本發(fā)明涉及一種高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀及工作方法。

背景技術(shù)：

該高壓絕緣電阻監(jiān)測報(bào)警儀是專用于10kv/6kv發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)、電力電容等高壓設(shè)備理想的絕緣電阻在線測試儀器。儀器由檢測裝置和顯示儀表兩部分組成，檢測裝置負(fù)責(zé)一次高壓區(qū)測量和數(shù)據(jù)處理，測量結(jié)果送二次儀表顯示和存儲，高低壓分離，提高了操作的安全性，也符合電力部門的安全規(guī)范；測量過程可以手動控制，也可自動完成，而且還可以在三相帶電工作的情況下檢測整個系統(tǒng)回路的絕緣電阻，拓展了絕緣電阻檢測的工作范圍，降低了人工檢測的危險(xiǎn)性與工作強(qiáng)度，該高壓絕緣電阻監(jiān)測報(bào)警儀為保持高壓電氣設(shè)備處于良好狀態(tài)提供良好的檢測手段，為設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了可靠的依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀及工作方法，以實(shí)現(xiàn)在三相帶電的情況下，檢測被測設(shè)備的絕緣電阻。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀，其特征在于，包括：高壓發(fā)生器，所述高壓發(fā)生器適于產(chǎn)生監(jiān)測用直流高壓，且一路通過高壓測量電路，另一路通過絕緣電阻測量電路將相應(yīng)電壓值分別發(fā)送至處理器模塊；其中所述絕緣電阻測量電路還通過三個高壓大功率電阻連接三相母線；在被測設(shè)備得電工作時，所述處理器模塊適于根據(jù)絕緣電阻測量電路采集的電壓值獲得被測設(shè)備的絕緣電阻阻值。

進(jìn)一步，所述絕緣電阻測量電路與三個高壓大功率電阻之間串接有高壓干簧管繼電器的常開觸點(diǎn)；

所述絕緣電阻測量電路采用由電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7構(gòu)成的電橋電路；其中

電阻r4與電阻r6的連接點(diǎn)作為絕緣電阻采樣端，且同時作為電橋電路的第一輸出端；

電阻r5與電阻r7的連接點(diǎn)作為電橋電路的第二輸出端分別連接ad模塊；以及

所述電阻r6與電阻r7的連接端通過電阻r8接地；

在三相母線電壓出現(xiàn)異常時，所述處理器模塊控制高壓干簧管繼電器使其常開觸點(diǎn)斷開，并通過電橋電路將釋放高壓。

進(jìn)一步，所述處理器模塊的一控制端連接高壓干簧管繼電器的驅(qū)動電路；

所述高壓發(fā)生器在升壓初始時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開；

當(dāng)高壓發(fā)生器升壓至上限電壓時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)閉合，使三相母線接入絕緣電阻測量電路，以對絕緣電阻進(jìn)行測量。

進(jìn)一步，所述高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀還包括：與處理器模塊相連的漏電流采樣電路；

所述漏電流采樣電路的采集端連接位于三相母線端的零序互感器；

當(dāng)被測設(shè)備中三相負(fù)載不平衡或者出現(xiàn)漏電流時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開。

進(jìn)一步，所述高壓發(fā)生器包括：555振蕩電路，

所述555振蕩電路的輸出端與一開關(guān)管的基極相連；

所述開關(guān)管的集電極通過一升壓線圈的初級連接電源，其發(fā)射極接地；

通過555振蕩電路輸出的脈沖信號使升壓線圈的初級獲得交變電流，并經(jīng)過升壓線圈的次級升壓后，通過儲能電路輸出直流高壓；以及

位于高壓發(fā)生器的輸出端連接有一防止電流倒灌的二極管。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀的工作方法，即絕緣電阻測量電路，其通過三個高壓大功率電阻連接三相母線；在被測設(shè)備得電工作時，三個高壓大功率電阻的公共端電壓為零，此時，通過絕緣電阻測量電路采集的電壓值獲得被測設(shè)備的絕緣電阻阻值。

進(jìn)一步，所述高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀包括：

高壓發(fā)生器，

所述高壓發(fā)生器適于產(chǎn)生監(jiān)測用直流高壓，且一路通過高壓測量電路，另一路通過絕緣電阻測量電路將相應(yīng)電壓值分別發(fā)送至處理器模塊；其中

所述絕緣電阻測量電路還通過三個高壓大功率電阻連接三相母線；

在被測設(shè)備得電工作時，所述處理器模塊適于根據(jù)絕緣電阻測量電路采集的電壓值獲得被測設(shè)備的絕緣電阻阻值。

進(jìn)一步，所述絕緣電阻測量電路與三個高壓大功率電阻之間串接有高壓干簧管繼電器的常開觸點(diǎn)；

所述絕緣電阻測量電路采用由電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7構(gòu)成的電橋電路；其中

電阻r4與電阻r6的連接點(diǎn)作為絕緣電阻采樣端，且同時作為電橋電路的第一輸出端；

電阻r5與電阻r7的連接點(diǎn)作為電橋電路的第二輸出端分別連接ad模塊；以及

所述電阻r6與電阻r7的連接端通過電阻r8接地；

在三相母線電壓出現(xiàn)異常時，所述處理器模塊控制高壓干簧管繼電器使其常開觸點(diǎn)斷開，并通過電橋電路將釋放高壓。

進(jìn)一步，所述處理器模塊的一控制端連接高壓干簧管繼電器的驅(qū)動電路；

所述高壓發(fā)生器在升壓初始時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開；

當(dāng)高壓發(fā)生器升壓至上限電壓時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)閉合，使三相母線接入絕緣電阻測量電路，以對絕緣電阻進(jìn)行測量；以及

所述高壓發(fā)生器包括：555振蕩電路，

所述555振蕩電路的輸出端與一開關(guān)管的基極相連；

所述開關(guān)管的集電極通過一升壓線圈的初級連接電源，其發(fā)射極接地；

通過555振蕩電路輸出的脈沖信號使升壓線圈的初級獲得交變電流，并經(jīng)過升壓線圈的次級升壓后，通過儲能電路輸出直流高壓；并且

位于高壓發(fā)生器的輸出端連接有一防止電流倒灌的二極管。

進(jìn)一步，所述高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀還包括：與處理器模塊相連的漏電流采樣電路；

所述漏電流采樣電路的采集端連接位于三相母線端的零序互感器；

當(dāng)被測設(shè)備中三相負(fù)載不平衡或者出現(xiàn)漏電流時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀及工作方法把三個等阻值的高壓大功率電阻接到一次供電的三相母線上，高壓大功率電阻的另一端并接到高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀的高壓輸出線（高壓發(fā)生器的輸出端）；由于一次高壓工作時三相處于平衡狀態(tài)，因此在3個高壓大功率電阻并接的一端（公共端）電壓為零，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了一次帶電的情況下進(jìn)行絕緣電阻測試。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀的原理框圖；

圖2是本發(fā)明的高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀的主電路圖；

圖3是本發(fā)明的處理器模塊的連接電路圖；

圖4是本發(fā)明的高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀中漏電流采樣電路的電路圖；

圖5是本發(fā)明的高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀中數(shù)據(jù)通訊電路的電路圖；

圖6是本發(fā)明中高壓發(fā)生器的電路圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例1提供了一種高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀，包括：

高壓發(fā)生器，所述高壓發(fā)生器適于產(chǎn)生監(jiān)測用直流高壓，且一路通過高壓測量電路，另一路通過絕緣電阻測量電路將相應(yīng)電壓值分別發(fā)送至處理器模塊；其中所述絕緣電阻測量電路還通過三個高壓大功率電阻連接三相母線；在被測設(shè)備得電工作時，所述處理器模塊適于根據(jù)絕緣電阻測量電路采集的電壓值獲得被測設(shè)備的絕緣電阻阻值（測量得到的絕緣電阻綜合反映高壓電氣設(shè)備和與其連接的其他設(shè)備、電纜、部件的綜合絕緣狀況）。

本高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀的工作原理是通過接入三相母線的高壓大功率電阻的公共端為零電位的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了本高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀能夠帶電檢測，即無需斷開母線電壓可完成被測設(shè)備（或系統(tǒng)）的絕緣電阻的測量。

如圖2所示，所述絕緣電阻測量電路與三個高壓大功率電阻之間串接有高壓干簧管繼電器的常開觸點(diǎn)k1；所述絕緣電阻測量電路采用由電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7構(gòu)成的電橋電路；其中電阻r4與電阻r6的連接點(diǎn)作為絕緣電阻采樣端，且同時作為電橋電路的第一輸出端，電阻r5與電阻r7的連接點(diǎn)作為電橋電路的第二輸出端分別連接ad模塊（即an2-、an2+）；以及所述電阻r6與電阻r7的連接端通過電阻r8接地；在三相母線電壓出現(xiàn)異常時，具體的，所述處理器模塊中設(shè)定異常電壓限值，當(dāng)三相母線電壓超過或者等于該異常電壓限值時，所述處理器模塊控制高壓干簧管繼電器使其常開觸點(diǎn)斷開，并通過電橋電路將釋放高壓。

所述高壓測量電路采用由電阻r9、電阻r10和電阻r11串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路，其中，電阻r9與電阻r10之間、電阻r10與電阻r11之間分別引出電壓采集端連接ad模塊（an1+、an1-）；通過高壓測量電路實(shí)施監(jiān)控高壓發(fā)生器的高壓輸出線上的直流電壓。

其中ad模塊例如但不限于采用雙通道ad模塊，比如ad7710；如圖3所示，所述處理器模塊例如但不限于采用單片機(jī)stc12c5a08s2；所述處理器模塊與雙通道ad模塊相連。

所述處理器模塊的一控制端（3號腳）連接高壓干簧管繼電器的驅(qū)動電路；所述高壓發(fā)生器在升壓初始時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開；當(dāng)高壓發(fā)生器升壓至上限電壓時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)閉合，使三相母線接入絕緣電阻測量電路，以對絕緣電阻進(jìn)行測量，此時三相母線是否帶電均不影響絕緣電阻阻值測量。

可選的，所述高壓干簧管繼電器的耐壓適于不小于15kv。

所述驅(qū)動電路包括光耦隔離器ic5，以及與該光耦隔離器ic5輸出端相連的驅(qū)動三極管q1，當(dāng)處理器模塊的控制端輸出低電平時，使光耦隔離器ic5導(dǎo)通，即高壓干簧管繼電器的線圈得電，所述常開觸點(diǎn)閉合導(dǎo)通。

所述高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀還包括：與處理器模塊相連的漏電流采樣電路；所述漏電流采樣電路的采集端連接位于三相母線端的零序互感器；當(dāng)被測設(shè)備中三相負(fù)載不平衡或者出現(xiàn)漏電流時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開。

如圖4所示，具體的，所述漏電流采樣電路包括：電能計(jì)量芯片cs5460a，并與所述處理器模塊相連。

并且，如圖5所示，所述處理器模塊還連接有數(shù)據(jù)通訊電路，所述數(shù)據(jù)通訊電路適于采用隔離485通信接口芯片adm2483構(gòu)成；通過數(shù)據(jù)通訊電路，可上傳絕緣電阻值和相關(guān)信號，也可以使用無線數(shù)據(jù)上傳，或用gps短信模塊向一個或多個手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)和報(bào)警。

如圖6所示，所述高壓發(fā)生器包括：555振蕩電路，所述555振蕩電路的輸出端與一開關(guān)管q31的基極相連；所述開關(guān)管q31的集電極通過一升壓線圈t31的初級連接電源，其發(fā)射極接地；通過555振蕩電路輸出的脈沖信號使升壓線圈t31的初級獲得交變電流，并經(jīng)過升壓線圈t31的次級升壓后，通過儲能電路輸出直流高壓，其中儲能電路包括：電阻r34，與該電阻r34串聯(lián)的續(xù)流管d31，并且該續(xù)流管d31的陰極連接有儲能電容c34；以及位于高壓發(fā)生器的輸出端連接有一防止電流倒灌的二極管d1，通過二極管d1在三相母線電壓出現(xiàn)異常時，能夠有效的防止高壓倒灌至高壓發(fā)生器，造成高壓發(fā)生器出現(xiàn)損壞，并且處理器模塊通過高壓測量電路檢測到電壓異常，則及時控制高壓干簧管繼電器中常開觸點(diǎn)斷開。

所述高壓發(fā)生器的電源端通過繼電器k2連接一供電電源，所述繼電器k2由顯示儀（人機(jī)交互界面）控制。

所述處理器模塊還設(shè)置有兩級報(bào)警，即檢測到絕緣電阻下降嚴(yán)重時，進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)絕緣電阻達(dá)到下限，則進(jìn)行報(bào)警。

本高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀在測試結(jié)束后可自動放電。

進(jìn)一步，所述處理器模塊還連接有除濕加熱控制電路，可在出現(xiàn)預(yù)警或報(bào)警時自動接通加熱器，絕緣電阻恢復(fù)停止加熱。

本高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀可以長期連接在高壓系統(tǒng)上，接入不會給高壓系統(tǒng)帶來不安全因素；系統(tǒng)電壓也不會對檢測設(shè)備本身造成損害。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本實(shí)施例2提供了一種高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀的工作方法。

所述高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀的工作方法包括：絕緣電阻測量電路，其通過三個高壓大功率電阻連接三相母線；在被測設(shè)備得電工作時，三個高壓大功率電阻的公共端電壓為零，此時，通過絕緣電阻測量電路采集的電壓值獲得被測設(shè)備的絕緣電阻阻值。

所述高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀包括：高壓發(fā)生器，所述高壓發(fā)生器適于產(chǎn)生監(jiān)測用直流高壓，且一路通過高壓測量電路，另一路通過絕緣電阻測量電路將相應(yīng)電壓值分別發(fā)送至處理器模塊；其中所述絕緣電阻測量電路還通過三個高壓大功率電阻連接三相母線；在被測設(shè)備得電工作時，所述處理器模塊適于根據(jù)絕緣電阻測量電路采集的電壓值獲得被測設(shè)備的絕緣電阻阻值。

所述絕緣電阻測量電路與三個高壓大功率電阻之間串接有高壓干簧管繼電器的常開觸點(diǎn)；所述絕緣電阻測量電路采用由電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7構(gòu)成的電橋電路；其中電阻r4與電阻r6的連接點(diǎn)作為絕緣電阻采樣端，且同時作為電橋電路的第一輸出端，電阻r5與電阻r7的連接點(diǎn)作為電橋電路的第二輸出端分別連接ad模塊；以及所述電阻r6與電阻r7的連接端通過電阻r8接地；在三相母線電壓出現(xiàn)異常時，所述處理器模塊控制高壓干簧管繼電器使其常開觸點(diǎn)斷開，并通過電橋電路將釋放高壓。

所述處理器模塊的一控制端連接高壓干簧管繼電器的驅(qū)動電路；所述高壓發(fā)生器在升壓初始時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開；當(dāng)高壓發(fā)生器升壓至上限電壓時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)閉合，使三相母線接入絕緣電阻測量電路，以對絕緣電阻進(jìn)行測量；以及所述高壓發(fā)生器包括：555振蕩電路，所述555振蕩電路的輸出端與一開關(guān)管的基極相連；所述開關(guān)管的集電極通過一升壓線圈的初級連接電源，其發(fā)射極接地；通過555振蕩電路輸出的脈沖信號使升壓線圈的初級獲得交變電流，并經(jīng)過升壓線圈的次級升壓后，通過儲能電路輸出直流高壓；并且位于高壓發(fā)生器的輸出端連接有一防止電流倒灌的二極管。

所述高壓絕緣電阻在線監(jiān)測報(bào)警儀還包括：與處理器模塊相連的漏電流采樣電路；所述漏電流采樣電路的采集端連接位于三相母線端的零序互感器；當(dāng)被測設(shè)備中三相負(fù)載不平衡或者出現(xiàn)漏電流時，所述處理器模塊控制常開觸點(diǎn)斷開。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。