[发明专利]一种直接接地绝缘故障检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统绝缘监测领域，尤其涉及一种直接接地绝缘故障检测装置及方法。

背景技术

在直流系统中，绝缘性能直接影响直流回路的可靠性，如果直流系统中发生两点接地则可能会造成信号装置、控制回路和继电保护装置的误动作，致使断路器跳闸，或直接造成直流操作电源短路，从而引起电力系统事故的产生。为了防止上述情况的发生，必须在直流系统中装设连续工作且具有足够灵敏度的绝缘检测装置。

现有的检测直流系统绝缘方法主要有电桥平衡法和低频信号注入法。根据电桥平衡法实现的绝缘监测装置被广泛使用，它在正极绝缘或负极绝缘下降时，能够监测到绝缘电阻的绝缘效果变化情况，但它不能监测直流系统正、负极绝缘电阻同等下降时的情况，且不能直接得到系统对地的绝缘电阻大小。低频信号注入法是用电桥监测母线的绝缘状况，一旦发现绝缘异常，即向电网注入低频交流信号，用交流互感器监测各支路的电流，然后通过一定的算法计算得出绝缘电阻，确定故障支路。然而其缺点在于：需要交流信号发生电路，增加了系统的复杂性；注入的低频交流信号增大了直流系统的电压纹波系数；监测结果受系统分布电容影响；低频交流信号容易受到外界的各种干扰。

综上所述，目前现有技术里的电力系统绝缘监测存在着硬件电路复杂、检测精度低、对直流系统本身有影响的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的问题是克服上述现有技术的不足，提供一种具有硬件电路简单，检测精度高，对直流系统本身无不良影响直接接地绝缘故障检测装置及方法。

本发明的技术方案是：本发明中的直接接地绝缘故障检测装置包括第一分压电路、第二分压电路、均压电路和相串联的被测绝缘电阻RX1及被测绝缘电阻RX2，所述第一分压电路包括电阻R1、电阻R2，所述均压电路包括依次串联连接的电阻R3、电阻R4、开关管S1、电阻R5和电阻R6，电阻R5和电阻R6组成所述第二分压电路，所述电阻R3、电阻R4及开关管S1依次串联后并联于所述被测绝缘电阻RX1两端，所述第二分压电路并联于所述被测绝缘电阻RX2两端，所述第一分压电路并联在所述相串联的被测绝缘电阻RX1与被测绝缘电阻RX2两端。

采用上述装置的检测方法包括如下步骤：

      步骤一、运行上述装置，采集所述被测绝缘电阻RX1与被测绝缘电阻RX2两端的母线电压V_bus；

     步骤二、导通开关管S1，采集所述被测绝缘电阻RX1与被测绝缘电阻RX2之间的中点电压V_pc；

步骤三、关断开关管S1，采集所述被测绝缘电阻RX1与被测绝缘电阻RX2之间的中点电压V_po；

步骤四、将上述采集对应点上的数据套入如下关系式，计算包括所述被测绝缘电阻RX1和被测绝缘电阻RX2的大小，以判断绝缘效果；

        

；其中﹡表示乘积，下文与此相同。

所述电阻R1、电阻R3、电阻R5的阻值相同，所述电阻R2、电阻R4、电阻R6的阻值相同。

本发明的有益效果是： 本发明通过对开关管的导通和关断的控制产生两种有效电路状态，利用两种状态下的中点电压和母线电压之间的关系，可实现直接接地电阻的低成本、高精度检测。本方法利用不平衡电桥法给出了一个较为精确的、用于直流系统计算正、负母线绝缘值都出现降低的情况下的正、负绝缘电阻的公式，为杜绝电力系统因直流接地引起误动作提供了科学有效的检测方法。

附图说明

图1为为传统的平衡电桥检测方法的等效电路图；

图2为本发明所采用的一种新型直接接地绝缘故障检测方法的等效

    电路示意图；

图3为开关管S1导通时的等效电路示意图；

图4为开关管S1关断时的等效电路示意图。

具体实施方式

本实施例中包括监测装置以及应用该检测装置的检测方法，所述检测装置包括第一分压电路110、第二分压电路120、均压电路130和相串联的被测绝缘电阻RX1及被测绝缘电阻RX2，所述第一分压电路110包括电阻R1、电阻R2，所述均压电路130包括依次串联连接的电阻R3、电阻R4、开关管S1、电阻R5和电阻R6，电阻R5和电阻R6组成所述第二分压电路120，所述电阻R3、电阻R4及开关管S1依次串联后并联于所述被测绝缘电阻RX1两端，所述第二分压电路120并联于所述被测绝缘电阻RX2两端，所述第一分压电路110并联在所述相串联的被测绝缘电阻RX1与被测绝缘电阻RX2两端。