[发明专利]船用电缆在线绝缘监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种船用电缆在线绝缘监测装置，其特征在于，包括：混频信号发生模块、三相电抗器、电流信号采集器以及信号处理器；所述混频信号发生模块，用于产生混频交流信号，所述混频交流信号包括第一交流信号以及第二交流信号，所述第一交流信号与所述第二交流信号的频率不同，所述第一交流信号的频率范围为1Hz至2Hz，所述第二交流信号的频率范围为80Hz至150Hz；所述三相电抗器一端与所述混频信号发生模块连接，另一端接入电网中，所述三相电抗器用于对所述混频交流信号进行均流，所述混频交流信号通过所述三相电抗器接入电网中；所述电流信号采集器，用于获取电网中的总绝缘电流信号；所述信号处理器与所述电流信号采集器连接，所述信号处理器从所述总绝缘电流信号中分离出所述混频交流信号的绝缘电流信号，并基于所述绝缘电流信号获取电网中的绝缘参数。

2.如权利要求1所述的船用电缆在线绝缘监测装置，其特征在于，所述混频信号发生模块包括：信号发生器、信号乘法器、升压隔离变压器；所述信号发生器，用于产生两种不同频率的初始交流信号；所述信号乘法器与所述信号发生器连接，所述信号乘法器用于将两个所述初始交流信号相乘产生混频交流信号；所述升压隔离变压器与所述信号乘法器连接，所述升压隔离变压器用于将所述混频交流信号进行升压；所述三相电抗器的一端与所述升压隔离变压器连接。

3.如权利要求2所述的船用电缆在线绝缘监测装置，其特征在于，所述信号发生器包括可编程波形发生器AD9833以及与可编程波形发生器AD9833配合的外围电路；所述信号乘法器包括模拟乘法器AD633以及与模拟乘法器AD633配合的外围电路；所述信号处理器包括DPS芯片、与DPS芯片配合的外围电路、高精度A/D转换模块以及与高精度A/D转换模块配合的外围电路。

4.如权利要求2或3所述的船用电缆在线绝缘监测装置，其特征在于，所述初始交流信号的频率范围为49Hz至51Hz，两个初始交流信号的频率差值范围为1Hz至2Hz。

5.如权利要求2所述的船用电缆在线绝缘监测装置，其特征在于，所述信号发生器产生的初始交流信号是交流正弦信号。

6.一种船用电缆在线绝缘监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：混频信号发生模块产生混频交流信号，所述混频交流信号包括频率范围为1Hz至2Hz内的第一交流信号以及频率范围为80Hz至150Hz内的第二交流信号；

步骤2：将混频交流信号通过三相电抗器接入电网中；

步骤3：电流信号采集器采集电网中的总绝缘电流信号；

步骤4：信号处理器从总绝缘电流信号中分离出混频交流信号的绝缘电流信号；

步骤5：信号处理器基于绝缘电流信号获取电缆的绝缘参数。

7.如权利要求6所述的船用电缆在线绝缘监测方法，其特征在于，所述步骤1中混频信号发生模块产生包括第一交流信号以及第二交流信号的混频交流信号的具体步骤如下：

步骤11：信号发生器产生两种不同频率的初始交流信号；

步骤12：信号乘法器将两个初始交流信号进行相乘，产生包括第一交流信号以及第二交流信号的混频交流信号；

步骤13：升压隔离变压器将混频交流信号进行升压。

8.如权利要求7所述的船用电缆在线绝缘监测方法，其特征在于，信号发生器产生两个频率范围在49Hz至51Hz内的初始交流信号，两个初始交流信号的频率差值范围为1Hz至2Hz。

9.如权利要求8所述的船用电缆在线绝缘监测方法，其特征在于，所述步骤4中信号处理器从总绝缘电流信号中分离混频交流信号的绝缘电流信号的方法，具体为通过FFT算法将混频交流信号中第一交流信号以及第二交流信号的整次倍谐波和其他高次谐波从总绝缘电流信号中滤除，来获得混频交流信号中第一交流信号以及第二交流信号的绝缘电流信号。

10.如权利要求8或9所述的船用电缆在线绝缘监测方法，其特征在于，所述步骤5中信号处理器基于绝缘电流信号获取电缆对地的分布电容以及电缆对地的绝缘电阻，具体为信号处理器通过电网中第二交流信号中的绝缘电流信号获取电缆对地的分布电容，信号处理器通过电网中第一交流信号中的绝缘电流信号获取电缆对地的绝缘电阻。