CN215678626U - 一种用于直流系统的绝缘监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于直流系统的绝缘监测装置，用于直流系统的绝缘监测装置，该装置包括处理器模块、耦合模块、隔离模块、母线电压测量处理模块、正负母线选择控制模块、信号发生模块；所述正负母线选择控制模块、处理器模块和母线电压测量处理模块依次连接；所述隔离模块分别与耦合模块、母线电压测量处理模块连接；所述信号发生模块与处理器模块连接。与现有技术相比，本实用新型具有成本低、可靠性高、安全性高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流系统监测领域，尤其是涉及一种用于直流系统的绝缘监测装置。
背景技术
直流系统是发电厂环和变电站重要组成部分，目前已被广泛应用于充电桩以及新能源汽车上。直流系统的安全可靠性影响着整个配电的工作以及产品功能的正常实现。
当直流系统发生单点接地故障时，由于没有短路电流流过，漏电流比较小，断路器和熔断器并不会动作，虽然系统仍能继续运行，但是增加了非故障相的绝缘水平要求，同时增加了系统不稳定运行的风险，易于发生第二次不同相接地故障，引发短路电流，造成系统断电，大大的影响了系统的可靠运行。
经过检索，中国实用新型专利CN212675078U公开了一种基于直流系统的绝缘监测装置，该装置包括相互连接的监测主机以及故障查找仪；监测主机内设置的1个平衡桥，监测主机分别与待监测直流系统的正母线、负母线以及地线相连接，用于实时监测待监测直流系统中的各支路是否出现接地故障，并在出现接地故障时向故障查找仪发送故障信号；故障查找仪用于在接收到故障信号之后确定接地故障点。该实用新型实现了不需要将监测主机退出直流系统即可通过故障查找仪准确定位接地故障点的技术效果。但是，该实用新型中的绝缘监测无法在直流系统带电情况下进行绝缘监测，可靠性不高，且采用单个平衡桥监测对直流系统的类型有限制，适用性不高。
因此如何来研发一种可满足不同类型直流系统发生接地故障时，及时可靠地发出报警，保证系统的可靠运行，且满足直流系统不带电情况下进行绝缘监测的直流系统的监测装置，成为需要解决的技术问题。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性强、适用性高的用于直流系统的绝缘监测装置。
一种用于直流系统的绝缘监测装置，该装置包括处理器模块、耦合模块、隔离模块、母线电压测量处理模块、正负母线选择控制模块、信号发生模块；
所述正负母线选择控制模块、处理器模块和母线电压测量处理模块依次连接；所述隔离模块分别与耦合模块、母线电压测量处理模块连接；所述信号发生模块与处理器模块连接。
优选地，所述母线电压测量处理模块包括分别与处理器模块连接的正母线电压测量处理模块和负母线电压测量处理模块。
优选地，该系统还包括与处理器模块连接的通讯模块。
优选地，该系统还包括用于显示处理器模块发送的监测信息的运行和故障指示模块；所述运行和故障指示模块与处理器模块连接。
优选地，所述耦合模块包括用于将直流系统耦合到隔离模块中的不平衡桥式电路。
优选地，所述不平衡桥式电路包括第一耦合电阻R1、第一采样电阻R2、第二耦合电阻R3和第二采样电阻R4；其中，所述第一耦合电阻R1和第一采样电阻R2串联后接在直流系统正极上，所述第二耦合电阻R3和第二采样电阻R4串联后接在直流系统负极上。
优选地，所述第一耦合电阻R1与第二耦合电阻R3的阻值相同。
优选地，所述第一采样电阻R2与第二采样电阻R4的阻值相同。
优选地，所述正负母线选择控制模块包括分别置于直流系统正极与第一耦合电阻R1间的第一选线开关S1、以及直流系统负极与第二耦合电阻R3间的第二选线那开关S2。
优选地，该装置还包括用于给其他模块供电的电源模块。
与现有技术相比，本实用新型采用不平衡桥方案和信号注入两种方式进行绝缘监测，不平衡桥采用耦合模块、隔离模块和正负母线选择控制模块，成本低、可靠性高、安全性高，在系统不带电的情况下自动注入特定信号进行绝缘监测，适用范围更广。
附图说明
图1为本实用新型的装置结构示意图；
图2为本实用新型的原理示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提出了一种用于直流系统的绝缘监测装置，该装置采样不平衡桥方案和信号注入两种方法进行绝缘监测，不平衡桥采用耦合模块、隔离模块、正负母线选择控制模块，成本低、可靠性高、安全性高，在系统不带电的情况下自动注入特定信号进行绝缘监测，适用范围更广。
如图1所示，本实用新型提出的一种用于直流系统的绝缘监测装置，该装置包括用于监控其他模块的处理器模块1、用于给其他模块提供电源的电源模块2、用于将系统耦合到隔离模块的耦合模块3、用于保护的隔离模块4、用于计算绝缘电阻的正母线电压测量处理模块5和负母线电压测量处理模块6、用于控制正负母线接入系统的正负母线选择控制模块7、用于外部通讯的通讯模块8、用于信号注入的信号发生模块9和用于状态指示的运行和故障指示模块10。
所述信号处理模块1分别与正母线电压测量处理模块5、负母线电压测量处理模块6、正负母线选择控制模块7、通讯模块8、信号发生模块9、运行和故障指示模块10连接；所述隔离模块4分别与耦合模块3、正母线电压测量处理模块5、负母线电压测量处理模块6、正负母线选择控制模块7连接；所述电源模块2分别与信号处理模块1、正负母线选择控制模块7和运行和故障指示模块10连接。
所述耦合模块3包括不平衡桥式电路，用于将直流系统耦合到隔离模块3中。所述不平衡桥式电路包括相连的第一耦合电阻R1和第一采样电阻R2，相连的第二耦合电阻R3和第二采样电阻R4；其中，所述第一耦合电阻R1和第二耦合电阻R3分别与直流系统正极相连，第一采样电阻R2和第二采样电阻R4分别与直流系统负极相连。所述第一、第二耦合电阻满足R1＝R3，所述第一、第二采样电阻满足R2＝R4。
所述正负母线选择控制模块7用于控制正负母线接入直流系统，该模块包括分别置于直流系统正极与第一耦合电阻R1间、直流系统负极与第二耦合电阻R3间的第一选线开关S1和第二选线开关S2。所述正母线电压测量处理模块5用于测量第一耦合电阻R1和第一采样电阻R2间的第一采样电压U1，所述负母线电压测量处理模块6用于采集第一耦合电阻R3和第一采样电阻R4间的第二采样电压U2。
本实用新型的工作原理为：绝缘监测装置采用不平衡桥和信号注入两种切换方式，可适应高电压以及低电压的直流系统，同时还能监控正母线和负母线对地电压，保证系统更加可靠地运行，具体过程如下：
步骤1：给绝缘监测装置上电后，正负母线选择控制模块7控制闭合第一选线开关S1和第二选线开关S2，测得第一采样电压U1和第二采样电压U2，通过计算得到直流系统的电压值V；如果直流系统的电压值小于预设电压值，转步骤2，反之，转步骤3；
步骤2：如果直流系统的电压值小于预设电压值，断开第一选线开关S1和第二选线那开关S2，使用信号注入模块9去完成相应的工作，信号注入模块9通过一路发送信号，一路接收信号，计算获得直流系统正极对地和负极对地的绝缘电阻值，并转步骤4；
步骤3：如果直流系统的电压大于给定电压值时，此时闭合第一选线开关S1，断开第二选线那开关S2，采集第一采样电压U’ 1；再断开第一选线开关S1，闭合第二选线那开关S2，采集第二采样电压U’ 2；通过两次测的电压计算出直流系统正极对地和负极对地的绝缘电阻值；
步骤4：结合求得的直流系统的电压值和直流系统正极对地和负极对地的绝缘电阻值，根据分压原理，获得正极和负极母线分别对地电压。
如图2所示，直流系统正负极分别连接的接地电阻R+和R-，其中系统电压V，耦合电阻R1＝R3，采样电阻R2＝R4，令R1+R2＝R。
当开关S1和S2闭合时，测得电压U1和U2为：
公式(1)+公式(2)得到公式(3)，即系统电压：
当闭合开关S1时，
当闭合开关S2时，
公式(4)/公式(5)得到公式(6)
在闭合开关S1时，根据基尔霍夫定律得到公式(7)
将公式(6)和公式(7)联立方程，解得R+和R-：
此时系统分别的对地电压
通过上述计算，可以得到系统正负母线分别对地的绝缘电阻以及电压。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，该装置包括处理器模块(1)、耦合模块(3)、隔离模块(4)、母线电压测量处理模块、正负母线选择控制模块(7)、信号发生模块(9)；
所述正负母线选择控制模块(7)、处理器模块(1)和母线电压测量处理模块依次连接；所述隔离模块(4)分别与耦合模块(3)、母线电压测量处理模块连接；所述信号发生模块(9)与处理器模块(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，所述母线电压测量处理模块包括分别与处理器模块(1)连接的正母线电压测量处理模块(5)和负母线电压测量处理模块(6)。
3.根据权利要求1所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，该系统还包括与处理器模块(1)连接的通讯模块(8)。
4.根据权利要求1所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，该系统还包括用于显示处理器模块(1)发送的监测信息的运行和故障指示模块(10)；所述运行和故障指示模块(10)与处理器模块(1)连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，所述耦合模块(3)包括用于将直流系统耦合到隔离模块(4)中的不平衡桥式电路。
6.根据权利要求5所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，所述不平衡桥式电路包括第一耦合电阻R1、第一采样电阻R2、第二耦合电阻R3和第二采样电阻R4；其中，所述第一耦合电阻R1和第一采样电阻R2串联后接在直流系统正极上，所述第二耦合电阻R3和第二采样电阻R4串联后接在直流系统负极上。
7.根据权利要求6所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，所述第一耦合电阻R1与第二耦合电阻R3的阻值相同。
8.根据权利要求6所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，所述第一采样电阻R2与第二采样电阻R4的阻值相同。
9.根据权利要求7所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，所述正负母线选择控制模块(7)包括分别置于直流系统正极与第一耦合电阻R1间的第一选线开关S1、以及直流系统负极与第二耦合电阻R3间的第二选线那开关S2。
10.根据权利要求1所述的一种用于直流系统的绝缘监测装置，其特征在于，该装置还包括用于给其他模块供电的电源模块(2)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122086984.8U CN215678626U (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种用于直流系统的绝缘监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215678626U true CN215678626U (zh) | 2022-01-28 |
Family
ID=79958148
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122086984.8U Active CN215678626U (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种用于直流系统的绝缘监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215678626U (zh) |
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2021
- 2021-08-31 CN CN202122086984.8U patent/CN215678626U/zh active Active
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