CN104977484A - 一种分体式绝缘监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分体式绝缘监测设备，包括绝缘监测装置和主机，绝缘监测装置包括传感器、信号处理模块、第一控制模块和第一通讯模块，主机包括显示模块、第二控制模块、第二通讯模块和报警模块，信号处理模块对传感器输入的信号进行滤波放大处理并将处理后的信号输送至第一控制模块进行处理，第二控制模块接收各绝缘监测装置上传的信号进行处理并将处理结果在显示模块进行显示以及调控报警模块发出相应的警示信号。上述技术方案中，由于各绝缘监测装置采用独立通讯的手段，使得监测部位的绝缘状态能够及时的准确的反应给使用者。通过对数据的分析处理，可以及时的判断出潜在的绝缘缺陷，及时进行维修，保护电力系统。

Description

一种分体式绝缘监测设备

技术领域

本发明涉及电力设备防护领域，具体涉及一种分体式绝缘监测设备。

背景技术

高压电气设备在电网中具有举足轻重的地位，如果其绝缘部分缺陷或劣化，将会影响设备和电网的安全运行，发生绝缘故障或事故。因此，在设备投运后，需要定期停电进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷，防止发生绝缘事故。但是，随着电网容量的增大，高压电气设备的急剧增加，传统的预防性试验和事后维修已不能满足电网高可靠性的要求。同时，由于高压电气设备的绝缘劣化是一个累积和发展的过程，在很多情况下预防性试验已无法发现潜在的缺陷。因此，有必要实现高压电气设备绝缘在线、实时、动态监测，满足现代化设备使用维修和生产的需要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种分体式绝缘监测设备，其可有效解决上述问题，实现对高压电气设备绝缘的在线、实时、动态监测。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案进行实施：

一种分体式绝缘监测设备，其特征在于：包括对各相电线分别进行在线监测的绝缘监测装置和主机，绝缘监测装置包括进行绝缘监测的传感器、信号处理模块、第一控制模块和第一通讯模块，主机包括显示模块、第二控制模块、第二通讯模块和报警模块，绝缘监测装置和主机之间通过第一、二通讯模块进行信号交互，信号处理模块对传感器输入的信号进行滤波放大处理并将处理后的信号输送至第一控制模块进行处理，第一控制模块调控第一通讯模块将处理后的信号上传至主机，第二控制模块接收各绝缘监测装置上传的信号进行处理并将处理结果在显示模块进行显示以及调控报警模块发出相应的警示信号。

具体的方案为：传感器的型号为TWD-WX，第一控制模块为80C196系列单片机构成；第二控制模块为MSP430芯片构成；第一、二通讯模块分别为MAX232芯片构成；主机还通过其内部设置的RS485通讯模块与后台服务器相连接；绝缘监测装置安装在高压室内，主机安装在开关柜仪表门面板上或二次端子室内，绝缘监测装置和主机通过4芯屏蔽信号线相连接。

上述技术方案中，由于各绝缘监测装置采用独立通讯的手段，使得监测部位的绝缘状态能够及时的准确的反应给使用者。通过对数据的分析处理，可以及时的判断出潜在的绝缘缺陷，及时进行维修，保护电力系统。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2 是主机中第二控制模块和报警模块的连接示意图；

图3是绝缘监测装置的安装使用示意图；

图4是信号处理模块的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

本发明采取的技术方案如图1、3所示，一种分体式绝缘监测设备，包括对各相电线分别进行在线监测的绝缘监测装置10和主机20，绝缘监测装置10包括进行绝缘监测的传感器11、信号处理模块12、第一控制模块13和第一通讯模块14，主机20包括显示模块23、第二控制模块21、第二通讯模块22和报警模块24，绝缘监测装置10和主机20之间通过第一、二通讯模块进行信号交互，信号处理模块12对传感器11输入的信号进行滤波放大处理并将处理后的信号输送至第一控制模块13进行处理，第一控制模块13调控第一通讯模块14将处理后的信号上传至主机20，第二控制模块21接收各绝缘监测装置10上传的信号进行处理并将处理结果在显示模块进行显示以及调控报警模块24发出相应的警示信号。绝缘监测装置10上还设置有接线端子15。

信号处理模块12和第一控制模块13构成智能化监测单元，信号处理模块12是对传感器11输出信号进行滤波、放大，将信号调整到适合第一控制模块13处理的范围；第一控制模块13是对信号进行采样、A/D转换、数据处理、软件抗干扰、绝缘参数计算等处理，并通过第一通讯模块14将监测数据送往主机20。信号处理模块12的具体结构如图4所示，主要包括ADC0809数模转换电路和放大电路。第一控制模块13采用高性能的80C196系列单片机构成，其具有功耗低、运算速度快、运算功能强、自带A/D、具有网络通讯接口和抗干扰能力强等一系列优点。

在线监测设备的性能很大程度上取决于传感器11性能好坏，尤其用于电容型设备测量的传感器11，其精度和工作稳定性直接影响设备介损正切角tgδ测量的准确度。测量中为确保信号取样安全性，采用了一匝穿芯结构的电流传感器。由于电磁式电流互感器中励磁磁势的存在是造成误差的主要原因，因此只有采用自动补偿式有源零磁通传感器，保持铁芯工作在接近零磁通的状态，同时选用起始导磁率高、损耗小的坡莫合金铁芯，才能尽量减少励磁磁势造成的误差。试验结果表明，采用这种原理设计的小电流传感器11还可以消除环境温度变化对介损测量的影响，其绝对误差小于±0.01°。综合上述实验分析，本发明中具体采TWD-WX型号的传感器11进行实施，主要包括一个高精度的霍尔电流传感器，其原理如图2所示，可以非常精确的监测、分析和传输系统实时的绝缘状态。

第二控制模块21通过AQW214型号的继电器控制报警模块24的运行状态，报警模块24包括报警灯、报警铃以及调控断路器切断电力系统的供电，如图2所示。第二控制模块包括MSP430芯片和主电路模块30，主电路模块30包括与监测装置10的输出端相连的信号输入端CM+、CM-,信号输入端CM+分三路分别连接精密电阻R1、R2和对地电阻R+的一端，信号输入端CM-分三路分别连接精密电阻R3、R4和对地电阻R-的一端，精密电阻R1的另一端连接继电开关JK1的一端，继电开关JK1的另一端接地，精密电阻R3的另一端连接继电开关JK2的一端，继电开关JK2的另一端接地；精密电阻R2、R4的另一端相连接且在两者之间依次连接有霍尔电流传感器Dt1、Dt2，对地电阻R+、R-的另一端接地，在系统正常的情况下，继电开关Jk1、Jk2保持闭合。当发生绝缘接地故障时，则对地电阻R+、R-一般趋于无穷，即正负母线绝缘电阻下降，导致此处电流变化。霍尔电流传感器Dt1、Dt2的输出端分别连接电阻R1、R2的一端，电阻R1的另一端与MSP430芯片上输入接口Ad0相连接，电阻R1的另一端分三路分别连接电容C2的一端、二极管D2的正极、MSP430芯片上输入接口Ad1；电容C2的另一端连接电容C1的一端且两者之间的接点接地；电容C1的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1、D2的负极均连接3.6V电压源。如图2所示，Dt1、Dt2为高精度霍尔电流传感器，其输出电压与通过环孔的电流差成正比，并且成线性关系。所以传感器11中输出的电压经过主电路模块30换算成电流，将这个电流信号送到主芯片进行处理。每个传感器11采集来的信息通过MAX232芯片组成的第一、二通讯模块进行数据交互，主机20通过RS485通讯模块和上位PC机通讯，整个通讯系统高效、准确、实用。第二控制模块21为MSP430芯片构成，当出现绝缘故障时，通过主机20内部的MSP430芯片控制继电器状态，从而实现故障实时报警功能，同时也通过RS485通讯传到后台服务器。具体的安装为：绝缘监测装置10安装在高压室内，主机20安装在开关柜仪表门面板上或二次端子室内，绝缘监测装置10和主机20通过4芯屏蔽信号线相连接。

主机20上的液晶显示屏构成显示模块23，通过触摸液晶显示屏进行相应的指令操作，液晶显示屏显示绝缘设备运行或用户操作时的相关信息。

总之，本发明提供的分体式在线绝缘检测设备，能够在线监测高压器件绝缘状态，为诊早期缺陷和事故隐患、控制突发性绝缘事故、监测电气设备绝缘性能的好坏提供有效的信息，通过显示屏显示被测设备当前运行状态，当诊断出运行设备故障时，指示灯、报警器、断路器执行相应动作，以便于设备维护人员及时了解绝缘状态和进行维修。另外，该装置安装方便、操作简单、实时性强、监测信息更加真实准确，可广泛应用于0.4kV～35kV电力系统中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种分体式绝缘监测设备，其特征在于：包括对各相电线分别进行在线监测的绝缘监测装置和主机，绝缘监测装置包括进行绝缘监测的传感器、信号处理模块、第一控制模块和第一通讯模块，主机包括显示模块、第二控制模块、第二通讯模块和报警模块，绝缘监测装置和主机之间通过第一、二通讯模块进行信号交互，信号处理模块对传感器输入的信号进行滤波放大处理并将处理后的信号输送至第一控制模块进行处理，第一控制模块调控第一通讯模块将处理后的信号上传至主机，第二控制模块接收各绝缘监测装置上传的信号进行处理并将处理结果在显示模块进行显示以及调控报警模块发出相应的警示信号。

2.根据权利要求1所述分体式在线绝缘监测设备，其特征在于：主电路模块包括信号输入端CM+、CM-,信号输入端CM+分三路分别连接精密电阻R1、R2和对地电阻R+的一端，信号输入端CM-分三路分别连接精密电阻R3、R4和对地电阻R-的一端，精密电阻R1的另一端连接继电开关JK1的一端，继电开关JK1的另一端接地，精密电阻R3的另一端连接继电开关JK2的一端，继电开关JK2的另一端接地；精密电阻R2、R4的另一端相连接且在两者之间依次连接有霍尔电流传感器Dt1、Dt2，对地电阻R+、R-的另一端均接地；霍尔电流传感器Dt1、Dt2的输出端分别连接电阻R1、R2的一端，电阻R1的另一端与MSP430芯片上输入接口Ad0相连接，电阻R1的另一端分三路分别连接电容C2的一端、二极管D2的正极、MSP430芯片上输入接口Ad1；电容C2的另一端连接电容C1的一端且两者之间的接点接地；电容C1的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1、D2的负极均连接3.6V电压源。

3.根据权利要求1所述分体式在线绝缘监测设备，其特征在于：传感器的型号为TWD-WX，第一控制模块为80C196系列单片机构成。

4.根据权利要求1或2或3所述分体式在线绝缘监测设备，其特征在于：第一、二通讯模块分别为MAX232芯片构成。

5.根据权利要求1或2或3所述分体式在线绝缘监测设备，其特征在于：主机还通过其内部设置的RS485通讯模块与后台服务器相连接。

6.根据权利要求1或2或3所述分体式在线绝缘监测设备，其特征在于：绝缘监测装置安装在高压室内，主机安装在开关柜仪表门面板上或二次端子室内，绝缘监测装置和主机通过4芯屏蔽信号线相连接。