[发明专利]一种直流电气系统绝缘电阻检测与接地保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气工程中应用的检测与保护装置，特别涉及一种直流电气系统绝缘电阻检测与接地保护装置。

背景技术

公知的直流电气系统对地绝缘电阻降低以至于发生接地故障，其故障点探测方法一直是业界探索的问题之一。在现实的工程应用中除了昂贵的离线型接地故障侦测仪器之外，还没有具备有效选择性保护的直流系统一点接地保护技术。本发明的贡献在于，通过实施本发明的技术和设备，能够对直流电气系统的被保护回路对地绝缘电阻进行实时的在线检测，并对发生的接地故障及时保护，使得直流电气系统和设备免受电气短路灾害影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对对保护范围内的绝缘降低和接地故障提供一种具有可靠的选择性和准确性保护的直流电气系统绝缘电阻检测与接地保护装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种直流电气系统绝缘电阻检测与接地保护装置，包括检测信号源模块，多个信号耦合器，吸流变压器，多个剩余电流传感器，多个相敏整流器，多个绝缘电阻检测器，多个保护输出单元和隔直电容；

所述检测信号源模块的中性点与所述吸流变压器的主绕组连接，所述吸流变压器的副绕组经过隔直电容与直流电气系统的正负主母线连接；

所述检测信号源模块的三相输出端与检测信号母线连接，用于将检测信号源模块产生的检测信号传递到检测信号母线上，所述检测信号母线的每个相位分别与至少一个信号耦合器的原绕组同名端连接，所有信号耦合器副绕组的同名端分别连接被保护的直流电气系统的分组母线，异名端分别与直流电气系统的正负主母线连接，用于将检测信号源模块产生的检测信号馈送到被保护的直流电气系统，多个所述剩余电流传感器分别连接至直流电气系统的分组母线，每个剩余电流传感器的负载连接端分别与一个外部负载连接；

每一个所述剩余电流传感器的输出端对应与一个相敏整流器的输入端连接，检测信号母线按照相位分别与所述相敏整流器对应的控制端连接，所述相敏整流器的每个输出端分别与一个绝缘电阻检测器的第一输入端和一个保护输出单元的第一输入端连接，每个所述绝缘电阻检测器的第二输入端和每个保护输出单元的第二输入端分别与所述检测信号母线按相位相连接。

本发明的有益效果是：本发明对保护范围的绝缘降低和接地故障保护具有可靠的选择性和准确性，而对保护范围之外发生的绝缘降低和接地故障相互不产生影响；添加一个吸流变压器，该变压器的原绕组同名端连接三相检测信号电源的中性点，另一端连接检测信号中性母线；吸流变压器的副绕组同名端连接大地，另一端通过隔直电容器连接直流电气系统的正负主母线（非保护侧），直流系统某被保护回路发生接地或（不对称的）绝缘降低情况下，吸流变压器将剩余的检测信号电流引入大地，使得本发明的技术对直流系统非保护区域不产生任何影响。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个所述信号耦合器按照三相对称配置，每个所述信号耦合器包括一个三绕组变压器和一个电容器，每个所述电容器并联接在所述三绕组变压器的原绕组上，每个所述三绕组变压器上的两个副绕组分别先与直流电气系统的分组母线的正负极分别连接后，经由所述的剩余电流传感器与被保护的直流回路中的外部负载相连。

采用上述进一步方案的有益效果是：信号耦合器按照三相对称配置后，正常情况下在被保护一侧将检测信号得到有效耦合，而在非被保护的一侧三相信号的矢量和接近于零。因而，对非被保护的一侧直流电气系统几乎不产生有害影响。

进一步，每个剩余电流传感器的原绕组分别与直流电气系统的分组母线连接，每个剩余电流传感器的副绕组分别与相敏整流器的一个输入端相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：剩余电流传感器对被保护回路泄漏的交流检测信号通过非直接接触的磁场耦合的方式检测，不改变直流系统的电路连接。

进一步，每个相敏整流器包括一个过零比较器和一组交替通断的模拟电子开关；每个模拟电子开关的输入端均与所述剩余电流传感器的副绕组连接，每个所述过零比较器的输入端是相敏整流器的控制端，每个所述过零比较器的输入端分别按照所述信号耦合器连接的相位与所述检测信号母线连接，每个过零比较器的输出端与模拟电子开关的控制端连接，过零比较器用于将正弦的检测信号转换成为与之同步的方波信号，利用方波信号控制模拟电子开关对剩余电流传感器的输出信号按检测信号的相位进行整流，每个所述模拟电子开关的输出端分别与一个所述绝缘电阻检测器6除数输入端和一个保护输出单元的正输入端连接。