CN114527324A - 一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法 - Google Patents

一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114527324A
CN114527324A CN202111414554.2A CN202111414554A CN114527324A CN 114527324 A CN114527324 A CN 114527324A CN 202111414554 A CN202111414554 A CN 202111414554A CN 114527324 A CN114527324 A CN 114527324A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulation
resistor
characteristic
insulation characteristic
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111414554.2A
Other languages
English (en)
Inventor
汪泽州
毛琳明
陈刚
姚宝明
张泰山
鲍建飞
谢益峰
顾卫华
潘克勤
汪励雯
邓亮
陈玉峰
郑涛
孙豪豪
雷健新
高原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd Haiyan County Power Supply Co
Original Assignee
State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd Haiyan County Power Supply Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd Haiyan County Power Supply Co filed Critical State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd Haiyan County Power Supply Co
Priority to CN202111414554.2A priority Critical patent/CN114527324A/zh
Publication of CN114527324A publication Critical patent/CN114527324A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高压设备绝缘特性在线监测装置，包括前端采集模块，用于采集高压设备的绝缘特性数据，前端采集模块设置有前端处理单元，用于控制前端采集模块的工作，前端处理单元分别连接前端无线通信单元和绝缘特性测量单元；控制显示模块，用于处理绝缘特性数据和显示绝缘特性检测结果，控制显示模块设置有无线通信单元与前端采集模块双向通信；还公开了一种绝缘特性在线监测方法。本发明通过测量一定时间段内的绝缘电阻值，并采样多个时间节点的绝缘电阻值，以绝缘电阻吸收比来反映绝缘电容特性，从而达到全面准确地监测绝缘特性的目的，能同时监测绝缘电阻特性和绝缘电容特性。

Description

一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法
技术领域
本发明涉及设备监测领域，尤其是涉及一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法。
背景技术
发电机、变压器、电动机、电力电容等高压设备在使用过程中，受绝缘老化及环境的影响，使电机绕组对地的绝缘特性会发生劣化现象，通常需要定期对电机绝缘特性进行检测，目前常用的检测方法是用摇表检测绝缘电阻值是否会超标，但是绝缘电阻仅可以反映出电机绝缘绕组对地之间的电阻特性，而实际电机绕组对地之间还存在分布电容，即存在电容特性，由于电容特性的存在，当高压电机正常运行时若电容特性较大势必存在较大的泄漏电流，将影响电机的绝缘特性，为此通常对于高压电机不仅要测试电机绕组对地的绝缘电阻，还要测试反映电机绕组的对地绝缘电容特性。
在中国专利文献上公开的“一种直流母线分布电容在线测量”，其公开号为CN110488158A，公开日期为2019-11-22，包括硬件与软件，软件包括显示模块、信号输入输出管理模块、通讯管理模块、数据分析计算模块、参数设定模块和测试电阻管理模块，所述硬件包括壳体，所述壳体的顶部外壁上卡接有显示屏和键盘，且显示屏和键盘位于同一个水平平面内，所述壳体的顶部外壁上滑动连接有顶盖。本发明能避免较大的直流母线对地分布电容会对计算造成严重影响，能准确测量出直流母线对地分布电容值，为绝缘装置的接地报警提供重要的计算信息。但是该专利只对对地绝缘特性中的绝缘电容特性进行测量，没有考虑对地绝缘电阻，因此需要两个分别测量绝缘电容特性和绝缘电阻特性的装置共同工作才能较为全面准确地反应绝缘特性，操作较复杂。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中缺少能同时对绝缘电阻特性和绝缘电容特性进行监测的技术的问题，提供了一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法，通过测量一定时间段内的绝缘电阻值，并采样多个时间节点的绝缘电阻值，以绝缘电阻吸收比来反映绝缘电容特性，从而达到全面准确地监测绝缘特性的目的。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高压设备绝缘特性在线监测装置，包括：
前端采集模块，所述前端采集模块用于采集高压设备的绝缘特性数据，所述前端采集模块设置有前端处理单元，用于控制前端采集模块的工作，所述前端处理单元分别连接前端无线通信单元和绝缘特性测量单元；
控制显示模块，所述控制显示模块用于处理绝缘特性数据和显示绝缘特性检测结果，所述控制显示模块设置有无线通信单元与前端采集模块双向通信。
本发明将整个在线监测装置分成两个部分，前端采集模块放置在待检测设备处，负责数据的采集和传输；控制显示模块可以集成在控制中心的工作台上，也可以是移动端的便携式设备。前端采集模块只负责数据的采集、传输等功能，不需要设置复杂的数据处理单元电路，结构简单，生产方便，可以设置多个前端采集模块在不同的需要进行绝缘监测的地方，有一个控制显示模块对多个前端采集模块同时进行双向通信，使得相关工作人员不需要移动就能通过一个控制显示模块监测相距较远的多个设备的绝缘情况。控制显示模块负责数据的处理和结果的显示，由于控制显示模块不需要考虑占用待检测设备附近的空间，因此可以设计成相对前端采集模块更大的体积，使用性能更高的处理单元提高数据处理的速度。
作为优选，所述绝缘特性测量单元包括继电器K1，所述继电器K1的一端接地，继电器K1的另一端连接三端控制开关K2的一端，三端控制开关K2的另一端接入电压VCC，三端控制开关K2的控制端连接前端处理单元；所述继电器K1的常闭触点接地，所述继电器K1的常开触点接入电压VDC；所述继电器K1的动触点通过采样电阻R2连接限流电阻R1的一端，所述限流电阻R1的另一端连接多路开关K3的触点e；所述多路开关K3的触点d接地，所述多路开关K3的触点a通过电阻Ra接地，所述多路开关K3的触点b通过电阻Rb接地，所述多路开关K3的触点C通过电阻Rc接地，所述采样电阻R2两端并联电压表V，所述电压表V的检测数据输入前端处理单元。
本发明的绝缘特性测量单元是根据串联电路的电阻分压来进行检测的，通过检测采样电阻两端的电压来计算回路中的电流，从而根据总的接入电压VDC计算总电阻，间接得到绝缘电阻。此外三段控制开关K2可以根据待检测设备的工作状态来控制开闭，设备工作时，开关K2断开，控制整个测量单元接地不进行测量工作，当设备不工作时，开关K2闭合，继电器K1控制电压VDC接入测量单元。而多路开关K3受前端处理单元控制，有de、ce、be和ae四种连接方式，可以分别连接三个不同的待检测对象和一个接地电路，用于选择检测的对象或者不进行检测工作。
作为优选，所述电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc都是待检测对象的绝缘电阻，对应的待检测对象各不相同。
本发明可以将前端采集模块设置在高压设备的电机上，分别连接电机的三相绕组，则电阻Ra、Rb和Rc则分别代表三相绕组的绝缘电阻，可以监测任意一项绕组的绝缘特性。
作为优选，所述前端采集模块还包括：时钟单元，所述时钟单元用于时间计量和测定；环境检测单元，所述环境检测单元用于检测环境参数；设备动态感知单元，所述设备动态感知单元用于感知设备的工作状态。
本发明中，时钟单元用于对绝缘特性测量单元进行测量的时间进行标定，从而可以生成采样电阻两端电压关于时间变化的曲线图，方便观察和数据处理。环境检测单元用于检测绝缘特性测量单元工作时的环境参数，包括温度以及湿度这些会影响绝缘特性检测的因素，从而能更准确地判断设备的实际绝缘特性。设备动态感知单元可以感知设备是否在工作状态，并控制三段控制开关K2的开闭。
作为优选，所述控制显示模块还包括：后端处理单元，所述后端处理单元用于控制控制显示模块的工作；数据处理单元，所述数据处理单元用于对接收的绝缘特性数据进行处理和计算；存储单元，所述存储单元用于储存处理的数据和结果；人机交互单元，所述人机交互单元用于进行信息交互。
本发明中，存储单元不仅能储存历史记录的数据，同时储存有绝缘特性阈值标准表，在表中，不同的温度、不同的湿度以及不同的温湿度都有其对应的绝缘特性阈值标准，同时还储存有绝缘特性阈值标准有关于温度参数以及湿度参数的关系式，从而能更准确地判断设备的实际绝缘特性。人机交互单元可以方便工作人员操作命令的输入，也能方便工作人员了解监测数据以及结果。
一种高压设备绝缘特性在线监测方法，包括：
S1、判断待检测对象是否处于工作状态，若不是则进入S2；
S2、根据实际环境参数设定待检测对象的绝缘特性阈值标准；
S3、接通绝缘特性测量单元的电路，实时收集采样电阻两端的电压值并计算待检测对象的对地绝缘电阻值；
S4、采样S3中多个时间节点的对地绝缘电阻值，计算吸收比；
S5、对比S3和S4中的计算结果与绝缘特性阈值标准，判断待检测对象的绝缘特性状况。
本发明的方法首先确保绝缘特性的监测是在设备处于不工作状态时进行的，避免产生安全问题。然后检测待检测对象周围的温度和湿度情况，能够对照实际的温湿度检索对应环境下的绝缘特性阈值标准，作为判断实际绝缘特性的依据。然后接通用于检测待检测对象绝缘特性的回路，接入电压VDC，检测采样电阻两端的电压来推算实际的绝缘电阻随时间的变化，从而计算得到绝缘电阻和吸收比，并将计算结果和绝缘特性阈值标准比较。当实际绝缘电阻和吸收比中任意一个小于其对应的绝缘特性阈值标准时，说明设备的绝缘状况出现问题，需要发出报警信息停止设备的工作。
作为优选，所述S3中，绝缘特性测量单元中的电路连通时，采样电阻、限流电阻和待检测对象的绝缘电阻形成回路并接有固定电压VDC，根据采样电阻两端的电压值推算出整个回路的电流，固定电压VDC与回路电流之比是整个回路的总电阻，绝缘电阻值等于总电阻减去采样电阻和限流电阻的电阻值。本发明采用电阻串联后的分压规律来通过采样电阻和限流电阻的阻值推算绝缘电阻的阻值，所需要的设计电路结构简单，不易出现故障问题。
作为优选，所述S4中，采样时间节点为15秒和60秒时的绝缘电阻值，60秒时的绝缘电阻与15秒时的绝缘电阻之比为吸收比。本发明选用吸收比的测定来反映设备绝缘特性中的电容特性，可以和电阻特性的检测使用同一个电路，不需要额外的检测电路，使得结构更加精简。
本发明具有如下有益效果：通过测量一定时间段内的绝缘电阻值，并采样多个时间节点的绝缘电阻值，以绝缘电阻吸收比来反映绝缘电容特性，从而同时对绝缘电阻特性和电容特性进行监测，提高检测结果的准确性和完整性；采用串联电阻的分压方式间接推算绝缘电阻，使得设计的绝缘特性测量单元电路结构简单，不易出现故障；将整个在线监测装置分为前端采集模块和控制显示模块，相关工作人员不需要来回巡视各个监测点的设备绝缘情况，只需要通过控制显示模块就能远程监测设备绝缘情况，节省时间和人力资源。
附图说明
图1是本发明在线监测装置的示意图；
图2是本发明绝缘特性测量单元的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示，一种高压设备绝缘特性在线监测装置，包括：
前端采集模块，用于采集高压设备的绝缘特性数据，前端采集模块设置有前端处理单元，用于控制前端采集模块的工作，前端处理单元分别连接前端无线通信单元和绝缘特性测量单元；前端采集模块还包括与前端处理单元连接的时钟单元、环境检测单元和设备动态感知单元，时钟单元用于时间计量和测定；环境检测单元用于检测环境参数；设备动态感知单元用于感知设备的工作状态。
控制显示模块，用于处理绝缘特性数据和显示绝缘特性检测结果，控制显示模块设置有无线通信单元与前端采集模块双向通信。控制显示模块还包括后端处理单元，用于控制控制显示模块的工作；数据处理单元，用于对接收的绝缘特性数据进行处理和计算；存储单元，用于储存处理的数据和结果；人机交互单元，用于进行信息交互。
如图2所示，绝缘特性测量单元包括继电器K1，继电器K1的一端接地，继电器K1的另一端连接三端控制开关K2的一端，三端控制开关K2的另一端接入电压VCC，三端控制开关K2的控制端通过con端连接前端处理单元；继电器K1的常闭触点3接地，继电器K1的常开触点2接入电压VDC；继电器K1的动触点1通过采样电阻R2连接限流电阻R1的一端，限流电阻R1的另一端连接多路开关K3的触点e；多路开关K3的触点d接地，多路开关K3的触点a通过电阻Ra接地，多路开关K3的触点b通过电阻Rb接地，多路开关K3的触点C通过电阻Rc接地，采样电阻R2两端并联电压表V，电压表V的检测数据通过data端输入前端处理单元。
电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc都是待检测对象的绝缘电阻，对应的待检测对象各不相同。
本发明将整个在线监测装置分成两个部分，前端采集模块放置在待检测设备处，负责数据的采集和传输；控制显示模块可以集成在控制中心的工作台上，也可以是移动端的便携式设备。前端采集模块只负责数据的采集、传输等功能，不需要设置复杂的数据处理单元电路，结构简单，生产方便，可以设置多个前端采集模块在不同的需要进行绝缘监测的地方，有一个控制显示模块对多个前端采集模块同时进行双向通信，使得相关工作人员不需要移动就能通过一个控制显示模块监测相距较远的多个设备的绝缘情况。控制显示模块负责数据的处理和结果的显示，由于控制显示模块不需要考虑占用待检测设备附近的空间，因此可以设计成相对前端采集模块更大的体积，使用性能更高的处理单元提高数据处理的速度。
本发明的绝缘特性测量单元是根据串联电路的电阻分压来进行检测的，通过检测采样电阻两端的电压来计算回路中的电流，从而根据总的接入电压VDC计算总电阻，间接得到绝缘电阻。此外三段控制开关K2可以根据待检测设备的工作状态来控制开闭，设备工作时，开关K2断开，控制整个测量单元接地不进行测量工作，当设备不工作时，开关K2闭合，继电器K1控制电压VDC接入测量单元。而多路开关K3受前端处理单元控制，有de、ce、be和ae四种连接方式，可以分别连接三个不同的待检测对象和一个接地电路，用于选择检测的对象或者不进行检测工作。
本发明可以将前端采集模块设置在高压设备的电机上，分别连接电机的三相绕组，则电阻Ra、Rb和Rc则分别代表三相绕组的绝缘电阻，可以监测任意一项绕组的绝缘特性。
本发明中，时钟单元用于对绝缘特性测量单元进行测量的时间进行标定，从而可以生成采样电阻两端电压关于时间变化的曲线图，方便观察和数据处理。环境检测单元用于检测绝缘特性测量单元工作时的环境参数，包括温度以及湿度这些会影响绝缘特性检测的因素，从而能更准确地判断设备的实际绝缘特性。影响绝缘电阻测量结果的因素主要有温度、湿度和放电时间，由于温度升高使介质极化加剧，致使电导增加、电阻降低，因而绝缘电阻随温度升高而降低，绝缘因表面吸潮或瓷绝缘表面形成水膜也会使绝缘电阻显著降低，此外，当绝缘在相对湿度较大时会吸收较多的水分，使电导增加，绝缘电阻也会降低。设备动态感知单元可以感知设备是否在工作状态，并控制三段控制开关K2的开闭。
本发明中，存储单元不仅能储存历史记录的数据，同时储存有绝缘特性阈值标准表，在表中，不同的温度、不同的湿度以及不同的温湿度都有其对应的绝缘特性阈值标准，同时还储存有绝缘特性阈值标准有关于温度参数以及湿度参数的关系式，从而能更准确地判断设备的实际绝缘特性。人机交互单元可以方便工作人员操作命令的输入，也能方便工作人员了解监测数据以及结果。
一种高压设备绝缘特性在线监测方法，包括：
S1、判断待检测对象是否处于工作状态，若不是则进入S2；
S2、根据实际环境参数设定待检测对象的绝缘特性阈值标准；
S3、接通绝缘特性测量单元的电路，实时收集采样电阻两端的电压值并计算待检测对象的对地绝缘电阻值；
在S3中，绝缘特性测量单元中的电路连通时，采样电阻、限流电阻和待检测对象的绝缘电阻形成回路并接有固定电压VDC，根据采样电阻两端的电压值推算出整个回路的电流，固定电压VDC与回路电流之比是整个回路的总电阻，绝缘电阻值等于总电阻减去采样电阻和限流电阻的电阻值。本发明采用电阻串联后的分压规律来通过采样电阻和限流电阻的阻值推算绝缘电阻的阻值，所需要的设计电路结构简单，不易出现故障问题。
S4、采样S3中多个时间节点的对地绝缘电阻值，计算吸收比；
在S4中，采样时间节点为15秒和60秒时的绝缘电阻值，60秒时的绝缘电阻与15秒时的绝缘电阻之比为吸收比。本发明选用吸收比的测定来反映设备绝缘特性中的电容特性，可以和电阻特性的检测使用同一个电路，不需要额外的检测电路，使得结构更加精简。
S5、对比S3和S4中的计算结果与绝缘特性阈值标准，判断待检测对象的绝缘特性状况。
本发明的方法首先确保绝缘特性的监测是在设备处于不工作状态时进行的，避免产生安全问题。然后检测待检测对象周围的温度和湿度情况，能够对照实际的温湿度检索对应环境下的绝缘特性阈值标准，作为判断实际绝缘特性的依据。然后接通用于检测待检测对象绝缘特性的回路，接入电压VDC，检测采样电阻两端的电压来推算实际的绝缘电阻随时间的变化，从而计算得到绝缘电阻和吸收比，并将计算结果和绝缘特性阈值标准比较。当实际绝缘电阻和吸收比中任意一个小于其对应的绝缘特性阈值标准时，说明设备的绝缘状况出现问题，需要发出报警信息停止设备的工作。
在本发明实施例中，在进行在线监测前，首先需要将前端采集模块放置到需要被监测的对象附近，如发电机、变压器、电动机、电力电容等高压设备的电机附近，监测电机绕组的绝缘特性。在设置时，如图2所示，将电机的三相绕组的绝缘电阻分别接到三个不同的接地支路上，以电阻Ra表示电机绕组第一项母线的绝缘电阻；以电阻Rb表示电机绕组第二项母线的绝缘电阻；以电阻Rc表示电机绕组第三项母线的绝缘电阻。采集模块的供电可以与设备采用同一个电源。在初始安装的状态时，多路开关K3的触点e和触点d连接，处于接地状态，此时无论开关K2的开闭情况如何，整个绝缘特性测量单元都不会工作。而多路开关K3的连接情况可以通过前端处理单元由控制显示模块远程无线通信进行控制。触点e和触点a连接时用于检测绝缘电阻Ra；触点e和触点b连接时，用于检测绝缘电阻Rb；触点e和触点c连接时，用于检测绝缘电阻Rc。
进行监测时，设备动态感知单元首先检测电机的工作状态，当电机在运行时，设备动态感知单元检测电机仍在运行，将运行信号传入前端处理单元，通过前端处理单元发送到控制显示模块显示电机工作状态，并且通过前端处理单元控制三端开关K2断开，使得继电器K1的动触点1与常闭触点3连接，回路中不接入电压VDC，从而不进行检测工作。反之，当感知到电机停止工作，前端处理单元控制三端开关K2闭合，使得继电器K1的动触点1与常开触点2连接，回路中接入电压VDC，整个回路根据多路开关K3中的连接状态，检测对应相母线的绝缘电阻。与此同时，环境检测单元开始检测电机附近的温度和湿度，并将温度和湿度参数传输到控制显示模块，控制显示模块根据接收的温湿度数据检索并设定绝缘特性阈值标准，包括绝缘电阻阈值和吸收比阈值。
在本实施例中，电压VDC是2500V的直流电压，限流电阻R1的电阻值R1＝1.3MΩ，根据欧姆定律可以计算得到，即使绝缘电阻为零时回路的电流为2.13mA远小于20mA的人体最大承受电流，可以确保工作人员的安全。在进行限流电阻设计时，为了提高限流电阻的绝缘特性，将1.3MΩ电阻放置在绝缘套管内，为了便于将限流电阻安装在监测装置上，绝缘套管一端带有螺纹，将带有内螺纹的金属螺栓旋转固定在绝缘套管有螺纹的一端，最后将限流电阻用带伞裙的硅橡胶密封在硅橡胶内部，采用带伞裙的硅橡胶进行密封大大提高了爬电距离，提高了监测装置的可靠性。
下面以检测绝缘电阻Ra为例进行详细描述，绝缘电阻Rb和Rc的检测方式与绝缘电阻Ra相同。电压VDC是由电压发生电路2500V直流电压，施加于用于测试的母线与系统地之间，同时串接有采样电阻和限流电阻。相当于采样电阻R2、限流电阻R1和绝缘电阻Ra串联接在2500V电压的回路中，通过接在采样电阻R2两端的电压表V实时检测到采样电阻R2的分压为U，同时检测开始时，时钟单元从t＝0开始计时。前端处理单元将实时检测的采样电阻R2的分压U(t)和时间t通过前端无线通信单元传输到控制显示模块。控制显示模块的数据处理单元开始进行数据处理，可以得到回路的总电流I(t)＝U(t)/R2，因此可以得到总电阻值
Figure BDA0003375416750000081
Figure BDA0003375416750000082
由于电路设计时采样电阻R2和限流电阻R1是已知的，因此可以计算得到实时的绝缘电阻
Figure BDA0003375416750000083
前端处理单元控制电压VDC接入回路的时间，设置接入回路的时间为90秒，当检测时间到达90秒后，断开回路，使得被检测的电机母线绝缘部分充分接地放电，完成在前端采集模块的工作。之后在数据处理单元进行计算得到代表绝缘电容特性的吸收比，采集整个检测时间段内第15秒的绝缘电阻Ra(15)和第60秒的绝缘电阻Ra(60)，计算吸收比α＝Ra(60)/Ra(15)。
控制显示模块的人机交互单元能够显示整个监测过程的绝缘电阻随时间的变化，同时显示绝缘电阻的吸收比。当绝缘电阻Ra(t)大于绝缘电阻阈值时说明绝缘特性正常；当Ra(t)小于绝缘电阻阈值时，说明有绝缘故障，控制显示模块会显示故障信息并发出警报告知工作员人停止电机进行查看检查。同样的，当吸收比α大于吸收比阈值时，绝缘正常；当α小于吸收比阈值时说明有绝缘故障，控制显示模块会显示故障信息并发出警报告知工作员人停止电机进行查看检查。
在实际监测过程中，工作人员可以通过人机交互单元输入执行命令，操作控制显示模块向前端采集模块发送信息，决定绝缘特性的检测对象，同时可以调取存储单元的历史数据，根据大量的历史数据分析被监测设备的绝缘特性变化趋势，预测可能发生绝缘故障的时间从而提前进行更换，保障设备工作的安全性。而为了工作人员能同时检测不同距离的多个设备的绝缘特性，可以将一个控制显示模块对应于多个前端采集模块进行无线通信，并将控制显示模块集成到控制中心的平台中，通过大的显示屏显示绝缘特性监测情况，使工作人员在控制中心就能了解在不同位置设备的绝缘情况，省去了各处巡查的时间；同时工作人员还可以随身携带便携式的控制显示模块，与控制中心进行联网，随时随地进行监测信息的查看。
上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压设备绝缘特性在线监测装置，其特征在于，包括：
前端采集模块，所述前端采集模块用于采集高压设备的绝缘特性数据，所述前端采集模块设置有前端处理单元，用于控制前端采集模块的工作，所述前端处理单元分别连接前端无线通信单元和绝缘特性测量单元；
控制显示模块，所述控制显示模块用于处理绝缘特性数据和显示绝缘特性检测结果，所述控制显示模块设置有无线通信单元与前端采集模块双向通信。
2.根据权利要求1所述的一种高压设备绝缘特性在线监测装置，其特征在于，所述绝缘特性测量单元包括继电器K1，所述继电器K1的一端接地，继电器K1的另一端连接三端控制开关K2的一端，三端控制开关K2的另一端接入电压VCC，三端控制开关K2的控制端连接前端处理单元；所述继电器K1的常闭触点接地，所述继电器K1的常开触点接入电压VDC；所述继电器K1的动触点通过采样电阻R2连接限流电阻R1的一端，所述限流电阻R1的另一端连接多路开关K3的触点e；所述多路开关K3的触点d接地，所述多路开关K3的触点a通过电阻Ra接地，所述多路开关K3的触点b通过电阻Rb接地，所述多路开关K3的触点C通过电阻Rc接地，所述采样电阻R2两端并联电压表V，所述电压表V的检测数据输入前端处理单元。
3.根据权利要求2所述的一种高压设备绝缘特性在线监测装置，其特征在于，所述电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc都是待检测对象的绝缘电阻，对应的待检测对象各不相同。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种高压设备绝缘特性在线监测装置，其特征在于，所述前端采集模块还包括：
时钟单元，所述时钟单元用于时间计量和测定；
环境检测单元，所述环境检测单元用于检测环境参数；
设备动态感知单元，所述设备动态感知单元用于感知设备的工作状态。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种高压设备绝缘特性在线监测装置，其特征在于，所述控制显示模块还包括：
后端处理单元，所述后端处理单元用于控制控制显示模块的工作；
数据处理单元，所述数据处理单元用于对接收的绝缘特性数据进行处理和计算；
存储单元，所述存储单元用于储存处理的数据和结果；
人机交互单元，所述人机交互单元用于进行信息交互。
6.一种根据权利要求4所述的高压设备绝缘特性在线监测方法，其特征在于，包括：
S1、判断待检测对象是否处于工作状态，若不是则进入S2；
S2、根据实际环境参数设定待检测对象的绝缘特性阈值标准；
S3、接通绝缘特性测量单元的电路，实时收集采样电阻两端的电压值并计算待检测对象的对地绝缘电阻值；
S4、采样S3中多个时间节点的对地绝缘电阻值，计算吸收比；
S5、对比S3和S4中的计算结果与绝缘特性阈值标准，判断待检测对象的绝缘特性状况。
7.根据权利要求6所述的一种高压设备绝缘特性在线监测方法，其特征在于，所述S3中，绝缘特性测量单元中的电路连通时，采样电阻、限流电阻和待检测对象的绝缘电阻形成回路并接有固定电压VDC，根据采样电阻两端的电压值推算出整个回路的电流，固定电压VDC与回路电流之比是整个回路的总电阻，绝缘电阻值等于总电阻减去采样电阻和限流电阻的电阻值。
8.根据权利要求6或7所述的一种高压设备绝缘特性在线监测方法，其特征在于，所述S4中，采样时间节点为15秒和60秒时的绝缘电阻值，60秒时的绝缘电阻与15秒时的绝缘电阻之比为吸收比。
CN202111414554.2A 2021-11-25 2021-11-25 一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法 Pending CN114527324A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111414554.2A CN114527324A (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111414554.2A CN114527324A (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114527324A true CN114527324A (zh) 2022-05-24

Family

ID=81619392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111414554.2A Pending CN114527324A (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114527324A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115078993A (zh) * 2022-06-14 2022-09-20 山东威纳电气有限公司 带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115078993A (zh) * 2022-06-14 2022-09-20 山东威纳电气有限公司 带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法
CN115078993B (zh) * 2022-06-14 2023-02-10 山东威纳电气有限公司 带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107024629B (zh) 一种用于电力少油设备状态检测评价系统及状态评价方法
CN106404078A (zh) 一种变压器在线监测装置
CN101968459B (zh) 一种开关柜内部故障的探测方法
CN105759147A (zh) 一种电动汽车电池管理系统的一体化测试装置
CN114527324A (zh) 一种高压设备绝缘特性在线监测装置及方法
CN115792724A (zh) 一种变压器套管故障不停电诊断方法
CN107884737A (zh) 无线高精度同步的现场容性设备在线监测校验系统及方法
CN204228901U (zh) 局部放电检测装置
CN107664580A (zh) 一种电动机健康状态监测仪
CN117554736B (zh) 一种在线检测通讯系统及工作方法
CN205620094U (zh) 一种gis漏气故障诊断系统
CN103344937B (zh) 智能电能表功耗检测设备及检测方法
CN117520951B (zh) 一种基于多特征量的变压器健康评估方法和系统
CN114002469A (zh) 一种窃电检测方法、装置及窃电检测仪
CN110703043A (zh) 一种无损检测多类型输电线路的验电方法及装置
CN201548678U (zh) 雷击计数器校验仪
CN212433949U (zh) 一种带工作环境检测功能的电能表
CN115508614B (zh) 一种机载非接触式高压验电方法及系统
CN117134490A (zh) 一种基于云平台的智能电涌保护器监测系统及其方法
CN113777452B (zh) 一种电压自适应站用直流系统接地试验装置及方法
CN115469241A (zh) 直流电源系统充电模块故障检测方法及装置
CN215728764U (zh) 一种变电设备绝缘在线监测装置集成校验系统
CN208506587U (zh) 一种安全仪控系统机柜电容检测装置
CN207336435U (zh) 一种带有温湿度监测装置的变压器油检测仪
CN113269941A (zh) 一种基于多信息融合判断的电气火灾报警装置及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination