CN115469152A - 一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置 - Google Patents

一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，包括：由电器容仓、屏幕容仓、端子容仓组成的外壳；外壳，包括：底仓、隔板、上护盖、下护盖；电器容仓位于底仓、隔板之间，其内设供电单元、脉冲发生单元、霍尔变送器组、接线端子，并向外延伸设置有通信天线；屏幕容仓位于隔板、上护盖之间，其上设置有触摸屏；端子容仓位于底仓、下护盖之间，其内设置有接线端子。本发明的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，实时监测光伏电站组件的接地电阻，并对接地电阻不合格的状态进行报警。

Description

一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置
技术领域
本发明涉及电力接地保护设备技术领域，特别涉及一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置。
背景技术
随着国内太阳能光伏电站发电规模和应用范围不断扩大，光伏防雷接地防护措施越来越重要。然而光伏系统接地却是光伏施工人员最容易忽视的问题之一，接地电阻不合格会因设备对地绝缘阻抗过低或漏电流过大而报错，影响发电量；雷击后损害设备，甚至危害人身安全。
光伏电站组件及支架防雷接地电阻理论值应为10Ω及以下，配电箱及逆变器接地电阻应为4Ω及以下。光伏接地系统验收时虽接地电阻测试合格，但在后期因土壤含有腐蚀性物质会导致接地系统腐蚀或因接地体连接部位损坏等诸多因素导致接地电阻不合格。目前，缺乏一种接地电阻实时监测装置，只有在发生故障造成损失后时才能找到问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，实时监测光伏电站组件的接地电阻，并对接地电阻不合格的状态进行报警。
本发明解决所采用的技术方案是：
一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，包括：外壳稳压，所述外壳稳压，包括：底仓稳压、隔板稳压、上护盖稳压、下护盖稳压，用以将外壳稳压分割为电器容仓、屏幕容仓、端子容仓。
所述电器容仓位于底仓稳压、隔板稳压之间，电器容仓内设置有供电单元稳压、脉冲发生单元稳压、霍尔变送器组稳压、接线端子稳压，电器容仓向外延伸设置有通信天线稳压；
所述屏幕容仓位于隔板稳压、上护盖稳压之间，屏幕容仓上设置有触摸屏稳压；
所述端子容仓位于底仓稳压、下护盖稳压之间，端子容仓内设置有接线端子稳压。
其中：
所述供电单元稳压，用以将市电进行变压和整流。
所述脉冲发生单元稳压，由稳压电路、脉冲发生电路、放大电路组成，所述稳压电路，用以稳定整流后的双电源电压，所述脉冲发生电路，用以设定并发生脉冲信号，所述放大电路，用以对脉冲信号进行升压放大。
所述触摸屏稳压与供电单元稳压、脉冲发生单元稳压、霍尔变送器组稳压、通信天线稳压电气连接，同时，所述接线端子稳压与供电单元稳压、脉冲发生单元稳压，以及，市电、接地线电气连接。
进一步的，所述底仓稳压设置为向前开口的盒状，底仓稳压下端的中央设置有通槽稳压，底仓稳压上端的中央贯穿设置有穿孔稳压，底仓稳压内的上部设置有垫脚螺母稳压、安装孔组稳压、上安装柱组稳压，底仓稳压内的下部设置有下安装柱组稳压，所述下安装柱组稳压上螺接设置有延伸柱稳压。
进一步的，所述隔板稳压设置为“L”状，隔板稳压的短板段设置于下端并向后延伸，并插设于底仓稳压内，由此电器容仓、端子容仓分设于底仓稳压的上、下两部，隔板稳压短板段的中央设置有容槽稳压，所述容槽稳压设置于接线端子稳压的中央，使接线端子稳压两侧的接线柱分设电器容仓、端子容仓内；
隔板稳压的长板段上贯穿设置有第一通孔组稳压、穿线通槽稳压，所述第一通孔组稳压与上安装柱组稳压相匹配，所述穿线通槽稳压用以穿设触摸屏稳压分别至供电单元稳压、脉冲发生单元稳压、霍尔变送器组稳压、通信天线稳压的电气引线；
隔板稳压的长板段四角处向前延伸设置有外安装柱稳压。
进一步的，所述上护盖稳压设置为向后开口的盒状，并完全盖设于底仓稳压上部的隔板稳压长板段上，由此与隔板稳压组成屏幕容仓，上护盖稳压上贯穿设置有安装槽稳压，所述安装槽稳压用以安装触摸屏稳压，上护盖稳压的四角处贯穿设置有第二通孔组稳压，所述第二通孔组稳压与外安装柱稳压相匹配。
进一步的，所述下护盖稳压设置为向后开口的盒状，并完全盖设于底仓稳压下部，由此与底仓稳压、隔板稳压的短板段组成端子容仓，下护盖稳压的下端向后延伸设置有封板稳压，所述封板稳压插设于通槽稳压内，并留有穿线空隙，下护盖稳压上贯穿设置有第三通孔组稳压，所述第三通孔组稳压与延伸柱稳压相匹配。
进一步的，所述供电单元稳压，包括：
接线端子P901，用以与接线端子稳压电气连接；
接线端子P902，所述接线端子P902与接线端子P901电气连接，用以向其他市电部件供电；
接线端子P903，用以向脉冲发生单元稳压供电；
保险元件F901、热熔电阻NR901，所述保险元件F901、热熔电阻NR901串接设于接线端子P901的火线上，用以对元器件进行保护；
阻容电路C902、R901/R902/R903，所述阻容电路C902、R901/R902/R903并联设于接线端子P901的火线；
变压元件L901，所述变压元件L901分别与阻容电路C902、R901/R902/R903和接线端子P903电气连接；
稳压电容C903、C904，所述稳压电容C903、C904并联设于接线端子P903电气连接上。
进一步的，所述脉冲发生单元稳压上的稳压电路与供电单元稳压的接线端子P903电气连接，并输出稳定的VCC、VEE双电源电压。
进一步的，所述脉冲发生单元稳压上的脉冲发生电路，包括：
ICL8038发生脉冲信号；
调频电阻R8，用以调节脉冲信号的频率；
调空电阻R12，用以调节脉冲信号的空占比；
12针插排P2，用以调整脉冲信号频率范围。
进一步的，所述脉冲发生单元稳压上的放大电路，包括：
6针插排P5，用以选择脉冲信号的波形；
调压电阻R15，用以调节脉冲电压；
接线端子P4，用以输出升压脉冲信号。
进一步的，所述接线端子P4上电气连接设置有隔离光栅，所述隔离光栅用以隔离升压脉冲信号与光伏组件矩阵接地网。
本发明一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的优点在于：
1、通过外壳，防护内部元器件，并与外部实现绝缘；
2、通过外壳所分隔电器容仓、屏幕容仓、端子容仓，分别容设相应的部件，方便日常维护、拆件维修；
3、通过脉冲发生单元发送电压信号，同时，通过霍尔变送器组采集反馈电流信号，实现接地电阻的监测；
4、通过触摸屏实现数据采集、数据处理，再通过通信天线实现数据信号、报警信号的远传。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要的附图作简单介绍，下列描述中的附图是本发明的实施方式。
图1是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的总立体示意图；
图2是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的底仓立体示意图；
图3是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的隔板立体示意图；
图4是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的上护盖立体示意图；
图5是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的下护盖立体示意图；
图6是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的底仓内部件立体示意图；
图7是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的供电单元电路示意图；
图8是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的稳压电路示意图；
图9是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的脉冲发生电路示图；
图10是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的放大电路示意图；
图11是本发明实例提供一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的霍尔变送器电路示意图。
图中：
1、外壳，
11、底仓，111、通槽，112、垫脚螺母，113、安装孔组，114、穿孔，115、上安装柱组，116、下安装柱组，117、延伸柱，
12、隔板，121、容槽，122、第一通孔组，123、穿线通槽，124、外安装柱，
13、上护盖，131、安装槽，132、第二通孔组，
14、下护盖，141、封板，142、第三通孔组，
2、供电单元，
3、脉冲发生单元，
4、霍尔变送器组，
5、接线端子，
6、通信天线，
7、触摸屏。
具体实施方式
为了更加清楚地、明确地说明本发明的具体实施目的和实施方式，下面将对本发明技术方案进行完整的描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。在未做出创造性劳动的前提下，基于本发明所描述实施例的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，如图1所示，包括：外壳1，所述外壳1，包括：底仓11、隔板12、上护盖13、下护盖14，用以将外壳1分割为电器容仓、屏幕容仓、端子容仓。
如图6所示，所述电器容仓位于底仓11、隔板12之间，电器容仓内设置有供电单元2、脉冲发生单元3、霍尔变送器组4、接线端子5，电器容仓向外延伸设置有通信天线6；所述屏幕容仓位于隔板12、上护盖13之间，屏幕容仓上设置有触摸屏7；所述端子容仓位于底仓11、下护盖14之间，端子容仓内设置有接线端子5。
如图2所示，所述底仓11设置为向前开口的盒状，底仓11下端的中央设置有通槽111，底仓11上端的中央贯穿设置有穿孔114，底仓11内的上部设置有垫脚螺母112、安装孔组113、上安装柱组115，底仓11内的下部设置有下安装柱组116，所述下安装柱组116上螺接设置有延伸柱117。
如图3所示，所述隔板12设置为“L”状，隔板12的短板段设置于下端并向后延伸，并插设于底仓11内，由此电器容仓、端子容仓分设于底仓11的上、下两部，隔板12短板段的中央设置有容槽121，所述容槽121设置于接线端子5的中央，使接线端子5两侧的接线柱分设电器容仓、端子容仓内；隔板12的长板段上贯穿设置有第一通孔组122、穿线通槽123，所述第一通孔组122与上安装柱组115相匹配，所述穿线通槽123用以穿设触摸屏7分别至供电单元2、脉冲发生单元3、霍尔变送器组4、通信天线6的电气引线；隔板12的长板段四角处向前延伸设置有外安装柱124。
如图4所示，所述上护盖13设置为向后开口的盒状，并完全盖设于底仓11上部的隔板12长板段上，由此与隔板12组成屏幕容仓，上护盖13上贯穿设置有安装槽131，所述安装槽131用以安装触摸屏7，上护盖13的四角处贯穿设置有第二通孔组132，所述第二通孔组132与外安装柱124相匹配。
如图5所示，所述下护盖14设置为向后开口的盒状，并完全盖设于底仓11下部，由此与底仓11、隔板12的短板段组成端子容仓，下护盖14的下端向后延伸设置有封板141，所述封板141插设于通槽111内，并留有穿线空隙，下护盖14上贯穿设置有第三通孔组142，所述第三通孔组142与延伸柱117相匹配。
其中：
所述供电单元2，用以将市电进行变压和整流，如图7所示，包括：
接线端子P901，用以与接线端子5电气连接；
接线端子P902，所述接线端子P902与接线端子P901电气连接，用以向其他市电部件供电；
接线端子P903，用以向脉冲发生单元3供电；
保险元件F901、热熔电阻NR901，所述保险元件F901、热熔电阻NR901串接设于接线端子P901的火线上，用以对元器件进行保护；
阻容电路C902、R901/R902/R903，所述阻容电路C902、R901/R902/R903并联设于接线端子P901的火线；
变压元件L901，所述变压元件L901分别与阻容电路C902、R901/R902/R903和接线端子P903电气连接；
稳压电容C903、C904，所述稳压电容C903、C904并联设于接线端子P903电气连接上。
所述脉冲发生单元3，由稳压电路、脉冲发生电路、放大电路组成：
脉冲发生单元3上的稳压电路，用以稳定整流后的双电源电压，如图8所示，包括：电源端子P1，所述电源端子P1与电源端子P903电气连接，实现PCB板的低压电源供电；电容C1、C2、C3，所述电容C1、C2、C3相互并联，并与电阻R1组成阻容电路，用以稳定正电源VCC输出，所述电阻R1的支路上串接发光二极管D1，用以显示VCC供电状态；电容C4、C5、C6，所述电容C4、C5、C6相互并联，并与电阻R2组成阻容电路，用以稳定负电源VEE输出，所述电阻R2的支路上串接发光二极管D2，用以显示VEE供电状态。所述电容C1、C4设置为极性电容。
所述脉冲发生单元3上的脉冲发生电路，用以设定并发生脉冲信号，如图9所示，包括：脉冲发生芯片U1，所述脉冲发生芯片U1采用ICL8038芯片；电阻R5、R6，用以调节脉冲信号的失真度；电阻R8，用以调节脉冲信号的频率；电阻R12，用以调节脉冲信号的空占比；12针插排P2，所述12针插排P2与触摸屏端子电气连接，用以接通对应的电容，通过触摸屏调整脉冲信号频率范围；信号端子P3，用以将产生的脉冲信号直接进行输出，所述信号端子P3处输出的脉冲信号为方波square、三角波Triangle、正弦波sina。
所述脉冲发生单元3上的放大电路，用以对脉冲信号进行升压放大，如图10所示，包括：放大芯片U2，所述放大芯片U2采用双运算发达器LM358；6针插排P5，所述6针插排P5与信号端子P3、触摸屏端子电气连接，用以选择脉冲信号的波形；电阻R15，用以调节脉冲的波峰电压；信号端子P4，用以输出放大后的脉冲信号，如图11所示，所述接线端子P4上电气连接设置有隔离光栅，所述隔离光栅用以隔离升压脉冲信号与光伏组件矩阵接地网。
方波square已经是接近电源电压，无需放大经过放大电路，直接由信号端子P3输出；三角波Triangle、正弦波sina经一级跟随器后再进入放大电路，由此，去除阻抗、防止失真。
所述触摸屏7与供电单元2、脉冲发生单元3、霍尔变送器组4、通信天线6电气连接，同时，所述接线端子5与供电单元2、脉冲发生单元3，以及，市电、接地线电气连接。
以上述依据，本发明一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
包括：外壳(1)，
所述外壳(1)，包括：底仓(11)、隔板(12)、上护盖(13)、下护盖(14)，用以将外壳(1)分割为电器容仓、屏幕容仓、端子容仓，
所述电器容仓位于底仓(11)、隔板(12)之间，电器容仓内设置有供电单元(2)、脉冲发生单元(3)、霍尔变送器组(4)、接线端子(5)，电器容仓向外延伸设置有通信天线(6)，
所述屏幕容仓位于隔板(12)、上护盖(13)之间，屏幕容仓上设置有触摸屏(7)，
所述端子容仓位于底仓(11)、下护盖(14)之间，端子容仓内设置有接线端子(5)；
其中：
所述供电单元(2)，用以将市电进行变压和整流，
所述脉冲发生单元(3)，由稳压电路、脉冲发生电路、放大电路组成，所述稳压电路，用以稳定整流后的双电源电压，所述脉冲发生电路，用以设定并发生脉冲信号，所述放大电路，用以对脉冲信号进行升压放大，
所述触摸屏(7)与供电单元(2)、脉冲发生单元(3)、霍尔变送器组(4)、通信天线(6)电气连接，同时，所述接线端子(5)与供电单元(2)、脉冲发生单元(3)，以及，市电、接地线电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述底仓(11)设置为向前开口的盒状，底仓(11)下端的中央设置有通槽(111)，底仓(11)上端的中央贯穿设置有穿孔(114)，底仓(11)内的上部设置有垫脚螺母(112)、安装孔组(113)、上安装柱组(115)，底仓(11)内的下部设置有下安装柱组(116)，所述下安装柱组(116)上螺接设置有延伸柱(117)。
3.根据权利要求2所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述隔板(12)设置为“L”状，隔板(12)的短板段设置于下端并向后延伸，并插设于底仓(11)内，由此电器容仓、端子容仓分设于底仓(11)的上、下两部，隔板(12)短板段的中央设置有容槽(121)，所述容槽(121)设置于接线端子(5)的中央，使接线端子(5)两侧的接线柱分设电器容仓、端子容仓内；
隔板(12)的长板段上贯穿设置有第一通孔组(122)、穿线通槽(123)，所述第一通孔组(122)与上安装柱组(115)相匹配，所述穿线通槽(123)用以穿设触摸屏(7)分别至供电单元(2)、脉冲发生单元(3)、霍尔变送器组(4)、通信天线(6)的电气引线；
隔板(12)的长板段四角处向前延伸设置有外安装柱(124)。
4.根据权利要求3所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述上护盖(13)设置为向后开口的盒状，并完全盖设于底仓(11)上部的隔板(12)长板段上，由此与隔板(12)组成屏幕容仓，上护盖(13)上贯穿设置有安装槽(131)，所述安装槽(131)用以安装触摸屏(7)，上护盖(13)的四角处贯穿设置有第二通孔组(132)，所述第二通孔组(132)与外安装柱(124)相匹配。
5.根据权利要求4所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述下护盖(14)设置为向后开口的盒状，并完全盖设于底仓(11)下部，由此与底仓(11)、隔板(12)的短板段组成端子容仓，下护盖(14)的下端向后延伸设置有封板(141)，所述封板(141)插设于通槽(111)内，并留有穿线空隙，下护盖(14)上贯穿设置有第三通孔组(142)，所述第三通孔组(142)与延伸柱(117)相匹配。
6.根据权利要求1所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述供电单元(2)，包括：
接线端子P901，用以与接线端子(5)电气连接；
接线端子P902，所述接线端子P902与接线端子P901电气连接，用以向其他市电部件供电；
接线端子P903，用以向脉冲发生单元(3)供电；
保险元件F901、热熔电阻NR901，所述保险元件F901、热熔电阻NR901串接设于接线端子P901的火线上，用以对元器件进行保护；
阻容电路C902、R901/R902/R903，所述阻容电路C902、R901/R902/R903并联设于接线端子P901的火线；
变压元件L901，所述变压元件L901分别与阻容电路C902、R901/R902/R903和接线端子P903电气连接；
稳压电容C903、C904，所述稳压电容C903、C904并联设于接线端子P903电气连接上。
7.根据权利要求6所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述脉冲发生单元(3)上的稳压电路与供电单元(2)的接线端子P903电气连接，并输出稳定的VCC、VEE双电源电压。
8.根据权利要求7所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述脉冲发生单元(3)上的脉冲发生电路，包括：
ICL8038发生脉冲信号；
调频电阻R8，用以调节脉冲信号的频率；
调空电阻R12，用以调节脉冲信号的空占比；
12针插排P2，用以调整脉冲信号频率范围。
9.根据权利要求8所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述脉冲发生单元(3)上的放大电路，包括：
6针插排P5，用以选择脉冲信号的波形；
调压电阻R15，用以调节脉冲电压；
接线端子P4，用以输出升压脉冲信号。
10.根据权利要求9所述的一种光伏组件矩阵接地网电阻监测装置，其特征在于：
所述接线端子P4上电气连接设置有隔离光栅，所述隔离光栅用以隔离升压脉冲信号与光伏组件矩阵接地网。
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