功能校验装置和绝缘监测系统的制作方法

1.本技术涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种功能校验装置和绝缘监测系统。


背景技术：

2.绝缘监测装置是发电厂、换流站、变电所等直流系统中的一种主要监控设备，它可以检测到是否有接地等异常情况，从而避免因接地故障而造成的误动、拒动、短路等严重后果。
3.现有的设计绝缘监测设备的厂家设计方法和检测原理各不相同、质量也参差不齐，而错误的检测方式会影响到直流系统运行安全，因此对绝缘监测设备进行功能校验是非常重要的。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够校验绝缘监测设备的功能是否异常的功能校验装置和绝缘监测系统。
5.为了实现上述目的及其他目的，本技术的一方面提供了一种功能校验装置，用于校验绝缘监测装置的检测能力，所述的功能校验装置包括电容模块、电阻模块和控制模块；
6.所述控制模块用于根据外部校验指令生成第一控制信号和第二控制信号；所述电容模块的第一端连接正母线，所述电容模块的第二端连接负母线，所述电容模块的第三端接地，所述电容模块的控制端连接所述控制模块，所述电容模块用于根据接收到的所述第一控制信号生成预设电容值以模拟电容校验模式；
7.所述电阻模块的第一端连接所述正母线，所述电阻模块的第二端连接所述负母线，所述电阻模块的第三端接地，所述电阻模块的控制端连接所述控制模块，所述电阻模块用于根据接收到的所述第二控制信号生成预设电阻值以模拟电阻校验模式；
8.所述控制模块用于根据预设电容值和预设电压值中的至少一个对所述绝缘监测装置工作在不同校验模式下检测到的测试电压值进行校验，其中，所述绝缘监测装置的校验模式与所述功能校验装置模拟的校验模式相同。
9.在其中一个实施例中，所述外部校验指令包括离线校验指令；所述控制模块还用于根据所述离线校验指令生成直流电压信号，并将所述直流电压信号发送给所述绝缘监测装置；所述绝缘监测装置还用于在所述直流电压信号的作用下工作。
10.在其中一个实施例中，所述离线校验指令包括交流窜入实验指令；所述控制模块还用于根据所述交流窜入实验指令生成交流电压信号以及交流窜入实验信号；所述功能校验装置还包括：
11.开关模块，所述开关模块的第一端连接所述正母线，所述开关模块的第二端连接所述负母线，所述开关模块的第三端经所述控制模块接地，所述开关模块用于根据所述交流窜入实验信号选择导通所述控制模块与所述正母线、所述负母线之间任一通路；
12.所述控制模块还用于对所述绝缘监测装置在所述直流电压信号的作用下进入工
作状态后、根据所述交流电压信号检测到的交流窜入测试电压值进行校验。
13.在其中一个实施例中，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元；
14.所述第一开关单元的第一端连接所述正母线，所述第一开关单元的控制端连接所述控制模块；
15.所述第二开关单元的第一端连接所述负母线，所述第二开关单元的第二端连接所述第一开关单元的第二端，所述第二开关单元的控制端连接所述控制模块。
16.在其中一个实施例中，所述控制模块包括：
17.模数转换单元，用于对接收的电压信号进行模数转换处理生成数字信号；
18.数据处理单元，与所述模数转换单元连接，用于在所述数字信号的作用下，根据所述外部校验指令进行逻辑变换生成逻辑指令；
19.开关量单元，与所述数据处理单元连接，用于根据所述逻辑指令导通或断开内部逻辑接点以生成所述第一控制信号和所述第二控制信号。
20.在其中一个实施例中，所述功能校验装置还包括：
21.电源转换模块，与所述控制模块连接，用于接收外部电源信号，并对所述外部电源信号进行电压转换，以输出所述电压信号至所述控制模块。
22.在其中一个实施例中，所述控制模块还用于根据所述离线校验指令对电压信号进行处理，以生成所述直流电压信号。
23.在其中一个实施例中，所述控制模块还用于根据所述交流窜入实验指令对电压信号进行处理，以生成所述交流电压信号。
24.在其中一个实施例中，所述装置还包括：
25.显示模块，与所述控制模块连接，用于显示所述测试电压值和校验结果。
26.本技术的另一方面提供了一种绝缘监测系统，包括本技术实施例中任一项所述的功能校验装置；
27.其中，所述功能校验装置与所述绝缘监测装置连接，用于校验所述绝缘监测装置的检测能力。
28.上述功能校验装置和绝缘监测系统，通过电容模块根据第一控制信号生成的预设电容值以模拟电容校验模式，通过电阻模块根据第二控制信号生成的预设电阻值以模拟电阻校验模式，控制模块在根据预设电容值和预设电压值中的至少一个对绝缘监测装置在不同校验模式下检测到的测试电压值进行校验，以判断绝缘监测装置在各种校验模式下的功能是否正常从而避免绝缘监测装置失效而导致直流系统出现安全隐患。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
30.图1为本技术一实施例中提供的功能校验装置的结构框图；
31.图2为本技术另一实施例中提供的功能校验装置的结构框图；
32.图3为本技术又一实施例中提供的功能校验装置的结构框图；
33.图4为本技术再一实施例中提供的功能校验装置的结构框图；
34.图5为本技术一实施例中提供的绝缘监测系统的结构框图；
35.图6为本技术一实施例中提供的功能校验装置的在线测试的显示模块示意图；
36.图7为本技术一实施例中提供的功能校验装置的离线测试的显示模块示意图；
37.图8为本技术一实施例中提供的功能校验装置的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.10、功能校验装置；11、电容模块；12、电阻模块；13、控制模块；131、模数转换单元；132、数据处理单元；133、开关量单元；14、开关模块；141、第一开关单元；142、第二开关单元；15、电源转换模块；16、显示模块；50、绝缘监测系统；51、绝缘监测装置。
具体实施方式
40.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
42.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
43.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
44.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
45.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种功能校验装置10，用于校验绝缘监测装置的检测能力，所述的功能校验装置10包括电容模块11、电阻模块12和控制模块13；所述控制模块13用于根据外部校验指令生成第一控制信号和第二控制信号。其中，外部校验指令为根据预设校验模式生成的指令，预设校验模式包括但不限于正极接地模式、负极接地模式、两级接地模式、电压精度测量模式、平衡电桥检测模式等等，对应生成正极接地指令、负极接地指令、两级接地指令、电压精度测量指令、平衡电桥检测指令。控制模块13根据外部校验指令生成第一控制信号以控制电容模块11接入预设校验模式中的电容值、生成第二控制信号以控制电阻模块12接入预设校验模式中的电阻值。
46.所述电容模块11的第一端连接正母线，所述电容模块11的第二端连接负母线，所述电容模块11的第三端接地，所述电容模块11的控制端连接所述控制模块13，所述电容模块11用于根据接收到的所述第一控制信号生成预设电容值以模拟电容校验模式。其中，电容模块11包括多个电容支路，每一支路包括至少一个电容，电容模块11根据第一控制信号选择至少一个电容支路接入正负母线之间，从而生成预设电容值。
47.所述电阻模块12的第一端连接所述正母线，所述电阻模块12的第二端连接所述负母线，所述电阻模块12的第三端接地，所述电阻模块12的控制端连接所述控制模块13，所述电阻模块12用于根据接收到的所述第二控制信号生成预设电阻值以模拟电阻校验模式。其中，电阻模块12包括多个电阻支路，每一支路包括至少一个电阻，电阻模块12根据第一控制信号至少一个电阻支路接入正负母线之间，从而生成预设电阻值。
48.所述控制模块13用于根据预设电容值和预设电压值中的至少一个对所述绝缘监测装置在不同校验模式下检测到的测试电压值进行校验，其中，所述绝缘监测装置的校验模式与所述功能校验装置模拟的校验模式相同。其中，校验模式对应校验模式，即通过预设电容值和预设电阻值之间的组合获取预设校验模式对应的校验模式，再通过将预设电阻值和预设电容值接入到绝缘监测装置的直流系统的正负母线之间，使绝缘监测装置工作处于预设模式之中，在对不同模式下的测试电压值进行校验，以判断不同模式下绝缘监测装置的功能是否正常。
49.上述功能校验装置10，通过电容模块11根据第一控制信号生成的预设电容值以模拟电容校验模式，通过电阻模块12根据第二控制信号生成的预设电阻值以模拟电阻校验模式，控制模块13在根据预设电容值和预设电压值中的至少一个对绝缘监测装置在不同校验模式下检测到的测试电压值进行校验，以判断绝缘监测装置在各种校验模式下的功能是否正常从而避免绝缘监测装置失效而导致直流系统出现安全隐患。
50.可选的，所述外部校验指令包括离线校验指令；所述控制模块13还用于根据所述离线校验指令生成直流电压信号，并将所述直流电压信号发送给所述绝缘监测装置；所述绝缘监测装置还用于在所述直流电压信号的作用下工作。
51.预设校验模式可以包括在线模式和离线模式，在线模式和离线模式之中均包括但不限于上述正极接地模式、负极接地模式、两级接地模式、电压精度测量模式、平衡电桥检测模式等等。在线模式下正母线和负母线为绝缘监测装置的原直流系统，再通过控制模块13判断绝缘监测装置在原直流系统中的不同校验模式下的功能是否正常；离线模式下将绝缘监测装置从原直流系统中分离出，正母线和负母线为控制模块13提供的模拟直流系统，通过控制模块13生成的直流电压信号为所述绝缘监测装置供电。
52.上述功能校验装置10，通过控制模块13生成的直流电压信号可以为绝缘监测装置供电，为所述绝缘监测装置提供模拟直流系统，使绝缘监测装置从原直流系统之中分离，并接入模拟直流系统，实现对绝缘监测装置进行离线校验。
53.如图2，在一个实施例中，所述离线校验指令包括交流窜入实验指令；所述控制模块13还用于根据所述交流窜入实验指令生成交流电压信号以及交流窜入实验信号。其中，离线模式还包括交流窜入模式，对应交流窜入实验指令，在离线状态下可对绝缘监测装置的交流接地检测功能进行校验，控制模块13生成的一交流电压信号施加在直流电源上，实现交流窜入。
54.所述功能校验装置10还包括开关模块14，所述开关模块14的第一端连接所述正母线，所述开关模块14的第二端连接所述负母线，所述开关模块14的第三端经所述控制模块13接地，所述开关模块14用于根据所述交流窜入实验信号选择导通所述控制模块13与所述正母线、所述负母线之间任一通路。所述开关模块14包括第一开关单元141和第二开关单元142；所述第一开关单元141的第一端连接所述正母线，所述第一开关单元141的控制端连接
所述控制模块13；所述第二开关单元142的第一端连接所述负母线，所述第二开关单元142的第二端连接所述第一开关单元141的第二端，所述第二开关单元142的控制端连接所述控制模块13。其中，通过第一开关单元141和第二开关单元142的导通与关断实现交流电压信号施加在直流系统的正电源端还是负电源端；当需要将交流电压信号接入正母线时，控制模块13生成正交流窜入实验信号以控制第一开关单元141闭合、第二开关断开；当需要将交流电压信号接入负母线时，控制模块13生成负交流窜入实验信号以控制第一开关单元141断开、第二开关闭合。
55.所述控制模块13还用于对所述绝缘监测装置在所述直流电压信号的作用下进入工作状态后、根据所述交流电压信号检测到的交流窜入测试电压值进行校验。
56.上述功能校验装置10，通过控制模块13根据交流窜入实验指令生成交流窜入实验信号，再通过交流窜入实验信号控制第一开关单元141和第二开关单元142的闭合和断开实现开关模块14与所述正母线、所述负母线之间的导通与关断，从而控制交流电压信号接入到直流系统的正母线或负母线，然后控制模块13校验绝缘监测装置在交流窜入模式下的功能是否正常。
57.如图3，在一个实施例中，所述功能校验装置10还包括电源转换模块15，与所述控制模块13连接，用于接收外部电源信号，并对所述外部电源信号进行电压转换，以输出所述电压信号至所述控制模块13。其中，外部电源信号可以为外接交流市电，电源转换模块15对外部电源信号进行变换和隔离，以生成电压信号，使控制模块13进入工作状态。
58.可选的，电压信号包括交流电源信号和直流电源信号，通过电压转换模块实现连续可调的交直流电源输出。
59.所述控制模块13包括模数转换单元131、数据处理单元132和开关量单元133。模数转换单元131，用于对接收的电压信号进行模数转换处理生成数字信号。其中，模数转换单元131可以包括模数转换器，通过模数转换器将模拟信号电压信号模数转换为数据处理单元可以处理的数字信号。
60.数据处理单元132与所述模数转换单元131连接，用于在所述数字信号的作用下，根据所述外部校验指令进行逻辑变换生成逻辑指令。
61.开关量单元133与所述数据处理单元132连接，用于根据所述逻辑指令导通或断开内部逻辑接点以生成所述第一控制信号和所述第二控制信号。再通过第一控制信号和第二控制信号将预设电阻值和预设电容值接入原直流系统、或模拟直流系统之中，以校验绝缘监测装置在各种预设校验模式下的功能是否正常。
62.可选的，当预设校验模式为离线模式时，控制模块13还可以根据所述离线校验指令对电压信号进行处理，以生成所述直流电压信号，使绝缘监测装置在直流电压信号的作用下工作，并校验绝缘监测装置在离线模式下的个预设模式中的功能是否正常。
63.可选的，当预设校验模式为离线模式中的交流窜入模式时，控制模块13还可以根据所述交流窜入实验指令对电压信号进行处理，以生成所述交流电压信号并将交流电压信号接入模拟直流系统中，使校验绝缘监测装置的交流窜入功能是否正常。
64.上述功能校验装置10，通过电压转换模块15生成可调的交直流电压信号，通过模数转换单元131将模拟信号转换成数据处理单元可处理的数字信号，再通过数据处理单元132根据外部校验指令对数字信号进行处理，以使控制模块13在离线模式下生成直流电压
信号或交流电压信号提供给绝缘监测装置，并在各种模式下生成逻辑指令以控制接入到直流系统中的预设电压值和预设电容值，从而判断各预设模式下的绝缘监测装置的功能是否正常。
65.如图4，在一个实施例中，功能校验装置10还包括显示模块16，与所述控制模块13连接，用于显示所述测试电压值和校验结果。其中，所述测试电压值包括对地电压值，校验结果包括但不限于测试电压的信号幅度变化、信号频率变化、信号功率变化等等，并根据各种变化生成图像，以便于工作人员根据图像直观判断绝缘监测装置的功能是否正常。
66.上述功能校验装置10，控制模块13获取到测试电压值后，对测试电压值进行数据分析，生成校验结果，并将校验结果发送至显示模块16，工作人员通过显示模块16判断绝缘监测装置的功能是否正常。
67.如图5，在一个实施例中，提供了一种绝缘监测系统，包括绝缘监测装置51以及上述实施例中任一项所述的功能校验装置10；其中，所述功能校验装置10与所述绝缘监测装置51连接，用于校验所述绝缘监测装置51的检测能力。
68.功能校验装置10分为在线模式和离线模式，在线模式下，功能校验装置10接入到绝缘监测装置51的原直流系统之中；离线模式下，功能校验装置10生成一个模拟直流系统，并将绝缘监测装置51从原直流系统中断开并接入到模拟直流系统中进行校验。在线模式和离线模式中均包括多种校验模式如图6和图7。请参考图8，在线检测项目时，第一开关单元141和第二开关单元142断开，不产生交流电压信号给绝缘监测装置51；离线项目中的交流接地测试时，第一开关单元141和第二开关单元142之中的任意一个闭合，产生交流电压信号给绝缘监测装置51；其他测试项目通过正对地绝缘电阻r1、负对地绝缘电阻r2、正极对地分布电容c1和负极对地分布电容c2进行组合排列和设置大小来选择项目，其中，电阻模块12并不仅有两个电阻，仅用r1和r2来表示各个支路电阻组合之后的结果，电容模块11并不仅有两个电容，仅用c1和c2来表示各个支路电容组合之后的结果，通过显示模块上选择在线或离线模式，在选择具体测试模式，键入r1、r2、c1和c2的数值从而为绝缘监测装置51提供模拟测试场景。正极接地模式，可对绝缘监测装置51进行正极接地测试精度及正极接地报警精度进行测试；负极接地模式，可对绝缘监测装置51进行负极接地测试精度及负极接地报警精度进行测试；两极接地模式，可对绝缘监测装置51进行两极接地功能检测，用户可自行设置两极接地阻抗；电压精度测量模式，用户可设定多个电压测试点，对绝缘监测装置51电压测量精度进行测试；电压越限告警模式(仅在离线模式下可选)，用户通过设置改变装置内部可调直流电压系统输出电压，可对绝缘监测装置51电压越限告警功能进行检测；交流接地测试功能(仅在离线模式下可选，即上述交流窜入模式)，可对绝缘监测装置51交流接地检测功能进行校验；平衡电桥检测模式，用户可对绝缘检测装置或原直流系统的正对地绝缘电阻，负对地绝缘电阻，平衡电桥大小进行检测；信号分析模式，对于需要通过发信号进行接地检测的绝缘检测装置，可通过该项功能对绝缘监测装置51的信号幅度，频率，功率等参数进行分析。
69.上述绝缘监测系统，功能校验装置10可以对绝缘监测装置51在原直流系统中的各项功能进行校验，也可以为绝缘监测装置51提供模拟直流系统，对绝缘监测装置51在模拟直流系统中的各项功能进行校验。
70.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的
描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明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描述不一定指的是相同的实施例或示例。
71.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
72.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。