专利名称：直流操作系统绝缘性能监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气系统监测装置，特别涉及在线式变电所直流系统绝缘性能检
测装置。
背景技术：
发电厂和高压变电所的直流电源作为主要电气设备的保安电源及控制信号电源， 是一个十分庞大的多分支供电网络，其常见的故障是一点接地故障。电力系统中直流操作 系统采用对地绝缘运行方式，该直流操作系统长期运行，往往正、负对地绝缘都均衡下降至 较低水平，当发生一点接地时，并不引起任何危害，但必须及时处理，否则，当发生另一点接 地时，有可能使继电保护设备发生误动、拒动。甚至会造成采用直流控制的设备误动、拒动， 以至损坏设备，造成大面积停电、系统瓦解的严重后果。因此，要减少这种绝缘故障，必须有 一个可靠的绝缘监测方法，从而及时发现问题，避免重大事故的发生。 目前，公知的高压变电所直流操作系统直流正负极对地绝缘性能监测装置由分压 电阻、转换开关、继电器、电压表等组成。采用电压表检测直流操作系统正负极对地电压值 来判定正负极对地绝缘性能，利用直流操作系统正负极对地电压差来驱动继电器发出报警 信号。但是，该类装置只能检测和判判定整个直流操作系统绝缘性能的好坏，无法查找故障 设备号及故障点。而为了查找故障点，就必须逐台停运高压设备的直流操控系统，或者分段 停运直流母线。在直流操控系统停运时，设备继电保护系统将失去作用，对高压系统来说存 在严重的安全隐患。
实用新型内容本实用新型是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种直流操作系统绝
缘性能监测装置，该绝缘性能监测装置嵌入设置于设备直流开关与设备直流控制及继电保
护系统之间，其特征在于包含输入端连接所述直流开关的正极，且输出端连接设备直流控
制及继电保护系统的正极输入端，以用于检测直流正极的绝缘性能的第一检测单元；输入
端连接所述直流开关的负极，且输出端连接设备直流控制及继电保护系统的负极输入端，
以用于检测直流负极的绝缘性能的第二检测单元；正负极分别连接直流开关的正负极，且
接地端连接控制柜接地母线，以用于检测直流正负极的接地性能的第三检测单元。 本实用新型还包含分别连接设备直流开关的正负极与设备直流控制及继电保护
系统的正负极的转换开关。 本实用新型还包含用于连接所述第一检测单元或所述第二检测单元与所述设备 直流开关的直流电源输入接线板以及用于连接所述第一检测单元或所述第二检测单元与 所述设备直流控制及继电保护系统的直流电源输出接线板。 所述第一检测单元及第二检测单元分别包含继电器及与其串联连接的发光二极
管，当通过继电器的电流值大于8mA时，所述发光二极管被点亮。 所述第一检测单元及第二检测单元分别包含过流稳压保护电路。[0009] 根据本实用新型的直流操作系统绝缘性能监测装置可以快速、准确地判定找出直 流故障设备，可避免以往直流系统在查找故障时，整段母线所带设备操控系统停止运行，且 继电保护系统失去作用而对高压系统造成严重的安全隐患。
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和 特点将会变得更加清楚，其中 图1为根据本实用新型的直流操作系统绝缘性能监测装置的简要示意图； 图2为根据本实用新型的直流操作系统绝缘性能监测装置的简要电路构成图。
主要符号说明100为设备直流开关；110为第一检测单元；120为第二检测单元； 130为第三检测单元；140a为第一转换开关；140b为第二转换开关；150为设备直流控制及
继电保护系统；J1、 J2、 J3为继电器；D3、D7为发光二极管；D9为指示灯。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本实用新型的优选实施例。本领域技术人员应知本说明 书所记载的实施例和附图仅为本实用新型的优选实施例，并不代表本实用新型的全部的技 术思想，因此还存在可替代的各种实施例。
本实用新型的直流操作系统绝缘性能监测装置设置于直流系统的高压设备控制 柜内，如图1及图2所示，该直流操作系统绝缘性监测装置设置于设备直流开关100与设备 直流控制及继电保护系统150之间，包括外壳(未图示)、第一检测单元110、第二检测单 元120、第三检测单元130以及第一、第二转换开关140a、140b。所述第一检测单元110设
置于所述外壳(未图示)内，其输入端连接所述设备直流开关ioo的正极，而其输出端连接
设备直流控制及继电保护系统150的正极，以用于检测直流正极的绝缘性能。所述第二检 测单元120设置于所述外壳(未图示)内，其输入端连接所述设备直流开关100的负极， 而其输出端连接设备直流控制及继电保护系统150的负极，以用于检测直流负极的绝缘性 能。所述第三检测单元130设置于所述外壳(未图示)内，其正负极分别连接直流开关100 的正负极，且接地端连接控制柜接地母线，以用于检测直流正负极的接地性能。所述第一、 第二转换开关140a、140b分别连接设备直流开关100的正负极与设备直流控制及继电保护 系统150的正负极，以用于选择性的使用所述第一检测单元110或第二检测单元120进行 检测。如此，当所述第一转换开关140a断开，且所述第二转换开关140b导通时，所述第一 检测单元110与所述第三检测单元工作；当所述第一转换开关140a导通，且所述第二转换 开关140b断开时，所述第二检测单元120与第三检测单元工作。由此可知，通过转换开关 140a、140b的断开与导通可以控制本实用新型的直流操作系统绝缘性能监测装置投入工作 或者退出使用。本领域技术人员应知只保留所述第一、第二、第三检测单元中的任何一个 检测单元，该检测单元仍可以工作。本实用新型还包含直流电源输入接线板及直流电源输 出接线板(未图示)，由此所述第一检测单元110及第二检测单元120可以通过所述直流电 源输入接线板及所述直流电源输出接线板与设备直流开关100及设备直流控制及继电保 护系统150连接。在此，本领域技术人员应知，第一检测单元110及第二检测单元120与所 述设备直流开关100及设备直流控制及继电保护系统的连接方式并不限制于本实施例中的通过接线板连接，根据需要可以采用各种连接方式。 如图2所示，所述第一检测单元110包含继电器J1、电阻R1、 R2、可控硅T1、稳压 管D4、整流二极管Dl、 D2、发光二极管D3。所述继电器Jl为干黄继电器，其正极连接设备 直流开关100的正极，当通过的电流大于预定值时，其常开输出触点闭合而导通电路，而当 通过的电流小于预定值时，其常开输出触点维持不变而继续断开电路。所述电阻R1与所述 继电器J1串联连接，用作电路的限流电阻。所述发光二极管D3与所述电阻R1串联，当通 过的电流大于预定值而导致继电器J1导通电路时，其被点亮，以报警给使用者。所述稳压 管D4与所述继电器Jl、电阻Rl、发光二极管D3并联连接。所述整流二极管Dl、 D2与电阻 R2串联连接，且所述整流二极管D1、D2、电阻R2与所述稳压管D4并联连接。所述可控硅的 正极连接于所述整流二极管Dl的正极，负极连接于所述稳压管D4的负极，控制极连接于电 阻R2的一端。所述电阻R2为可控硅触发电路的限流电阻。由此，所述整流二极管D1、D2、 稳压管D4、电阻R2、可控硅T1组成第一检测单元110的过流、稳压保护电路。当断路器进 行切合闸操作时，监测电路正负极通过的电流较大( 一般大于5A)，此时有可能会损坏继电 器Jl或引起继电器Jl的误动作而报警。本实用新型通过加装过流、稳压保护电路将在切 合闸时产生的大电流利用过流、稳压保护电路进行旁路，由此提高了设备的稳定性。 如图2所示，所述第二检测单元120包含继电器J2、电阻R3、R4、可控硅T2、稳压管 D8、整流二极管D5、D6、发光二极管D7。所述继电器J2为干黄继电器，其正极连接设备直流 开关100设备直流控制及继电保护系统150的负极，当通过的电流大于预定值时，其常开输 出触点闭合而导通电路，而当通过的电流小于预定值时，其常开输出触点维持不变而继续 断开电路。所述电阻R4与所述继电器J2串联连接，用作电路的限流电阻。所述发光二极 管D7与所述电阻R4串联，当通过的电流大于预定值而导致继电器J2导通电路时，其被点 亮，以报警给使用者。所述稳压管D8与所述继电器J2、电阻R4、发光二极管D7并联连接。 所述整流二极管D5、D6与电阻R3串联连接，且所述整流二极管D5、D6、电阻R3与所述稳压 管D8并联连接。所述可控硅T2的正极连接于所述整流二极管D5的正极，负极连接于所述 稳压管D8的负极，控制极连接于电阻R3的一端。所述电阻R3为可控硅触发电路的限流电 阻。由此，所述整流二极管D5、D6、稳压管D8、电阻R3、可控硅T2组成第二检测单元120的 过流、稳压保护电路。当断路器进行切合闸操作时，监测电路正负极通过的电流较大(一般 大于5A)，此时有可能会损坏继电器J2或引起继电器J2的误动作而报警。本实用新型通过 加装过流、稳压保护电路将在切合闸时产生的大电流利用过流、稳压保护电路进行旁路，由 此提高了设备的稳定性。 如图2所示，所述第三检测单元130包含继电器J3、指示灯D9、电阻R5、R6。所述 继电器J3为直流电压型继电器，图中的J3a表示常开辅助触点，J3b表示线圈。当直流系 统的正极或者负极中的任一电极接地时所述常开辅助触点J3a闭合，送出一个开关报警信 号，由此指示灯D9闪烁，以报警给使用者。所述指示灯D9与所述常开辅助触点J3a串联连 接，通过被点亮或闪烁而给使用者报警，即当该常开辅助触点J3a闭合时导通电源而被点 亮或闪烁。电阻R5与电阻R6串联连接，且R5与R6与所述常开辅助触点J3a及指示灯D9 并联连接。所述电阻R5、R6与所述电阻R1、R4用于设置电流阀值，因此可以根据需要通过 改变所述电阻的阻值就能够改变阀值。所述电阻R1、R4、R5、R6的阻值可以选用电阻电位器 进行调节。本实施例中，所述阀值分别为4mA和8mA，其中4mA为直流系统正常运行且高压断路器无切合闸操作时的工作电流最大阀值，8mA为直流系统绝缘性能低或接地时的最小 电流阀值。由此，当直流系统的正极或负极的绝缘性能良好时，通过继电器J1或者J2、发光 二极管D3或者D7的电流值< 4mA，发光二极管D3或者D7不会被点亮，继电器Jl或者J2 不工作；当直流系统的正极或者负极的绝缘性能变差或者接地时，通过继电器Jl或者J2、 发光二极管D3或者D7的电流值> 8mA时，发光二极管D3或者D7被点亮，继电器Jl或者 J2的常开触点闭合，由此送出一个报警信号。 以下，结合图1及图2对根据本实用新型的实施例的工作过程进行说明。 根据本实用新型实施例的直流操作系统绝缘性能监测装置设置于直流系统的高 压设备控制柜内，其中，第一检测单元110的输入端通过直流输入接线板连接于设备直流 开关100的正极，输出端通过直流输出接线板连接于设备直流控制及继电保护系统的正 极；第二检测单元120的输入端通过直流输入接线板连接于设备直流开关100的负极，输出 端通过直流输出接线板连接于设备直流控制及继电保护系统的负极；第三检测单元130的 正负极分别连接直流开关100的正负极，且接地端连接控制柜接地母线。第一、第二转换开 关140a、140b分别连接设备直流开关100的正负极与设备直流控制及继电保护系统150的 正负极。 首先，通过同时断开所述第一、第二转换开关140a、140b而使直流操作系统绝缘 性能监测装置开始工作。此时，若仅断开第一转换开关140a则只有第一检测单元110才能 够进行工作，反之，若仅断开第二转换开关140b则只有第二检测单元才能够进行工作。 然后，当直流系统的正极绝缘性能良好时，通过继电器J1、发光二极管D3的电流 值< 4mA，发光二极管D3不会被点亮，继电器Jl也不会做出动作；当直流系统的正极绝缘 性能变差或者接地时，通过继电器Jl、发光二极管D3的电流值> 8mA，发光二极管D3被点 亮，继电器J1做出动作，其常开触点闭合，送出开关报警信号。同时，第三检测单元130的 继电器J3动作，其常开触点闭合，由此指示灯D9被点亮。此时，由于发光二极管D3和指示 灯D3同时被点亮，据此使用者就能够判断出直流系统正极的绝缘性能变差或者接地。 当直流系统的负极绝缘性能良好时，通过继电器J2、发光二极管D7的电流值 < 4mA，发光二极管D7不会被点亮，继电器J2也不会做出动作；当直流系统的负极绝缘性 能变差或者接地时，通过继电器J2、发光二极管D7的电流值> 8mA，发光二极管D7被点亮， 继电器J2做出动作，其常开触点闭合，送出开关报警信号。同时，第三检测单元130的继电 器J3动作，其常开触点闭合，由此指示灯D9被点亮。此时，由于发光二极管D3和指示灯D3 同时被点亮，据此使用者就能够判断出直流系统正极的绝缘性能变差或者接地。 由此可知，通过被点亮或者闪烁的指示灯D9，使用者能够知道直流系统出现绝缘 性故障，此时使用者通过进一步确认发光二极管D3或D7是否被点亮，能够迅速判断是直流 系统的正极出现绝缘性故障还是直流系统的负极出现绝缘性故障，又或者直流系统的正负 极同时出现故障。本领域技术人员应知可以将根据本实用新型的直流操作系统绝缘性能 监测装置设置于每个直流设备中来实现绝缘监测，并使各个检测装置中的检测单元的继电 器Jl、 J2信号接入PLC及控制器后台，由此实现实时自动报警监测及报表打印。 以上说明的实施例仅是举例性的，而不是限制性的，任何未脱离本实用新型的精 神而进行的等效修改或变更均包含于本实用新型的权利要求范围之内。
权利要求一种直流操作系统绝缘性能监测装置，该绝缘性能监测装置嵌入设置于设备直流开关与设备直流控制及继电保护系统之间，其特征在于包含输入端连接所述直流开关的正极，且输出端连接设备直流控制及继电保护系统的正极输入端，以用于检测直流正极的绝缘性能的第一检测单元；输入端连接所述直流开关的负极，且输出端连接设备直流控制及继电保护系统的负极输入端，以用于检测直流负极的绝缘性能的第二检测单元；正负极分别连接直流开关的正负极，且接地端连接控制柜接地母线，以用于检测直流正负极的接地性能的第三检测单元。
2. 根据权利要求1所述的直流操作系统绝缘性能监测装置，其特征在于还包含分别连 接设备直流开关的正负极与设备直流控制及继电保护系统的正负极的转换开关。
3. 根据权利要求1所述的直流操作系统绝缘性能监测装置，其特征在于还包含用于连 接所述第一检测单元或所述第二检测单元与所述设备直流开关的直流电源输入接线板以 及用于连接所述第一检测单元或所述第二检测单元与所述设备直流控制及继电保护系统 的直流电源输出接线板。
4. 根据权利要求1所述的直流操作系统绝缘性能监测装置，其特征在于所述第一检测 单元及第二检测单元分别包含继电器及与其串联连接的发光二极管，当通过继电器的电流 值大于8mA时，所述发光二极管被点亮。
5. 根据权利要求1所述的直流操作系统绝缘性能监测装置，其特征在于所述第一检测 单元及第二检测单元分别包含过流稳压保护电路。
专利摘要本实用新型涉及一种直流操作系统绝缘性能监测装置，该绝缘性能监测装置嵌入设置于设备直流开关与设备直流控制及继电保护系统之间，其特征在于包含输入端连接所述直流开关的正极，且输出端连接设备直流控制及继电保护系统的正极输入端，以用于检测直流正极的绝缘性能的第一检测单元；输入端连接所述直流开关的负极，且输出端连接设备直流控制及继电保护系统的负极输入端，以用于检测直流负极的绝缘性能的第二检测单元；正负极分别连接直流开关的正负极，且接地端连接控制柜接地母线，以用于检测直流正负极的接地性能的第三检测单元。由此，根据本实用新型能够自动判定并快速地找出直流绝缘故障设备。
文档编号H02H7/22GK201497782SQ20092021622
公开日2010年6月2日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者刘波, 段辉兵, 莫跃民, 黄锦宁 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司;攀枝花新钢钒股份有限公司