CN106019106A - 一种互联网实验室在线绝缘监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互联网实验室在线绝缘监测系统，所述系统包括：电能质量分析仪，用于检测系统电能质量；剩余电流式火灾报警仪，用于监测隔离变压器的电流、温度状态；隔离变压器，用于为单相供电系统提供电源；电流互感器，用于测量隔离电源的单相负荷，将测量电流转换为可计算的测量信号；绝缘监测仪，用于监测绝缘阻值、监测负荷、监测温度；绝缘故障测试仪，用于与定位互感器一同将测量电流转换可计算的测量信号；绝缘故障定位仪，用于定位故障位置，实现了系统监测效率和准确率较高的技术效果。

Description

一种互联网实验室在线绝缘监测系统

技术领域

本发明涉及绝缘监测领域，具体地，涉及一种互联网实验室在线绝缘监测系统。

背景技术

目前国内学校对实验室电气安全的防护措施一般采用使用空气开关，并配备漏电保护器；电气设备应配备足够用电功率的电气元件和负载电线，不得超负荷用电；电气设备和大型仪器须接地良好，对电线老化等隐患应当定期检查并及时排除。使用高压电源工作时，操作人员须穿绝缘鞋、戴绝缘手套并站在绝缘垫上。

实验室是高校实验教学和科研的重要场所，实验室安全则是高校实验教学工作正常进行的基本保证。尤其是电气类实验室作为高校培养工程师的重要场所，相比其他基础类实验室更具危险性，其安全工作不容忽视。目前国内为预防和减少学校实验室安全事故的发生，相继出台多项关于高校安全管理法律、法规以及规章。规定实验室的电气防护装置采用空气开关和绝缘橡胶垫。然而国内学校的配电系统接地形式多采用TN 系统。该系统绝缘故障多为金属性短路，所以故障电流较大。当故障发生时，通过断路器等过电流保护装置的动作造成断电，并切除故障。而随着各种电子设备在学校广泛使用，绝缘故障发生时的故障电流对师生构成的潜在威胁也远远大于以前，尤其是涉及到供配电系统、电机拖动等内容的实验/实训及科研场合时，稍有不慎，极易导致触电事故，造成设备损毁甚至人身伤亡，所以TN系统已不能满足学校教室、实验/实训室这类特殊场所的安全用电要求。另外，由于现有的实验/实训室配电系统缺少能够自动发现并更加迅速的切除故障的措施，而实验/实训教学时主要面对的群体是电气安全经验不丰富的学生，并且人数相对较多，而教师数量相对较少，一旦发生绝缘故障，极易引发二次伤害；对于科研场合而言，由于所研制的设备电气特性不稳定，实验条件相比于正常用电条件更为灵活随意，安全措施不完善，所以也容易引发绝缘故障。因此，为了保证实验/实训室的用电安全，应采用更为严格的保护措施。

众所周知，当用电设备对人体流过工频1mA或直流5mA电流时，人体就会有麻、刺、痛的感觉。当人体流过工频20～50mA或直流80mA电流时，人就会产生麻痹、痉挛、刺痛，血压升高，呼吸困难。自己不能摆脱电源，就有生命危险，当人体流过100mA以上电流时，人就会呼吸困难，心脏停跳。而一般在通用建筑中采用的RCD,ELCB等对地漏电保护开关的动作响应值基本为30mA，不能满足学校实验室场所的应用。并且当实际实验过程中出现的金属性短路，引发的电流都会使断路器等过电流保护装置动作，造成停电，从而导致实验工作的暂停和某些数据丢失，甚至损坏实验设备。

综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的实验室绝缘监测存在效率和准确率较低的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种互联网实验室在线绝缘监测系统，解决了现有的实验室绝缘监测存在效率和准确率较低的技术问题，实现了系统监测效率和准确率较高的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种互联网实验室在线绝缘监测系统，所述系统包括：

电能质量分析仪，所述电能质量分析仪用于检测系统电能质量；

剩余电流式火灾报警仪，所述剩余电流式火灾报警仪用于监测隔离变压器的电流、温度状态；

隔离变压器，所述隔离变压器用于为单相供电系统提供电源；

电流互感器，所述电流互感器用于测量隔离电源的单相负荷，将测量电流转换为可计算的测量信号；

绝缘监测仪，所述绝缘监测仪用于监测绝缘阻值、监测负荷、监测温度；

绝缘故障测试仪，所述绝缘故障测试仪用于与定位互感器一同将测量电流转换可计算的测量信号；

绝缘故障定位仪，所述绝缘故障定位仪用于定位故障位置。

其中，所述系统还包括外接报警显示仪：外接报警显示仪用于进行声光报警，并显示监测情况。

其中，所述系统还包括专用电源用于为外接报警显示仪提供交流20V的电压。

其中，所述系统还包括发送单元，所述发送单元用于将外接报警显示仪的数据通过协议转换器发送到互联网。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

解决了现有的实验室绝缘监测存在效率和准确率较低的技术问题，实现了系统监测效率和准确率较高的技术效果。

附图说明

图1是本申请实施例一中互联网实验室在线绝缘监测系统的组成示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种互联网实验室在线绝缘监测系统，解决了现有的实验室绝缘监测存在效率和准确率较低的技术问题，实现了系统监测效率和准确率较高的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：

在实施例一中，请参考图1，提供了一种互联网实验室在线绝缘监测系统，所述系统包括：

电能质量分析仪，所述电能质量分析仪用于检测系统电能质量；

剩余电流式火灾报警仪，所述剩余电流式火灾报警仪用于监测隔离变压器的电流、温度状态；

隔离变压器，所述隔离变压器用于为单相供电系统提供电源；

电流互感器，所述电流互感器用于测量隔离电源的单相负荷，将测量电流转换为可计算的测量信号；

绝缘监测仪，所述绝缘监测仪用于监测绝缘阻值、监测负荷、监测温度；

绝缘故障测试仪，所述绝缘故障测试仪用于与定位互感器一同将测量电流转换可计算的测量信号；

绝缘故障定位仪，所述绝缘故障定位仪用于定位故障位置。

其中，所述系统还包括外接报警显示仪：外接报警显示仪用于进行声光报警，并显示监测情况。

其中，所述系统还包括专用电源用于为外接报警显示仪提供交流20V的电压。

其中，所述系统还包括发送单元，所述发送单元用于将外接报警显示仪的数据通过协议转换器发送到互联网。

本系统主要由六部分组成，TN,TT系统监测模块、系统隔离模块、系统监测模块、系统定位模块、系统报警模块和系统组网模块六部分组成。具有防护、监测，定位，报警等功能，可通过远程查询整个实验室系统中电能损耗，以及IT系统中EDS绝缘阻值、RCMS剩余电流信息等。

系统一旦参数达到报警值时，本地设备第一时间处理故障信息，触发声光报警。同时通过无线信号方式将数据传输给管理平台，实现本地设备与互联网终端同步预警、报警功能，便于工作人员及时维护。

其中，本系统可以探测12条支路，多种类型传感器数据，能够实时显示当前各支路的绝缘故障阻值、电流负荷、剩余电流和温度状况，主电路电流负荷值、绝缘预警值以及各支路电流报警值可以自主设定，具有在线查询系统电能损耗参数，具有声光报警和互联网终端提醒，智能监测工作状态，可存储最多250条报警和故障历史信息记录，负载用电保护。

实验室隔离电源绝缘故障定位系统是把隔离变压器和绝缘监视仪、报警终端以及绝缘故障定位仪放在一起，实现对整个实验室绝缘故障的在线实时检测和安全防护，将人身触电的危险性降低到最小程度。

对于极易发生单相绝缘故障的场合，采用隔离变压器将TN系统改造为IT系统，以保证线路的安全可靠。

实验室隔离电源（IT）:I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地; T表示负载侧电气设备进行接地保护。IT系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方。运用IT方式供电系统，即电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统安全、可靠。实验室隔离电源，简单的说就是利用隔离变压器把TN供电变成不接地的IT供电，实际上一个隔离变压器就能实现应用的功能，但考虑到系统的长期稳定性，才会放上绝缘监测仪、外接报警显示和测试仪进行在线的实时检测整体实验室的绝缘情况。一般供电电网是以大地作为参考电位，相线中的电流可以通过任何未绝缘的通道，对地构成回路，这是触电受伤的根本原因。隔离供电是采用隔离变压器供电，电源经隔离变压器后，原电网中的地已不再是参考电位了。隔离变压器任何一根输出线都不能与地构成回路，只能在两根输出线之间构成回路，这就提高了供电的安全性。

在实验室供电上采用隔离变压器，提供一个安全电源。当电网负载出现第一个绝缘故障点时，因为与大地不构成回路，便不会引起电源空开动作，在很大程度上更能保护实验电子设备，保证供电的连续性。其次有效控制对心脏的直接漏电流，把人身触电危险降低最小程度，即便意外触电也不会遭到人身伤亡。但为了考虑到学校实验室这种特殊场合，我公司研发的适用于高校的实验/实训室的具有绝缘故障监测、定位、保护、记录与分析功能的供配电系统，是不仅保证学校实验室的用电安全，而且实现对故障的及时响应，对故障点信息的及时记录与反馈。

通过对实验/实训室的电气设备进行改造，增加相应的保护功能，并通过组网的方式对整个实验室、实训室的电气设备的安全状态进行监控，一方面为我们提供了保护的手段，在危险发生时可以及时的保护学生的人身安全，通过多种手段及时告警相关责任人，保证财产不受到损失；另一方面提供了教育的机会，通过实际发生的事例，实时的提醒教师和学生，及时纠正危险错误的电气操作行为，形成良好的电气操作习惯；最后提供了改进的方向，通过对监控数据进行分析，使我们能够发现容易引发危险事件的场合、工况及操作方式，为进一步提升设备安全性、改进操作方式提供了有力的依据。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

解决了现有的实验室绝缘监测存在效率和准确率较低的技术问题，实现了系统监测效率和准确率较高的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述系统包括：

电能质量分析仪，所述电能质量分析仪用于检测系统电能质量；

剩余电流式火灾报警仪，所述剩余电流式火灾报警仪用于监测隔离变压器的电流、温度状态；

隔离变压器，所述隔离变压器用于为单相供电系统提供电源；

电流互感器，所述电流互感器用于测量隔离电源的单相负荷，将测量电流转换为可计算的测量信号；

绝缘监测仪，所述绝缘监测仪用于监测绝缘阻值、监测负荷、监测温度；

绝缘故障测试仪，所述绝缘故障测试仪用于与定位互感器一同将测量电流转换可计算的测量信号；

绝缘故障定位仪，所述绝缘故障定位仪用于定位故障位置。

2.根据权利要求1所述的互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述系统还包括外接报警显示仪：外接报警显示仪用于进行声光报警，并显示监测情况。

3.根据权利要求2所述的互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述系统还包括专用电源用于为外接报警显示仪提供交流20V的电压。

4.根据权利要求2所述的互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述系统还包括发送单元，所述发送单元用于将外接报警显示仪的数据通过协议转换器发送到互联网。