CN115078993B - 带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法，属于高压电机绝缘检测技术领域，信息采集单元，对高压电机的各项指标进行信息采集，需要采集的信息指标包括高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值；绝缘检测单元，用于对实时采集的高压电机的所述信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘。为了解决操作人员误入带电间隔，造成人身伤亡事故，不能保障人身和设备安全的问题，本发明的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法，提醒操作人员及时进行维护，有效隔断高压，降低在开关柜内进行人工绝缘测试的安全风险，保障人身和设备的安全，缩短操作时间，提高工作效率，减轻了电气人员的工作负担。

Description

带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法

技术领域

本发明涉及高压电机绝缘检测技术领域，特别涉及带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法。

背景技术

高压电机在使用的过程中，每月至少进行一次高压电机绝缘检测，往往存在以下的问题：

1.每次电机绝缘测试操作都需要进行小车开关推进拉出、地刀分合，开关柜出线间隔门开、关等繁琐的操作，频繁的操作会造成开关柜地刀操作机构、开关小车进出机构等严重损坏，进而导致开关柜“五防”功能失效，这些操作，也很容易造成操作人员误入带电间隔，造成人身伤亡事故，不能保障人身和设备安全。

发明内容

本发明的目的在于提供带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法，提醒操作人员及时进行维护，有效隔断高压，降低在开关柜内进行人工绝缘测试的安全风险，保障人身和设备的安全，缩短操作时间，提高工作效率，减轻了电气人员的工作负担，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，包括

信息采集单元，用于对高压电机的各项指标进行信息采集，其中需要采集的信息指标包括高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值；

绝缘检测单元，用于对实时采集的高压电机的所述信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测结果反馈给处理控制单元；

处理控制单元，用于对检测的高压电机的是否绝缘进行处理控制，且指挥整个高压电机绝缘检测系统运行，为高压电机运作提供有力保障；

高压隔离单元，用于隔断高压电机上产生的线路高压，有效地防止被测线路通过电机绝缘状态检测装置发生接地故障；

高清显示单元，用于实时显示高压电机绝缘检测情况，使操作人员实时了解高压电机运行状态；

安全维护单元，用于对绝缘预警的高压电机进行安全维护，保障操作人员和高压电机的安全；

预警提醒单元，用于对操作人员进行提示，提醒操作人员对绝缘预警的高压电机进行相对应的检修维护。

进一步地，所述信息采集单元包括振动传感器、电流传感器、电压传感器、温湿度传感器和兆欧表，其中

所述振动传感器安装在高压电机上，振动传感器用于实时感应高压电机的振动频率，且将采集的振动值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述电流传感器安装在高压电机的连接线路上，用于实时感应流经高压电机连接线路上的感应电流，且将采集的电流值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述电压传感器安装在高压电机的连接线路上，用于实时感应流经高压电机连接线路上的感应电压，且将采集的电压值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述温湿度传感器安装在高压电机上，用于实时感应高压电机的温湿度，且将采集的温湿度值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述兆欧表安装在高压电机的连接线路上，用于实时感应高压电机的绝缘电阻值，且将采集的绝缘电阻值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

其中采用兆欧表采集高压电机的绝缘电阻值的方法为

按照兆欧表测量的方法连接高压电机的各处线路，测量导线与管道的连接采用磁性接头或者夹子，且连接点必须除去锈迹，然后测量仪器为2500V兆欧表，转动兆欧表手柄达到规定的转速，持续10秒，兆欧表稳定指示的电阻值即为绝缘接头的绝缘电阻值，其绝缘电阻每千伏不应低于1MΩ。

进一步地，所述绝缘检测单元包括信号收发模块、信号转化模块、信号检测模块和分析比对模块，其中

所述信号收发模块用于收发信号，信号收发模块作为连接的桥梁，使信息采集单元实时采集的高压电机的各项指标能准确无误地传送给绝缘检测单元，保证信号传送的完整性；

所述信号转化模块用于对接收的高压电机的各项采集指标进行信号转化，通过数电的原理将电信号转化成数字信号，便于信号检测模块进行快速便捷的检测；

所述信号检测模块用于对经转化后的高压电机的各项采集指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测的高压电机的是否绝缘反馈给分析比对模块，便于进行后续更为详细的处理；

所述分析比对模块用于对检测的高压电机的是否绝缘进行分析比对，判别高压电机的最终是否绝缘，为高压电机运行提供有力保障；

其中分析比对模块对高压电机的是否绝缘进行分析比对的方法为

采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值记为R1，其中分析比对模块内存储的高压电机的绝缘电阻阀值记为R2，其中R2为1MΩ；

若R1<R2，则表明采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值小于高压电机的绝缘电阻阀值，此时高压电机处于未绝缘状态；

若R1≥R2，则表明采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值不小于高压电机的绝缘电阻阀值，此时高压电机处于绝缘状态。

其中分析比对模块对高压电机的绕组绝缘是否受潮的判断方法为

采用2500V兆欧表测量高压电机的绕组绝缘电阻，测量高压电机对地绝缘60秒时的绕组绝缘电阻，记为R60；测量高压电机对地绝缘15秒时的绕组绝缘电阻，记为R15；其中吸收比Ar＝R60/R15；

若吸收比Ar＝R60/R15≥1.3时，则表明绕组绝缘电阻的吸收比Ar≥1.3，此时高压电机处于未受潮状态；

若吸收比Ar＝R60/R15<1.3时，则表明绕组绝缘电阻的吸收比Ar<1.3，此时高压电机处于受潮状态。

进一步的，所述分析比对模块，还用于：

接收信息采集单元实时采集的高压电机的各项指标，根据所述各项指标的数据属性，进行分类，建立数据列表，根据时间轴存储所述数据列表；

根据所述时间轴，获取同一指标的历史数据，绘制第一数据波动图像，获取所述第一数据波动图像的第一数据波动特征；

当检测到高压电机处于未绝缘状态时，在所述第一数据波动图进行数据标记，获得标记数据；

同时，获取所述标记数据的相邻数据，对比所述标记数据及其相邻数据，获取所述高压电机处于未绝缘状态的第二数据波动特征；

将所述第一数据波动特征与所述第二数据特征进行对比，获得数据波动差异，根据所述波动差异，确定所述高压电机未绝缘状态发生前各个指标的数据变化趋势；

基于所述数据变化趋势，在所述数据波动图上确定数据变化节点，并分别截取不同指标第一数据波动图像上数据变化节点到数据标记点的部分，作为第二数据波动图像；

获取所述第二数据波动图像的第三数据波动特征，对比不同指标之间的第三数据波动特征，获得不同指标在所述高压电机未绝缘时的数据变化差异，并根据所述数据变化差异，建立各个指标在所述高压电机未绝缘时的数据波动关联关系；

根据所述数据波动关联关系以及分析比对模块内存储的高压电机的绝缘电阻阀值R2，设定剩余指标的绝缘阈值。

进一步地，所述处理控制单元包括智能控制模块和指令传达模块，

所述智能控制模块用于为整个高压电机绝缘检测系统提供智能控制，为整个高压电机绝缘检测系统的核心部件；

所述指令传达模块用于高速传达整个高压电机绝缘检测系统的指令，保证整个高压电机绝缘检测系统稳定运行；

其中处理控制单元的处理控制方法为

绝缘检测单元对高压电机的所述信息指标进行检测且判断高压电机的是否绝缘后，通过处理控制单元给与相对应地处理控制；

若检测到高压电机处于绝缘状态，则表明高压电机可正常运行工作；

若检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令，提醒操作人员此时高压电机已出现故障，请及时处理，为高压电机提供相对应地维护，保证高压电机能及时正常运行工作。

进一步地，所述高压隔离单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

高压隔离模块，采用高压真空继电器或高压交流接触器，用于隔断高压；

高压硅堆模块，采用高压硅堆使得线路只能单向导通，可有效防止被测线路高压倒灌；

干簧继电器，采用高压干簧继电器，可以有效地隔断高压，保障操作人员的安全；

高压隔离单元接收到处理控制单元传送的指令后，采用高压隔离模块和干簧继电器快速有效地隔断高压，保障操作人员的安全，且采用高压硅堆使得线路只能单向导通，可有效防止被测线路高压倒灌。

进一步地，所述高清显示单元包括高清显示屏，高清显示屏用于实时显示高压电机的检测情况，使操作人员能根据高清显示屏上显示的故障原因作出及时准确的维护。

进一步地，所述安全维护单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

高压熔断器，采用高压熔断器用作过流保护手段，避免高压电机烧坏；

外壳接地模块，采用外壳接地模块对高压电机外壳进行保护，使高压电机外壳接地；

行程开关模块，采用行程开关模块对检测手车是否到达试验位置进行检验，确保高压电机正常运作；

紧急停止模块，设置急停开关，发生意外或需要紧急中断测试时，可以按下紧急停止模块的按钮，用于迅速停止高压输出；

过压保护模块，在低压部分与高压部分之间安装过欠压保护装置，防止高压爬到低压部分发生触电事故；

访问权限模块，在显示通讯单元中设置不同权限的用户，设置不同的密码，不同权限的用户可以对设备进行不同的操作；

二次掉电模块，在二次掉电后能够保证电机绝缘监测装置与高压线路完全断开；

其中高压熔断器，包括：熔断判定模块，用于：

获取所述高压熔断器中熔体的长度以及熔体材料类型，根据下列公式计算所述高压熔断器中熔体的熔断电流：

其中，I表示高压熔断器中熔体的熔断电流；L表示高压熔断器中熔体的长度；α表示高压熔断器中熔体的材料密度；C表示高压熔断器中熔体的比热容；ρ表示高压熔断器中熔体在基准温度时的电阻率；η表示表示高压熔断器中熔体的电阻率的温度系数；t₂表示高压熔断器中熔体的当前温度；t₁表示高压熔断器所在的环境温度；

当通过所述高压熔断器熔体的当前电流小于所述熔断电流时，判定高压电机电流输出正常，控制所述高压熔断器保持当前状态；

当通过所述高压熔断器熔体的当前电流大于等于所述熔断电流时，判定高压电机处于过流状态，控制所述高压熔断器的熔体熔断。

进一步地，所述预警提醒单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

预警提醒单元通过无线网络向移动终端传送信息，其传送信息的方式包括邮件、短信或电话，对操作人员进行提示，提醒操作人员对绝缘预警的高压电机进行相对应的检修维护。

根据本发明的另一个方面，提供了带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统的绝缘检测方法，包括如下步骤：

S1：通过信息采集单元对高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值进行信息采集，且将采集的信息指标传送给绝缘检测单元；

S2：通过绝缘检测单元对实时采集的高压电机的所述信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测结果反馈给处理控制单元；

S3：通过处理控制单元对检测的高压电机的是否绝缘进行处理控制，且指挥整个高压电机绝缘检测系统运行，为高压电机运作提供有力保障；

S4：若检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令，提醒操作人员此时高压电机已出现故障，请及时处理，为高压电机提供相对应地维护，保证高压电机能及时正常运行工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法，检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令，有效地隔断高压，保障操作人员的安全，且提醒操作人员此时高压电机已出现故障，请及时处理，为高压电机提供相对应地维护，保证高压电机能及时正常运行工作，降低在开关柜内进行人工绝缘测试的安全风险，保障人身和设备的安全，同时缩短操作时间，提高工作效率，最大程度上避免了在进行高压电动机绝缘测试过程中发生电气误操作进而造成人身伤亡事故，既保障人身和设备安全，又可以减少开关柜操作，延长设备使用寿命，减轻了电气人员的工作负担。

附图说明

图1为本发明的高压电机绝缘检测系统的原理图；

图2为本发明的高压电机绝缘检测系统的模块图；

图3为本发明的安全维护单元的模块图；

图4为本发明的高压电机绝缘检测系统的检测方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-图2，带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，包括

通过信息采集单元对高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值进行信息采集，且将采集的信息指标传送给绝缘检测单元；

需要说明的是，信息采集单元包括振动传感器、电流传感器、电压传感器、温湿度传感器和兆欧表，其中

通过振动传感器对高压电机的振动频率进行采集，且将采集的振动值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

通过电流传感器实时感应流经高压电机连接线路上的感应电流，根据采集的感应电流来检测高压电机是否存在过流情形：

1、若检测的运行电流超过额定电流时，跳闸保护高压电机，例如检测的运行电流为2.3A，而设置的额定电流为2.0A，此时检测的运行电流超过额定电流时，跳闸保护高压电机；

2、若检测的运行电流未超过额定电流时，高压电机继续运作，例如检测的运行电流为1.8A，而设置的额定电流为2.0A，此时检测的运行电流未超过额定电流时，高压电机继续运作。

根据对高压电机的电流采集情况，制作表1：

表1：高压电机的电流采集情况

	采集运行电流	设定额定电流	保护措施
				采集一	2.3A	2.0A	跳闸保护高压电机
采集一	1.8A	2.0A	继续运作高压电机

通过电压传感器实时感应流经高压电机连接线路上的感应电压，根据采集的感应电压来检测高压电机是否存在电压情形：

1、若检测的运行电压超过额定电压时，跳闸保护高压电机，例如检测的运行电压为2530V，而设置的额定电压为2500V，此时检测的运行电压超过额定电压时，跳闸保护高压电机；

2、若检测的运行电压未超过额定电压时，高压电机继续运作，例如检测的运行电压为2460V，而设置的额定电压为2500V，此时检测的运行电压未超过额定电压时，高压电机继续运作。

根据对高压电机的电压采集情况，制作表2：

表2：高压电机的电压采集情况

	采集运行电压	设定额定电压	保护措施
				采集一	2530V	2500V	跳闸保护高压电机
采集一	2460V	2500V	继续运作高压电机

通过温湿度传感器实时感应高压电机的温湿度，根据采集的感应温湿度来检测高压电机是否存在温度和湿度过高的情形：

1、当采集的高压电机的运行温度过高时，为了保护高压电机不损坏，通过外部降温机构对高压电机进行降温，使高压电机正常运作；

根据对高压电机的温度采集情况，制作表3：

表3：高压电机的温度采集情况

2、当采集的高压电机的运行湿度过高时，为了保护高压电机不损坏，通过外部通风机构对高压电机进行通风，降低湿度值，使高压电机处于合适的湿度状态。

根据对高压电机的湿度采集情况，制作表4：

表4：高压电机的温度采集情况

通过兆欧表实时感应高压电机的绝缘电阻值，且将采集的绝缘电阻值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

需要说明的是，其中采用兆欧表采集高压电机的绝缘电阻值的方法为

按照兆欧表测量的方法连接高压电机的各处线路，测量导线与管道的连接采用磁性接头或者夹子，且连接点必须除去锈迹，然后测量仪器为2500V兆欧表，转动兆欧表手柄达到规定的转速，持续10秒，兆欧表稳定指示的电阻值即为绝缘接头的绝缘电阻值，其绝缘电阻每千伏不应低于1MΩ

通过绝缘检测单元对实时采集的高压电机的信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，其中绝缘检测单元包括信号收发模块、信号转化模块、信号检测模块和分析比对模块，

需要说明的是，信号收发模块作为连接的桥梁，使信息采集单元实时采集的高压电机的各项指标能准确无误地传送给绝缘检测单元，保证信号传送的完整性；

需要说明的是，信号转化模块对接收的高压电机的各项采集指标进行信号转化，通过数电的原理将电信号转化成数字信号，便于信号检测模块进行快速便捷的检测；

需要说明的是，信号检测模块对经转化后的高压电机的各项采集指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测的高压电机的是否绝缘反馈给分析比对模块，便于进行后续更为详细的处理；

分析比对模块对检测的高压电机的是否绝缘进行分析比对，判别高压电机的最终是否绝缘，为高压电机运行提供有力保障；

需要说明的是，其中分析比对模块对高压电机的是否绝缘进行分析比对的方法为

采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值记为R1，其中分析比对模块内存储的高压电机的绝缘电阻阀值记为R2，其中R2为1MΩ；

若R1<R2，则表明采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值小于高压电机的绝缘电阻阀值，此时高压电机处于未绝缘状态；

若R1≥R2，则表明采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值不小于高压电机的绝缘电阻阀值，此时高压电机处于绝缘状态。

需要说明的是，分析比对模块对高压电机的绕组绝缘是否受潮的判断方法为

采用2500V兆欧表测量高压电机的绕组绝缘电阻，测量高压电机对地绝缘60秒时的绕组绝缘电阻，记为R60；测量高压电机对地绝缘15秒时的绕组绝缘电阻，记为R15；其中吸收比Ar＝R60/R15；

若吸收比Ar＝R60/R15≥1.3时，则表明绕组绝缘电阻的吸收比Ar≥1.3，此时高压电机处于未受潮状态；

若吸收比Ar＝R60/R15<1.3时，则表明绕组绝缘电阻的吸收比Ar<1.3，此时高压电机处于受潮状态

通过处理控制单元对检测的高压电机的是否绝缘进行处理控制，且指挥整个高压电机绝缘检测系统运行，为高压电机运作提供有力保障。

需要说明的是，所述分析比对模块，还用于：

将接收信息采集单元实时采集的高压电机的各项指标，根据所述各项指标的数据属性，进行分类，建立数据列表，根据时间轴存储所述数据列表；

根据所述时间轴，获取同一指标的历史数据，绘制第一数据波动图像，获取所述第一数据波动图像的第一数据波动特征；

当检测到高压电机处于未绝缘状态时，在所述第一数据波动图进行数据标记，获得标记数据；

同时，获取所述标记数据的相邻数据，对比所述标记数据及其相邻数据，获取所述高压电机处于未绝缘状态的第二数据波动特征；

将所述第一数据波动特征与所述第二数据特征进行对比，获得数据波动差异，根据所述波动差异，确定所述高压电机未绝缘状态发生前各个指标的数据变化趋势；

基于所述数据变化趋势，在所述数据波动图上确定数据变化节点，并分别截取不同指标第一数据波动图像上数据变化节点到数据标记点的部分，作为第二数据波动图像；

获取所述第二数据波动图像的第三数据波动特征，对比不同指标之间的第三数据波动特征，获得不同指标在所述高压电机未绝缘时的数据变化差异，并根据所述数据变化差异，建立各个指标在所述高压电机未绝缘时的数据波动关联关系；

根据所述数据波动关联关系以及分析比对模块内存储的高压电机的绝缘电阻阀值R2，设定剩余指标的绝缘阈值。

其中，数据属性是指采集指标，一个采集指标对应一个数据属性；

数据列表是指将同一时刻采集到的高压电机恶的各项指标数据根据分类结果建立数据表格；

第一数据波动图像是指采用历史数据将同一指标的数据绘制到同一幅图上，得到指标数据变化的离散图像；

第一数据波动特征是指高压电机绝缘时，随着工作时间的变化同一指标对应采集到的数据的变化规律，例如随着高压电机工作时间的变化温湿度传感器采集到的温度值可能会有所上升；

标记数据是指高压电机被确定为未绝缘的一瞬间采集到全部数据，该数据包括不同的指标数据；

相邻数据是指高压电机被确定为未绝缘的一瞬间的前一刻以及后一刻采集的全部数据，该数据包括不同的指标数据；

第二数据波动特征是指高压电机处于未绝缘状态时，不同指标的数据变化规律；

数据波动差异是指通过高压电机绝缘时的数据变化特征同于未绝缘时的数据变化特征进行对比，确定的数据变化的不同之处；

数据变化趋势是指高压电机未绝缘情况即将发生时，各个指标的变化趋势，例如，高压电机未绝缘情况下绝缘电阻值逐渐减小；

数据变化节点是指高压电机还在绝缘状态但即将向未绝缘状态发展的时间节点，即第一数据波动图上高压电机被确认为未绝缘前数据变化突然发生变化的数据采集审完时间点；

第二数据波动图像是指在第一数据波动图上截取的数据变化节点到数据标记点的部分，不同指标具有不同的第二数据波动图，其中，数据标记点是指标记标记数据的点；

第三数据波动特征是指高压电机向未绝缘状态发展的过程的中各个指标的数据变化；

数据变化差异是指不同指标之间对比，在高压电机向未绝缘状态发展的过程的中的数据变化的不同之处；

数据波动关联关系是指不用指标在高压电机处于未绝缘状态时的数据关联关系；

绝缘阈值是指除了绝缘电阻阀值以外的其他指标的预警阈值；

本发明将接收信息采集单元实时采集的高压电机的各项指标对应的数据进行分类，建立数据列表，根据时间轴存储数据列表，实现有序存储方便后续的数据查询；通过高压电机绝缘和未绝缘前后的数据对比，确定高压电机未绝缘状态发生前各个指标的数据变化趋势，然后根据数据变化趋势，在数据波动图上确定数据变化节点，获得第二数据波动图像，分析不同指标在高压电机未绝缘时的数据变化差异，建立各个指标在所述高压电机未绝缘时的数据波动关联关系，根据数据波动关联关系以及分析比对模块内存储的高压电机的绝缘电阻阀值R2，设定剩余指标的绝缘阈值，确定多个高压电机绝缘判断指标，建立带有多指标判断的高压电机绝缘检测系统。

处理控制单元包括智能控制模块和指令传达模块，

智能控制模块为整个高压电机绝缘检测系统提供智能控制，为整个高压电机绝缘检测系统的核心部件；

指令传达模块高速传达整个高压电机绝缘检测系统的指令，保证整个高压电机绝缘检测系统稳定运行；

其中处理控制单元的处理控制方法为

需要说明的是，绝缘检测单元对高压电机的信息指标进行检测且判断高压电机的是否绝缘后，通过处理控制单元给与相对应地处理控制；

若检测到高压电机处于绝缘状态，则表明高压电机可正常运行工作；

若检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令，提醒操作人员此时高压电机已出现故障，请及时处理，为高压电机提供相对应地维护，保证高压电机能及时正常运行工作。

通过高压隔离单元隔断高压电机上产生的线路高压，有效地防止被测线路通过电机绝缘状态检测装置发生接地故障。

高压隔离单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

高压隔离模块，采用高压真空继电器或高压交流接触器，用于隔断高压；

高压硅堆模块，采用高压硅堆使得线路只能单向导通，可有效防止被测线路高压倒灌；

干簧继电器，采用高压干簧继电器，可以有效地隔断高压，保障操作人员的安全；

需要说明的是，高压隔离单元接收到处理控制单元传送的指令后，采用高压隔离模块和干簧继电器快速有效地隔断高压，保障操作人员的安全，且采用高压硅堆使得线路只能单向导通，可有效防止被测线路高压倒灌。

高清显示单元包括高清显示屏，高清显示屏用于实时显示高压电机的检测情况，使操作人员能根据高清显示屏上显示的故障原因作出及时准确的维护。

参阅图3，安全维护单元对绝缘预警的高压电机进行安全维护，保障操作人员和高压电机的安全。

安全维护单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

高压熔断器，采用高压熔断器用作过流保护手段，避免高压电机烧坏；

外壳接地模块，采用外壳接地模块对高压电机外壳进行保护，使高压电机外壳接地；

行程开关模块，采用行程开关模块对检测手车是否到达试验位置进行检验，确保高压电机正常运作；

紧急停止模块，设置急停开关，发生意外或需要紧急中断测试时，可以按下紧急停止模块的按钮，用于迅速停止高压输出；

过压保护模块，在低压部分与高压部分之间安装过欠压保护装置，防止高压爬到低压部分发生触电事故；

访问权限模块，在显示通讯单元中设置不同权限的用户，设置不同的密码，不同权限的用户可以对设备进行不同的操作；

二次掉电模块，在二次掉电后能够保证电机绝缘监测装置与高压线路完全断开。

需要说明的是，所述高压熔断器，包括：熔断判定模块，用于：

获取所述高压熔断器中熔体的长度以及熔体材料类型，根据下列公式计算所述高压熔断器中熔体的熔断电流：

其中，I表示高压熔断器中熔体的熔断电流；L表示高压熔断器中熔体的长度；α表示高压熔断器中熔体的材料密度；C表示高压熔断器中熔体的比热容；ρ表示高压熔断器中熔体在基准温度时的电阻率；η表示表示高压熔断器中熔体的电阻率的温度系数；t₂表示高压熔断器中熔体的当前温度；t₁表示高压熔断器所在的环境温度；

当通过所述高压熔断器熔体的当前电流小于所述熔断电流时，判定高压电机电流输出正常，控制所述高压熔断器保持当前状态；

当通过所述高压熔断器熔体的当前电流大于等于所述熔断电流时，判定高压电机处于过流状态，控制所述高压熔断器的熔体熔断。

本发明通过计算确定高压熔断器中熔体的熔断电流，当通过高压熔断器熔体的当前电流大于等于熔断电流时，控制高压熔断器的熔体熔断，对高压电机进行过流保护，避免过流给高压电机带来不可逆的损坏。

预警提醒单元对操作人员进行提示，提醒操作人员对绝缘预警的高压电机进行相对应的检修维护。

预警提醒单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

需要说明的是，预警提醒单元通过无线网络向移动终端传送信息，其传送信息的方式包括邮件、短信或电话，对操作人员进行提示，提醒操作人员对绝缘预警的高压电机进行相对应的检修维护。

参阅图4，为了更好的展现带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统的绝缘检测流程，本实施例现提出带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统的绝缘检测方法，包括如下步骤：

S1：通过信息采集单元对高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值进行信息采集，且将采集的信息指标传送给绝缘检测单元；

S2：通过绝缘检测单元对实时采集的高压电机的信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测结果反馈给处理控制单元；

S3：通过处理控制单元对检测的高压电机的是否绝缘进行处理控制，且指挥整个高压电机绝缘检测系统运行，为高压电机运作提供有力保障；

S4：若检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令，提醒操作人员此时高压电机已出现故障，请及时处理，为高压电机提供相对应地维护，保证高压电机能及时正常运行工作。

综上所述，本发明的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统及方法，通过信息采集单元对高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值进行信息采集，且将采集的信息指标传送给绝缘检测单元，通过绝缘检测单元对实时采集的高压电机的信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测结果反馈给处理控制单元，通过处理控制单元对检测的高压电机的是否绝缘进行处理控制，且指挥整个高压电机绝缘检测系统运行，为高压电机运作提供有力保障，若检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令，有效地隔断高压，保障操作人员的安全，且提醒操作人员此时高压电机已出现故障，请及时处理，为高压电机提供相对应地维护，保证高压电机能及时正常运行工作，降低在开关柜内进行人工绝缘测试的安全风险，保障人身和设备的安全，同时缩短操作时间，提高工作效率，最大程度上避免了在进行高压电动机绝缘测试过程中发生电气误操作进而造成人身伤亡事故，既保障人身和设备安全，又可以减少开关柜操作，延长设备使用寿命，减轻了电气人员的工作负担。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，其特征在于，包括

信息采集单元，用于对高压电机的各项指标进行信息采集，其中需要采集的信息指标包括高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值；

绝缘检测单元，用于对实时采集的高压电机的所述信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测结果反馈给处理控制单元；

处理控制单元，用于对检测的高压电机的是否绝缘进行处理控制，且指挥整个高压电机绝缘检测系统运行；

高压隔离单元，用于隔断高压电机上产生的线路高压；

高清显示单元，用于实时显示高压电机绝缘检测情况，使操作人员实时了解高压电机运行状态；

安全维护单元，用于对绝缘预警的高压电机进行安全维护；

预警提醒单元，用于对操作人员进行提示，提醒操作人员对绝缘预警的高压电机进行相对应的检修维护；

所述绝缘检测单元包括信号收发模块、信号转化模块、信号检测模块和分析比对模块，其中

所述信号收发模块用于收发信号，信号收发模块作为连接的桥梁，使信息采集单元实时采集的高压电机的各项指标能准确无误地传送给绝缘检测单元，保证信号传送的完整性；

所述信号转化模块用于对接收的高压电机的各项采集指标进行信号转化，通过数电的原理将电信号转化成数字信号，便于信号检测模块进行快速便捷的检测；

所述信号检测模块用于对经转化后的高压电机的各项采集指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测的高压电机的是否绝缘反馈给分析比对模块，便于进行后续更为详细的处理；

所述分析比对模块用于对检测的高压电机的是否绝缘进行分析比对，判别高压电机的最终是否绝缘；

其中分析比对模块对高压电机的是否绝缘进行分析比对的方法为

采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值记为R1，其中分析比对模块内存储的高压电机的绝缘电阻阀值记为R2，其中R2为1 MΩ；

若R1<R2，则表明采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值小于高压电机的绝缘电阻阀值，此时高压电机处于未绝缘状态；

若R1≥R2，则表明采用2500V兆欧表测量高压电机的绝缘电阻值不小于高压电机的绝缘电阻阀值，此时高压电机处于绝缘状态；

其中分析比对模块对高压电机的绕组绝缘是否受潮的判断方法为

采用2500V兆欧表测量高压电机的绕组绝缘电阻，测量高压电机对地绝缘60秒时的绕组绝缘电阻，记为 R60；测量高压电机对地绝缘15秒时的绕组绝缘电阻，记为 R15；其中吸收比Ar=R60/R15；

若吸收比Ar=R60/R15≥1.3时，则表明绕组绝缘电阻的吸收比Ar≥1.3，此时高压电机处于未受潮状态；

若吸收比Ar=R60/R15<1.3时，则表明绕组绝缘电阻的吸收比Ar<1.3，此时高压电机处于受潮状态；

所述分析比对模块，还用于：

接收信息采集单元实时采集的高压电机的各项指标，根据所述各项指标的数据属性，进行分类，建立数据列表，根据时间轴存储所述数据列表；

根据所述时间轴，获取同一指标的历史数据，绘制第一数据波动图像，获取所述第一数据波动图像的第一数据波动特征；

当检测到高压电机处于未绝缘状态时，在所述第一数据波动图进行数据标记，获得标记数据；

同时，获取所述标记数据的相邻数据，对比所述标记数据及其相邻数据，获取所述高压电机处于未绝缘状态的第二数据波动特征；

将所述第一数据波动特征与所述第二数据特征进行对比，获得数据波动差异，根据所述波动差异，确定所述高压电机未绝缘状态发生前各个指标的数据变化趋势；

基于所述数据变化趋势，在所述数据波动图上确定数据变化节点，并分别截取不同指标第一数据波动图像上数据变化节点到数据标记点的部分，作为第二数据波动图像；

获取所述第二数据波动图像的第三数据波动特征，对比不同指标之间的第三数据波动特征，获得不同指标在所述高压电机未绝缘时的数据变化差异，并根据所述数据变化差异，建立各个指标在所述高压电机未绝缘时的数据波动关联关系；

根据所述数据波动关联关系以及分析比对模块内存储的高压电机的绝缘电阻阀值R2，设定剩余指标的绝缘阈值。

2.如权利要求1所述的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，其特征在于，所述信息采集单元包括振动传感器、电流传感器、电压传感器、温湿度传感器和兆欧表，其中

所述振动传感器安装在高压电机上，振动传感器用于实时感应高压电机的振动频率，且将采集的振动值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述电流传感器安装在高压电机的连接线路上，用于实时感应流经高压电机连接线路上的感应电流，且将采集的电流值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述电压传感器安装在高压电机的连接线路上，用于实时感应流经高压电机连接线路上的感应电压，且将采集的电压值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述温湿度传感器安装在高压电机上，用于实时感应高压电机的温湿度，且将采集的温湿度值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

所述兆欧表安装在高压电机的连接线路上，用于实时感应高压电机的绝缘电阻值，且将采集的绝缘电阻值反馈给绝缘检测单元进行后续的绝缘检测；

其中采用兆欧表采集高压电机的绝缘电阻值的方法为

按照兆欧表测量的方法连接高压电机的各处线路，测量导线与管道的连接采用磁性接头或者夹子，且连接点必须除去锈迹，然后测量仪器为2500V兆欧表，转动兆欧表手柄达到规定的转速，持续10秒，兆欧表稳定指示的电阻值即为绝缘接头的绝缘电阻值，其绝缘电阻每千伏不应低于1 MΩ。

3.如权利要求1所述的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，其特征在于，所述处理控制单元包括智能控制模块和指令传达模块，

所述智能控制模块用于为整个高压电机绝缘检测系统提供智能控制，为整个高压电机绝缘检测系统的核心部件；

所述指令传达模块用于高速传达整个高压电机绝缘检测系统的指令，保证整个高压电机绝缘检测系统稳定运行；

其中处理控制单元的处理控制方法为

绝缘检测单元对高压电机的所述信息指标进行检测且判断高压电机的是否绝缘后，通过处理控制单元给与相对应地处理控制；

若检测到高压电机处于绝缘状态，则表明高压电机可正常运行工作；

若检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令。

4.如权利要求1所述的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，其特征在于，所述高压隔离单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

高压隔离模块，采用高压真空继电器或高压交流接触器，用于隔断高压；

高压硅堆模块，采用高压硅堆使得线路单向导通；

干簧继电器，采用高压干簧继电器；

高压隔离单元接收到处理控制单元传送的指令后，采用高压隔离模块和干簧继电器隔断高压。

5.如权利要求1所述的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，其特征在于，所述高清显示单元包括高清显示屏，高清显示屏用于实时显示高压电机的检测情况，操作人员根据高清显示屏上显示的故障原因作出维护。

6.如权利要求1所述的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，其特征在于，所述安全维护单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

高压熔断器，采用高压熔断器用作过流保护；

外壳接地模块，采用外壳接地模块对高压电机外壳进行保护，使高压电机外壳接地；

行程开关模块，采用行程开关模块对检测手车是否到达试验位置进行检验；

紧急停止模块，设置急停开关，发生意外或需要紧急中断测试时，按下紧急停止模块的按钮，用于迅速停止高压输出；

过压保护模块，在低压部分与高压部分之间安装过欠压保护装置；

访问权限模块，在显示通讯单元中设置不同权限的用户，设置不同的密码，不同权限的用户可以对设备进行不同的操作；

二次掉电模块，用于在二次掉电后电机绝缘监测装置与高压线路完全断开；

其中高压熔断器，包括：熔断判定模块，用于：

获取所述高压熔断器中熔体的长度以及熔体材料类型，根据下列公式计算所述高压熔断器中熔体的熔断电流：

其中，

表示高压熔断器中熔体的熔断电流；

表示高压熔断器中熔体的长度；

表示 高压熔断器中熔体的材料密度；

表示高压熔断器中熔体的比热容；

表示高压熔断器中 熔体在基准温度时的电阻率；

表示表示高压熔断器中熔体的电阻率的温度系数；

表示高 压熔断器中熔体的当前温度；

表示高压熔断器所在的环境温度；

当通过所述高压熔断器熔体的当前电流小于所述熔断电流时，判定高压电机电流输出正常，控制所述高压熔断器保持当前状态；

当通过所述高压熔断器熔体的当前电流大于等于所述熔断电流时，判定高压电机处于过流状态，控制所述高压熔断器的熔体熔断。

7.如权利要求1所述的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统，其特征在于，所述预警提醒单元接收到处理控制单元传送的指令后将执行以下操作：

预警提醒单元通过无线网络向移动终端传送信息，其传送信息的方式包括邮件、短信或电话，对操作人员进行提示，提醒操作人员对绝缘预警的高压电机进行相对应的检修维护。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的带有绝缘预警功能的高压电机绝缘检测系统的绝缘检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过信息采集单元对高压电机的绝缘电阻值、振动值、电流电压值及温湿度值进行信息采集，且将采集的信息指标传送给绝缘检测单元；

S2：通过绝缘检测单元对实时采集的高压电机的所述信息指标进行检测，判断高压电机的是否绝缘，且将检测结果反馈给处理控制单元；

S3：通过处理控制单元对检测的高压电机的是否绝缘进行处理控制，且指挥整个高压电机绝缘检测系统运行；

S4：若检测到高压电机处于未绝缘状态，则表明高压电机出现故障，则处理控制单元向高压隔离单元、高清显示单元、安全维护单元和预警提醒单元传送相对应的指令，提醒操作人员此时高压电机已出现故障。

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