CN213364935U - 直流绝缘监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流绝缘监测装置，属于直流绝缘监测技术领域，包括直流绝缘检测电路和报警电路，所述直流绝缘检测电路包括桥电路、电压测量电路、电流测量电路及开关电路；所述电流测量电路、电压测量电路分别与地线连接，所述桥电路、电压测量电路分别与正母线及负母线连接，所述开关电路、电流测量电路分别与所述桥电路连接；所述报警电路与所述电流测量电路连接，有效的监测正母线及负母线分别与地线连接的各个负载等效阻值，通过对阻值变化情况的监测，有效减少了出口继电器误动及拒动的情况，提高了安全性；同时，利用报警电路，且具备继电器输出信号功能，当漏电报警时，继电器输出报警信号至网络，进一步提高了安全性。

Description

直流绝缘监测装置

技术领域

本实用新型涉及直流绝缘监测技术领域，更为具体地，涉及一种直流绝缘监测装置。

背景技术

由于发电厂直流系统的供电网络比较复杂，分布广泛，发生接地的机会较多。一点接地长期存在是非常危险的，若发生另一点接地，将引起信号回路、控制回路、继电保护装置和自动装置的误动作造成直流电源短路，为防止直流系统出现一点接地的运行，必须安装直流绝缘监测装置，尤其是列车上。现有的直流绝缘监测都是通过有线的方式RS485、RS232总线等与监控终端上位机通信，这样，如果维护人员不在监控终端，则不能及时发现故障，采取相应措施。

直流系统是电信运营商云数据通信机房重要的组成部分，直流系统的安全可靠性影响着云数据通信机房的安全运行，关系到整个电网的安全生产。云数据通信机房的直流系统比较复杂，且与继电保护、信号装置、自动装置以及屋内、外配电装置的端子箱、操作机构等连接，因此，发生接地故障机会较多。当发生一点接地故障时，由于没有短路电流流过，不会对系统造成危害，所以系统仍能继续运行。但是这种接地故障必须及早发现，否则当发生另一点接地故障时，有可能引起信号回路、控制回路、继电保护等的不正确动作，从而造成重大损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直流绝缘监测装置，结构简单，安全性高，解决当发生一点接地故障时，由于没有短路电流流过，不会对系统造成危害，所以系统仍能继续运行。但是这种接地故障必须及早发现，否则当发生另一点接地故障时，有可能引起信号回路、控制回路、继电保护等的不正确动作，从而造成重大损失的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种直流绝缘监测装置，包括直流绝缘检测电路和报警电路，所述直流绝缘检测电路包括桥电路、电压测量电路、电流测量电路及开关电路；所述电流测量电路、电压测量电路分别与地线连接，所述桥电路、电压测量电路分别与正母线及负母线连接，所述开关电路、电流测量电路分别与所述桥电路连接；所述报警电路与所述电流测量电路连接。

进一步的，所述直流绝缘检测电路还包括RTC电路，用于时钟的实时更新。

进一步的，所述直流绝缘监测装置上设置有与上位机连接的RS232接口。

进一步的，所述直流绝缘监测装置上设置有通讯接口，所述通讯接口包括RS485与CAN 复用接口。

进一步的，所述正母线为电源，所述负母线为地线。

进一步的，所述直流绝缘监测装置上设置有连接正母线及负母线的接口。

进一步的，所述报警电路包括蜂鸣器、继电器和指示灯。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过采用桥电路、电压测量电路、电流测量电路及开关电路，形成一种直流绝缘检测电路。其中，电压测量电路测量正母线及负母线对地电压，电流测量电路根据节点电流定律测量流过负载的电流值，经过简单计算得出负载的阻值，并通过桥电路与开关电路配合在平衡桥电路及不平衡桥电路之间切换，使得本实用新型可以对正母线及负母线同时接入的负载阻值进行计算，本实用新型技术方案可以监测正母线及负母线分别与地线连接的各个负载等效阻值，通过对阻值变化情况的监测，有效减少了出口继电器误动及拒动的情况，提高了安全性；同时，该直流绝缘监测装置利用报警电路，且具备继电器输出信号功能，当漏电报警时，继电器输出报警信号至网络，进一步提高了安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为直流绝缘监测装置的外部电气连接框图；

图2为直流绝缘监测装置的外部电气连接图；

图3为直流绝缘监测装置的MCU的电气结构框图；

图4为直流绝缘监测装置的内部电气连接框图；

图5为直流绝缘监测装置的桥式电路原理图；

图6为直流绝缘监测装置的操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：

若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。

在本申请中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

实施例1

如图1和2所示，一种直流绝缘监测装置，包括直流绝缘检测电路和报警电路，直流绝缘检测电路包括桥电路、电压测量电路、电流测量电路及开关电路；电流测量电路、电压测量电路分别与地线连接，桥电路、电压测量电路分别与正母线及负母线连接，开关电路、电流测量电路分别与桥电路连接；报警电路与电流测量电路连接。其中，直流绝缘监测装置上设置有与上位机连接的RS232接口。

如图3所示，作为较佳的实施例，直流绝缘检测电路还包括RTC电路，用于时钟的实时更新。在系统设置时间后，可以保证系统掉电后7天内时钟还能保持更新。

实施例2

一种直流绝缘监测装置，包括直流绝缘检测电路和报警电路，直流绝缘检测电路包括桥电路、电压测量电路、电流测量电路及开关电路；电流测量电路、电压测量电路分别与地线连接，桥电路、电压测量电路分别与正母线及负母线连接，开关电路、电流测量电路分别与桥电路连接；报警电路与电流测量电路连接。其中，直流绝缘监测装置上设置有通讯接口，通讯接口包括RS485与CAN复用接口。

如图2所示，作为较佳的实施例，正母线为电源，负母线为地线。直流绝缘监测装置上设置有连接正母线及负母线的接口。

进一步的，报警电路包括蜂鸣器、继电器和指示灯。装置设置了测试与复位按键，当报警时，可按下“复位”按键，对系统进行复位。在正常运行时，可按下“测试”按键，测试装置的报警功能。该直流绝缘监测装置具备继电器输出信号功能，当漏电报警时，继电器输出信号到列车网络。如图3所示，主要完成绝缘电阻的测量、存储、传输以及报警状态输出。

工作原理：电压测量电路，用于测量并采集正母线及负母线相对于地的电压；桥电路，用于正常运行时，维持正母线及负母线对地电压的平衡；开关电路，用于将桥电路在平衡桥电路与不平衡桥电路两种状态间进行切换；电流测量电路，用于测量并采集桥电路平衡桥电路与不平衡桥电路两种状态下，经过电流测量电路的电流，以计算出正负母线对地绝缘电阻值，实现直流绝缘监测功能。

如图5所示，采用桥式电路检测正负母线分别对地的绝缘电阻。图中，R1、R2和R3是已知高精度电阻，Rx和Ry分别是正负母线对地的绝缘电阻，对应的U1、U2和U3分别是三个已知电阻的电压，使用精密AD可以测出U1，U2，U3，结合R1、R2和R3的值就可以算出Rx和Ry值。

如图4所示，通过SPI读取外置ADC采集的三路电压数据，通过计算得出正线、负线对地电压以及绝缘电阻，将得到的电压以及电阻数据加上时间戳以文件形式存入NANDFLASH 中，文件系统采用FAT32格式，同时判断绝缘电阻是否满足设定的阈值要求，控制蜂鸣器、继电器报警，并根据实际阻值控制对应指示灯亮灭，客户可根据实际情况通过串口配置相关信息，亦可通过上位机查看当前数据信息。

如图6所示，STM32作为直流绝缘监测装置的主控器件，负责读取串口配置信息、实时时钟信息、外置AD采集的电压数据，以及绝缘电阻的计算、存储、绝缘状态的判断、状态信息和报警信息的输出等操作。

如图1至6所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种直流绝缘监测装置进行实施，以列车为例，检测列车正负110V直流母线对地电压，计算正负母线对地绝缘电阻，判断正线或负线是否漏电，实现DC110V线路的实时绝缘监测。通过RS232接口，连接上位机，用串口实时查看正、负线对地电压；DC110V正负母线作为电源与地线通过X1A接口的1、3、 2点位输入到绝缘监测装置，绝缘监测装置通过计算绝缘电阻，判断正线或负线是否漏电，如果漏电，内部报警继电器动作，向TCMS输出报警信号，提高了安全性。

本实用新型提供一种直流绝缘监测装置，通过采用桥电路、电压测量电路、电流测量电路及开关电路，形成一种直流绝缘检测电路。其中，电压测量电路测量正母线及负母线对地电压，电流测量电路根据节点电流定律测量流过负载的电流值，经过简单计算得出负载的阻值，并通过桥电路与开关电路配合在平衡桥电路及不平衡桥电路之间切换，使得本实用新型可以对正母线及负母线同时接入的负载阻值进行计算，本实用新型技术方案可以监测正母线及负母线分别与地线连接的各个负载等效阻值，通过对阻值变化情况的监测，有效减少了出口继电器误动及拒动的情况，提高了安全性；同时，该直流绝缘监测装置利用报警电路，且具备继电器输出信号功能，当漏电报警时，继电器输出报警信号至网络，进一步提高了安全性。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”均是广义含义，本领域技术人员应作广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是活动连接，或整体地连接，或局部地连接，可以是机械连接，也可以是电性连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通等，对于本领域的技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，即，文字语言的表达与实际技术的实施可以灵活对应，本实用新型的说明书的文字语言(包括附图)的表达不构成对权利要求的任何单一的限制性解释。

本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。

Claims (7)

1.一种直流绝缘监测装置，其特征在于：包括直流绝缘检测电路和报警电路，所述直流绝缘检测电路包括桥电路、电压测量电路、电流测量电路及开关电路；所述电流测量电路、电压测量电路分别与地线连接，所述桥电路、电压测量电路分别与正母线及负母线连接，所述开关电路、电流测量电路分别与所述桥电路连接；所述报警电路与所述电流测量电路连接。

2.根据权利要求1所述的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述直流绝缘检测电路还包括RTC电路，用于时钟的实时更新。

3.根据权利要求1所述的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述直流绝缘监测装置上设置有与上位机连接的RS232接口。

4.根据权利要求1所述的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述直流绝缘监测装置上设置有通讯接口，所述通讯接口包括RS485与CAN复用接口。

5.根据权利要求1所述的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述正母线为电源，所述负母线为地线。

6.根据权利要求5所述的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述直流绝缘监测装置上设置有连接正母线及负母线的接口。

7.根据权利要求1所述的直流绝缘监测装置，其特征在于：所述报警电路包括蜂鸣器、继电器和指示灯。

Images