[实用新型]直流绝缘检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统中直流电源系统的检测装置，尤其涉及一种对直流接地的检测与控制的直流绝缘检测装置。 

背景技术

直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流电源作为主要电气设备的保安电源及控制信号电源它的分支供电网络十分的庞大。 

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，引起信号回路、控制回路、继电保护装置等的误动作扩大事帮范围，就可能引起重大故障的发生。 现有检测直流系统绝缘的方法主要有电桥平衡原理和低频探测原理。根据电桥平衡原理实现的绝缘监测装置被广泛使用，但它不能检测直流系统正、负极绝缘同等下降时的情况；绝缘监测装置即使报警，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的干扰，另外注入的低频交流信号增大直流系统的电压纹波系数。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

本实用新型在上述技术缺陷的基础上，提供了一种新的集成电路技术，具有灵敏度好，可靠性高的直流绝缘检测装置。 

本实用新型直流绝缘检测装置，包括：母线对地电压、信号处理电路、漏电流传感器、多路切换电路、单片机、平衡电桥或不平衡电桥、工作指示灯、地址设置电路、告警输出电路、继电器、光电隔离器、RS485通讯电路，其中：母线对地电压和信号处理电路，漏电流传感器和多路切换电路，告警输出电路和继电器，光电隔离器和RS485通讯电路，分别串接后连接在单片机上，平衡电桥或不平衡电桥、工作指示灯及地址设置电路分别连接在单片机上。其特点在于：单片机为ATmega32，其工作于16 MHz 时性能高达16 MIPS，32K 字节的系统内可编程Flash，1024字节的EEPROM，2K 字节的内部SRAM，8路10 位ADC，具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器，六种睡眠模式，该单片机可根据设定的工作方式控制电桥，使其工作在平衡方式或不平衡方式，地址设置由拨码开关设置，该单元可以根据应用需要灵活扩展，母线对地电压的直流正负母线对地电压经信号处理电路送单片机内部ADC采样，漏电流传感器信号由多路切换4电路选择处理后送单片机内部ADC采样，单片机根据正负母线对地电压1计算正负 母线接地阻值，如果母线绝缘降低，再根据漏电流传感器的信号采样值计算各支路接地阻值，判断具体接地支路，单片机通过RS485通讯串行接口将直流正负母线对地电压、正负母线对地电阻、各直流支路对地电阻及接地支路等信息上传送给电力直流电源总监控，作为电力直流电源总监控管理电源系统和处理故障告警的依据，同时接收电力直流电源总监控的告警参数设定值。RS485通讯串行接口内置光电隔离器，极大增强了抗干扰能力。 

该技术方案检测直流支路接地时，不需注入低频交流信号，把平衡检测与不平衡检测两种方式结合在一起，默认工作方式以平衡检测为主，不平衡检测为辅。该直流绝缘检测工作时先进行不平衡检测，检测直流母线是否有接地，特别是直流正负母线同时接地，如果直流母线绝缘正常，则转为平衡检测的长期工作方式，间隔一定时间后再进入不平衡检测，如果母线绝缘仍然正常，再进入平衡检测方式。进入不平衡检测的间隔周期可根据具体需求设定。该方案既能检测直流正负母线同时接地，又克服了直流正母线对地、负母线对地电压一直跳动的问题，是直流绝缘检测领域的创新。 

该直流绝缘检测装置，可根据不同的客户需求，也可直接设定为平衡检测或不平衡检测方式。各功能电路的供电选用多路输出高频开关电源，电压输入范围宽，可实现110V系统、220V系统共用。该实用新型结构新颖独特、计算能力强、性能高成本低。 

附图说明

附图1为该装置的原理结构示意图 

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做进一步的阐述。 

本实用新型所述的一种直流绝缘检测装置，包括：母线对地电压1、信号处理电路2、漏电流传感器3、多路切换电路4、单片机5、平衡电桥或不平衡电桥6、工作指示灯7、地址设置电路8、告警输出电路9、继电器10、光电隔离器11、RS485通讯电路12，其中：母线对地电压1和信号处理电路2，漏电流传感器3和多路切换电路4，告警输出电路9和继电器10，光电隔离器11和RS485通讯电路12，分别串接后连接在单片机5上，平衡电桥或不平衡电桥6、工作指示灯7及地址设置电路8分别连接在单片机上。具体工作时，该单片机5可根据设定的工作方式控制电桥，使其工作在平衡方式或不平衡方式，母线对地电压1的直流正负母线对地电压经信号处理电路2传送至单片机5内部ADC采样，漏电流传感器3信号由多路切换电路4选择处理后送单片机5内部ADC采样，单片机5根据正负母线对地电压1计算正负母线接地阻值，如果母线绝缘降低，再根据漏电流传感器3的信号采样值计算各支路接地阻值，判断具体接地支路，与单片机5连接的平衡电桥或不平衡电桥6默认工作方式以平衡检测为主，不平衡检测为辅。该直流绝缘检测工作时先进行不平衡检测，检测直流母线是否有接地，特别是直流正负母线同时接地，如果直流母线绝缘正常，则转为平衡检测的长期工作方式，间隔一定时间后再进入不平衡检测，如果母线绝缘仍然正常，再进入平衡检测方式。进入不平衡检测的间隔周期可根据具体需求设定。此过 程中工作指示灯7在正常工作时闪烁，用于故障判断，检测过程中若有故障，则通过继电器10将信号传递给告警输出电路9，光电隔离器11用于在信号传输过程中增强抗干扰能力。单片机5通过RS485通讯电路12串行接口将直流正负母线对地电压1、正负母线对地电阻、各直流支路对地电阻及接地支路等信息上传送给电力直流电源总监控，作为电力直流电源总监控管理电源系统和处理故障告警的依据，同时接收电力直流电源总监控的告警参数设定值。