CN113777518B - 直流系统绝缘装置在线测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流系统绝缘装置在线测试仪，克服了现有技术交、直流电源系统发生串接、混接故障无法及时反馈，极易导致继电器误动作、易发生漏电危险，扩大事故的问题，包括电源模块、直流输出模块、交流分量检测模块和负载；电源模块输出端分别与直流输出模块和交流分量检测模块连接；交流分量检测模块包括依次连接的交流输入、总电源开关、交流电源开关、调压器和变压器；所述交流分量检测模块还包括交流直接串入模块、交流隔直串入模块和交流耦合串入模块。本发明对交流分量进行精准检测并提示，提高直流系统绝缘检测性能，防止母线工频受干扰、电池寿命受损及漏电事故发生。

Description

直流系统绝缘装置在线测试仪

技术领域

本发明涉及绝缘测试技术领域，尤其是涉及一种直流系统绝缘装置在线测试仪。

背景技术

变电站、通信机房、数据中心综合布线时，存在直流电源，例如通信电源、装置电源、电力操作电源，直流电源系统和交流电源系统交叉布线的情况，有可能发生交直流系统串接、混接的情况。在继电保护现场实验中，为模拟外部回路动作，经常需要短接某些回路，也有可能误将交流带电端子与直流带电端子混接。

交、直流电源系统串接、混接，不仅引入了直流母线工频干扰，损害蓄电池寿命，而且会导致继电保护误动作或拒动作，直流系统绝缘检测误报警，故交、直流电源系统串接、混接直接影响直流电源系统的安全运行，因此，需对直流电源系统的母线电压的交流分量进行实时在线检测，当交、直流电源系统发生串接、混接故障时，及时、可靠地报警，为检修人员查找故障提供依据很有必要。现有的直流系统绝缘监测装置无法精准检测系统中的交流分量，在串接、混接工况下无法及时反馈，极易导致继电器误动作，影响变电站内系统安全性。

目前直接用耐压较高的两个滤波电容分别直接接在正母线对地之间和负母线对地之间，分别对地隔离直流电压实现正负母线交流分量检测，这样做一来耐压高的电容成本高，体积大，不利于安装在狭小的检测模块内，且可靠性低，影响直流系统绝缘检测性能，二来相当于增大了直流电源系统的分布电容，影响直流电源系统的绝缘检测性能，万一滤波电容被击穿，就会导致直流高压直接灌入检测装置，发生接地故障，这不但会损坏检测模块本身，而且可能造成系统其它部件发生漏电危险，使事故扩大化。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的交、直流电源系统发生串接、混接故障无法及时反馈，极易导致继电器误动作、易发生漏电危险，扩大事故的问题，提供一种直流系统绝缘装置在线测试仪，包括交流直接接入、交流隔直接入和交流耦合串入，对交流分量进行检测并提示，提高直流系统绝缘检测性能，防止母线工频受干扰、电池寿命受损及漏电事故发生。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种直流系统绝缘装置在线测试仪，包括电源模块、直流输出模块、交流分量检测模块和负载；

电源模块输出端分别与直流输出模块和交流分量检测模块连接；

交流分量检测模块包括依次连接的交流输入、总电源开关、交流电源开关、调压器和变压器；

所述交流分量检测模块还包括交流直接串入模块、交流隔直串入模块和交流耦合串入模块；

所述交流直接串入模块包括电阻和用于提示的指示灯；

所述交流隔直串入模块包括隔直电容；

所述交流耦合串入模块包括开关；

交流直接串入模块和交流隔直串入模块之间为并联关系；交流直接串入模块和交流隔直串入模块组成的并联线路与交流耦合串入模块均位于变压器后端与交流分量检测模块输出端之间。

本发明主要工作模块包括交流直接接入、交流隔直接入和交流耦合，对交流分量进行检测并提示，提高直流系统绝缘检测性能，防止母线工频受干扰、电池寿命受损及漏电事故发生。

作为优选，所述交流分量检测模块与电源模块输出端连接，还与AC220V输入连接，交流分量检测模块包括熔断器FU0、总电源开关S1、熔断器FU6、交流电源开关S12、调压器TY、变压器T、开关S13、延时接点Kt3、电阻R5、电阻R16、接点X16、接点X17、保护电阻R1、接点X18、电阻R19、开关S11和常开触点K4、交流分量检测模块输出端由接点X19与接点X20构成，接点X20接地，接点X19与负载母线正向或负向连接；

AC220V输入为三角电源，AC220V输入一端接地，AC220V输入火线端与熔断器F0一端连接，AC220V输入经过熔断器F0后与总开关S1一端连接，总开关S1另一端与交流电源开关S12一端连接，交流电源开关S12另一端经过调压器TY后与变压器T输入端连接，变压器T调压端与开关S13一端连接，开关S13另一端与接点X16连接，变压器T另一端与保护电阻R1一端连接；

接点X16还与延时接点Kt3一端、电阻R15一端和交流耦合串入模块输入端连接；电阻R15另一端分别与延时接点Kt3另一端和电阻R16一端连接，电阻R16另一端分别与交流直接串入模块输入端和交流隔直串入模块输入端连接；交流直接串入模块输出端分别与交流隔直串入模块输出端、交流耦合串入模块输出端、常开触点K4一端、电阻R19一端和电压表V7一端连接；

电阻R19另一端与开关S11另一端连接；常开触点K4另一端与接点X19连接；常开触点K4由接触器K4控制；

电压表V7另一端分别与保护电阻R1另一端、开关S11一端和接点X20连接。

交流直接串入模块指示灯用于提示交流分量；

交流隔直串入模块通过电容 C11隔离直流分量，只允许交流分量通过；

开关Kc闭合时交流分量与直流分量同时通过系统。

电阻R19耦合高阻串入，交流输出为0~100V。

作为优选，所述分量检测模块输出电压为0~100V。

作为优选，所述交流直接串入模块包括指示灯HX8、电阻R18和常闭触点K4，交流直接串入模块输入端为指示灯HX8一端，指示灯HX8另一端与电阻R18一端连接，电阻R18一端常闭触点K4一端连接，常闭触点K4另一端与交流直接串入模块输出端连接，常闭触点K4也由接触器K4控制。

作为优选，所述交流隔直串入模块包括电容C11和电阻R17，电容C11一端与交流隔直串入模块输入端连接，电容C11另一端与电阻R17一端连接，电阻R17另一端与交流隔直串入模块输出端连接。

作为优选，所述电阻R17为保护电阻。

作为优选，所述交流耦合串入模块包括开关Kc，开关Kc一端与接点16连接作为交流直接串入模块的输入端，开关Kc另一端与交流直接串入模块输出端连接。

作为优选，所述电源模块包括表计电源、内置锂电池、触点K0、接触器K0、充电器、AC/DC电源模块、熔断器FU1和触点S2，直流电源VCC分别与触点K0一端、和表计电源输入端连接，触点K0另一端可选择的与AC/DC电源模块、内置锂电池和充电器连接，AC/DC电源模块输出端连接在交流分量检测模块的总电源开关和交流电源开关之间，充电器与内置锂电池并联，充电器输出端经过触点S2和熔断器FU1连接在交流分量检测模块的交流输入与总电源开关之间。

作为优选，所诉直流输出模块包括熔断器FU2、直流电源开关S3、AC/DC开关电源、电压表V2和电流表A3；

熔断器FU2一端作为直流输出模块输出端连接在交流分量检测模块的总电源开关和交流电源开关之间；熔断器FU2另一端经过直流电源开关S3与AC/DC开关电源一端连接，AC/DC开关电源另一端通过电压表V2和电流表A3测量直流输出数据。

作为优选，所述直流输出数据为DC：0~280V，2A。

因此，本发明具有如下有益效果：

本发明主要通过交流分量检测模块工作，检测负载前端的交流分量与直流分量，通过电压表V7、电压表V2、电流表A3检测电压与电流，计算系统中交流分量与直流分量，交、直流电源系统发生串接、混接故障时，及时、可靠地报警，为检修人员查找故障提供依据，保证直流电源的安全运行。

附图说明

图1是本实施例的原理图。

图中：1、电源模块 101、表计电源 102、AC/DC电源模块 103、充电器 2、直流输出模块 201、AC/DC开关电源 3、交流分量检测模块 301、交流直接串入模块 302、交流隔直串入模块 303、交流耦合串入模块。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：

本实施例提供了一种直流系统绝缘装置在线测试仪，如图1所示，包括电源模块1、直流输出模块2、交流分量检测模块3和负载；

电源模块输出端分别与直流输出模块和交流分量检测模块连接；

交流分量检测模块3包括依次连接的交流输入、总电源开关、交流电源开关、调压器和变压器；

所述交流分量检测模块还包括交流直接串入模块301、交流隔直串入模块302和交流耦合串入模块303；

所述交流直接串入模块包括电阻和用于提示的指示灯；

所述交流隔直串入模块包括隔直电容；

所述交流耦合串入模块包括开关；

交流直接串入模块和交流隔直串入模块之间为并联关系；交流直接串入模块和交流隔直串入模块组成的并联线路与交流耦合串入模块均位于变压器后端与交流分量检测模块输出端之间。

交流分量检测模块与电源模块输出端连接，还与AC220V输入连接，交流分量检测模块包括熔断器FU0、总电源开关S1、熔断器FU6、交流电源开关S12、调压器TY、变压器T、开关S13、延时接点Kt3、电阻R5、电阻R16、接点X16、接点X17、保护电阻R1、接点X18、电阻R19、开关S11和常开触点K4、交流分量检测模块输出端由接点X19与接点X20构成，接点X20接地，接点X19与负载母线正向或负向连接；

AC220V输入为三角电源，AC220V输入一端接地，AC220V输入火线端与熔断器F0一端连接，AC220V输入经过熔断器F0后与总开关S1一端连接，总开关S1另一端与交流电源开关S12一端连接，交流电源开关S12另一端经过调压器TY后与变压器T输入端连接，变压器T调压端与开关S13一端连接，开关S13另一端与接点X16连接，变压器T另一端与保护电阻R1一端连接；

接点X16还与延时接点Kt3一端、电阻R15一端和交流耦合串入模块输入端连接；电阻R15另一端分别与延时接点Kt3另一端和电阻R16一端连接，电阻R16另一端分别与交流直接串入模块输入端和交流隔直串入模块输入端连接；交流直接串入模块输出端分别与交流隔直串入模块输出端、交流耦合串入模块输出端、常开触点K4一端、电阻R19一端和电压表V7一端连接；

电阻R19另一端与开关S11另一端连接；常开触点K4另一端与接点X19连接；常开触点K4由接触器K4控制；

电压表V7另一端分别与保护电阻R1另一端、开关S11一端和接点X20连接。

交流直接串入模块301包括指示灯HX8、电阻R18和常闭触点K4，交流直接串入模块输入端为指示灯HX8一端，指示灯HX8另一端与电阻R18一端连接，电阻R18一端常闭触点K4一端连接，常闭触点K4另一端与交流直接串入模块输出端连接，常闭触点K4也由接触器K4控制。

交流隔直串入模块302包括电容C11和电阻R17，电容C11一端与交流隔直串入模块输入端连接，电容C11另一端与电阻R17一端连接，电阻R17另一端与交流隔直串入模块输出端连接。电阻R17为保护电阻，可忽略不计。

交流耦合串入模块包括开关Kc，开关Kc一端与接点16连接作为交流直接串入模块的输入端，开关Kc另一端与交流直接串入模块输出端连接。

电源模块1包括表计电源101、内置锂电池、触点K0、接触器K0、充电器103、AC/DC电源模块10、熔断器FU1和触点S2，直流电源VCC分别与触点K0一端、和表计电源输入端连接，触点K0另一端可选择的与AC/DC电源模块、内置锂电池和充电器连接，AC/DC电源模块输出端连接在交流分量检测模块的总电源开关和交流电源开关之间，充电器与内置锂电池并联，充电器输出端经过触点S2和熔断器FU1连接在交流分量检测模块的交流输入与总电源开关之间。

直流输出模块包括熔断器FU2、直流电源开关S3、AC/DC开关电源201、电压表V2和电流表A3；

熔断器FU2一端作为直流输出模块输出端连接在交流分量检测模块的总电源开关和交流电源开关之间；熔断器FU2另一端经过直流电源开关S3与AC/DC开关电源一端连接，AC/DC开关电源另一端通过电压表V2和电流表A3测量直流输出数据。

直流输出数据为DC：0~280V，2A。

交流直接串入模块指示灯用于提示交流分量；

交流隔直串入模块通过电容 C11隔离直流分量，只允许交流分量通过；

开关Kc闭合时交流分量与直流分量同时通过系统。

电阻R19耦合高阻串入，交流输出为0~100V，本发明主要通过交流分量检测模块工作，检测负载前端的交流分量与直流分量，通过电压表V7、电压表V2、电流表A3检测电压与电流，计算系统中交流分量与直流分量，交、直流电源系统发生串接、混接故障时，及时、可靠地报警，为检修人员查找故障提供依据，保证直流电源的安全运行。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，包括电源模块、直流输出模块、交流分量检测模块和负载；

电源模块输出端分别与直流输出模块和交流分量检测模块连接；

交流分量检测模块包括依次连接的交流输入、总电源开关、交流电源开关、调压器和变压器；

所述交流分量检测模块还包括交流直接串入模块、交流隔直串入模块和交流耦合串入模块；

所述交流直接串入模块包括电阻和用于提示的指示灯；

所述交流隔直串入模块包括隔直电容；

所述交流耦合串入模块包括开关；

交流直接串入模块和交流隔直串入模块之间为并联关系；交流直接串入模块和交流隔直串入模块组成的并联线路与交流耦合串入模块均位于变压器后端与交流分量检测模块输出端之间；

所述交流分量检测模块包括延时接点Kt3、电阻R15、电阻R16、接点X16、接点X17，所述接点X16还与延时接点Kt3一端、电阻R15一端和交流耦合串入模块输入端连接；电阻R15另一端分别与延时接点Kt3另一端和电阻R16一端连接，电阻R16另一端分别与交流直接串入模块输入端和交流隔直串入模块输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述交流分量检测模块与电源模块输出端连接，还与AC220V输入连接，交流分量检测模块包括熔断器FU0、总电源开关S1、熔断器FU6、交流电源开关S12、调压器TY、变压器T、开关S13、保护电阻R1、接点X18、电阻R19、开关S11和接触器K4控制的常开触点，交流分量检测模块输出端由接点X19与接点X20构成，接点X20接地；

AC220V输入为三角电源，AC220V输入一端接地，AC220V输入火线端与熔断器FU0一端连接，AC220V输入经过熔断器FU0后与总电源开关S1一端连接，总电源开关S1另一端与交流电源开关S12一端连接，交流电源开关S12另一端经过调压器TY后与变压器T输入端连接，变压器T调压端与开关S13一端连接，开关S13另一端与接点X16连接，变压器T另一端与保护电阻R1一端连接；

交流直接串入模块输出端分别与交流隔直串入模块输出端、交流耦合串入模块输出端、接触器K4控制的常开触点一端、电阻R19一端和电压表V7一端连接；

电阻R19另一端与开关S11另一端连接；接触器K4控制的常开触点另一端与接点X19连接；

电压表V7另一端分别与保护电阻R1另一端、开关S11一端和接点X20连接。

3.根据权利要求2所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述接点X19与负载母线正向连接。

4.根据权利要求2所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述接点X19与负载母线负向连接。

5.根据权利要求2所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述交流分量检测模块输出电压为0~100V。

6.根据权利要求2所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述交流直接串入模块包括指示灯HX8、电阻R18和接触器K4控制的常闭触点，交流直接串入模块输入端为指示灯HX8一端，指示灯HX8另一端与电阻R18一端连接，电阻R18一端与接触器K4控制的常闭触点一端连接，接触器K4控制的常闭触点另一端与交流直接串入模块输出端连接。

7.根据权利要求2所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述交流隔直串入模块包括电容C11和电阻R17，电容C11一端与交流隔直串入模块输入端连接，电容C11另一端与电阻R17一端连接，电阻R17另一端与交流隔直串入模块输出端连接。

8.根据权利要求7所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述电阻R17为保护电阻。

9.根据权利要求2所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述交流耦合串入模块包括开关Kc，开关Kc一端与接点X16连接作为交流直接串入模块的输入端，开关Kc另一端与交流直接串入模块输出端连接。

10.根据权利要求1所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述电源模块包括表计电源、内置锂电池、触点K0、接触器K0、充电器、AC/DC电源模块、熔断器FU1和触点S2，直流电源VCC分别与触点K0一端、和表计电源输入端连接，触点K0另一端可选择的与AC/DC电源模块、内置锂电池和充电器连接，AC/DC电源模块输出端连接在交流分量检测模块的总电源开关和交流电源开关之间，充电器与内置锂电池并联，充电器输出端经过触点S2和熔断器FU1连接在交流分量检测模块的交流输入与总电源开关之间。

11.根据权利要求1所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述直流输出模块包括熔断器FU2、直流电源开关S3、AC/DC开关电源、电压表V2和电流表A3；

熔断器FU2一端作为直流输出模块输出端连接在交流分量检测模块的总电源开关和交流电源开关之间；熔断器FU2另一端经过直流电源开关S3与AC/DC开关电源一端连接，AC/DC开关电源另一端通过电压表V2和电流表A3测量直流输出数据。

12.根据权利要求11所述的一种直流系统绝缘装置在线测试仪，其特征是，所述直流输出数据为DC：0~280V，2A。