專利名稱：一種直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電測量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于變配電系統(tǒng)中直流供電系統(tǒng)接地 故障的檢測裝置。
技術(shù)背景 發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中非常重要的工作電源，它為電氣、熱工、 自動裝置、電保護(hù)、事故照明、通訊等二次設(shè)備提供電源；這些二次設(shè)備的正常工作對于保 障發(fā)電廠、變電站的安全運(yùn)行十分重要，直流電源在額定參數(shù)下穩(wěn)定運(yùn)行和其回路的完好， 是保證變電站正常操作和保護(hù)裝置正確動作的必要條件；因此要求直流系統(tǒng)及其網(wǎng)絡(luò)具有 高度的可靠性。上述的直流系統(tǒng)均采用“對地絕緣”的運(yùn)行方式。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點“接地”故障時，對整個直流系統(tǒng)的運(yùn)行并不會引起任何危 害，但必須及時處理，否則當(dāng)整個直流系統(tǒng)再發(fā)生另一點的“接地”故障時，有可能會使繼電 保護(hù)裝置或繼電保護(hù)繼電器發(fā)生“誤動作”或“拒動作”；或者，有可能造成直流電源短路，弓丨 起熔斷器熔斷，或快分電源開關(guān)斷開，使設(shè)備失去操作電源，引發(fā)電力系統(tǒng)嚴(yán)重故障乃至事 故。因此，不允許直流系統(tǒng)在一點“接地”情況下長時間運(yùn)行，必須加強(qiáng)在線監(jiān)測，迅速查找 并排除接地故障，杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障。在實際運(yùn)行實踐中還發(fā)現(xiàn)，直流系統(tǒng)發(fā)生“接地”故障，還會造成采用直流系統(tǒng)供 電/控制的設(shè)備產(chǎn)生“誤動”或“拒動”，以至設(shè)備損壞，造成大面積停電、最終有可能導(dǎo)致電 力供電系統(tǒng)瓦解，產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果。因此直流系統(tǒng)的“接地”問題不能僅從一個變電站、一個發(fā)電廠的角度去看問題， 而應(yīng)從整個電網(wǎng)去考慮如何查找和防范?，F(xiàn)有直流系統(tǒng)絕緣檢測的方法和存在的問題1、利用平衡電橋原理進(jìn)行檢測對于變電站和發(fā)電廠而言，經(jīng)過多年運(yùn)行以后，電纜絕緣普遍下降，各種端子箱和 機(jī)構(gòu)箱等生銹損壞，密封性能下降，遇雨、雪、霧天氣，易發(fā)生“接地”故障；而且多為非金屬 性接地(對地阻值高)，多點接地、正負(fù)極絕緣電阻之差較小形成對稱性“接地”故障。而目 前各種直流系統(tǒng)接地的裝置報警均采用電橋平衡原理，對上述高阻對稱性接地?zé)o法有效監(jiān) 測。因受電橋平衡原理的限制，此類裝置只能判斷整個系統(tǒng)的絕緣狀況，不能直接確 定具體的“接地”點，必須再分別利用“拉路法”逐一對各路直流負(fù)載進(jìn)行“斷電”檢查，才 能確定發(fā)生“接地”故障的點/回路。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源(停電 時間應(yīng)小于三秒)，一般先從信號回路，照明回路檢查起，再對操作回路，保護(hù)回路等等進(jìn)行 檢查。由于二次系統(tǒng)越來越復(fù)雜，大部分的廠站由于施工或擴(kuò)建中遺留的種種問題，使信號 回路與控制回路和保護(hù)回路沒有一個嚴(yán)格的區(qū)分，而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回 路，在這種情況下使用該種方法，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。由于回路接線存在不確定性，往往令在“拉回路”的過程中，常常發(fā)生人為的“跳間”事故，再加上微機(jī)保護(hù) 的大量應(yīng)用，微機(jī)保護(hù)由于計算機(jī)的運(yùn)行特性也不允許隨意斷電。故，此方法的最大缺點就是要切斷所供回路的操作或信號電源，造成斷電回路 在 短時間內(nèi)不能對主回路開關(guān)進(jìn)行分/合閘操作，一旦主供電回路正好發(fā)生故障時，會危及 系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2、交流注入式檢測法現(xiàn)國內(nèi)廣泛使用向系統(tǒng)注入交流信號方式的微機(jī)型支路選線裝置，主要采用的是 “低頻”探測法和“變頻”探測法兩種方式。即在直流故障母線和地之間注入一低頻或變頻 的交流信號，用鉗形電流探頭逐點檢測，找到“接地”支路并根據(jù)“接地”點前后低頻電流出 現(xiàn)明顯的差別來確定“接地”點。隨著微機(jī)保護(hù)大量抗干擾電容的安裝使用，直流系統(tǒng)開環(huán)輻射供電運(yùn)行方式的采 用使直流系統(tǒng)的對地電容電流增大。當(dāng)電容電流大于檢測裝置對絕緣電阻泄漏電流的整定 值時，將造成誤發(fā)信號，影響裝置的正確判斷。同時由于要向被測直流系統(tǒng)注入交流信號， 盡管其幅值與直流母線電壓相比很小，但對安全性要求很高的電力系統(tǒng)來說，注入的交流 信號也會給系統(tǒng)帶來不安全因素。3、霍爾磁式平衡法霍爾磁式平衡原理的基本原理如圖1所示。觀察直流系統(tǒng)任一支路，從電源正端 流出的電流Iy流經(jīng)支路全部負(fù)載后，返回電源負(fù)端的支路電流為Ip當(dāng)該支路沒有接地 電流時，IL+ = Ip穿過傳感器的電流大小相等，傳感器無輸出。而當(dāng)發(fā)生接地故障時，假設(shè)接在正極母線上的支路經(jīng)電阻R接地，接地電流為Ικ， 則Iy = ，流經(jīng)傳感器的電流大小不等，傳感器輸出一個反應(yīng)該差值Ik大小和方向的 信號，據(jù)此判斷出接地電阻的大小和接地支路的極性。此種方法雖然克服了系統(tǒng)分布電容的影響，但其仍然存在不足之處，主要問題出 在有源傳感上；采用磁平衡原理，做成有源傳感器，當(dāng)一次側(cè)有電流變化或有電流沖擊時， 易發(fā)生剩磁變化，尤其當(dāng)傳感無源時，受電流沖擊后，剩磁變化更大。這種剩磁變化會嚴(yán)重 造成電流、電壓放大器及A/D轉(zhuǎn)換器的直流偏移，致使用以上方法做成的選線裝置零點不 斷漂移，需及時調(diào)節(jié)裝置的零點及傳感器特性，才能保證選線裝置的精度及穩(wěn)定，不僅給現(xiàn) 場帶來極大的不便和麻煩，而且造成選線裝置的不準(zhǔn)。綜上可見，目前各類絕緣檢測裝置所采用的技術(shù)原理，與現(xiàn)場的實際情況存在一 定的差距，對于直流接地查找不能做到及時、準(zhǔn)確的判斷，造成裝置功能難于完全滿足現(xiàn)場 的實際需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝 置。其通過測量直流系統(tǒng)“接地”時產(chǎn)生的差電流所引起的有源振蕩器的振蕩頻率變化，來 監(jiān)測直流系統(tǒng)“接地”故障的發(fā)生；它既克服了利用平衡電橋法時對各回路進(jìn)行逐一斷電查 找時所帶來的危害，又無需向系統(tǒng)中注入交流信號，且與直流系統(tǒng)的分布電容無關(guān)，與被測 系統(tǒng)沒有任何電氣聯(lián)系，整個監(jiān)測裝置集成化/小型化，分別設(shè)置在直流系統(tǒng)各輸出回路 與負(fù)載連接的端子排處，可以實現(xiàn)分布式安裝，能更加系統(tǒng)的檢測到直流系統(tǒng)的每個輸出回路，并可十分方便地實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。本實用新型的技術(shù)方案是提供一種直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，包括 在直流系統(tǒng)輸出回路上設(shè)置電流傳感器，其特征是設(shè)置一有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微 處理器電路、觸發(fā)器和告警電路；所述電流傳感器的次級線圈作為有源LC振蕩器的電感線 圈；所述有源LC振蕩器的輸出端與脈沖計數(shù)器的輸入端連接；所述脈沖計數(shù)器的輸出端與 微處理器電路的I/O輸入端連接；所述微處理器電路的I/O輸出端與觸發(fā)器的輸入端連接； 所述觸發(fā)器的輸出端與告警電路連接；所述的有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、 觸發(fā)器和告警電路與一個電源發(fā)生電路連接。其中，所述的電源發(fā)生電路為直一直隔離輸出電源電路，其輸入端與直流系統(tǒng)輸 出回路連接，其輸出端與有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路的 電源端對應(yīng)連接。所述的電流傳感器套裝在直流系統(tǒng)輸出回路上，直流系統(tǒng)的輸出回路構(gòu)成電流傳 感器的原邊線圈。所述的微處理器電路為常規(guī)單片機(jī)電路。 所述的觸發(fā)器為常規(guī)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。所述的告警電路為發(fā)光二極管或發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路。具體的，所述的有源LC振蕩器包括第一至第四電容、第一至第四電阻、三極管和 電感線圈，其中，第一電阻構(gòu)成三極管的上偏置電阻，第二電阻構(gòu)成三極管的下偏置電阻，第一電 容與第二電阻并聯(lián)，三極管的集電極經(jīng)電感線圈與正電源端連接，三極管的發(fā)射極經(jīng)第三 電阻接地，第二電容的一端與三極管的集電極連接，另一端構(gòu)成振蕩器的第一輸出端，接地 端構(gòu)成振蕩器的第二輸出端，第三電容并接在三極管發(fā)射極和集電極之間，第四電容并接 在第三電阻兩端，第四電阻并接在振蕩器的第一、二輸出端之間。具體的，所述的電源發(fā)生電路包括第五至第八電容、第五和第六電阻、第一和第 二二極管、三端集成隔離元件和變壓器，其中，電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸入端與直流系統(tǒng)輸出回路的正、負(fù)電源端連接，第 五電容并接在電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸入端之間，三端集成隔離元件的D端與電源發(fā) 生電路的正電源輸入端連接，三端集成隔離元件的C端經(jīng)第五電阻與第一二極管的負(fù)極連 接，第一二極管的正極經(jīng)第六電阻與電源發(fā)生電路的負(fù)電源輸入端連接，三端集成隔離元 件的S端與變壓器原邊線圈的首端連接，第六電容并接在三端集成隔離元件的C端與S端 之間，第七電容并接在三端集成隔離元件的S端與第一二極管的負(fù)極之間，電源發(fā)生電路 的負(fù)電源入端與變壓器原邊線圈的末端連接；變壓器副邊線圈的末、首端分別構(gòu)成電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸出端，第八電容 并接在電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸出端之間，第二二極管串接在電源發(fā)生電路的負(fù)電源 輸出端上。更進(jìn)一步的，將所述的有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警 電路集成于一個殼體內(nèi)，在殼體的一端，設(shè)置用于與直流系統(tǒng)輸出回路連接的接線端子；在 殼體的另一端，設(shè)置用于與直流系統(tǒng)負(fù)載回路連接的接線端子；在殼體的一面，設(shè)置與告警 電路對應(yīng)的發(fā)光孔；在殼體的另一面，設(shè)置與控制柜端子排連接的固定卡/勾；在與直流系統(tǒng)負(fù)載回路連接的接線端子的殼體一端，設(shè)置識別缺口或識別突起。上述的集成了有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路的 殼體，構(gòu)成直流系統(tǒng)輸出回路和直流系統(tǒng)負(fù)載回路之間的帶有直流接地監(jiān)視功能的集成化 雙端接線端子；所述的集成化雙端接線端子，設(shè)置在直流系統(tǒng)各輸出回路與負(fù)載連接的端 子排處；所述的集成化雙端接線端子可以設(shè)置在直流系統(tǒng)的任意一路或多個輸出回路上。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型的優(yōu)點是1.通過測量直流系統(tǒng)“接地”時產(chǎn)生的差電流所引起的有源振蕩器的振蕩頻率變 化，來監(jiān)測直流系統(tǒng)“接地”故障的發(fā)生，直接發(fā)出報警信號，避免了逐一拉開回路斷電檢查 時所帶來的危害；2.本裝置無需向系統(tǒng)中注入交流信號，可以避免交流注入法檢測時對直流系統(tǒng)運(yùn) 行所產(chǎn)生的影響；3.由于傳感器測的是直流接地電流差值Ik的大小，因此與直流系統(tǒng)的分布電 容無 關(guān)；4.所測的頻率來源于傳感器的二次線圈，與被測系統(tǒng)沒有任何電氣聯(lián)系，可以更 好的保證原有系統(tǒng)的正常運(yùn)行；5.將整個監(jiān)測裝置集成化/小型化，分別設(shè)置在直流系統(tǒng)各輸出回路與負(fù)載連接 的端子排處，即可以實現(xiàn)分布式安裝，能更加系統(tǒng)的檢測到直流系統(tǒng)的每個輸出回路，并可 十分方便地實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)構(gòu)成方框圖；圖2為本實用新型有源LC振蕩器實施例的線路圖；圖3為電源發(fā)生電路實施例的線路圖；圖4為雙端接線端子的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、1’為直流系統(tǒng)輸出回路接線端子，2、2’為直流系統(tǒng)負(fù)載回路接線端子，3、 4為運(yùn)行狀態(tài)/報警信號燈，5為識別缺口，6為集成化雙端接線端子的殼體。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。圖1中，本集成化檢測裝置包括在直流系統(tǒng)輸出回路上設(shè)置的電流傳感器，其發(fā) 明點在于還設(shè)置了依次連接的有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警 電路；其電流傳感器的次級線圈作為有源LC振蕩器的電感線圈，有源LC振蕩器的信號輸出 端與脈沖計數(shù)器的信號輸入端連接，脈沖計數(shù)器的信號輸出端與微處理器電路的I/O輸入 端連接，微處理器電路的I/O輸出端與觸發(fā)器的觸發(fā)控制信號輸入端連接，觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn) 信號輸出端與告警電路的控制端連接，有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器 和告警電路由一個電源發(fā)生電路進(jìn)行供電。其中，電源發(fā)生電路為直-直隔離輸出電源電路，其電源輸入端與直流系統(tǒng)輸出 回路連接，其電源輸出端與有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路 的電源端對應(yīng)連接。[0048]電流傳感器套裝在直流系統(tǒng)輸出回路上，直流系統(tǒng)的輸出回路構(gòu)成電流傳感器的 原邊線圈。微處理器電路為常規(guī)單片機(jī)電路；觸發(fā)器為常規(guī)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路；告警電路為 發(fā)光二極管或發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路。在上述技術(shù)方案中，脈沖計數(shù)器采用通用的頻率計數(shù)器即可。由于頻率是單位時間內(nèi)信號發(fā)生周期變化的次數(shù)。如果我們能在給定的時間內(nèi)對 信號波形計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果顯示出來，就能讀取被測信號的頻率。頻率計數(shù)器首先獲得相對穩(wěn)定與準(zhǔn)確的時間，同時將被測信號轉(zhuǎn)換成幅度與波形 均能被數(shù)字電路(即與其連接的微處理器電路)識別的脈沖信號，然后通過計數(shù)器計算這 一段時間間隔內(nèi)的脈沖個數(shù)，將所得數(shù)據(jù)記錄并輸出。觸發(fā)器可采用集成JK觸發(fā)器，為與門輸入模式，在觸發(fā)器接收到輸入信號全為1 時，觸發(fā)器輸出為高電平，使告警燈亮。圖2中，有源LC振蕩器包括第一至第四電容Cl C4、第一至第四電阻Rl R4、三 極管BG和電感線圈L，其中，第一電阻Rl構(gòu)成三極管BG的上偏置電阻，第二電阻R2構(gòu)成三 極管的下偏置電阻，第一電容Cl與第二電阻并聯(lián)，三極管的集電極經(jīng)電感線圈L與正電源 端V+連接，三極管的發(fā)射極經(jīng)第三電阻R3接地，第二電容C2的一端與三極管的集電極連 接，另一端構(gòu)成振蕩器的第一輸出端EF，接地端構(gòu)成振蕩器的第二輸出端ED，第三電容C3 并接在三極管發(fā)射極和集電極之間，第四電容C4并接在第三電阻兩端，第四電阻R4并接在 有源LC振蕩器的第一、二輸出端之間。圖3中，電源發(fā)生電路包括第五至第八電容、第五和第六電阻、第一和第二二極 管、三端集成隔離元件和變壓器，其中，電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸入端+、一與直流系統(tǒng)輸出回路的正、負(fù)電源端連接， 第五電容C5并接在電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸入端之間，三端集成隔離元件LNK的D端 與電源發(fā)生電路的正電源輸入端連接，三端集成隔離元件的C端經(jīng)第五電阻R5與第一二極 管Dl的負(fù)極連接，第一二極管的正極經(jīng)第六電阻R6與電源發(fā)生電路的負(fù)電源輸入端連接， 三端集成隔離元件的S端與變壓器原邊線圈Tl的首端連接，第六電容C6并接在三端集成 隔離元件的C端與S端之間，第七電容C7并接在三端集成隔離元件的S端與第一二極管的 負(fù)極之間，電源發(fā)生電路的負(fù)電源入端與變壓器原邊線圈Tl的末端連接；變壓器副邊線圈T2的末、首端分別構(gòu)成電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸出端+’、 一’，第八電容C8并接在電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸出端之間，第二二極管D2串接在電源 發(fā)生電路的負(fù)電源輸出端上。電源發(fā)生器是利用三端集成隔離元件LNK組成的隔離輸出電源，圖中C5對輸入電 源進(jìn)行濾波作用，通過LNK隔離輸出后，通過電容C6、C7等元件的濾波，最終經(jīng)變壓器T1\T2 進(jìn)行輸出為5V的穩(wěn)定電壓，電容C8對輸出的直流電壓進(jìn)行濾波，二極管D2起保護(hù)作用。圖4中，將有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路集成于 一個殼體6內(nèi)，在殼體的一端，設(shè)置用于與直流系統(tǒng)輸出回路連接的接線端子1、1’ ；在殼體 的另一端，設(shè)置用于與直流系統(tǒng)負(fù)載回路連接的接線端子2、2’ ；在殼體的一面，設(shè)置與運(yùn)行 /告警電路對應(yīng)的發(fā)光孔3、4 ；在在殼體的另一面，設(shè)置用于與控制柜端子排連接的固定卡 勾或固定結(jié)構(gòu)(圖中未示出)；在與直流系統(tǒng)負(fù)載回路連接的接線端子的殼體一端，設(shè)置識別缺口或識別突起5。實際使用過程中，現(xiàn)場工作人員只需檢查端子的告警燈是否有發(fā)光指示，即可迅速地發(fā)現(xiàn)接地回路的位置，進(jìn)行相應(yīng)的處置。進(jìn)一步的，上述集成了有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警 電路的殼體，構(gòu)成直流系統(tǒng)輸出回路和直流系統(tǒng)負(fù)載回路之間的帶有直流接地監(jiān)視功能的 集成化雙端接線端子；該集成化雙端接線端子，設(shè)置在直流系統(tǒng)各輸出回路與負(fù)載連接的 端子排處；該集成化雙端接線端子可以設(shè)置在直流系統(tǒng)的任意一路或多個輸出回路上。設(shè)置識別標(biāo)記的目的，是為了在現(xiàn)場便于安裝人員快速識別集成化雙端接線端子 的整體安裝方向，防止誤裝而導(dǎo)致裝置起不到應(yīng)有的作用。本實用新型工作過程簡述直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時，流經(jīng)直流檢測端子的差流Δ I = Ι+-Ι_ = 0，此時有源LC震 蕩器的固有頻率被初始化為基準(zhǔn)頻率fo ；當(dāng)所檢測線路發(fā)生接地故障時，勢必引起流過檢 測端子的電留發(fā)生變化，產(chǎn)生差流ΔΙ = I+-I_ = Ik，當(dāng)Ik達(dá)到門檻值時，就對振蕩器的固 有頻率引起足夠大的變化；通過脈沖計數(shù)器的檢測，可以檢測到正常運(yùn)行的固有頻率fo和 接地時頻率fK兩個不同頻率；微處理器對兩個頻率進(jìn)行分析，當(dāng)與兩頻率之間的差值等參 數(shù)達(dá)到或超過預(yù)設(shè)定值時，微處理器即輸出觸發(fā)信號到觸發(fā)器；當(dāng)觸發(fā)器得到觸發(fā)信號時， 即可觸發(fā)啟動報警輸出。由于傳感器(實際上就是一個微型電流互感器)、有源LC振蕩器電路、脈沖計數(shù) 器電路、通過脈沖計數(shù)來測量被測對象的頻率以及微處理器電路和觸發(fā)器電路均為現(xiàn)有技 術(shù)，其具體工作原理、元件選擇以及連接方式在此不再敘述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在掌握了本技術(shù)方案解決問題的思路和方法之后，完全 可以不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，再現(xiàn)本技術(shù)方案的技術(shù)效果和發(fā)明目的。由于本裝置通過測量直流系統(tǒng)“接地”時產(chǎn)生的差電流所引起的有源振蕩器的振 蕩頻率變化，來監(jiān)測直流系統(tǒng)“接地”故障的發(fā)生，直接發(fā)出報警信號，無需向系統(tǒng)中注入交 流信號，避免了逐一拉開回路斷電檢查時所帶來的危害，亦可避免交流注入法檢測時對直 流系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的影響；此外，由于傳感器測的是直流接地電流差值Ik的大小，因此與直 流系統(tǒng)的分布電容無關(guān)；加上所測的頻率來源于傳感器的二次線圈，與被測系統(tǒng)沒有任何 電氣聯(lián)系，可以更好的保證原有系統(tǒng)的正常運(yùn)行，另外，整個方案可以實現(xiàn)分布式安裝，能 更加系統(tǒng)的檢測到直流系統(tǒng)的每個輸出回路，并可十分方便地實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。本實用新型可廣泛用于電力系統(tǒng)/變配電系統(tǒng)的直流系統(tǒng)監(jiān)測/保護(hù)領(lǐng)域。
權(quán)利要求一種直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，包括在直流系統(tǒng)輸出回路上設(shè)置電流傳感器，其特征是還設(shè)置有有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路；所述電流傳感器的次級線圈作為有源LC振蕩器的電感線圈；所述有源LC振蕩器的輸出端與脈沖計數(shù)器的輸入端連接；所述脈沖計數(shù)器的輸出端與微處理器電路的I/O輸入端連接；所述微處理器電路的I/O輸出端與觸發(fā)器的輸入端連接；所述觸發(fā)器的輸出端與告警電路連接；所述的有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路與一個電源發(fā)生電路連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的電源 發(fā)生電路為直_直隔離輸出電源電路，其輸入端與直流系統(tǒng)輸出回路連接，其輸出端與有 源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路的電源端對應(yīng)連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的電流 傳感器套裝在直流系統(tǒng)輸出回路上，直流系統(tǒng)的輸出回路構(gòu)成電流傳感器的原邊線圈。
4.按照權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的微處 理器電路為常規(guī)單片機(jī)電路。
5.按照權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的觸發(fā) 器為常規(guī)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。
6.按照權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的告警 電路為發(fā)光二極管或發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路。
7.按照權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的有源 LC振蕩器包括第一至第四電容、第一至第四電阻、三極管和電感線圈，其中，第一電阻構(gòu)成三極管的上偏置電阻，第二電阻構(gòu)成三極管的下偏置電阻，第一電容與 第二電阻并聯(lián)，三極管的集電極經(jīng)電感線圈與正電源端連接，三極管的發(fā)射極經(jīng)第三電阻 接地，第二電容的一端與三極管的集電極連接，另一端構(gòu)成振蕩器的第一輸出端，接地端構(gòu) 成振蕩器的第二輸出端，第三電容并接在三極管發(fā)射極和集電極之間，第四電容并接在第 三電阻兩端，第四電阻并接在振蕩器的第一、二輸出端之間。
8.按照權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的電源 發(fā)生電路包括第五至第八電容、第五和第六電阻、第一和第二二極管、三端集成隔離元件和 變壓器，其中，電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸入端與直流系統(tǒng)輸出回路的正、負(fù)電源端連接，第五電容 并接在電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸入端之間，三端集成隔離元件的D端與電源發(fā)生電路 的正電源輸入端連接，三端集成隔離元件的C端經(jīng)第五電阻與第一二極管的負(fù)極連接，第 一二極管的正極經(jīng)第六電阻與電源發(fā)生電路的負(fù)電源輸入端連接，三端集成隔離元件的S 端與變壓器原邊線圈的首端連接，第六電容并接在三端集成隔離元件的C端與S端之間，第 七電容并接在三端集成隔離元件的S端與第一二極管的負(fù)極之間，電源發(fā)生電路的負(fù)電源 入端與變壓器原邊線圈的末端連接；變壓器副邊線圈的末、首端分別構(gòu)成電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸出端，第八電容并接在電源發(fā)生電路的正、負(fù)電源輸出端之間，第二二極管串接在電源發(fā)生電路的負(fù)電源輸出 端上。
9.按照權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的有源 LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路集成于一個殼體內(nèi)，在殼體的一 端，設(shè)置用于與直流系統(tǒng)輸出回路連接的接線端子；在殼體的另一端，設(shè)置用于與直流系統(tǒng) 負(fù)載回路連接的接線端子；在殼體的一面，設(shè)置與告警電路對應(yīng)的發(fā)光孔；在殼體的另一 面，設(shè)置用于與控制柜端子排連接的固定卡/勾或固定結(jié)構(gòu)；在與直流系統(tǒng)負(fù)載回路連接 的接線端子的殼體一端，設(shè)置識別缺口或識別突起。
10.按照權(quán)利要求1或9所述的直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，其特征是所述的 集成有有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路的殼體，構(gòu)成直流系 統(tǒng)輸出回路和直流系統(tǒng)負(fù)載回路之間的帶有直流接地監(jiān)視功能的集成化雙端接線端子；所 述的集成化雙端接線端子，設(shè)置在直流系統(tǒng)各輸出回路與負(fù)載連接的端子排處；所述的集 成化雙端接線端子設(shè)置在直流系統(tǒng)的任意一路或多個輸出回路上。
專利摘要一種直流系統(tǒng)接地故障的集成化檢測裝置，屬電測量領(lǐng)域。包括在直流系統(tǒng)輸出回路上設(shè)置電流傳感器，其特征是設(shè)置依次連接的有源LC振蕩器、脈沖計數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器、告警電路和電源發(fā)生電路；將上述電路集成于一個殼體內(nèi)，在殼體一端設(shè)置與直流系統(tǒng)輸出回路接線端子；在殼體另一端設(shè)置與直流系統(tǒng)負(fù)載回路接線端子；在殼體一面設(shè)置告警電路發(fā)光孔；在殼體另一面，設(shè)置與控制柜端子排連接的固定卡/勾。其通過測量直流系統(tǒng)“接地”時產(chǎn)生的差流所引起的有源振蕩器的振蕩頻率變化來監(jiān)測直流系統(tǒng)“接地”故障，直接發(fā)出報警信號，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足，更好地保證了原有系統(tǒng)正常運(yùn)行，可實現(xiàn)分布式安裝，能方便地實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。
文檔編號G01R31/08GK201589839SQ20092028626
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者馮煜珵, 吳劍敏, 戴春怡, 楊晞明, 熊超英, 魯煒 申請人:上海希明電氣技術(shù)有限公司;上海市電力公司超高壓輸變電公司