CN210803651U - 一种配出中性导体的it电力绝缘检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型具体为一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，包括采样电阻R3、R5；采样电阻R3一端与第一采样电路相连，另一端与分压电阻R1相连，分压电阻R1的另一端与IT系统的N线相连；采样电阻R5一端与第二采样电路相连，另一端与分压电阻R4相连，分压电阻R4的另一端与E线相连；信号发生模块包括多路开关，多路开关输出+15V的直流信号源DC与‑15V的直流信号源DC；多路开关的输出端与IT系统的N线相连；信号处理模块包括MCU；MCU先采集采样电阻R3、R5两端的电压信号，然后根据计算公式得到待测绝缘电阻阻值Rx和泄露电容Cx。本装置能够计算得到待绝缘电阻的阻值，方法简单，且测量精确。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气检测技术领域，具体为一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置。
背景技术
IT电力系统，就是保护接地系统。所谓接地，就是将设备的某一部位经接地装置与大地紧密连接起来。保护接地的做法是将电气设备在故障情况下可能呈现危险电压的金属部位经接地线、接地体同大地紧密地连接起来；其安全原理是把故障电压限制在安全范围以内。IT 系统的字母I表示配电网不接地或经高阻抗接地，字母T表示电气设备外壳接地。保护接地适用于各种不接地配电网。在这类配电网中，凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外,均应接地。
IT电力系统对供电连续性要求较高，一般用于不允许停电或要求严格地连续供电的场所，如，电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井、玻璃厂、化工厂等处，必须装设绝缘检测装置。该系统在出现第一次故障时，故障电流小，电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压，以此可以不切断电源，使电气设备继续运行，并可通过报警装置及检查消除故障，保证供电的连续性，在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。但是，当IT系统发生故障时，对地绝缘性能下降，时间过长会导致整个系统瘫痪，损害设备的同时会对相关场所人员的人身安全造成危害，为了将损失和安全隐患都降到最低，定期对系统维护、对IT系统进行绝缘性测试显得尤为重要。
现有技术申请号201811512727.2，发明名称为绝缘检测装置及系统，提供了一种绝缘检测装置及系统，应用于IT系统，其中，装置中包括：信号发生模块，用于根据接收到的控制指令产生电测试信号；包括采样电阻的分压模块，一端与信号发生模块的信号输出端电连接、另一端与IT系统的检测端口电连接，用于对IT系统中检测端口间的电网电压及信号产生模块产生的电测试信号进行分压；信号处理模块，与分压模块电连接，用于采集采样电阻两端的电压信号，并根据采集的电压信号及测试回路计算得到待绝缘电阻的阻值，完成对IT系统的绝缘检测。但是本方法存在以下的问题：(1)测量和电路复杂(2)电路中既有注入的直流信号，也有电网本身的交流信号，会相互干扰影响测量结果。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
针对上述技术问题，本实用新型提出一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，在IT 电力系统中利用MCU控制多路开关向电网注入直流信号源DC(+15v或-15v),通过采集两个采样电阻R3和R5两端的电压信号及形成的测试回路计算得到配出中性导体的IT系统的待测绝缘电阻阻值Rx,进一步计算得到泄露电容Cx的容量，实现对IT系统的监控，大大降低IT系统发生故障时带来的损失。
2、技术方案：
一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，包括待测电路、信号发生模块、信号处理模块；所述待测电路包括并联的待测绝缘电阻阻值Rx与泄露电容Cx；所述待测绝缘电阻阻值 Rx的一端连接地线，另一端连接IT系统的N线；其特征在于：还包括采样电阻R3、R5；所述采样电阻R3一端与第一采样电路相连，另一端与分压电阻R1相连，分压电阻R1的另一端与IT系统的N线相连；采样电阻R5一端与第二采样电路相连，另一端与分压电阻R4相连，分压电阻R4的另一端与E线相连；所述信号发生模块包括多路开关，所述多路开关输出+15V的直流信号源DC与-15V的直流信号源DC；所述多路开关的输出端与IT系统的N线相连。
所述信号处理模块包括MCU；所述MCU根据采集采样电阻R3、R5两端的电压信号，计算出测绝缘电阻阻值Rx和泄露电容Cx。
进一步地，第一采样电路具体为：第一采样电路具体为：采样电阻R3两端并联电容，采样电阻R3的一端与IT系统中检测端口相连，采样电阻R3的另一端与隔离变送器相连；所述隔离变送器与MCU的AD转换接口1相连。
进一步地，第二采样电路具体为：第二采样电路具体为：采样电阻R5两端并联电容，采样电阻R5的一端与IT系统中检测端口相连，采样电阻R5的另一端与隔离变送器相连；所述隔离变送器与MCU的AD转换接口2相连。
进一步地，还包括预警模块，所述预警模块与MCU相连。
进一步地，还包括显示模块，所述显示模块与MCU相连。
3、有益效果：
(1)在本技术方案中，能够根据采集到的采样电阻两端的电压值计算得到待绝缘电阻的阻值，方法简单，且测量精确，为用户监控IT系统提供依据。
(2)本技术方案中，能够将计算得到的待测绝缘电阻的阻值和/或泄露电容的容量与预设的绝缘电阻阈值/泄露电容阈值进行比较；当判定待测绝缘电阻的阻值小于绝缘电阻阈值，或泄露电容的容量大于泄露电容阈值，发出预警。
(3)本技术方案的信号发生模块输出两个不同的直流信号源DC，其方案对比于对比文件更为简单，容易实现。
附图说明
图1为本实用新型的具体结构简图；
图2为本实用新型的采样电路；
图3为本实用新型的多路开关的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案进行详细的说明。
如附图1至3所示，一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，包括待测电路、信号发生模块、信号处理模块；所述待测电路包括并联的待测绝缘电阻阻值Rx与泄露电容Cx；所述待测绝缘电阻阻值Rx的一端连接地线，另一端连接IT系统的N线；其特征在于：还包括采样电阻R3、R5；所述采样电阻R3一端与第一采样电路相连，另一端与分压电阻R1相连，分压电阻R1的另一端与IT系统的N线相连；采样电阻R5一端与第二采样电路相连，另一端与分压电阻R4相连，分压电阻R4的另一端与E线相连；所述信号发生模块包括多路开关，所述多路开关输出+15V的直流信号源DC与-15V的直流信号源DC；所述多路开关的输出端与 IT系统的N线相连。本装置中能够通过注入不同的电压(+15V与-15V)来进行测试，能够提高测试的精度。
所述信号处理模块包括MCU；所述MCU根据采集采样电阻R3、R5两端的电压信号，计算出测绝缘电阻阻值Rx和泄露电容Cx。
进一步地第一采样电路具体为：第一采样电路具体为：采样电阻R3两端并联电容，采样电阻R3的一端与IT系统中检测端口相连，采样电阻R3的另一端与隔离变送器相连；所述隔离变送器与MCU的AD转换接口1相连。本方案中通过第一采样电路进行采样电阻R3两端的电压。
进一步地，第二采样电路具体为：第二采样电路具体为：采样电阻R5两端并联电容，采样电阻R5的一端与IT系统中检测端口相连，采样电阻R5的另一端与隔离变送器相连；所述隔离变送器与MCU的AD转换接口2相连。本方案中通过第二采样电路进行采样电阻R5两端的电压。
进一步地，还包括预警模块，所述预警模块与MCU相连。本方案中MCU将计算得到的待测绝缘电阻的阻值Rx和/或泄露电容的容量Cx与预设的绝缘电阻阈值/泄露电容阈值进行比较；当判定待测绝缘电阻的阻值小于绝缘电阻阈值，或泄露电容的容量大于泄露电容阈值， MC发送控制信号至预警模块，预警模块发出相应的警告信息。
进一步地，还包括显示模块，所述显示模块与MCU相连。本方案中MCU将计算得到的待测绝缘电阻的阻值Rx和/或泄露电容的容量Cx与预设的绝缘电阻阈值/泄露电容阈值进行比较；当判定待测绝缘电阻的阻值小于绝缘电阻阈值，或泄露电容的容量大于泄露电容阈值， MC发送控制信号至显示模块，显示模块显示相应的超出预设值的信息。
本装置中测量待测绝缘电阻阻值Rx的原理为：
第一第二采样电路分别可以测量采样电阻R3与采样电阻R5的电压
设R3、R5上的采样电压分别为V3、V5
则
本装置中进行测量泄露电容CX的原理为：
当IT系统中存在泄露电容时，设备对地注入信号，同时对泄露电容充放电，所以，根据泄露电容充放电波形采集两个不同时刻的电压值，即可计算得到泄露电容的容量。具体，泄露电容充放电过程如式(1)：
式(1)中，Vt表示t时刻泄露电容两端的电压，E表示泄露电容充满电后的电压，R表示测试回路的总电阻，C表示泄露电容的容量。
因此，通过采集两个时刻(t1时刻和t2时刻)的电压值计算得到泄露电容的容量，具体， t1时刻，
t2时刻,
以此得到如式(2)的电容计算公式：
其中，V1表示t1时刻采集的电阻R3两端的电压值，V2表示t2时刻采集的电阻R3两端的电压值。
在采用式(2)计算泄露电容时，R＝Rx||(R1+R3+R4+R5)，在计算过程中，V1表示t1时刻电压采集单元采集的采样电阻R3电压值，V2表示t2时刻电压采集单元采集的采样电阻R3电压值。
从上面的过程中可以看出，计算出待测绝缘电阻阻值Rx与泄露电容Cx，先在N线上注入直流电源(15V或-15v)，再测出采样电阻R3和R5的采样电压，利用上述公式即可求出。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (5)
1.一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，包括待测电路、信号发生模块、信号处理模块；所述待测电路包括并联的待测绝缘电阻阻值Rx与泄露电容Cx；所述待测绝缘电阻阻值Rx的一端连接地线，另一端连接IT系统的N线；其特征在于：还包括采样电阻R3、R5；所述采样电阻R3一端与第一采样电路相连，另一端与分压电阻R1相连，分压电阻R1的另一端与IT系统的N线相连；采样电阻R5一端与第二采样电路相连，另一端与分压电阻R4相连，分压电阻R4的另一端与E线相连；所述信号发生模块包括多路开关，所述多路开关输出+15V的直流信号源DC与-15V的直流信号源DC；所述多路开关的输出端与IT系统的N线相连；
所述信号处理模块包括MCU；所述MCU根据采集采样电阻R3、R5两端的电压信号，计算出测绝缘电阻阻值Rx和泄露电容Cx。
2.根据权利要求1所述的一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，其特征在于：第一采样电路具体为：采样电阻R3两端并联电容，采样电阻R3的一端与IT系统中检测端口相连，采样电阻R3的另一端与隔离变送器相连；所述隔离变送器与MCU的AD转换接口1相连。
3.根据权利要求1所述的一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，其特征在于：第二采样电路具体为：采样电阻R5两端并联电容，采样电阻R5的一端与IT系统中检测端口相连，采样电阻R5的另一端与隔离变送器相连；所述隔离变送器与MCU的AD转换接口2相连。
4.根据权利要求1所述的一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，其特征在于：还包括预警模块，所述预警模块与MCU相连。
5.根据权利要求1所述的一种配出中性导体的IT电力绝缘检测装置，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块与MCU相连。
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