直流绝缘监测装置的离线校验仪及系统的制作方法

1.本实用新型涉及绝缘监测装置校验技术领域，尤其涉及一种直流绝缘监测装置的离线校验仪及系统。


背景技术：

2.核电站核岛直流系统下游负荷繁多，且大部分为核安全相关的设备，在下游某个负荷发生接地故障时，安装在直流系统上绝缘监测仪用于快速定位接地故障点，为电站维修人员的快速、精准干预提供指导。
3.为确保绝缘监测仪设备各项功能、性能符合预期，在正式投入到现场使用之前，需对绝缘监测仪进行功能校验，通常，校验的方法为在线校验方式，即将绝缘监测仪接入到系统的正负母线上，在母线上串入电阻来模拟接地故障，然后观察设备的检测精度、定位准确性、定位速度、报警信号触发是否符合预期，在线校验的做法存在的问题有：
4.1、在线校验过程中，频繁的串入、退出接地电阻，将对直流系统负荷造成扰动，使正负母线电压不均衡，可能导致下游继电器误动作，产生安全风险；
5.2、直流系统不允许两点同时低阻接地，在线校验时，无法对金属性接地、两点接地的特殊工况进行模拟，设备在特殊工况下的性能无法得到验证，而实际上在现场应用时，金属接地和两点接地情况是经常发生的。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种可以离线对核电站直流系统绝缘监测仪功能校验的直流绝缘监测装置的离线校验仪及系统。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种直流绝缘监测装置的离线校验仪，包括直流电源，所述直流电源的输入端接入交流电，所述直流电源的输出端连接至用于模拟直流系统的母线的母线铜排；
8.所述直流电源至少连接三组检测电路模块；每组所述检测电路模块的输入端接所述直流电源的输出端，每组所述检测电路模块的输出端均接地；
9.每组所述检测电路模块包括的馈线开关、电流互感器和可调电阻箱。
10.优选地，所述母线铜排包括正母线铜排和负母线铜排；所述直流电源的输出端正极连接至所述正母线铜排，所述直流电源的输出端负极连接至所述负母线铜排。
11.优选地，所述母线铜排依次经每组所述检测电路模块中的馈线开关、电流互感器以及可调电阻箱接地。
12.优选地，所述离线校验仪还包括用于模拟直流系统的母线交直流互窜故障的变压器，所述变压器的输入端经控制开关k1并接入交流电，所述变压器的输出端设有输出端子。
13.优选地，所述变压器输出电压范围为6-36vac。
14.优选地，所述可调电阻箱的电阻值范围为100ω-1000kω。
15.优选地，所述直流电源输出电压范围为0-220v。
16.本实用新型还构造了一种直流绝缘监测系统，包括绝缘监测仪和上述任一项所述的离线校验仪，所述绝缘监测仪的输入端分别接入所述母线铜排，所述绝缘监测仪接地端接地，所述绝缘监测仪的输出端分别接所述电流互感器。
17.优选地，所述直流绝缘监测系统还包括报警装置，所述报警装置与所述绝缘监测仪相连，用于检测所述绝缘监测仪报警信号是否正常触发。
18.优选地，所述直流绝缘监测系统还包括显示装置，所述显示装置与所述绝缘监测仪相连，用于显示所述绝缘监测仪的监测数据。
19.实施本实用新型具有以下有益效果：本实用新型解决核电站直流系统绝缘监测仪功能校验不能离线实施的问题，本实用新型的直流绝缘监测装置的离线校验仪，可实现离线对绝缘监测仪的绝缘检测精度、支路定位准确性以及特殊工况下的性能进行检验，消除在线试验对系统和核安全产生的风险。
附图说明
20.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
21.图1是本实用新型的离线校验仪的电路原理图；
22.图2是本实用新型的直流绝缘监测系统的电路原理图；
23.图3是本实用新型的直流绝缘监测系统另一实施例的电路原理图。
具体实施方式
24.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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在本实用新型中的具体含义。
26.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
27.如图1所示，为本实用新型构造的一种直流绝缘监测装置的离线校验仪 10，包括
直流电源101，直流电源101的输入端接入交流电，直流电源101的输出端连接至用于模拟直流系统的母线的母线铜排。进一步地，离线校验仪 10还包括用于模拟直流系统的母线交直流互窜故障的变压器t，变压器t的输入端经控制开关k1并接入交流电，变压器t的输出端设有输出端子3和输出端子4。需要进行交直流互窜检测时，将变压器t的输出端接入母线铜排。
28.进一步地，母线铜排包括正母线铜排和负母线铜排；直流电源101的输出端正极连接至正母线铜排，直流电源101的输出端负极连接至负母线铜排。正母线铜排和负母线铜排目的是用于模拟现场直流系统的正母线和负母线，因此，在以下的描述中，正母线铜排简称为正母线，负母线铜排简称为负母线。
29.直流电源101至少连接三组检测电路模块；每组检测电路模块的输入端接直流电源101的输出端，每组检测电路模块的输出端均接地；
30.每组检测电路模块包括的馈线开关、电流互感器和可调电阻箱。馈线开关用于控制可调电阻的串入和退出，本实施例中选取的馈线开关数量为3个，开关数量可根据校验需要增减。电流互感器用于采集各个支路的电流，并将转化后的信号送往绝缘监测仪，电流互感器数量可根据需要增减，电流互感器输出信号应与待校验的绝缘监测仪兼容，电流互感器具体型号可以查询绝缘监测仪说明书。可调电阻箱用于模拟金属性接地、非金属性接地、正常运行工况和特殊运行工况，校验过程可根据需要将可调电阻串入正母线和地之间或者负母线和地之间。
31.本实施例中的电路可以包括三组检测电路模块，分别是第一检测电路模块 1021、第二检测电路模块1022和第三检测电路模块1023，实际上该三组检测电路模块的构造是一样的。
32.如图1所示，第一检测电路模块1021包括第一馈线开关k2、第一电流互感器ct1以及第一可调电阻箱rp1；第二检测电路模块1022包括第二馈线开关k3、第二电流互感器ct2以及第二可调电阻箱rp2；第三检测电路模块1023 包括第三馈线开关k4、第三电流互感器ct3以及第三可调电阻箱rp3。
33.其中，第一馈线开关k2、第二馈线开关k3和第三馈线开关k4均包括两个入线端子，即每个馈线开关都包括左入线端子和右入线端子，每个馈线开关的左入线端子连接正母线，每个馈线开关的右入线端子连接负母线。本实施例中选用的馈线开关的左入线端子和右入线端子是同开同断的，馈线开关是有两个出线端子，即每个馈线开关都包括左出线端子和右出线端子，馈线开关实际是接入正母线还是负母线是由可调电阻箱接的是可调电阻箱的左出线端子还是右出线端子决定的，以上可以通过手动修改接线调整可调电阻箱的接线。
34.进一步地，母线铜排依次经每组检测电路模块102中的馈线开关、电流互感器以及可调电阻箱接地。
35.正母线和负母线接地是现场电源系统最常出现的异常情况，所以要对这两种工况进行模拟，以验证绝缘监测仪的定位性能。
36.如图2所示，在本实施例中，每个可调电阻箱内的可调电阻分别接的是每个馈线开关的左出线端子，因此，实际上是由正母线依次经馈线开关、电流互感器和可调电阻接地。如图3所示，在一些实施例中，每个可调电阻箱内的可调电阻可以分别接每个馈线开关的右
出线端子，因此，实际上是由负母线依次经馈线开关、电流互感器和可调电阻接地，可以实现以上两种工况的模拟验证。
37.进一步地，可调电阻箱的电阻值范围为100ω-1000kω。该可调电阻箱可提供100ω-1000kω范围的可调电阻，用于模拟金属性接地、非金属性接地、正常运行工况和特殊运行工况。可根据试验情况，选取不同电阻值范围的可调电阻箱。
38.进一步地，变压器t输出电压范围为6-36vac。本实施例中的变压器t 选用小型变压器t，用于模拟母线交直流互窜故障，其输入电压为220vac，输出电压6-36vac可调。
39.进一步地，直流电源101用于提供绝缘监测仪和正母线和负母线电源，其输出电压范围为0-220v。
40.本实用新型还构造了一种直流绝缘监测系统，包括绝缘监测仪和上述任一项的离线校验仪10，绝缘监测仪的输入端分别接入母线铜排，绝缘监测仪接地端接地，绝缘监测仪的输出端分别接电流互感器。
41.进一步地，直流绝缘监测系统还包括报警装置，报警装置与绝缘监测仪相连，用于检测绝缘监测仪报警信号是否正常触发。
42.进一步地，直流绝缘监测系统还包括显示装置，显示装置与绝缘监测仪相连，用于显示绝缘监测仪的监测数据。显示装置可以为触摸屏，除了具备显示功能外，还可以在触摸屏上设置数据记录、报警显示等功能，实时监测并显示相关数据，并可以将数据存储在触摸屏的存储卡内，便于下载分析。
43.校验时的操作步骤如下：
44.1、将各组检测电路模块的电流互感器信号连接至绝缘监测仪的信号处理单元，即绝缘监测仪正极接端口3与正母线相连，绝缘监测仪负极接端口4 与负母线相连；电流互感器ct1、电流互感器ct2和电流互感器ct3检测到的信号分别连接至端口5、端口6和端口7；将直流电源101输出调整为绝缘监测仪的工作电压，如110vdc，打开直流电源101，各馈线开关保持断开，检查确认绝缘监测仪各项参数正常。
45.2、模拟正常运行工况：将任一组检测电路模块的可调电阻阻值调整为 100kω，并合上该组检测电路模块的馈线开关，检查绝缘监测仪正母线的绝缘显示是否在允许误差范围内。
46.3、模拟金属接地工况：将任一组检测电路模块的可调电阻阻值调整为 100ω，并合上该组检测电路模块的馈线开关，检查绝缘监测仪报警信号是否正常触发，各项参数、性能是否符合预期。
47.4、模拟非金属接地工况：将任一组检测电路模块的可调电阻阻值调整为 5kω，并合上该组检测电路模块的馈线开关，检查绝缘监测仪报警信号是否正常触发，各项参数、性能是否符合预期。
48.5、模拟两点接地工况：将任意两个组检测电路模块的可调电阻调整为5kω (模拟非金属接地情况)或100ω(模拟金属接地情况)，合上两组检测电路模块的馈线开关，检查绝缘监测仪报警信号是否正常触发，各项参数、性能是否符合预期。
49.6、交直流互窜检测：将小型变压器t的输出端的输出端子3和输出端子4分别接到正母线和负母线，即将变压器t的输出端口1和输出端口2分别连接到正母线和负母线，将变压器t输出调到24vac档，合上控制开关k1，检查绝缘监测仪交流互窜报警是否正确触发。
50.7、若校验过程发现设备检测精度超出绝缘监测仪说明书要求，则调整相应回路的增益，并再次校验，确认检测精度是否满足要求。
51.实施本实用新型具有以下有益效果：本实用新型解决核电站直流系统绝缘监测仪功能校验不能离线实施的问题，本实用新型的直流绝缘监测装置的离线校验仪，可实现离线对绝缘监测仪的绝缘检测精度、支路定位准确性以及特殊工况下的性能进行检验，消除在线试验对系统和核安全产生的风险。
52.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。