CN206804792U - 一种互联网实验室在线绝缘监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种互联网实验室在线绝缘监测系统，包括依次并联在主干供电电路的电能质量分析仪、剩余电流式火灾报警仪，以及并联在普通供电电路中的监测仪、测试仪、定位仪、若干并联的负载电路，主干供电电路与普通供电电路之间通过隔离变压器连接；电能质量分析仪与剩余电流式火灾报警仪相互连接，剩余电流式火灾报警仪分别与监测仪、测试仪、定位仪连接，负载电路上还均设有定位互感器，定位互感器均与定位仪连接；所述监测仪还连接有通过专用电源供电的报警显示仪，报警显示仪通过485转以太网连接到网络服务器，并通过网路服务器传递报警信息给网络使用终端。本实用新型实现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。

Description

一种互联网实验室在线绝缘监测系统

技术领域

本实用新型涉实验室电路保护设备技术领域，具体是指一种互联网实验室在线绝缘监测系统。

背景技术

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。现在还未见有互联网实验室在线绝缘监测系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种将隔离变压器和绝缘监视仪、外接报警器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的互联网实验室在线绝缘监测系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种互联网实验室在线绝缘监测系统，包括依次并联在主干供电电路的电能质量分析仪、剩余电流式火灾报警仪，以及并联在普通供电电路中的监测仪、测试仪、定位仪、若干并联的负载电路，所述主干供电电路与普通供电电路之间通过隔离变压器连接；所述电能质量分析仪与剩余电流式火灾报警仪相互连接，剩余电流式火灾报警仪分别与监测仪、测试仪、定位仪连接，所述负载电路上还均设有定位互感器，所述定位互感器均与定位仪连接；所述监测仪还连接有通过专用电源供电的报警显示仪，所述报警显示仪通过485转以太网连接到网络服务器，并通过网路服务器传递报警信息给网络使用终端。

电能质量分析仪：用来检测TT或TN系统电能质量。

剩余电流式火灾报警仪：监测隔离变压器的电流、温度状态。

隔离变压器：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。

监测仪：用于监测绝缘阻值、监测负荷、监测温度。

测试仪：与定位互感器一同将测量电流转换可计算的测量信号。

定位仪：用于定位故障位置。

专用电源：为外接报警显示仪提供交流20V的电压。

外接报警显示仪：具有声光报警功能，并显示实际的监测情况。

485转以太网：将报警显示仪的数据通过协议转换器发送到互联网。

服务器：网络服务器。

电脑、手机：带监测平台。

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。

所以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。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述供电电路为三相电源供电。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述隔离变压器为SG三相变压器。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述供电电路为单相电源供电。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述隔离变压器为DG单相变压器。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述网络使用终端为PC机或者手机。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型能够探测12条支路，以及多种类型传感器数据，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；

（2）本实用新型主电路电流负荷值、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的功能，以及声光报警和互联网终端提醒，智能监测工作状态；

（3）本实用新型可存储最多250条报警和故障历史信息记录，且堆负载电路具有保护效果，适宜广泛推广应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、 “一个”、 “所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和 / 或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和 / 或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和 / 或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 ( 包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

实施例1：

本实施例的主要电路结构，如图1所示，包括依次并联在主干供电电路的电能质量分析仪、剩余电流式火灾报警仪，以及并联在普通供电电路中的监测仪、测试仪、定位仪、若干并联的负载电路，所述主干供电电路与普通供电电路之间通过隔离变压器连接；所述电能质量分析仪与剩余电流式火灾报警仪相互连接，剩余电流式火灾报警仪分别与监测仪、测试仪、定位仪连接，所述负载电路上还均设有定位互感器，所述定位互感器均与定位仪连接；所述监测仪还连接有通过专用电源供电的报警显示仪，所述报警显示仪通过485转以太网连接到网络服务器，并通过网路服务器传递报警信息给网络使用终端。

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。

所以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。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定，使用的供电电路为三相电源供电，且使用的隔离变压器为SG三相变压器。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定，使用的供电电路为单相电源供电，且使用的隔离变压器为DG三相变压器。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定所述网络使用终端为PC机或者手机。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

可以理解的是，根据本实用新型一个实施例的绝缘监测系统结构，例如报警显示仪和服务器等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，包括依次并联在主干供电电路的电能质量分析仪、剩余电流式火灾报警仪，以及并联在普通供电电路中的监测仪、测试仪、定位仪、若干并联的负载电路，所述主干供电电路与普通供电电路之间通过隔离变压器连接；所述电能质量分析仪与剩余电流式火灾报警仪相互连接，剩余电流式火灾报警仪分别与监测仪、测试仪、定位仪连接，所述负载电路上还均设有定位互感器，所述定位互感器均与定位仪连接；所述监测仪还连接有通过专用电源供电的报警显示仪，所述报警显示仪通过485转以太网连接到网络服务器，并通过网路服务器传递报警信息给网络使用终端。

2.根据权利要求1所述的一种互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述供电电路为三相电源供电。

3.根据权利要求2所述的一种互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述隔离变压器为SG三相变压器。

4.根据权利要求1所述的一种互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述供电电路为单相电源供电。

5.根据权利要求4所述的一种互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述隔离变压器为DG单相变压器。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种互联网实验室在线绝缘监测系统，其特征在于，所述网络使用终端为PC机或者手机。