]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种结构简单，能准确检测直流系统的绝缘电阻的便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，包括运算处理单元、非平衡桥测量电路及人机交互单元，所述非平衡桥测量电路电流输入端连接240V直流供电系统的正母线，其电流输出端连接该供电系统的负母线，所述非平衡桥测量电路信号输出端连接所述运算处理单元的输入端，所述运算处理单元输出端连接所述人机交互单元；
[0008]所述非平衡桥测量电路向所述运算处理单元发送其所测量的信息，所述运算处理单元根据所接收的信息进行绝缘电阻以及故障检测的计算。
[0009]该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置运用非平衡桥测量电路进行现场绝缘检测和故障检测，具有测量精度高、现场操作方便、故障检查便捷的优点，在通信用240V直流供电系统的安装调试、性能检测、故障查找等方面满足应用要求。
[0010]进一步的，还包括漏电流测量电路，所述漏电流测量电路的输入端连接有至少一个漏电流传感器，所述漏电流传感器位于该供电系统的供电支路中，所述漏电流传感器实时向漏电流测量电路发送供电支路的支路漏电流情况，所述漏电流测量电路信号输出端连接所述运算处理单元相应输入端；
[0011 ]所述漏电流测量电路向所述运算处理单元发送支路漏电流信息，所述运算处理单元根据所接收的信息进行支路漏电流以及故障检测的计算。
[0012]漏电流测量电路的设计使得该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置在进行现场绝缘检测的同时，还能检测供电支路的漏电情况，运算处理单元能够根据支路的漏电情况进行故障检测的计算，使得该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置的绝缘检测和故障检测更加准确，也进一步的保证了该供电系统的安全性。
[0013]进一步的，所述非平衡电桥测量电路包括非平衡电桥、电子开关和隔离型模数转换单元，所述非平衡电桥包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一电阻一端连接该供电系统的正母线，另一端接地，所述第二电阻一端连接该供电系统的负母线，另一端接地，所述第三电阻和第四电阻串联，所述第三电阻连接该供电系统的正母线，所述第四电阻接地，所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻连接该供电系统的负母线，所述第五电阻接地，第七电阻和第八电阻串联，所述第七电阻连接该供电系统的正母线，所述第八电阻连接该供电系统的负母线；
[0014]所述电子开关有两个，且分别设置于该供电系统的正母线与第一电阻之间、该供电系统的负母线与第二电阻之间；
[0015]所述隔离型模数转换单元第一输入端连接于所述第七电阻和第八电阻的连接点，所述隔离型模数转换单元第二输入端连接于所述第五电阻和第六电阻的连接点，所述隔离型模数转换单元输出端连接所述运算处理单元的输入端。
[0016]该电子开关为受控开关，电子开关的断开与闭合，将不同的电阻接入该供电系统的正母线、负母线或大地，使得该供电系统的正母线与大地、负母线与大地之间接入不平衡电阻。
[0017]母线电压可反映在第八电阻上，通过隔离型模数转换单元转换成数字量，送入运算处理单元。负母线与地之间的电压可反映在第六电阻上，通过隔离型模数转换单元转换成数字量，送入运算处理单元。
[0018]隔离型模数转换单元第一输入端和第二输入端测量的电压得到母线电压和负母线对地电压，便于运算处理单元计算正母线与大地之间存在绝缘电阻和负母线与大地之间存在绝缘电阻。
[0019]进一步的，所述运算处理单元输出端还连接有辅助电源模块和通信模块，所述辅助电源模块为所述运算处理单元提供辅助电源，所述通信模块与所述运算处理单元采用RS-485或CAN接口将该监测装置的计算所得数据传送给外部控制器。
[0020]辅助电源模块保证了该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置的正常运行，通信模块加强了该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置与外部控制器的通
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[0021]进一步的，所述运算处理单元为单片机、DSP或ARM处理器，用于完成各参数的计算、绝缘电阻的安全判断、数据显示、数据存储、与外部控制器的数据通信处理等。
[0022]优选的，所述漏电流传感器有两个，分别位于该供电系统的两条供电支路中，这使得该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置便于携带，更好的体现了便携的特点。
[0023]进一步的，所述人机交互单元包括参数设置模块和显示模块，所述参数设置模块通过人机接口向所述运算处理单元设置参数，所述运算处理单元通过人机接口向显示模块发送计算结果，并由显示模块显示。这使得该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置和使用者之间的能更好的进行信息交互。
[0024]本实用新型的有益效果是:该便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置结构简单，生产成本低，便于携带，具有测量精度高、现场操作方便、故障检查便捷的优点，在通信用240V直流供电系统的安装调试、性能检测、故障查找等方面满足应用要求，具有良好的市场前景。
[0025]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0026]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0027]图1为本实用新型的结构原理图；
[0028]图2为非平衡桥测量电路图。
【具体实施方式】
[0029]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0030]在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0031]如图1所示，本实用新型提供了一种便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，包括运算处理单元、非平衡桥测量电路、漏电流测量电路、人机交互单元、辅助电源模块和通信模块，所述非平衡桥测量电路电流输入端连接240V直流供电系统的正母线，其电流输出端连接该供电系统的负母线，其接地端接地，所述漏电流测量电路的输入端连接有至少一个漏电流传感器，所述漏电流传感器位于该供电系统的供电支路中，所述漏电流传感器实时向漏电流测量电路发送供电支路的支路漏电流情况，所述非平衡桥测量电路信号输出端、漏电流测量电路信号输出端连接所述运算处理单元的输入端，所述运算处理单元输出端分别连接所述人机交互单元、辅助电源模块和通信模块，所述人机交互单元包括参数设置模块和显示模块。
[0032]所述参数设置模块通过人机接口向所述运算处理单元设置参数，可以是按键单元，按键为轻触按键。所述运算处理单元通过人机接口向显示模块发送计算结果，并由显示模块显示，显示模块可以是数码管显示器、液晶显示器等。所述辅助电源模块为所述运算处理单元提供辅助电源，所述通信模块与所述运算处理单元采用RS-485或CAN接口将该监测装置的计算所得数据传送给外部控制器。
[0033]所述非平衡电桥测量电路包括非平衡电桥、电子开关和隔离型模数转换单元，所述非平衡电桥包括第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第一电阻Rl—端连接该供电系统的正母线，另一端接地，所述第二电阻R2—端连接该供电系统的负母线，另一端接地，所述第三电阻R3和第四电阻R4串联，所述第三电阻R3连接该供电系统的正母线，所述第四电阻R4接地，所述第五电阻R5和第六电阻R6串联，所述第六电阻R6连接该供电系统的负母线，所述第五电阻R5接地，第七电阻R7和第八电阻R8串联，所述第七电阻R7连接该供电系统的正母线，所述第八电阻R8连接该供电系统的负母线。
[0034]所述电子开关有两个，分别为第一电子开关Kl和第二电子开关K2，第一电子开关Kl设置于该供电系统的正母线与第一电阻Rl之间，第二电子开关K2设置于该供电系统的负母线与第二电阻R2之间。
[0035]所述隔离型模数转换单元第一输入端连接于所述第七电阻R7和第八电阻R8的连接点，所述隔离型模数转换单元第二输入端连接于所述第五电阻R5和第六电阻R6的连接点，所述隔离型模数转换单元输出端连接所述运算处理单元的输入端。
[0036]所述非平衡桥测量电路和漏电流测量电路向所述运算处理单元发送各自所测量的信息，所述运算处理单元根据所接收的信息进行绝缘电阻、支路漏电流以及故障检测的计算。
[0037]第一电子开关Kl和第二电子开关K2的断开与闭合，将不同的电阻接入该供电系统的正母线、负母线或大地，使得该供电系统的正母线与大地、负母线与大地之间接入不平衡电阻，从而测得不同情况下的母线电压Ub和负母线对大地电压Um，然后由运算处理单元进行计算得到正母线与大地之间存在绝缘电阻，负母线与大地之间存在绝缘电阻。
[0038]漏电流传感器实时采集支路漏电流情况，并发送给漏电流测量电路，漏电流电路将接收到的支路漏电流信息进行滤波处理和模数转换处理，然后发送至运算处理单元中进行支路的漏电流计算。这里的漏电流传感器为开口卡式漏电流传感器，可方便地卡入支路线路中。运算处理单元为单片机、DSP或ARM处理器。本实施例中所涉及的计算均采用现有已知计算方法即可。
[0039 ]本实施例从通信用240V直流供电系统的安装调试、性能检测、故障查找的需求出发，采用非平衡电桥和漏电流的综合检测方法，即主回路用不平衡电桥检测直流系统的绝缘电阻，支路检测漏电流，综合判断绝缘降低的故障点。
[0040]作为本实施例的优选方案，漏电流传感器有两个，分别为第一漏电流传感器SI和第二漏电流传感器S2，分别位于该供电系统的两条供电支路中，只设计两条供电支路，两个漏电流传感器，进一步体现了本实用新型的便捷性。
[0041]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0042]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，其特征在于，包括运算处理单元、非平衡桥测量电路及人机交互单元，所述非平衡桥测量电路电流输入端连接240V直流供电系统的正母线，其电流输出端连接该供电系统的负母线，所述非平衡桥测量电路信号输出端连接所述运算处理单元的输入端，所述运算处理单元输出端连接所述人机交互单元； 所述非平衡桥测量电路向所述运算处理单元发送其所测量的信息，所述运算处理单元根据所接收的信息进行绝缘电阻以及故障检测的计算。2.根据权利要求1所述的便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，其特征在于，还包括漏电流测量电路，所述漏电流测量电路的输入端连接有至少一个漏电流传感器，所述漏电流传感器位于该供电系统的供电支路中，所述漏电流传感器实时向漏电流测量电路发送供电支路的支路漏电流情况，所述漏电流测量电路信号输出端连接所述运算处理单元相应输入端； 所述漏电流测量电路向所述运算处理单元发送支路漏电流信息，所述运算处理单元根据所接收的信息进行支路漏电流以及故障检测的计算。3.根据权利要求1所述的便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，其特征在于，所述非平衡电桥测量电路包括非平衡电桥、电子开关和隔离型模数转换单元，所述非平衡电桥包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)和第六电阻(R6)，所述第一电阻(Rl) —端连接该供电系统的正母线，另一端接地，所述第二电阻(R2) —端连接该供电系统的负母线，另一端接地，所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)串联，所述第三电阻(R3)连接该供电系统的正母线，所述第四电阻(R4)接地，所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)串联，所述第六电阻(R6)连接该供电系统的负母线，所述第五电阻(R5)接地，第七电阻(R7)和第八电阻(R8)串联，所述第七电阻(R7)连接该供电系统的正母线，所述第八电阻(R8)连接该供电系统的负母线； 所述电子开关有两个，且分别设置于该供电系统的正母线与第一电阻(Rl)之间、该供电系统的负母线与第二电阻(R2)之间； 所述隔离型模数转换单元第一输入端连接于所述第七电阻(R7)和第八电阻(R8)的连接点，所述隔离型模数转换单元第二输入端连接于所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)的连接点，所述隔离型模数转换单元输出端连接所述运算处理单元的输入端。4.根据权利要求1所述的便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，其特征在于，所述运算处理单元输出端还连接有辅助电源模块和通信模块，所述辅助电源模块为所述运算处理单元提供辅助电源，所述通信模块与所述运算处理单元采用RS-485或CAN接口将该监测装置的计算所得数据传送给外部控制器。5.根据权利要求1所述的便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，其特征在于，所述运算处理单元为单片机、DSP或ARM处理器。6.根据权利要求2所述的便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，其特征在于，所述漏电流传感器有两个，分别位于该供电系统的两条供电支路中。7.根据权利要求1所述的便携式通信用240V直流供电系统绝缘监测装置，其特征在于，所述人机交互单元包括参数设置模块和显示模块，所述参数设置模块通过人机接口向所述运算处理单元设置参数，所述运算处理单元通过人机接口向显示模块发送计算结果，并由显示模块显示。
【文档编号】G01R31/00GK205484555SQ201620031969
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月13日
【发明人】唐志, 李建勇, 强生泽, 曹龙汉, 王飞雪
【申请人】重庆人文科技学院, 中国人民解放军重庆通信学院