CN104793058A - 高压绝缘电阻监测报警仪及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压绝缘电阻监测报警仪及其工作方法，其包括：中央控制器、与该中央控制器相连的直流高压发生器、一端与该直流高压发生器的高压输出端相连的高压功率电阻；所述高压功率电阻的另一端与被测高压设备的任一相输出母线相连；该高压绝缘电阻监测报警仪的壳体串接一采样电阻后与所述被测高压设备的系统地相连；所述采样电阻的电流输入端与一电流采样放大电路的电压信号输入端相连，该电流采样放大电路的信号输出端与所述中央控制器相连；所述中央控制器根据所述电流采样放大电路的输出信号计算出所述被测高压设备的高压绝缘电阻。在测试结束后，放电控制电路适于自动泄放被测设备上的残留高压。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘电阻监测的技术领域，具体是一种高压绝缘电阻监测报警仪及其工作方法。
背景技术
高压绝缘电阻监测报警仪专用于10kV/6kV发电机、变压器、电动机、电力电容等高压设备的绝缘电阻的在线测试，其为保持高压电气设备处于良好状态提供支持，为设备的状态检修提供依据。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于实现对10kV/6kV发电机、变压器、电动机、电力电容等高压设备的绝缘电阻在线监测的高压绝缘电阻监测报警仪及其工作方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的高压绝缘电阻监测报警仪，其特点是包括：中央控制器、与该中央控制器相连的直流高压发生器、一端与该直流高压发生器的高压输出端相连的高压功率电阻；所述高压功率电阻的另一端与被测高压设备的任一相输出母线相连；该高压绝缘电阻监测报警仪的壳体串接一采样电阻后与所述被测高压设备的系统地相连；所述采样电阻的电流输入端与一电流采样放大电路的电压信号输入端相连，该电流采样放大电路的信号输出端与所述中央控制器相连；所述中央控制器根据所述电流采样放大电路的输出信号计算出所述被测高压设备的高压绝缘电阻。
所述直流高压发生器包括：适于生成2500V以上的测试电压的直流升压模块T7、与该直流升压模块T7的输出正极相连的耐高压二极管D11；该耐高压二极管D11的阴极依次串接一滤波电容C50和滤波电感L3后与所述直流升压模块T7的输出负极相连，滤波电容C50和滤波电感L3的节点为与一放电控制电路相连的高压放电端HGND，所述耐高压二极管D11的阴极与高压放电端HGND之间串设有大功率稳压管；所述耐高压二极管D11的阴极即为所述直流高压发生器的高压输出端。
所述的放电控制电路包括：用于控制所述高压放电端HGND与被测高压设备的系统地通断的继电器K4、用于控制该继电器K4的工作状态的驱动电路，该驱动电路包括一光耦U17，该光耦U17的控制端与所述中央控制器相连。
所述中央控制器连接有加热控制电路、数据通讯接口、开关量输入电路、以及用于控制所述被测高压设备的电源通断的闭锁控制电路。
上述高压绝缘电阻监测报警仪的工作方法，其包括：在测试结束后，所述中央控制器控制所述放电控制电路接通放电回路，以自动泄放所述被测高压设备上的残留高压。
所述中央控制器与一仪表相连；当测得绝缘电阻下降20-40%时，仪表预警；
当测得绝缘电阻下降50%以上时，仪表报警；所述中央控制器控制一闭锁控制电路动作，不允许所述被测高压设备投入运行；在出现预警或报警时，所述中央控制器通过加热控制电路自动接通所述被测高压设备中的加热器，绝缘电阻恢复至预设值即停止加热。
本发明具有的技术效果：
（1）本发明的高压绝缘电阻监测报警仪，由检测装置和仪表两部分组成，检测装置负责测量和数据处理，测量结果送仪表（一般采用触摸屏或控制键盘与显示屏组合构成的控制面板）显示和存储；可实现绝缘电阻的全自动测量，测量周期可调；也可手动控制测量。
（2）本发明的高压绝缘电阻监测报警仪具有防潮加热控制功能，可在出现预警或报警时自动接通加热器，绝缘电阻恢复至预设值即停止加热；可在仪表设置页面分别设置预警或报警时是否投入加热器；
（3）本发明的高压绝缘电阻监测报警仪中的直流升压模块的输出正极端连接有耐高压二极管，该耐高压二极管用于防止高压系统上的高压进入检测装置，故而使该检测装置可长期连接在高压系统上，同时使检测装置的接入不会给高压系统带来不安全因素；高压设备的系统电压也不会对检测设备本身造成损害；
（4）本发明的通讯接口用于上传绝缘电阻值和相关信号至监控中心；在测试结束后，放电控制电路适于自动泄放被测设备上的残留高压；输出母线带电工作时高电压通过大功率高压电阻限流，降压后接入2800V大功率稳压管，所以即使输出母线长时间带电，也不会对该装置造成任何影响。采用的仪表可实现两级报警：预警表示绝缘电阻下降严重（绝缘电阻下降20-40%），需查明原因；报警表示绝缘电阻达到下限（绝缘电阻下降50%以上），不允许所述被测高压设备投入运行；当被测阻值小于预警设定值时，报警指示灯亮，液晶屏显示“预警”，提示绝缘电阻下降严重，需要注意并查明原因；当被测电阻值小于报警设定值时，报警指示灯亮，液晶屏显示“报警”，并且报警继电器闭合（即闭锁），此时不允许设备送电；按复位按钮可取消报警； 取消报警后，并不能解除合闸闭锁。采用的大功率稳压管（其有多个耐200V的稳压管串联而成）、滤波电容和滤波电感适于使测试电压的纹波含量不大于1%，确保了监测的准确度；
（5）本发明的合闸控制：允许被测高压设备（如高压开关柜）合闸的条件是最后一次绝缘电阻测量的结果没有出现“报警”。合闸前，先按下解锁按钮，解锁继电器闭合，接通开关合闸回路，允许合闸；若最后一次测量结果为报警，则按下解锁按钮后，解锁继电器将不动作，不允许高压合闸；
（6）本发明的解锁继电器复位：①开关合闸后解锁继电器自动复位；②按复位按钮可复位解锁继电器；③在下一次测量开始时自动复位解锁继电器；④解锁继电器闭合10分钟后自动复位。
（7）本发明在发生下列情况时强制合闸：a、绝缘电阻检测结果不合格，仪器处于“报警”状态，不允许送电；但工作需要必须送电，而操作人员经过相关检查和判断认为可以送电时；b、检测仪器发生故障，无法解锁，操作人员经过相关检查和判断认为可以送电时；可关断仪器配备的专用电源转换开关，该开关在关闭仪器电源的同时，短接闭锁接点，解除闭锁，此时高压开关的操作将不受绝缘监测装置的控制，可以合闸；
（8）本发明中，当输出母线带电时，控制器通过外部接点输入判断禁止高压测试。只有当断路器分闸后才能做高压测试。仪器的检测电路封闭在不锈钢壳体内，环氧灌注，防尘、防潮性能好，抗干扰能力强。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的高压绝缘电阻监测报警仪的结构框图；
图2是直流高压发生器和放电控制电路的电路原理图；
图3是加热控制电路、闭锁控制电路的电路原理图；
图4是本发明的高压绝缘电阻监测报警仪的外部一次接线图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
实施例1
如图1-4，本实施例的高压绝缘电阻监测报警仪包括：中央控制器、与该中央控制器相连的直流高压发生器、一端与该直流高压发生器的高压输出端相连的高压功率电阻RES；所述高压功率电阻的另一端与被测高压设备的任一相输出母线相连；该高压绝缘电阻监测报警仪的壳体串接一采样电阻后与所述被测高压设备的系统地相连；所述采样电阻的电流输入端与一电流采样放大电路的电压信号输入端相连，该电流采样放大电路的信号输出端与所述中央控制器相连；所述中央控制器根据所述电流采样放大电路的输出信号计算出所述被测高压设备的高压绝缘电阻。
所述直流高压发生器包括：适于生成2500V以上的测试电压的直流升压模块T7、与该直流升压模块T7的输出正极相连的耐高压二极管D11；该耐高压二极管D11的阴极依次串接一滤波电容C50和滤波电感L3后与所述直流升压模块T7的输出负极相连，滤波电容C50和滤波电感L3的节点为与一放电控制电路相连的高压放电端HGND，所述耐高压二极管D11的阴极与高压放电端HGND之间串设有大功率稳压管；所述耐高压二极管D11的阴极即为所述直流高压发生器的高压输出端。
所述的放电控制电路包括：用于控制所述高压放电端HGND与被测高压设备的系统地通断的继电器K4、用于控制该继电器K4的工作状态的驱动电路，该驱动电路包括一光耦U17，该光耦U17的控制端与所述中央控制器相连。
所述中央控制器连接有加热控制电路、数据通讯接口、开关量输入电路、以及用于控制所述被测高压设备的电源通断的闭锁控制电路。
基本工作原理：
1. 检测装置内的高压发生电路产生2500V直流电压施加于电气设备与系统地之间，测量电气设备对地的绝缘电阻。（测量的到的绝缘电阻综合反映高压电气设备和与其连接的其他设备、电缆、部件的综合绝缘状况。）
2. 电气设备运行时，通过高压断路器的辅助触点闭锁检测装置，检测装置不工作。
3. 在电气设备退出运行后，检测装置自动测量电气设备的绝缘电阻，对检测结果进行判断，低于设定值报警；仪器报警后，将不允许高压电气设备投入运行。
4. 检测装置内部采取有效的高压隔离措施，保证检测装置不会因接入高压而损坏，并且保证不会因为检测装置的接入给高压系统带来不安全因素。
实施例2
上述实施例1的高压绝缘电阻监测报警仪的工作方法，其包括：在测试结束后，所述中央控制器控制所述放电控制电路接通放电回路，以自动泄放所述被测高压设备上的残留高压。
所述中央控制器与一仪表相连；当测得绝缘电阻下降20-40%时，仪表预警；
当测得绝缘电阻下降50%以上时，仪表报警；所述中央控制器控制一闭锁控制电路动作，不允许所述被测高压设备投入运行；在出现预警或报警时，所述中央控制器通过加热控制电路自动接通所述被测高压设备中的加热器，绝缘电阻恢复至预设值即停止加热。
所述中央控制器与一显示屏相连；测试得到的绝缘电阻值将显示在显示屏上，并显示测量的时间点；
与所述中央控制器相连的存储器可记录100次测量结果及相应的测量时间，并通过显示屏显示绝缘电阻变化趋势曲线；
显示屏可显示1000次测量结果的综合变化趋势曲线，并对比分析所述被测高压设备的绝缘状况。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种高压绝缘电阻监测报警仪，其特征在于包括：中央控制器、与该中央控制器相连的直流高压发生器、一端与该直流高压发生器的高压输出端相连的高压功率电阻；
所述高压功率电阻的另一端与被测高压设备的任一相输出母线相连；
该高压绝缘电阻监测报警仪的壳体串接一采样电阻后与所述被测高压设备的系统地相连；
所述采样电阻的电流输入端与一电流采样放大电路的电压信号输入端相连，该电流采样放大电路的信号输出端与所述中央控制器相连；
所述中央控制器根据所述电流采样放大电路的输出信号与所述直流高压发生器产生的直流电压计算出所述被测高压设备的高压绝缘电阻；
所述直流高压发生器包括：适于生成2500V以上的测试电压的直流升压模块（T7）、与该直流升压模块（T7）的输出正极相连的耐高压二极管（D11）；该耐高压二极管（D11）的阴极依次串接一滤波电容（C50）和滤波电感（L3）后与所述直流升压模块（T7）的输出负极相连，滤波电容（C50）和滤波电感（L3）的节点为与一放电控制电路相连的高压放电端（HGND），所述耐高压二极管（D11）的阴极与高压放电端（HGND）之间串设有大功率稳压管；
所述耐高压二极管（D11）的阴极即为所述直流高压发生器的高压输出端；
所述的放电控制电路包括：用于控制所述高压放电端（HGND）与被测高压设备的系统地通断的继电器（K4）、用于控制该继电器（K4）的工作状态的驱动电路，该驱动电路包括一光耦（U17），该光耦（U17）的控制端与所述中央控制器相连。
2.一种如权利要求1所述的高压绝缘电阻监测报警仪的工作方法，其特征在于包括：在测试结束后，所述中央控制器控制所述放电控制电路接通放电回路，以自动泄放所述被测高压设备上的残留高压。
3.根据权利要求2所述的高压绝缘电阻监测报警仪的工作方法，其特征在于：所述中央控制器与一仪表相连。
4.根据权利要求2所述的高压绝缘电阻监测报警仪的工作方法，其特征在于：当测得绝缘电阻下降20-40%时，仪表预警。
5.根据权利要求2所述的高压绝缘电阻监测报警仪的工作方法，其特征在于：当测得绝缘电阻下降50%以上时，仪表报警；仪器报警后，所述中央控制器控制一闭锁控制电路动作，不允许所述被测高压设备投入运行。
6.根据权利要求2所述的高压绝缘电阻监测报警仪的工作方法，其特征在于：在出现预警或报警时，所述中央控制器通过加热控制电路自动接通所述被测高压设备中的加热器，绝缘电阻恢复至预设值即停止加热。
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