CN102004213A - 直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪,该诊断仪包括主要由信号产生器、功率放大器、信号注入器、信号接收器、信号放大器、A/D转换模块、单片机系统和报警器组成的诊断主机和手持式钳形电流互感器。主回路用交流注入检测方式检测总的绝缘状况,而支路用直流互感器来检测到底是哪一路出现了绝缘降低。当有多条支路同时接地时,能够同时检测出接地的多条支路,诊断精度高。同时用单片机来实现这种检测方法,与现有技术的平衡电桥法和交流注入法相比,本发明采用微计算机技术,具有集成程度高,判断速度快,检测灵敏度高、便于操作、抗干扰能力强、故障定位准确等特点。

Description

直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统自动化领域,特别涉及一种直测式智能直流系统绝缘及状态 诊断仪。
背景技术
[0002] 变电站内的继电保护、控制都采用IlOV (或220V)直流供电,即变电站的直流供电 系统控制着整个变电站二次系统的运行,因此,变电站的直流供电系统状态是否安全直接 影响到变电站运行状态。
[0003] 变电站直流系统以蓄电池储存能量,以充电机补充能量,向全站保护、监控、通讯 系统源源不断的输送电能,确保其安全、稳定、可靠运行。直流系统是绝缘系统,正常时,正、 负极对地绝缘电阻相等,正、负极对地电压平衡。发生一点接地时,正、负极对地电压发生变 化,接地极对地电压降低,非接地极电压升高,在接地发生和恢复的瞬间,经远距离、长电缆 起动中间继电器跳闸的回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动跳闸。
[0004] 目前用于检测直流系统绝缘的方法主要有:平衡电桥法,交流注入法。直流平衡 电桥法的平衡原理虽然得到广泛的使用,但存在下列缺点:不能检测直流系统正、负极绝缘 同等下降时的情况;即使报警,也不能直接得到系统对地的绝缘电阻大小;无法直接判断 是哪条支路发生接地,只有通过拉间才能判断是哪条支路发生接地,如果有两条以上的支 路绝缘电阻下降,判断就更为费时费力;灵敏度很低,检测系统本身就有一个60k左右的 对地电阻。
[0005] 交流注入法的特征是需向正负母线上发送低频交流信号。它又分单一低频探测和 变频探测(双频探测),采用该原理实现的绝缘检测系统有以下无法克服的缺点:当有多 条支路同时有接地时,不能同时检测出多条支路。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供了一种安全性和可靠性高的直测式智能直流系 统绝缘及状态诊断仪,该诊断仪克服了上述现有技术中无法克服的技术问题,使得测量诊 断速度快、检测灵敏度高、抗干扰能力强、故障定位准确。
[0007] 为解决上述技术问题,所述的直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪,包括主要 由信号产生器、功率放大器、信号注入器、信号接收器、信号放大器、A/D转换模块、单片机系 统和报警器组成的诊断主机;所述诊断主机的信号产生器输出端依次经过功率放大器、信 号注入器、电容C与直流电源系统的主回路相连接,直流电源系统的主回路的输出端经电 容C与诊断主机的信号接收器相连接;信号接收器接收的信号依次经信号放大器、A/D转换 模块的处理输入到单片机系统中;单片机系统连接报警器的继电器开关;其特征在于:还 设有一个主要由电流互感器、功率放大器、整流器和A/D转换模块组成的手持式钳形电流 互感器,所述手持式钳形电流互感器通过RS232与单片机系统的输入端相连接;在所述诊 断主机上还设有一个液晶显示单元,所述单片机系统的输出端与液晶显示单元的输入端相连接。
[0008] 其中,在所述诊断主机的外表面上设有液晶显示面板、确定键、返回键、功能键、绝 缘指示灯、电压指示灯、串扰指示灯、交流指示灯和电源指示灯。所述诊断主机采用220V交 流市电和充电电池两种供电方式。
[0009] 与现有技术相比,本发明具有如下优点:本发明以一种新的检测方法,即主回路用 交流注入检测方式检测总的绝缘状况,而支路用直流互感器来检测到底是哪一路出现了绝 缘降低。当有多条支路同时接地时,能够同时检测出接地的多条支路,诊断精度高。同时用 单片机来实现这种检测方法,与现有技术的平衡电桥法和交流注入法相比,本发明采用微 计算机技术,具有集成程度高,判断速度快,检测灵敏度高、便于操作、抗干扰能力强、故障 定位准确等特点。
附图说明
[0010] 图1为本发明直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪的结构示意图。
[0011] 图2为本发明直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪的结构方框图。
[0012] 图中:1、诊断主机,2、手持式钳形电流互感器,3、液晶显示面板,4、绝缘指示灯,5、 电压指示灯,6、串扰指示灯,7、交流指示灯,8、电源指示灯,9、功能键,10、返回键,11、确定键。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图1和图2所示的直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪,包括主要由信号产生 器、功率放大器、信号注入器、信号接收器、信号放大器、A/D转换模块、单片机系统和报警器 组成的诊断主机1 ;所述诊断主机1的信号产生器输出端依次经过功率放大器、信号注入 器、电容C与直流电源系统的主回路相连接,直流电源系统的主回路的输出端经电容C与诊 断主机1的信号接收器相连接;信号接收器接收的信号依次经信号放大器、A/D转换模块的 处理输入到单片机系统中;单片机系统连接报警器的继电器开关;还设有一个主要由电流 互感器、功率放大器、整流器和A/D转换模块组成的手持式钳形电流互感器2,所述手持式 钳形电流互感器2通过RS232与单片机系统的输入端相连接;在所述诊断主机1上还设有 一个液晶显示单元,所述单片机系统的输出端与液晶显示单元的输入端相连接。
[0014] 本装置由由信号产生器、功率放大器、信号注入器组成的信号发射器向直流电源 系统的主回路的正极与负极发射一个幅度较小的低频信号,其电压有效值U《1%E,E为母线 电压,频率为20. 3Hz,此信号对电源系统不产生影响。一旦绝缘劣化,即正负母线产生漏电 电流时,信号接收器可以检测到漏电信号,经过放大、数模转化处理后输入给单片机系统, 单片机系统控制报警器的继电器开关,报警器开始报警。
[0015] 当有报警信号时,我们使用手持式钳形电流互感器2对正、负母线及其分支进行 绝缘检测,直流互感器将其提取的信号加以处理后通过RS232送至单片机系统,单片机系 统将信号送至显示装置加以显示。使用手持式钳形电流互感器2能够方便有效地查找到故 障点,从而能迅速排除绝缘劣化故障。
[0016] 直流绝缘正常时由于正负二根导线内电流相等方向相反合成磁通等于零,当发生正或负发生一点接地时将有电流通过接地点,使得在直流互感器中流进和流出的电流不相 等产生差流,使得CT内产生磁通,本系统可实现DC电流的高精度测量(最小可测1mA),分辨 率为0. 1mA,系统采用磁性平衡的方式,不会干扰被测试电路、测试精度不受被测线路导线 的位置影响。实现对直流供电系统微小漏电流的测量,为绝缘的薄弱点的查找提供了方便 的测量方法。
[0017] 其中,在所述诊断主机1的外表面上设有液晶显示面板3、确定键11、返回键10、功 能键9、绝缘指示灯4、电压指示灯5、串扰指示灯6、交流指示灯7和电源指示灯8。所述诊 断主机1采用220V交流市电和充电电池两种供电方式。
[0018] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点。本行业的技术人士应 该了解,本发明不受上述实施条例的限制,上述实施条例和说明书中描述的只是用于说明 本发明的原理,在不脱离本发明原理和范围的前提下,本发明还可有各种变化和改进,这些 变化和改进都属于要求保护的本发明范围内。
[0019] 本发明要求保护范围同所附的权利要求书及其它等效物界定。

Claims (3)

1. 一种直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪,包括主要由信号产生器、功率放大器、 信号注入器、信号接收器、信号放大器、A/D转换模块、单片机系统和报警器组成的诊断主机 (1);所述诊断主机(1)的信号产生器输出端依次经过功率放大器、信号注入器、电容C与直 流电源系统的主回路相连接,直流电源系统的主回路的输出端经电容C与诊断主机(1)的 信号接收器相连接;信号接收器接收的信号依次经信号放大器、A/D转换模块的处理输入 到单片机系统中;单片机系统连接报警器的继电器开关;其特征在于:还设有一个主要由 电流互感器、功率放大器、整流器和A/D转换模块组成的手持式钳形电流互感器(2),所述 手持式钳形电流互感器(2)通过RS232与单片机系统的输入端相连接;在所述诊断主机(1) 上还设有一个液晶显示单元,所述单片机系统的输出端与液晶显示单元的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪,其特征在于:在所 述诊断主机(1)的外表面上设有液晶显示面板(3)、确定键(11)、返回键(10)、功能键(9)、 绝缘指示灯(4 )、电压指示灯(5 )、串扰指示灯(6 )、交流指示灯(7 )和电源指示灯(8 )。
3.根据权利要求1所述的直测式智能直流系统绝缘及状态诊断仪,其特征在于:所述 诊断主机(1)采用220V交流市电和充电电池两种供电方式。
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