专利名称：一种直流系统绝缘检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路检测领域，更具体地说是涉及一种直流系统绝缘检测装置。
背景技术：
直流系统在发电厂、变电站及其他场所运用十分广泛且分支网络庞大，它用来供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷。为了保证这些分支网络的正常运行，防止因环境线路老化及其他原因使其绝缘下降而造成事故，对直流系统的绝缘检测很重要。现有技术中，对于直流系统的绝缘检测分为对直流系统的母线检测和支路检测。 其中，检测直流系统母线的方法主要有平衡电桥原理和不平衡电桥原理。根据平衡电桥原理实现的绝缘检测装置由于成本低、运算简单而被广泛应用。但它不能检测直流系统正、负极绝缘同等下降时的情况。而根据不平衡电桥原理实现的绝缘检测装置能够检测直流系统正、负极绝缘同等下降的情况，但对接地电阻的检测存在延时问题，灵敏度较低。对于支路检测的主要方法有变频探测原理，利用它所能检测的接地电阻受直流系统对地分布电容的制约，且注入的低频交流信号增大直流系统的电压纹波系数，影响系统的安全运行。可见，现有技术中，对直流系统绝缘的检测存在检测死区和不安全问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种直流系统绝缘检测装置，以解决现有技术中，对直流系统绝缘的检测存在检测死区和不安全问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种直流系统绝缘检测装置，包括母线不平衡检测单元和支路绝缘检测单元；所述母线不平衡检测单元设置有用于检测直流系统母线正接地电阻和负接地电阻的检测电路，所述检测电路设置有阻值相等且分别并联有测试电阻的对地分压电阻，且所述对地分压电阻通过电子开关按照一定的开合顺序接地；所述支路绝缘检测单元，用于当所述检测电路检测出的正接地电阻和/或负接地电阻达到预设的报警值时，启动检测支路绝缘降低电阻值程序；所述支路绝缘检测单元设置有用于检测支路漏电流大小的电流互感器，通过所述电流互感器的输出电压，获得支路漏电流的大小，并获得支路绝缘降低电阻值。其中，还包括支路状态信息单元和主监控单元；所述支路状态信息单元用于将获得的各支路的开关状态信息通过通讯线路传输至所述主监控单元；所述主监控单元用于查询支路信息。其中，还包括支路告警信息单元；所述支路告警信息单元用于将获得的各支路的告警信息通过通讯线路传输至所述主监控单元。其中，还包括后台监控单元；所述后台监控单元用于将通过主监控单元获得的直流系统的信息传输至远程监控设备。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，母线不平衡检测单元在不平衡电桥检测原理的基础上设置的检测电路，将电流检测方式变为电压检测方式，这样不但可以检测到正、负极绝缘同等下降时的情况，而且不存在时延，增加对接地电阻的检测灵敏度；而支路绝缘检测单元采用电流互感器检测支路的漏电流，进而判定支路绝缘的降低程度，有效解决了采用变频探测原理检测支路时所带来的安全问题。通过利用本实用新型所提供的直流系统绝缘检测装置可有效解决现有技术中存在的检测死区和不安全问题。
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为不平衡电桥检测原理示意图；图2为本实用新型实施例直流系统绝缘检测装置的结构示意图；图3为本实用新型实施例母线不平衡检测单元的检测电路的示意图；图4为本实用新型实施例正绝缘降低时支路绝缘检测单元的工作电路示意图；图5为本实用新型实施例负绝缘降低时支路绝缘检测单元工作电路示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚，现将不平衡电桥检测原理介绍如下不平衡电桥检测是在检测装置内部设置2个阻值相同的对地分压电阻Rl、R2，且对地分压电阻Rl和R2通过电子开关ΚΙ、K2按照一定的开合顺序接地。不平衡电桥检测原理如图1所示，在一个检测周期内，Kl闭合K2断开，测得VI、 V2，得到方程⑴
η 厂2(Λ λ, , =—i 丄 J
mi IJdc Ry然后Kl断开，K2闭合，经过一定延时后再次测量VI、V2，得到方程 V\ VrI—= ^ud⑴
Rx Kit IRy解联立方程(1)、(2)就可直接求得正负母线接地电阻Rx、Ry。由于在测量过程中，需要正负母线分别对地投电阻(即对地分压电阻)，因此母线电压是变化的。为了获得准确的测量结果，每次投入电阻后需要延时，待母线对地电压稳定后，再测量，因此检测需要一定的时延，检测速度慢。针对现有技术中的直流系统绝缘检测装置存在的问题，本实用新型提供了一种直流系统绝缘检测装置，可有效解决现有技术中存在的检测死区和不安全问题。该装置包括母线不平衡检测单元和支路绝缘检测单元；所述母线不平衡检测单元设置有用于检测直流系统母线正接地电阻和负接地电阻的检测电路，所述检测电路设置有阻值相等且分别并联有测试电阻的对地分压电阻，且所述对地分压电阻通过电子开关按照一定的开合顺序接地；所述支路绝缘检测单元，用于当所述检测电路检测出的正接地电阻和/或负接地电阻达到预设的报警值时，启动检测支路绝缘降低电阻值程序；所述支路绝缘检测单元设置有用于检测支路漏电流大小的电流互感器，通过所述电流互感器的输出电压，获得支路漏电流的大小，并获得支路绝缘降低电阻值。本实用新型中，母线不平衡检测单元在不平衡电桥检测原理的基础上设置的检测电路，将电流检测方式变为电压检测方式，这样不但可以检测到正、负极绝缘同等下降时的情况，而且不存在时延，增加对接地电阻的检测灵敏度；而支路绝缘检测单元采用电流互感器检测支路的漏电流，进而判定支路绝缘的降低程度，有效解决了采用变频探测原理检测支路时所带来的安全问题。通过利用本实用新型所提供的直流系统绝缘检测装置可有效解决现有技术中存在的检测死区和不安全问题。为了能够实时监控直流系统各个支路的状态信息，方便现场运行人员对整个直流系统的监控，在另一实施例中，本实用新型所提供的直流系统绝缘检测装置还包括支路状态信息单元、支路告警信息单元、主监控单元；主监控单元用于接收支路状态信息单元和支路告警信息单元发送的支路信息，并将信息以一定的形式通过显示装置显示给运行人员；支路状态信息单元用于获得各支路的开关的状态，并将获得的开关状态信息通过通讯线路传输到主监控单元；支路告警信息单元用于获得各支路的开关异常告警，并将获得的告警信息通过通讯线路传输至主监控单元。更进一步的，为了方便用户对直流系统的实时远程监控，在另一实施例中，本实用新型所提供的直流系统绝缘检测装置还包括后台监控单元；该单元将从主监控单元获取的支路信息通过通讯线路可传输至远程监控设备，供远程用户对直流系统信息的查询与监控。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图2所示，本实施例所提供的直流系统绝缘检测装置包括母线不平衡检测单元210、支路绝缘检测单元220、支路状态信息单元230、支路告警信息单元M0、后台监控单元250、主监控单元洸0。其中，母线不平衡检测单元210用于检测直流系统母线的绝缘情况。该单元设置有检测电路，用于检测母线上的正接地电阻和负接地电阻的值，以此判定母线的绝缘情况。 检测电路是在不平衡电桥原理的基础上设计的，如图3所示。该检测电路设置有2个阻值相等且分别并联有测试电阻R的对地分压电阻Rg，且对地分压电阻Rg通过第一电子开关JKl和第二电子开关JK2按照一定的开合顺序接地。具体的工作过程为1)第一电子开关JK1、第二电子开关JK2都断开，通过单片机的A/D 口测得电压 Um ；2)第一电子开关JKl断开、第二电子开关JK2闭合，通过单片机的A/D 口测得电压 Uj ；并将此时测得的电压记为Ujl ；3)第一电子开关JKl闭合、第二电子开关JK2断开，通过单片机的A/D 口测得另一电压Uj，并将此时的电压记为Uj2。测得第一电子开关JKl和第二电子开关JK2处于不同的状态的所有电压后，完成了测试电压的步骤。由该检测电路可看出Ujl与正接地电阻R+、负接地电阻R-有关系，Ujl
也与R+、R-有关系，从而可以得到如下公式⑶和公式⑷
Um-UjX RgHRHR+( , ^-— = —--( 3 )
UjlRllR-
Um-Ujl Rl IR+( , χ-— =--(4)
…」 UjrI RgllRllR-联立公式(3)和(4)，可得到R+和R-的值A+ =-
UMiR^r Rg)-UJ2^RgK-=-
RxUm-(Uj\ + Ujl) χ (τ + Rg)直流系统母线上的正接地电阻R+、负接地电阻R-得出后，可根据R+、R_判断出母线上的绝缘情况。当正接地电阻R+或负接地电阻R-的值达到了预设的报警值，说明当前直流系统的绝缘性很差，这时启动支路绝缘检测单元220，由其进行支路绝缘性的测试。支路绝缘检测单元220采用电流互感器来检测各支路上的漏电流的大小。本实施例中，选择了 DClOEA型的电流互感器，额定输入电流为10mA，输出电压为0-+/-2. 5V。如图4所示，当出现正绝缘降低时，正母线和负母线上的电流差值为12 (单位为mA)，则此时的电流互感器的输出U= (12/10) X 2. 5 (V)0如图5所示，当出现负绝缘降低，此时电流互感器的输出U ="(12/10) X 2. 5 (V)。通过采集电流互感器的输出电压，可计算漏电流12的大小，从而得到支路上的绝缘降低的程度。需要说明的是，因为当出现正负绝缘都降低的时候，绝缘降低的程度与漏电流不成正比，所以采用母线不平衡检测单元210的检测电路获得主回路(正负母线)的绝缘阻值的具体大小。当达到了预设的报警值，便通过支路绝缘检测单元220获得各个支路绝缘降低的程度。其中，单片机通过多路开关将不同支路的电流互感器的输出电压采集，发送给需要电压的各个单元。每个支路的开关都带有辅助状态触点，该触点可表示开关状态，支路状态信息单元230可获取到所有支路的开关状态信息，并通过通讯线路发送给主监控单元沈0，使得主监控单元260可随时查询到支路当前开关状态。进一步的，每个支路开关上都有辅助告警触点，该触点可表示开关异常告警。支路告警信息单元240可获取到所有支路的开关告警信息，并通过通讯线路传送至主监控单元沈0，主监控单元260可随时查询当前告警状态以及历史告警信息。后台监控单元250，则可获取主监控单元260存储的直流系统各支路信息，并可发送至远程控制设备，使得用户可通过远程控制设备远程监控直流系统各支路的状态。本实用新型实施例所提供的直流系统绝缘检测装置，通过母线不平衡检测单元 210检测母线的绝缘情况，适用于当正、负极接地电阻都下降的情况，解决了延时问题，灵敏度较高；通过支路绝缘检测单元220通过电流互感器检测漏电流的大小，从而获得各个支路的绝缘降低情况，不存在使用变频探测原理所导致的电压纹波系数增大的安全问题。通过本发明实施例所提供装置有效地解决了现有技术中，对直流系统绝缘检测存在死区和不安全的问题。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种直流系统绝缘检测装置，其特征在于，包括母线不平衡检测单元和支路绝缘检测单元；所述母线不平衡检测单元设置有用于检测直流系统母线正接地电阻和负接地电阻的检测电路，所述检测电路设置有阻值相等且分别并联有测试电阻的对地分压电阻，且所述对地分压电阻通过电子开关按照一定的开合顺序接地；所述支路绝缘检测单元，用于当所述检测电路检测出的正接地电阻和/或负接地电阻达到预设的报警值时，启动检测支路绝缘降低电阻值程序；所述支路绝缘检测单元设置有用于检测支路漏电流大小的电流互感器，通过所述电流互感器的输出电压，获得支路漏电流的大小，并获得支路绝缘降低电阻值。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括支路状态信息单元和主监控单元；所述支路状态信息单元用于将获得的各支路的开关状态信息通过通讯线路传输至所述主监控单元；所述主监控单元用于查询支路信息。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括支路告警信息单元； 所述支路告警信息单元用于将获得的各支路的告警信息通过通讯线路传输至所述主监控单元。
4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括后台监控单元；所述后台监控单元用于将通过主监控单元获得的直流系统的信息传输至远程监控设备。
专利摘要本实用新型公开一种直流系统绝缘检测装置，包括母线不平衡检测单元、支路绝缘检测单元；母线不平衡检测单元设置有用于检测直流系统母线正接地电阻和负接地电阻的检测电路，检测电路设置有阻值相等且分别并联有测试电阻的对地分压电阻，且所述对地分压电阻通过电子开关按照一定的开合顺序接地；当检测电路检测出的正接地电阻和/或负接地电阻达到预设的报警值时，启动用于检测支路绝缘降低值的支路绝缘检测单元，支路绝缘检测单元设置有用于检测支路漏电流大小的电流互感器，通过电流互感器的输出电压，获得支路漏电流的大小，并获得支路绝缘降低电阻值。通过本实用新型所提供的装置，可有效解决现有技术中存在的检测死区和不安全问题。
文档编号G01R19/00GK201965190SQ201020696989
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者叶波, 周建栋, 陈虹 申请人:杭州奥能电源设备有限公司