数字式交流电网绝缘监测仪的制作方法

本发明属于故障检测设备技术领域，尤其是一种数字式交流电网绝缘监测仪。

背景技术：

现代船舶电力系统通常采用三相三线绝缘系统，由于常年运行环境恶劣，长期暴露在外，受阳光、风浪、油污、海水和霉菌等环境因素的影响，使得船舶电网绝缘性能下降，电网绝缘故障时有发生，轻则造成电气设备损坏，重则造成船舶电力系统短路起火，甚至沉船或人员伤亡等重大事故。因此，如何有效查找船舶电网绝缘故障成为船舶电力技术人员研究内容之一。

而在船舶的交流电网发生绝缘降低故障时，尽快找出故障线路并恢复系统正常运行，是当务之急，但电力系统网络分布在船舶的各个部位，查找故障工作量巨大，费时费力，影响船舶的正常运行，故设计一款精度高、可靠性高的对船舶交流电网的绝缘监测仪是十分必要的。

技术实现要素：

为了克服现有船舶交流电网绝缘监测的精度低、工作量大和可靠性低的问题，本发明的目的在于提供一种监测精度高、可靠性良好的数字式交流电网绝缘监测仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：数字式交流电网绝缘监测仪，包括n个电流互感器、n个低通滤波器、ad转换器、开关量信息输入模块、开关量信息输出模块、第一光耦合器、第二光耦合器、信息监控主机和pc计算机，其中，n为大于等于2的正整数，所述的低通滤波器的个数与电流互感器的个数一一对应；所述n个电流互感器安装在负载屏的每个短路器上，并将检测的各支路电网绝缘的高低值经对应的低通滤波器传输至ad转换器，经ad转换器转换后，经can总线和以太网接口与信息监控主机或pc计算机进行通信；所述开关量信息输入模块与第一光耦合器连接，所述开关量信息输出模块与第二光耦合器连接，所述第一光耦合器和第二光耦合器经can总线和以太网接口与信息监控主机或pc计算机进行通信；所述的开关量信息输入模块用于对各路开关量输入信号进行隔离转换；所述的开关量信息输出模块用于对外输出量。

其中，优选地，所述低通滤波器采用二阶移相滤波器。

其中，优选地，所述ad转换器采用ad7686模数转换器。

其中，优选地，所述第一光耦合器和第二光耦合器均采用高速光耦合隔离器6n137。

其中，优选地，所述信息监控主机与触摸式显示屏连接，用以显示当前状态信息、故障信息和告警信息以及通过操作触摸式显示屏发送指令，以完成控制执行、数据获取。

其中，优选地，所述开关量信息输入模块和开关量信息输出模块均采用模块拔插模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明是采用电流互感器检测到故障电流，将通过检测的故障电流进行相关计算处理和逻辑判断，把判断结果通过信息监控主机或pc计算机传达给值班人员，can总线具有高位速率、高抗电磁干扰性、低成本和高的总线利用率，保证了监测系统内部通信的稳定、可靠和快速，节省了大量的人力物力。本发明绝缘监测的精度高，提高电网供电可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明的一种原理结构图；

图2是本发明的开关量信息输入模块、开关量信息输出模块、第一光耦合器、第二光耦合器与can总线的接口连接图；

图3是本发明的低通滤波器的电路连接图。

图中标记：1.电流互感器，2.低通滤波器，3.ad转换器，4.开关量信息输入模块，5.开关量信息输出模块，6.第一光耦合器，7.第二光耦合器，8.can总线，9.以太网接口，10.信息监控主机，11.pc计算机，12.触摸式显示屏。

具体实施方式

在图1中，一种数字式交流电网绝缘监测仪，包括n个电流互感器1、n个低通滤波器2、ad转换器3、开关量信息输入模块4、开关量信息输出模块5、第一光耦合器6、第二光耦合器7、信息监控主机10和pc计算机11。其中，n为大于等于2的正整数。低通滤波器2的个数与电流互感器1的个数一一对应。

如图1所示，n个电流互感器1安装在负载屏的每个短路器上，n个电流互感器1将检测的各支路电网绝缘的高低值经对应的低通滤波器2传输至ad转换器3，经ad转换器3转换后，经can总线8和以太网接口9与信息监控主机10或pc计算机11进行通信。本发明的电流互感器检测到故障电流，将通过检测的故障电流进行相关计算处理和逻辑判断，把判断结果通过信息监控主机或pc计算机传达给值班人员。

本发明的ad转换器3采用ad7686模数转换器，将n个电流互感器1采集的电流信号转换成数字信号；can总线具有高位速率、高抗电磁干扰性、低成本和高的总线利用率，保证了监测系统内部通信的稳定、可靠和快速，节省了大量的人力物力。

本发明的低通滤波器2滤除高频噪声和防混叠。如图3所示，低通滤波器2采用的二阶移相滤波器，其将采集的电流信号输入至电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端与电容c2的一端连接，电容c2的另一端与比较器u1：a的反相输入端连接，电阻r2的另一端与电容c1的一端连接，电阻c1的另一端与比较器u1：a的输出端连接，电容c2的另一端与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与比较器u1：a的输出端连接，电阻r2的一端与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端与比较器u1：a的同相输入端连接，所述比较器u1：a的同相输入端经电阻r4接地gnd，比较器u1：a的输出端输出数字信号，其移相性能好，考虑到电流的工频而且全通滤波器在品质因素q=1时，附近具有较好的灵敏度，线性度好。

在图1中，开关量信息输入模块4与第一光耦合器6连接，开关量信息输出模块5与第二光耦合器7连接；在图1、图2中，第一光耦合器6和第二光耦合器7经can总线8和以太网接口9与信息监控主机10或pc计算机11进行通信。其中，开关量信息输入模块4和开关量信息输出模块5均采用模块拔插模式，而开关量信息输入模块4是用于对各路开关量输入信号进行隔离转换；开关量信息输出模块5是用于对外输出量。

在本实施例中，开关量信息输入模块4的输入信号包括：系统复位信号、自动手动控制信号、手动控制信号和开关变位信号。开关量信息输出模块5的输出信号包括dsp正常运行指示信号、arm正常运行指示信号、通信正常指示信号、自检故障指示信号、注入源运行指示信号、电网故障相报警信号、电网绝缘故障报警信号和远方信号复位信号。

为了增加各个控制节点的抗干扰能力，防止线路间串扰，如图2所示，第一光耦合器6和第二光耦合器7均采用高速光耦合隔离器6n137。

需要进一步说明的是，为了方便工作人员直接观察与操作，在图1中，信息监控主机10与一触摸式显示屏12连接，用来显示当前状态信息、故障信息和告警信息；工作人员也通过操作触摸式显示屏12发送指令，以完成控制执行、数据获取。

本发明的电流互感器1采集的信号经低通滤波器2滤波后，再经ad转换器3经模拟信号转换成数字信号，通过can总线8的数据传输，信息监控主机10分析，值班人员就能了解到电网绝缘故障点并及时排除故障，整个过程中无需断电，提高了电网供电的可靠性，不需要人为在一一排查故障，节省了人力物力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。