CN105717837A - 一种电机停机在线绝缘监测控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机停机在线绝缘监测控制方法，由于采用了第一高压开关、第二高压开关、通过其控制电路的互锁关系及内部延时电路实现电机的工作电源与测量电源进行切换，微控制器实现智能控制等手段，第一高压开关在电机停机后通过内部的延时电路延时10分钟后接通第二高压开关，第二高压开关将控制器内的监测电源接到电机定子接线端，输入直流信号，给出了一种电机在线绝缘监测控制方法，实现对电机定子绝缘的在线监测，有效、及时地反应电机的使用状况。保证生产环节的安全生产，延长电机使用寿命。

Description

一种电机停机在线绝缘监测控制方法
技术领域
本发明涉及一种电机停机在线绝缘监测控制方法，用于厂矿企业等使用中大型电机的生产场所。
背景技术
电机绕组的绝缘电阻的高低是评定电机绝缘性能和工艺处理的指标之一，为电机进行各部分的耐压试验、绕组匝间的短时升高电压试验（匝间试验）等提供可靠性依据。在国内外相关电机的标准中都规定了对电机绝缘电阻的测量方法，而且规定了在某种状态下的极限值。绝缘性能的好坏跟每两相绕组、每相绕组与机壳之间的绝缘电阻值大小有关，绝缘电阻越大绝缘性能越好。在电机运行过程中，定子绕组要受到电磁力、热胀冷缩、机械力、电化学击穿等多种因素的联合作用影响，这些作用造成累积效应，随着使用时间的延长绝缘性能要逐步降低，在绝缘电阻值降低到电机标准规定的极限值时，引起电机绝缘故障，对电机的正常起动、工作造成重大的安全隐患，使电机的使用寿命缩短。这说明对电机进行绝缘状况的分析和保护是增强电机绝缘系统完好的必要手段。
本发明是一种电机停机在线绝缘监测控制方法，在生产过程中，在不拆解接线端子的情况下，快速检测电机的绝缘阻值，并加以分析判断电机的绝缘阻值好坏，以保证生产过程的安全。
发明内容
本发明的目的就是在电机由运行状态到停止状态时，经过一定时间的延时，电源由高压交流(工作电源)转换到低压直流（监测电源），电机的进线端子接上电源，注入直流信号对电机的绝缘阻值进行在线测量，并把检测信号传送给上位机和就地显示，快速提供数据，供现场管理人员参考，根据绝缘电阻值的大小情况进行及时维护，最终保证生产过程安全而设计的一种电机停机在线绝缘监测控制方法。
本发明的技术解决方案是：
由第一高压开关QF1及其控制电路、第二高压开关QF2及其控制电路、控制器组成。
第一高压开关及其控制电路、第二高压开关及其控制电路通过互锁关系实现电机的工作电源和测量电源进行延时切换，在电机停机后，第一高压开关控制电路内部的延时时间继电器延时10分钟后接通第二高压开关，以消除定子绕组的剩磁影响，第二高压开关将控制器内的电源接到电机定子接线端，输入直流信号，实现对电机定子绝缘的监测，起到保证安全生产的作用。
在电机停止运行后，第一高压开关的辅助触点接通控制器的输入电路，控制器检测到该信号后，发出适时的通、断信号，接通监测电源与电机定子接线端，通过电阻上的分压获取采样信号，采样信号进行电压/频率变换，将电压信号转换为高频脉冲信号，通过高速光耦将信号传给微控制器，计算绝缘电阻值，判断电机对地绝缘和相间绝缘情况，由显示电路实时显示电机各相对地和相间绝缘电阻，当阻值降低时通过报警电路发出报警信号，提醒工作人员不准电机通电，同时绝缘电阻也可通过通讯电路实时传输给上位机，快速提供数据，供现场管理人员参考，根据测得值进行判断和及时维护。
微控制器部分主要由Atmega64单片机为主，组成电机停机信号的输入和电机绝缘电阻信号的采集、运算处理及报警等方面处理工作；通讯部分负责把信号上传给上位机；显示电路实时显示电机的绝缘电阻值。
本发明专利通过第一高压开关及其控制电路、第二高压开关及其控制电路的起动停止按钮，断路器的辅助常闭点QF1、QF2，时间继电器ST1、ST2的互控功能解决了电机启、停自动跟踪的技术难题，通过第一高压开关、第二高压开关的控制电路中的时间继电器ST1、ST2不同延时功能解决线圈剩余电势问题。通讯可采用RS485接口等方式，有利的提高了生产过程中的安全性和实现自动控制，现场使用效果良好。
本发明的优点：一种电机停机在线绝缘监测控制方法，由于采用第一高压开关和第二高压开关，实现了电机高压工作电源和低压直流监测电源的切换，从而使得电机停机时可以实现绝缘电阻的实时监测和显示。由于采用了微控制器实现信号采集、处理数据的智能控制等手段，而对于高压电机、发电机给出了一种在线绝缘监测控制方法，利用本发明方法可设计出多种集成电路或使用其它智能元器件实现智能控制，来保障电机使用、延长电机寿命，减少维修次数，通过以上方法有效地保护了电机的安全，延长了使用寿命从而提高了经济效益。
附图说明
图1是本发明系统示意图
1、控制器内部有微控制器，主要是进行各类信号的采集、运算、处理及信号的输入等方面处理工作；
2、第一高压开关、第二高压开关接受电机起动、停止信号，利用第一高压开关的控制电路、第二高压开关的控制电路对电机的工作电源和监测电源进行安全切换；
图2是第一高压开关的控制电路图实现对电机的起动、停止控制
图3是第二高压开关的控制电路图实现电机工作电源与监测电源的切换控制
图2与图3实现第一高压开关与第二高压开关的互锁控制，延时切换。
图4是系统主接线示意图。
图5是控制器的系统方框示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明说明如下：
由图1所示，本发明是由：控制器、第一高压开关、第二高压开关及其切换联动部分组成。
由图5可知，控制器是由微控制器、通讯电路、显示电路、报警电路部分组成，它主要接收电机的停止运行信号，发出控制信号。通过两个相应电压等级的第一高压开关、第二高压开关对电机的工作电源和测量电源进行实时切换，将测量信号接到电机定子接线端，输入直流小信号对电机绝缘电阻进行监测，起到保证安全生产的作用。
在图2图3中，电机起动时，按下常开按钮QA1，常开点QA1闭合，中间继电器K11线圈K11得电，辅助触点K11闭合自锁；K12闭合，时间继电器ST1线圈ST1得电，延时闭合常开点ST1延时1分钟闭合，第一高压开关的合闸线圈QF1(合)线圈得电，QF1主触头闭合，电机起动，图3中的常闭辅助触点QF1断开，防止K22线圈得电；K13断开，防止第一高压开关的分闸线圈QF1(分)线圈得电。当电机停止时，按下停止按钮TA1，中间继电器K11线圈失电，辅助触点K11断开；K12断开，QF1(合)线圈失电；K13闭合，QF1（分）线圈、ST2线圈得电，QF1(分)线圈得电，QF1主触头断开，电机切除工作电源，一辅助触点常闭点（未画出）闭合，向控制器发出开始工作信号，另一辅助常闭触点（图3中的辅助常闭触头QF1）闭合；时间继电器ST2线圈得电，图3中的延时闭合常开点ST2延时10分钟闭合，按下常开按钮QA2，中间继电器K21线圈得电，辅助触点K21闭合，起自锁作用；辅助触点K22闭合，第二高压开关的合闸线圈QF2(合)线圈得电，QF2主触头闭合，将监测电源接到电机定子接线端，对电机绝缘电阻进行在线监测，图2中的辅助触点QF2断开，防止中间继电器线圈K11得电；辅助触点K23断开，防止第二高压开关的分闸线圈QF2（分）线圈得电。当电机需要启动时，按下常闭按钮TA2，图3中TA2的常闭点断开，中间继电器K22线圈失电，辅助触点K22断开，第二高压开关的合闸线圈QF2（合）线圈失电；辅助触点K23闭合，第二高压开关的分闸线圈QF2（分）得电，QF2主触头断开，切除监测电源；图2中按下常开按钮QA1，中间继电器K11线圈得电，可实现监测电源向工作电源的切换。
由图4可知，第一高压开关的1、3、5端接A、B、C，出线端2、4、6与第二高压开关的出线端相连接，均接在电机的定子接线端子上，第二高压开关的另一侧接控制器内监测电源出线端，控制器的接地线与电机外壳相连后接地。
由图5可知，交流电源通过第一高压开关接在电机接线端，第二高压开关有三路接线，第一路接电机M；另一路负责电机停机时向控制器发出触发信号，使控制器工作；第三路控制第二高压开关接通与断开，电机停机时，经过延时控制第二高压开关接通监测电源，注入信号采集电机绝缘电阻；电机需要工作时，第二高压开关断开，切除监测电源。上位机通过通讯电路与微控制器相连接，向上位机发送电机绝缘数据；微控制器一是发出信号使电源按一定时间间隔轮流接通电机的定子不同接线端；二是实现对采集数据的分析、计算、判断，分析数据由微控制器一路输出接显示电路进行实时显示，另一路输出通过通讯电路上传给上位机，若阻值降低由微控制器向报警电路发出信号报警，提醒工作人员，同时微控制器也与第二高压开关相连接，通过第二高压开关采集电机绝缘信号。
电机停机时，通过第一高压开关和第二高压开关的延时转换，实现电机工作电源向监测电源的切换，通过电阻上的分压获取采样信号，采样信号进行电压/频率变换，将电压信号转换为高频脉冲信号，通过高速光耦将信号传给微控制器，计算绝缘电阻值，判断电机对地绝缘和相间绝缘情况，由显示电路实时显示电机各相对地和相间绝缘电阻，当阻值降低时通过报警电路发出报警信号，提醒工作人员不准电机通电，同时绝缘电阻也可通过通讯电路实时传输给上位机，快速提供数据，供现场管理人员参考，根据测得值进行判断和及时维护，从而有效地保护电机的正常使用、并延长了电机使用寿命。

Claims (2)

1.一种电机停机在线绝缘监测控制方法，其特征在于：由第一高压开关及第一高压开关部分的控制电路、第二高压开关及第二高压开关部分的控制电路、微控制器、报警电路、显示电路、通讯电路、上位机组成；
第一高压开关、第二高压开关，通过控制电路的互锁关系，时间继电器实现电机的工作电源和测量电源进行适当的延时时间切换，在电机停机后通过第一高压开关的控制电路内部的延时电路延时10分钟后接通第二高压开关，第二高压开关将控制器内的监测电源接到电机定子接线端，实现对电机定子绝缘的监测，起到保证安全生产；控制器部分主要由Atmega64单片机为主，组成电机停机信号的输入和电机绝缘电阻信号的采集、运算处理。
2.根据权利要求1所述的一种电机停机在线绝缘监测控制方法，其特征是：在电机停机时，第一高压开关的辅助触点接通控制器的输入电路，控制器检测到该信号，发出适时的通、断信号，将监测电源（直流）送入电机定子不同相的接线端子上，通过电机定子绝缘电阻上的分压获取采样信号，采样信号进行电压/频率变换，将电压信号转换为高频脉冲信号，通过高速光耦将信号传给微控制器，计算绝缘电阻值，判断电机对地绝缘情况，由显示电路实时显示电机各相对地绝缘电阻，当阻值降低时通过报警电路发出报警信号，提醒工作人员加以处理，绝缘电阻也可通过通讯口实时传输给上位机。
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