CN211061633U - 一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，包括有交直流漏电流传感器采集模块、信号调理模块、多选一开关、多通道模数转换模块以及微控制单元，进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器将采集到的漏电流电压输出信号输入到信号调理模块，信号调理模块与多选一开关电性连接，多选一开关与多通道模数转换模块电性连接，多通道模数转换模块与所述微控制单元电性连接；该装置没有采用平衡桥和非平衡桥技术，不会影响原有的绝缘监测装置利用平衡桥检测的绝缘电阻，可以检测出母线正负极对地绝缘同时降低的情况。

Description

一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备技术领域，尤其是一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置。

背景技术

在一般情况下，一点接地并不影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到接地故障点并予以修复，又发生另一点接地故障，就可能引起重大故障的发生。现有的直流系统绝缘监测装置分为主机和分机，主机配备平衡桥、监测桥和直流漏电流传感器，用于监测直流系统绝缘降低或接地；分机仅配备直流漏电流传感器，用于监测直流分电屏馈出支路的绝缘降低或接地。直流系统绝缘监测装置应采用直流电压检测法原理。直流系统支路绝缘监测装置宜采用直流漏电流检测法原理、也可采用低频信号注入法原理。根据电桥平衡原理实现的绝缘装置被广泛应用，但它不能检测直流系统正、负极绝缘同等下降的情况；绝缘装置即使报警，也不能直接得到系统对地的绝缘电阻大小。用低频探测原理检测接地故障是近几年采用的一种新方法，但它所能检测的接地电阻受直流系统对地分布电容的制约，而且低频交流信号容易受外界干扰，另外注入的低频交流信号增大直流系统的纹波系数。可见，电桥平衡原理和低频探测原理均存在若干难以克服的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述情况，提供一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，该装置没有采用平衡桥和非平衡桥技术，不会影响原有的绝缘监测装置利用平衡桥检测的绝缘电阻，可以检测出母线正负极对地绝缘同时降低的情况。

本实用新型的具体方案是：一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，包括有交直流漏电流传感器采集模块、信号调理模块、多选一开关、多通道模数转换模块以及微控制单元，其中所述交直流漏电流传感器采集模块包括有一个进线断路器和若干个分支断路器，进线断路器的出口处连接有进线交直流漏电流传感器，进线交直流漏电流传感器与直流母线电性连接；每个分支断路器的入口处各连接有一个分支交直流漏电流传感器，分支交直流漏电流传感器与直流母线同样电性连接，所述进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器将采集到的漏电流电压输出信号输入到信号调理模块，信号调理模块与多选一开关电性连接，多选一开关与多通道模数转换模块电性连接，多通道模数转换模块与所述微控制单元电性连接。

进一步的，本实用新型中所述多通道模数转换模块采用多通道模数转换芯片AD7606进行转换。

进一步的，本实用新型中所述微控制单元采用ARM处理器，多通道模数转换模块与ARM处理器之间通过高速并行接口FSMC进行数据传输。

进一步的，本实用新型中所述信号调理模块采用集成运放调理电路。

进一步的，本实用新型中所述进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器均采用±15V供电，量程±50mA，输出直流电压±5V，精度1%，响应时间小于10ms。

本实用新型没有采用平衡桥和非平衡桥技术，不会影响原有的绝缘监测装置利用平衡桥检测的绝缘电阻。现有平衡桥无法检测母线正负极对地绝缘同时降低的情况，但是本实用新型装置能够实现这一目标，当使用正负母线同时降低时，绝缘降低的程度与漏电流不成正比，借此可以检测出正负母线同时降低的情况，装置中巡查出各个漏电流传感器输出较大的支路，实现支路漏电流选线功能。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图；

图2是本实用新型中交直流漏电流传感器采集模块连接示意图。

图中：1—信号调理模块,2—多选一开关，3—多通道模数转换模块，4—为控制单元，5—进线断路器，6—进线交直流漏电流传感器，7—分支交直流漏电流传感器，8—分支断路器，9—直流母线，10—交直流漏电流传感器采集模块。

具体实施方式

参见图1、图2，本实用新型是一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，包括有交直流漏电流传感器采集模块10、信号调理模块1、多选一开关2、多通道模数转换模块3以及微控制单元4，其中所述交直流漏电流传感器采集模块包括有一个进线断路器5和若干个分支断路器8，进线断路器的出口处连接有进线交直流漏电流传感器6，进线交直流漏电流传感器与直流母线9电性连接；每个分支断路器的入口处各连接有一个分支交直流漏电流传感器7，分支交直流漏电流传感器与直流母线同样电性连接，所述进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器将采集到的漏电流电压输出信号输入到信号调理模块，信号调理模块与多选一开关电性连接，多选一开关与多通道模数转换模块电性连接，多通道模数转换模块与所述微控制单元电性连接。

进一步的，本实施例中所述多通道模数转换模块采用多通道模数转换芯片AD7606进行转换。

进一步的，本实施例中所述微控制单元采用ARM处理器，多通道模数转换模块与ARM处理器之间通过高速并行接口FSMC进行数据传输。

进一步的，本实施例中所述信号调理模块采用集成运放调理电路。

进一步的，本实施例中所述进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器均采用±15V供电，量程±50mA，输出直流电压±5V，精度1%，响应时间小于10ms。

本实施例中所述进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器将采集到的漏电流电压输出信号输入到信号调理模块，信号调理模块将调理后的信号经过多选一开关（本实施例中采用八选一电路）轮流选择送入多通道模数转换模块并最终进入微控制单元（MCU），微控制单元折算出支路漏电流，进而巡查出分支交直流漏电流传感器输出较大的支路以实现支路漏电流选线功能。

在实际使用中，本实用新型装置需要检测直流绝缘降低故障并进行支路巡查选线功能。由于现有的整个直流系统已安装有绝缘监测装置，该装置内已经安装有平衡桥和不平衡桥，本实用新型装置就不可再设计平衡桥和不平衡桥，故需要解决的问题包括直流母线对地电压监测和支路交直流漏电流监测技术，直流母线电压监测直接可以采用对地电阻分压监测，支路漏电流监测则需要通过交直流漏电流传感器（互感器）来检测，所以交直流漏电流传感器的漏电流检测范围、输出电压范围、精度、响应时间等指标是很重要的。

本实用新型通过检测正负极对地电压来判断直流接地故障，然后通过各个交直流漏电流互感器来检测到底是哪一支路出现了绝缘降低。当直流母线出现接地故障时，母线正极、负极对地电压会发生较大偏差，此时开始轮流巡检母线和各分支交直流漏电流互感器输出值，如果某路交直流漏电流互感器输出超过最短检测时间10ms，即可记录此绝缘降低波形，通信上传并节点告警。

直流母线正极对地电压、负极对地电压分别通过电阻分压方式采样，直流系统对地电压偏移系数是指当直流系统绝缘降低时，正负母线对地电压与直流系统标称电压的50%之比。直流母线绝缘电阻为直流正负极电压绝对值与进线漏电流之比；当直流母线绝缘电阻小于设定报警值时，开始启动支路漏电流巡检。支路交直流漏电流传感器通过多选一开关轮流选择送入模数转换芯片，ARM处理器接收后折算出支路漏电流，巡查出漏电流传感器输出较大的支路，实现支路漏电流选线功能。

本实施例中的集成运放调理电路是一种实际应用中比较常见的电路，在电气测量中应用很常见，位于传感器和多通道模数转换模块（多通道模数转换芯片AD7606）之间，在此不再赘述。

本实施例中的多选一开关可以采用CD4051单片8选1模拟开关，或者采用CD4512单片8选1数据选择器均是可以的。

Claims (5)

1.一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，其特征在于：包括有交直流漏电流传感器采集模块、信号调理模块、多选一开关、多通道模数转换模块以及微控制单元，其中所述交直流漏电流传感器采集模块包括有一个进线断路器和若干个分支断路器，进线断路器的出口处连接有进线交直流漏电流传感器，进线交直流漏电流传感器与直流母线电性连接；每个分支断路器的入口处各连接有一个分支交直流漏电流传感器，分支交直流漏电流传感器与直流母线同样电性连接，所述进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器将采集到的漏电流电压输出信号输入到信号调理模块，信号调理模块与多选一开关电性连接，多选一开关与多通道模数转换模块电性连接，多通道模数转换模块与所述微控制单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述多通道模数转换模块采用多通道模数转换芯片AD7606进行转换。

3.根据权利要求1所述的一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述微控制单元采用ARM处理器，多通道模数转换模块与ARM处理器之间通过高速并行接口FSMC进行数据传输。

4.根据权利要求1所述的一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述信号调理模块采用集成运放调理电路。

5.根据权利要求1所述的一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述进线交直流漏电流传感器以及各个分支交直流漏电流传感器均采用±15V供电，量程±50mA，输出直流电压±5V，精度1%，响应时间小于10ms。

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