[发明专利]船用电缆在线绝缘监测装置及监测方法

说明书

本发明公开一种船用电缆在线绝缘监测装置，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；混频信号发生模块，用于同时产生混频交流信号，混频交流信号包括两种不同频率的交流信号；三相电抗器一端与混频信号发生模块连接，另一端接入电网中，混频交流信号通过三相电抗器接入电网中；电流信号采集器，用于获取电网中的总绝缘电流信号；信号处理器与电流信号采集器连接，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，并基于绝缘电流信号获取电网中的绝缘参数。本发明通过向电网中注入混频交流信号，根据混频交流信号在电网中的绝缘电流信号单独计算电缆绝缘参数中的绝缘电阻和分布电容，提高绝缘参数获取精度。

技术领域

本发明涉及一种电缆绝缘监测装置及监测方法，尤其是涉及一种船用电缆在线绝缘监测装置及监测方法。

背景技术

在船舶电力装置中，电缆承担着电能的传输和分配功能，是船舶不可缺少的电器设备。电缆绝缘的优劣，直接影响船舶供电的连续性、可靠性以及安全性，准确地对船舶电缆绝缘状态进行监测，具有重要的应用价值。

由于船舶的内部空间有限，电缆的铺设相对比较密集，而且船舶的电缆铺设基本上都采用三相绝缘线制，这样给绝缘监测带来很大的困难。传统的船舶电缆绝缘监测都是在断电状况下，通过绝缘仪器进行检测，这样不但检测时间长，而且由于需要断电检测，影响船舶的正常工作。近年来，有通过低频注入法进行电缆在线绝缘监测的，但低频情况下，电缆对地的分布电容会呈现低阻状态，影响绝缘电阻监测的精度，同时低频电源变压器的制作也非常不便。

发明内容

本发明的目的是为了克服背景技术中存在的问题和不足，提供了一种船用电缆在线绝缘监测装置及监测方法，从而克服低频注入后分布电容影响绝缘电阻监测精度的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种船用电缆在线绝缘监测装置，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；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。

进一步地，所述信号发生器产生的初始交流信号是交流正弦信号。

一种船用电缆在线绝缘监测方法，具体步骤如下：

步骤1：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，第一交流信号以及第二交流信号的频率不同；