[实用新型]阶跃脉冲注入电路及相关电缆绝缘监测选线装置

权利要求书

1.一种适于电缆绝缘监测的阶跃脉冲信号注入电路，其特征在于包括具有工频阻波功能的滤波电路，所述滤波电路由电容支路和电感支路并联而成，所述电容支路由电容为C₁的滤波电容器和工频阻波电路串联而成，所述电感支路由电感为L₁的滤波电感器和工频阻波电路串联而成，所述工频阻波电路由电容为C₂的阻波电容器和由电感为L₂的阻波电感器并联而成，所述C₁、L₁、C₂和L₂之间的关系依据下列公式确定：

其中，ω_g为电力系统的工频，ω₁和ω₃分别为阶跃脉冲信号的基波和三次谐波的角频率。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于还包括隔离变压器，所述滤波电路的输出经隔离变压器注入到系统一次侧。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于还包括限流电阻R_L，所述滤波电路的输入经限流电阻R_L连接信号发生电路的阶跃脉冲信号输出。

4.如权利要求1-3任一所述的电路，其特征在于所述信号发生电路采用光耦元件作为直流电源输出的开关元件。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于所述光耦元件连接有用作其开关控制电路的微处理器，所述微处理器控制所述光耦元件以设定频率进行开关状态的切换，使直流电源输出所述的阶跃脉冲信号，所述阶跃脉冲信号的角频率依据下列公式确定：

其中，k为电力系统在发生接地故障后运行在过补偿状态下的过补偿系数。

6.一种适于煤矿电力系统的基于注入阶跃脉冲的电缆绝缘监测选线装置，其特征在于包括：

阶跃脉冲信号产生注入模块，用于产生阶跃脉冲信号并将其注入到电力系统，设有用于生成脉冲阶跃信号的信号发生电路和用于将阶跃信号注入电力系统的信号注入电路，所述信号注入电路采用权利要求1所述的适于电缆绝缘监测的阶跃脉冲信号注入电路，

所述阶跃脉冲信号的角频率依据下列公式确定：

其中，k为电力系统在发生接地故障后运行在过补偿状态下的过补偿系数；

监测信号采集模块，用于进行电力系统的各用电支路上脉冲阶跃信号的采集和调理，包括用于滤除干扰信号的信号调理电路和用于采集相关用电支路上电流信号的若干电流传感器，各所述电流传感器的信号输出接入所述信号调理电路的输入，所述信号调理电路的输出接入用作中央处理分析模块接口电路的A/D电路的输入端；

中央处理分析模块，用于进行信号分析和处理，进行绝缘故障判断和报警。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述信号注入电路还包括隔离变压器和限流电阻R_L，所述滤波电路的输出经隔离变压器注入到系统一次侧，所述滤波电路的输入经连接信号发生电路的阶跃脉冲信号输出。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于所述信号发生电路采用光耦元件作为直流电源输出的开关元件，以微处理器控制光耦元件以设定频率进行开关状态的切换，使直流电源输出所述的阶跃脉冲信号。

9.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于所述信号调理电路包括依次连接的低通滤波电路、工频阻波电路、双频带通滤波电路和信号放大电路，各所述电流传感器的信号输出接入所述低通滤波电路，所述低通滤波电路用于滤除150Hz的高频噪音信号，其输出接入所述工频阻波电路的输入端，所述工频阻波电路用于滤除工频干扰信号，其输出接入所述双频带通滤波电路的输入端，所述双频带通滤波电路用于滤除除阶跃脉冲信号的基波和三次谐波以外的其他干扰信号，其输出接入所述信号放大电路的输入端，所述信号放大电路用于信号放大。

10.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于所述中央处理分析模块包括CPU，所述CPU连接所述的A/D转换电路，所述A/D转换电路用于对源自所述信号放大电路的信号进行A/D转换，形成适于CPU处理的数字信号，所述CPU对A/D送入的数字信号进行计算分析，计算阶跃脉冲信号的基波与三次谐波幅值比K，将基波与三次谐波幅值比K与相应的整定值K_S进行比较，若KK_S，则判定该支路绝缘正常，未发生绝缘故障，若KK_S，则判定该支路出现绝缘故障，计算该支路的当前绝缘阻值R，将当前绝缘阻值R与相应的整定值R_S进行比较，如RR_S，则判定该支路出现明显绝缘故障。