CN213633770U - 一种直流绝缘接地分级定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直流绝缘接地分级定位系统，包括用于监测直流母线对地绝缘状况的绝缘监测主机、若干个用于监测直流馈线接地情况的绝缘监测从机以及若干个用于检测支路对地绝缘下降时的漏电流的绝缘漏电流互感器，绝缘监测从机与绝缘漏电流互感器连接，若干个绝缘监测从机分别与绝缘监测主机连接。本实用新型当绝缘监测主机监测到直流母线存在绝缘下降时，启动绝缘监测从机进行支路的接地情况检测，绝缘监测从机由绝缘漏电流互感器检测支路对地绝缘下降时的漏电流进行处理，并与绝缘监测主机通信，以确定所在支路是否出现接地故障，当出现接地故障时发出报警提示信号，实现方便定位直流接地故障，检测效率高，且安全性能高。

Description

一种直流绝缘接地分级定位系统

技术领域

本实用新型涉及直流电源，更具体地说是指一种直流绝缘接地分级定位系统。

背景技术

直流电源系统是发电厂、变电站站用电源系统的重要组成部分，相当于发电厂、变电站的“心脏”，保障了发电厂、变电站信号、控制、继电保护和事故照明等操作电源的供应。直流电源采用浮地方式运行，正常情况下直流母线的正、负极对地是绝缘的，但随着运行时间的增加，线缆绝缘老化或者破损，遇到下雨天气则出现明显的绝缘降低，威胁到直流系统的安全运行。

目前，大多数变电站或发电厂装设的直流绝缘监测装置能诊断出直流系统发生接地故障，并确定接地支路，但不能分级定位接地故障范围。对于多级开关组成的系统或者长的线路，进一步定位接地故障是比较麻烦的事情。目前国内外常用的直流接地故障点的排查方法主要有拉回路法、采用便携式直流接地故障定位装置等两种方法。拉回路法有可能导致保护和控制回路的重大事故，在一些地区已禁止采用；便携式直流接地故障定位装置故障定位法则需要人工携带该装置逐条线路进行检测，而且大部分的便携式直流接地故障定位装置需要向直流母线对地注入低频交流信号，可能会影响直流系统的正常运行，导致保护装置误动作。

因此，有必要设计一种新的系统，实现方便定位直流接地故障，检测效率高，且安全性能高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种直流绝缘接地分级定位系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种直流绝缘接地分级定位系统，包括用于监测直流母线对地绝缘状况的绝缘监测主机、若干个用于监测直流馈线接地情况的绝缘监测从机以及若干个用于检测支路对地绝缘下降时的漏电流的绝缘漏电流互感器，所述绝缘监测从机与所述绝缘漏电流互感器连接，若干个绝缘监测从机分别与所述绝缘监测主机连接。

其进一步技术方案为：所述绝缘监测主机包括主控制器、第一通信单元以及用于采集正负母线对地电压的采集单元，所述采集单元以及所述第一通信单元分别与所述主控制器连接；若干个所述绝缘监测从机分别与所述第一通信单元连接。

其进一步技术方案为：所述主控制器还连接有存储单元。

其进一步技术方案为：所述绝缘监测从机包括第三通信单元、从控制器、报警指示单元以及用于采集支路漏电流的采样单元，所述采样单元与所述绝缘漏电流互感器连接；所述第三通信单元、所述报警指示单元以及所述采样单元分别与所述从控制器连接，所述第三通信单元与所述第一通信单元连接。

其进一步技术方案为：所述主控制器还连接有第二通信单元，所述第二通信单元连接有上位机。

其进一步技术方案为：所述第三通信单元、所述第一通信单元以及所述第二通信单元分别为RS485串口。

其进一步技术方案为：所述从控制器还连接有拨码设置单元。

其进一步技术方案为：所述从控制器还连接有霍尔校正输出单元。

其进一步技术方案为：所述主控制器的型号为ARM9。

其进一步技术方案为：所述从控制器的型号为STM32。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过设置用于监测直流母线对地绝缘状况的绝缘监测主机、若干个用于监测直流馈线接地情况的绝缘监测从机以及若干个用于检测支路对地绝缘下降时的漏电流的绝缘漏电流互感器，当绝缘监测主机监测到直流母线存在绝缘下降时，启动绝缘监测从机进行支路的接地情况检测，绝缘监测从机由绝缘漏电流互感器检测支路对地绝缘下降时的漏电流进行处理，并与绝缘监测主机通信，以确定所在支路是否出现接地故障，当出现接地故障时发出报警提示信号，实现方便定位直流接地故障，检测效率高，且安全性能高。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的一种直流绝缘接地分级定位系统的示意性框图一；

图2为本实用新型具体实施例提供的一种直流绝缘接地分级定位系统的示意性框图二；

图3为本实用新型具体实施例提供的绝缘监测主机的示意性框图；

图4为本实用新型具体实施例提供的绝缘监测从机的示意性框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～4所示的具体实施例，本实施例提供的一种直流绝缘接地分级定位系统，可以运用在多级开关组成的直流系统或者长的直流馈线支路进行直流接地故障的定位场景中。

请参阅图1与图2，上述的一种直流绝缘接地分级定位系统，包括用于监测直流母线对地绝缘状况的绝缘监测主机10、若干个用于监测直流馈线接地情况的绝缘监测从机20以及若干个用于检测支路对地绝缘下降时的漏电流的绝缘漏电流互感器30，绝缘监测从机20与绝缘漏电流互感器30连接，若干个绝缘监测从机20分别与绝缘监测主机10连接。

绝缘监测主机10监测直流母线即KM+、KM-对地绝缘状况，当直流母线存在绝缘下降时，绝缘监测主机10输出启动信号，绝缘监测从机20接收启动信号后，驱动绝缘漏电流互感器30即CT(电流互感器，Current transformer)检测支路对地绝缘下降时的漏电流，绝缘监测从机20根据绝缘漏电流互感器30反馈的漏电流进行处理，以得到处理信号，绝缘监测从机20将处理信号上传至绝缘监测主机10，由绝缘监测主机10进行分析，并根据分析结果驱动对应的绝缘监测从机20进行报警。

在本实施例中，绝缘监测从机20可连接多个绝缘漏电流互感器30，若干个绝缘监测从机20通过RS485总线向主机传送数据。

请参阅图2，对于长的直流馈线，由于在电缆沟内无法取电，绝缘监测从机20可以用电池供电，平常工作时处于休眠状态，功耗极低，只有在绝缘监测主机10下发选线命令时才启动绝缘监测从机20的工作，因而可以延长供电时间。长的直流馈线支路所装绝缘监测从机20解决其工作电源取电不方便的问题，当绝缘监测主机10监测到直流母线存在绝缘下降时，让所有绝缘监测从机20启动选线工作，若发现负载1所在的馈线支路存在接地情况，但由于馈线比较长，需要进一步定位故障点，若绝缘监测从机20A有报警，而绝缘监测从机20B没报警，则说明是在绝缘监测从机20A与绝缘监测从机20B之间的支路出现了接地故障，由此实现高效率的接地故障定位，且安全性能高，对于其他支路的接地故障定位方式可参阅上述负载1所在馈线支路存在接地情况的定位方式。

在一实施例中，请参阅图2，上述的绝缘监测主机10包括主控制器11、第一通信单元13以及用于采集正负母线对地电压的采集单元12，采集单元12以及第一通信单元13分别与主控制器11连接；若干个绝缘监测从机20分别与第一通信单元13连接。

在一实施例中，上述的主控制器11还连接有存储单元17。

在一实施例中，主控制器11还连接有第二通信单元14，第二通信单元14连接有上位机40。

在一实施例中，上述的第一通信单元13以及第二通信单元14为但不局限于RS485串口。

正常工作时，绝缘监测主机10内的主控制器11驱动采集单元12实时检测正负母线对地电压，并计算对地电阻，若电阻低于告警门限则发出母线绝缘下降报警，并通过RS485串口通信告知各绝缘监测从机20启动支路巡检，各绝缘漏电流互感器30将感应的漏电流信号输入到绝缘监测从机20，由绝缘监测从机20进行放大滤波处理后得出实际值，并与绝缘监测主机10配合计算出支路接地电阻，当该支路接地电阻小于某一阈值，则表明此段之间存在接地故障，该支路所关联的两个绝缘监测从机20均会进行报警提示，由此完成接地故障的快速定位。

在一实施例中，请参阅图2，上述的主控制器11还连接有触摸屏15以及LCD显示屏16。

在本实施例中，上述的主控制器11的型号为但不局限于ARM9。

在一实施例中，请参阅图4，上述的绝缘监测从机20包括第三通信单元24、从控制器21、报警指示单元23以及用于采集支路漏电流的采样单元22，采样单元22与绝缘漏电流互感器30连接；第三通信单元24、报警指示单元23以及采样单元22分别与从控制器21连接，第三通信单元24与第一通信单元13连接。

在一实施例中，第三通信单元24为但不局限于RS485串口。

当绝缘监测主机10告知各绝缘监测从机20启动支路巡检，各绝缘漏电流互感器30将感应的漏电流信号输入到绝缘监测从机20的采样单元22，由绝缘监测从机20的从控制器21进行放大滤波处理后得出实际值，并与绝缘监测主机10配合计算出支路接地电阻，当该支路接地电阻小于某一阈值，则表明此段之间存在接地故障，该支路所关联的两个绝缘监测从机20的报警指示单元23均会进行报警提示，由此完成接地故障的快速定位。

在一实施例中，从控制器21还连接有拨码设置单元25，用于多个绝缘监测从机20挂接同一RS485总线。

在一实施例中，从控制器21还连接有霍尔校正输出单元26。

在一实施例中，从控制器21连接有参数存储单元27。

在一实施例中，从控制器21的型号为但不局限于STM32。

在一实施例中，上述的绝缘漏电流互感器30由环形铁芯、感应线圈、震荡采样电路等组成。

所述绝缘监测从机20连接有电池，绝缘监测从机20可以用电池对支路进行供电。

上述的一种直流绝缘接地分级定位系统，通过设置用于监测直流母线对地绝缘状况的绝缘监测主机10、若干个用于监测直流馈线接地情况的绝缘监测从机20以及若干个用于检测支路对地绝缘下降时的漏电流的绝缘漏电流互感器30，当绝缘监测主机10监测到直流母线存在绝缘下降时，启动绝缘监测从机20进行支路的接地情况检测，绝缘监测从机20由绝缘漏电流互感器30检测支路对地绝缘下降时的漏电流进行处理，并与绝缘监测主机10通信，以确定所在支路是否出现接地故障，当出现接地故障时发出报警提示信号，实现方便定位直流接地故障，检测效率高，且安全性能高。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，包括用于监测直流母线对地绝缘状况的绝缘监测主机、若干个用于监测直流馈线接地情况的绝缘监测从机以及若干个用于检测支路对地绝缘下降时的漏电流的绝缘漏电流互感器，所述绝缘监测从机与所述绝缘漏电流互感器连接，若干个绝缘监测从机分别与所述绝缘监测主机连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述绝缘监测主机包括主控制器、第一通信单元以及用于采集正负母线对地电压的采集单元，所述采集单元以及所述第一通信单元分别与所述主控制器连接；若干个所述绝缘监测从机分别与所述第一通信单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述主控制器还连接有存储单元。

4.根据权利要求2所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述绝缘监测从机包括第三通信单元、从控制器、报警指示单元以及用于采集支路漏电流的采样单元，所述采样单元与所述绝缘漏电流互感器连接；所述第三通信单元、所述报警指示单元以及所述采样单元分别与所述从控制器连接，所述第三通信单元与所述第一通信单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述主控制器还连接有第二通信单元，所述第二通信单元连接有上位机。

6.根据权利要求5所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述第三通信单元、所述第一通信单元以及所述第二通信单元分别为RS485串口。

7.根据权利要求4所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述从控制器还连接有拨码设置单元。

8.根据权利要求4所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述从控制器还连接有霍尔校正输出单元。

9.根据权利要求2所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述主控制器的型号为ARM9。

10.根据权利要求4所述的一种直流绝缘接地分级定位系统，其特征在于，所述从控制器的型号为STM32。

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