CN102628915B

CN102628915B - 潜油电泵在线绝缘检测装置

Info

Publication number: CN102628915B
Application number: CN201210086661.1A
Authority: CN
Inventors: 顾根堂; 张嵘
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd
Current assignee: CNOOC Energy Technology and Services Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: CN102628915A

Abstract

一种潜油电泵在线绝缘检测装置，电流检测模块的7脚连接高压隔离单元，1、8脚分别连接电源单元，3脚接地，5脚接电流表；电压检测模块的1脚接电源单元提供的Vcc电源，5脚连接绝缘表，3、4脚分别接地，2脚分别连接电容C1、标准电阻PT1以及电位器POT2，电容C1和标准电阻PT1的另一端接地，电位器POT2的另一端通过限流电阻R1连接电源单元；、第一电压变送模块的1脚接绝缘表，2、5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12、7脚构成检测电流输出端；第二电压变送模块的1脚接电流表，2、5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12、7脚构成检测电流输出端。本发明可有效提前预知潜油电泵绝缘的变化，从而可提前进行油井生产准备，提高油井生产效率。

Description

潜油电泵在线绝缘检测装置

技术领域

本发明涉及一种绝缘检测装置。特别是涉及一种用于实时监测潜油电泵生产时电机及电缆系统绝缘状态的潜油电泵在线绝缘检测装置。

背景技术

潜油电泵绝缘检测是油田电潜泵生产中必须进行的生产活动，现有的潜油电泵绝缘检测技术是在机组停机后应用绝缘检测表进行测试，以获得潜油电机及电缆系统当前的绝缘值，而绝缘值的大小将直接用于判断潜油电泵机组是否继续使用，其测试方法和普通绝缘测试相同。

由于潜油电泵机组的绝缘值在运行中会发生变化，而导致绝缘值降低的因素较多，监测并查找绝缘变化的原因关系到潜油电泵机组寿命的长短和油井生产成本。而停机后进行绝缘检测时无法监测到绝缘变化的过程，因此难以监测到导致绝缘变化的因素，也就无法采取有效的措施以延长潜油电泵寿命，降低油井生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够连续实时监测潜油电泵正常运行状态或停机状态下的绝缘值，以便记录潜油电泵绝缘的变化过程，找出导致绝缘变化的因素，从而可采取相应的措施延长潜油电泵寿命的潜油电泵在线绝缘检测装置。

本发明所采用的技术方案是：一种潜油电泵在线绝缘检测装置，包括：连接潜油电泵电缆的A、B、C三相的高压隔离单元，提供电源的电源单元，电流检测模块，电压检测模块，第一电压变送模块和第二电压变送模块，其中，所述的电流检测模块的7脚连接高压隔离单元，1脚和8脚分别连接电源单元，3脚接地，5脚接电流表；所述的电压检测模块的1脚接电源单元提供的Vcc电源，5脚连接绝缘表，3脚和4脚分别接地，2脚分别连接电容C1、标准电阻PT1以及电位器POT2，所述的电容C1和标准电阻PT1的另一端接地，电位器POT2的另一端通过限流电阻R1连接电源单元；所述的第一电压变送模块的1脚接绝缘表，2脚和5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12脚和7脚构成检测电流输出端；所述第二电压变送模块(M5)的1脚接电流表，2脚和5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12脚和7脚构成检测电流输出端。

所述的高压隔离单元包括：依次连接的三相高压隔离电抗器L1、单相高压隔离电抗器L2、高压保险A以及继电器RL1的常开触点，其中，所述的三相高压隔离电抗器L1的三相输入端与潜油电泵电缆的A、B、C三相相连接，所述的继电器RL1的常开触点的另一端连接电流检测模块的7脚，继电器RL1的线圈连接电源单元提供的24V输出电源。

所述的三相高压隔离电抗器L1采用Y型接法的隔离电抗器，其中，三根高压引线分别接潜油电泵电缆的A、B、C三相，星点引线连接单相高压隔离电抗器L2。

所述的电源单元包括有开关电源模块、直流电源模块和检测电源模块，其中，所述的开关电源模块输入端接交流电源，输出端提供24V直流电源；所述的检测电源模块的输入端连接开关电源模块的24V直流电源输出端，检测电源模块的输出负端连接电流检测模块的输入端8脚连接，该端还分别连接电容C2、电容C3和稳压二极管D1，所述的电容C3和稳压二极管D1的另一端接地，检测电源模块输出正端分别连接电容C2的另一端以及限流电阻R1；所述的直流电源模块的输入端连接开关电源模块的24V直流电源输出端，输出端提供Vcc电源，所述的Vcc电源分别连接电流检测模块、电压检测模块、第一电压变送模块和第二电压变送模块。

本发明的潜油电泵在线绝缘检测装置，可在潜油电机正常运行的情况下，对其绝缘值进行检测，并实时连续监测，从而可实时显示潜油电泵机组的绝缘变化的过程与趋势，操作人员通过对所监测的数据进行分析，查找并分析导致潜油电泵绝缘变化的原因，以便采取相应的办法或措施以提高潜油电泵的寿命。本发明安装简单方便，安全可靠，可以有效提前预知潜油电泵绝缘的变化，从而可提前进行油井生产准备，提高油井生产效率。本装置适用于潜油电泵绝缘监测，经济性能好，具有较高的应用价值。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的潜油电泵在线绝缘检测装置做出详细说明。

本发明的潜油电泵在线绝缘检测装置，由三相高压隔离电抗器、单相高压隔离电抗器、继电开关、高压保险、检测显示总成构成。三相高压隔离电抗器的三根高压引线分别和潜油电泵的三相电缆缆芯相接，三相高压隔离电抗器的高压星点引线与单相高压隔离电抗器的一端引线相接，单相高压隔离电抗器的另一端引线通过高压保险及继电器与检测显示总成相接，三相高压隔离电抗器和单相隔离电抗器对潜油电泵电缆上的高压进行隔离，同时提供绝缘检测信号通道，从而使得潜油电泵带电运行时能够对其绝缘值进行检测。检测显示总成由电流检测模块、井下供电模块、电压检测模块、绝缘信号变送模块、漏电流信号变送模块、开关电源模块、直流供电模块及相关附件组成，所有模块的输入和输出均采用电气隔离，互不共地。电流检测模块的输入正端与井下供电模块的输出负端相接，电流检测模块的输入负端连接到继电器的一端，从而实现和潜油电泵电缆的电气连接。井下供电模块的输出正端通过限流电阻和标准电阻和大地相接，从而与潜油电泵系统构成绝缘检测回路，标准电阻的分压信号作为电压检测模块的输入。标准电阻与要检测的潜油电泵系统中电机及电缆对地绝缘电阻构成串联电路，通过对这个串联电路加上确定的电压，当潜油电泵的绝缘发生变化时，标准电阻的分压值也随之变化，并形成反比关系，通过检测标准电阻的电压及检测回路中的电流，实现对潜油电泵系统的绝缘检测。

如图1所示，本发明的潜油电泵在线绝缘检测装置，包括：连接潜油电泵变压器TR1的输出电缆的A、B、C三相的高压隔离单元，提供电源的电源单元，型号为WBI412D41-0.5的电流检测模块M1，型号为WBV342D01-0.1的电压检测模块M2，型号为ISO EM-U1-P2-O2的第一电压变送模块M4和型号为ISO EM-U1-P2-O2的第二电压变送模块M5，其中，所述的电流检测模块M1的7脚连接高压隔离单元，1脚和8脚分别连接电源单元，3脚接地，5脚接电流表AM；所述的电压检测模块M2的1脚接电源单元提供的Vcc电源，5脚连接绝缘表IRM，3脚和4脚分别接地，2脚分别连接电容C1、标准电阻PT1以及电位器POT2，所述的电容C1和标准电阻PT1的另一端接地，电位器POT2的另一端通过限流电阻R1连接电源单元；所述的第一电压变送模块M4的1脚接绝缘表IRM，2脚和5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12脚和7脚构成0～20mA检测电流输出端；所述第二电压变送模块M5的1脚接电流表AM，2脚和5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12脚和7脚构成0～20mA检测电流输出端。

所述的电源单元包括：型号为S-50-24的开关电源模块PW2、型号为FM5-24S12的直流电源模块PW1和型号为FM5-24D24的检测电源模块M3，其中，所述的开关电源模块PW2输入端接交流电源，输出端提供24V直流电源；所述的检测电源模块M3的输入端连接开关电源模块PW2的24V直流电源输出端，检测电源模块M3的输出负端连接电流检测模块M1的输入端8脚连接，该端还分别连接电容C2、电容C3和稳压二极管D1，所述的电容C3和稳压二极管D1的另一端接地，检测电源模块M3输出正端分别连接电容C2的另一端以及限流电阻R1；所述的直流电源模块PW1的输入端连接开关电源模块PW2的24V直流电源输出端，输出端提供Vcc电源，所述的Vcc电源分别连接电流检测模块M1、电压检测模块M2、第一电压变送模块M4和第二电压变送模块M5。

所述的高压隔离单元包括：依次连接的三相高压隔离电抗器L1、单相高压隔离电抗器L2、高压保险F1以及继电器RL1的常开触点，其中，所述的三相高压隔离电抗器L1的输入端与潜油电泵电缆的A、B、C三相相连接，所述的继电器RL1的常开触点的另一端连接电流检测模块M1的7脚，继电器RL1的线圈连接电源单元提供的24V输出电源。所述的三相高压隔离电抗器L1采用Y型接法的隔离电抗器，其中，三根高压引线分别接潜油电泵电缆的A、B、C三相，星点引线连接单相高压隔离电抗器L2。三相高压隔离电抗器和单相隔离电抗器对潜油电泵电缆上的高压进行隔离，从而实现隔离潜油电泵运行时电缆上的高压，并为检测潜油电泵机组及电缆系统的绝缘值提供检测信号通道。

潜油电泵动力电缆和潜油电泵的电机绕组在电气上是相连通的，检测电缆的对地绝缘等同于检测电机绕组的绝缘，因此本发明的检测部分可对潜油电泵运行状态下的电机绝缘进行检测。

本发明的潜油电泵在线绝缘检测装置的工作原理是，开关电源模块PW2的输入接交流110～240V电源，输出为24V直流，为检测电源模块M3和直流电源模块PW1提供隔离的供电电源。检测电源模块M3输出负端与电流检测模块M1的输入端相接，并经过电流检测模块M1与潜油电泵的电缆形成电气连接，将检测绝缘用的直流电压加到潜油电泵的电缆上。检测电源模块M3的输出正端通过限流电阻R1和标准电阻PT1与大地连接，因此检测电源M3、电泵电缆的对地绝缘电阻、标准电阻PT1，限流电阻R1就构成了一条独立的回路。标准电阻PT1上的分压值与潜油电泵对地绝缘电阻形成一一对应的关系，回路中的电流也直接反应绝缘电阻的大小。电流检测模块M1检测回路中的电流，电压检测模块M2检测标准电阻PT1上的分压，并将电流及电压信号输出到电流表及对应的电压表显示。由于检测到的电压、电流与潜油电泵对地绝缘为反比关系，通过刻度与校正，可以直接显示绝缘值的大小。

图1所示的潜油电泵在线绝缘检测装置，电流检测模块M1和电压检测模块M2的输出信号通过电压变送模块M4、M5形成电流环输出，从而实现绝缘检测信号的输出。电压变送模块M4、M5的电源由直流电源模块PW1提供，输入与输出、及电源相互隔离。

Claims

1.一种潜油电泵在线绝缘检测装置，包括：连接潜油电泵电缆的A、B、C三相的高压隔离单元，提供电源的电源单元，电流检测模块（M1），电压检测模块（M2），其特征在于，还设置有第一电压变送模块（M4）和第二电压变送模块（M5），其中，所述的电流检测模块（M1）的7脚连接高压隔离单元，1脚和8脚分别连接电源单元，3脚接地，5脚接电流表（AM）；所述的电压检测模块（M2）的1脚接电源单元提供的Vcc电源，5脚连接绝缘表（IRM），3脚和4脚分别接地，2脚分别连接电容C1、标准电阻PT1以及电位器POT2，所述的电容C1和标准电阻PT1的另一端接地，电位器POT2的另一端通过限流电阻R1连接电源单元；所述的第一电压变送模块（M4）的1脚接绝缘表（IRM），2脚和5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12脚和7脚构成检测电流输出端；所述第二电压变送模块（M5）的1脚接电流表（AM），2脚和5脚共同接地，4脚接电源单元提供的Vcc电源，12脚和7脚构成检测电流输出端。

2.根据权利要求1所述的潜油电泵在线绝缘检测装置，其特征在于，所述的高压隔离单元包括：依次连接的三相高压隔离电抗器L1、单相高压隔离电抗器L2、高压保险A以及继电器RL1的常开触点，其中，所述的三相高压隔离电抗器L1的三相输入端与潜油电泵电缆的A、B、C三相相连接，所述的继电器RL1的常开触点的另一端连接电流检测模块（M1）的7脚，继电器RL1的线圈连接电源单元提供的24V输出电源。

3．根据权利要求2所述的潜油电泵在线绝缘检测装置，其特征在于，所述的三相高压隔离电抗器L1采用Y型接法的隔离电抗器，其中，三根高压引线分别接潜油电泵电缆的A、B、C三相，星点引线连接单相高压隔离电抗器L2。

4．根据权利要求1所述的潜油电泵在线绝缘检测装置，其特征在于，所述的电源单元包括有开关电源模块（PW2）、直流电源模块（PW1）和检测电源模块（M3），其中，所述的开关电源模块（PW2）输入端接交流电源，输出端提供24V直流电源；所述的检测电源模块（M3）的输入端连接开关电源模块（PW2）的24V直流电源输出端，检测电源模块（M3）的输出负端连接电流检测模块（M1）的输入端8脚，该端还分别连接电容C2、电容C3和稳压二极管D1，所述的电容C3和稳压二极管D1的另一端接地，检测电源模块（M3）输出正端分别连接电容C2的另一端以及限流电阻R1；所述的直流电源模块（PW1）的输入端连接开关电源模块（PW2）的24V直流电源输出端，输出端提供Vcc电源，所述的Vcc电源分别连接电流检测模块（M1）、电压检测模块（M2）、第一电压变送模块（M4）和第二电压变送模块（M5）。