CN205450115U - 高压电力系统绝缘电阻在线监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压电力系统绝缘电阻在线监控装置，包括信号激励电路、信号检测电路、光电隔离电路，数据处理电路、显示报警电路、数据传输电路以及连接于高压交流系统各个接地点的隔直电容，本实用新型以直流叠加法给高压交流系统的A相、B相、C相叠加高电压等级的直流电压信号，使测量值更具有可信性，测量结果更准确；信号激励电路产生的高压直流电压信号可调节，可匹配不同电压等级的高压系统，可在线监控高压电力系统的绝缘阻值，不需要停止运行，保证系统运行可靠信与稳定性，减少高压系统维护成本；光电隔离电路的设计，提高了抗干扰能力和稳定性。同时漏电流检测电路还可以检测用电设备的漏电流情况判断用电设备绝缘性能。

Description

高压电力系统绝缘电阻在线监控装置

技术领域

本实用新型属于电力工程领域，具体涉及一种高压电力系统绝缘电阻在线监控装置。

背景技术

随着现代工业的快速发展，高压电力系统中所带设备数量不断增加，高压设备故障率及其故障所造成的经济损失也不断攀升，这就对高压设备本身及其配套的在线监测系统提出更高要求。目前的高压设备监测系统只能对设备基本的工作电流、电压和温度等常规参量进行监测和处理，无法从更多角度全方面监测运行状态，更无法为其故障诊断及预警提供可靠依据。

国外的此类在线监控设备是通过国际公认的直流叠加法，将DC50VD的电压加到高压系统中，利用PT强大的励磁阻抗，通直流，阻交流在线监测。该方法主要问题是：(1)需建立庞大的数学模型，来诊断绝缘安全状态，没有标准依据；(2)50伏特的直流叠加信号太小，不能说明高电压情况下的真实绝缘情况，没有说服力，电力系统不认可(按规程规定：绝缘电阻值的大小与所加电压有关)；(3)体积太过庞大，安装比较复杂；(4)造价太高，用户很难承受。

国内目前对高压系统绝缘性能的检测主要还是采用非在线测量，即用绝缘电阻测量仪表对设备绝缘性进行定期或不定期的检测，不能检测设备运行中的绝缘电阻情况，或由于设备运行原因无法定期进行检测造成漏检。国内对高压设备(如高压电机)主要检测方法为运行过程中设备的漏电流情况检测，受磁环导磁性能影响使在漏电流很小的情况下检测精度差。使设备运行在绝缘状况不明的情况下极易发生因绝缘性能下降引起的事故。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种实时在线，能够同时监控高压系统绝缘电阻以及高压设备漏电流的高压电力系统绝缘电阻在线监控装置。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种高压电力系统绝缘电阻在线监控装置，包括信号激励电路、信号检测电路、光电隔离电路，数据处理电路、数据输出电路，还包括连接于高压交流系统各个接地点的隔直电容，所述隔直电容电压等级大于高压交流系统电压等级，所述信号激励电路为高电压直流电压信号发生器，高电压直流电压信号发生器的输出分别经高压电阻连接高压交流系统的A相、B相、C相，信号检测电路的输入直接连接系统设备，检测系统设备绝缘层的微弱直流电流，信号检测电路的输出经光电隔离电路送入数据处理电路，经数据处理电路处理后输出至显示报警电路以及数据输出电路。

进一步的，还包括漏电流检测电路，所述漏电流检测电路的检测元件采用的高导磁材料磁环，磁环套在设备的主供电线路上，漏电检测电路的输出经光电隔离电路送入数据处理电路。

进一步的，所述数据处理电路采用以MPU为核心的智能数据处理器，MPU内置弥补模拟电路抗干扰能力和精度的控制算法软件。

进一步的所述高电压直流电压信号发生器的电压等级可以调节，调节范围在1500DC～2500DC之间。

进一步的，所述数据传输电路包括数字通讯电路，绝缘电阻显示电路，漏电流显示电路，绝缘电阻值标准4-20ma信号输出电路，漏电流值标准4-20ma信号输出电路，报警电路。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型以直流叠加法叠加高电压等级的直流电压信号，使测量值更具有可信性，测量结果更准确；信号激励电路产生的高压直流电压信号可调节，可根据应用在不同电压等级的高压系统中而使用不同的激励电压；可在线监控高压电力系统的绝缘阻值，不需要为测量绝缘阻值而使高压系统停止运行，保证系统运行可靠信与稳定性，减少高压系统维护成本；光电隔离电路的设计，提高了抗干扰能力和稳定性。同时漏电流检测电路还可以检测用电设备的漏电流情况判断用电设备绝缘性能。

附图说明

图1是本实用新型原理图；

具体实施方式

下面结合附图对实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型包括信号激励电路1、信号检测电路2、光电隔离电路4，数据处理电路5、漏电流检测电路3、数据输出电路6以及连接于高压交流系统各个接地点的隔直电容C，所述隔直电容C电压等级大于高压交流系统电压等级，所述信号激励电路采用多种直流电压等级可调节设置，可适用于不同电压等级的高压交流系统，所述信号激励电路为高电压直流电压信号发生器，调节范围在1500DC～2500DC之间。高电压直流电压信号发生器的输出分别经高压电阻连接高压交流系统的A相、B相、C相，信号检测电路的输入直接连接系统设备，检测系统设备绝缘层的微弱直流电流，信号检测电路的输出经光电隔离电路送入数据处理电路，经数据处理电路处理后输出至显示报警电路以及数据传输电路。所述数据处理电路采用以MPU为核心的智能数据处理器，MPU内置程序存储器，存储弥补模拟电路抗干扰能力和精度的控制算法软件。信号检测电路可检测高压系统绝缘层微弱的直流电流，信号经过光电隔离电路，把模拟电路和数字电路隔离开，经过隔离后的信号送入MPU进行数据处理后，驱动数据输出电路工作，数据输出电路包括了几个部分：数字通讯电路7，绝缘电阻显示电路8，漏电流显示电路9，绝缘电阻值标准4-20ma信号输出电路10，漏电流值标准4-20ma信号输出电路11，报警电路12。

本实用新型漏电流检测电路的检测元件采用的高导磁材料磁环，磁环套在设备的主供电线路上，漏电检测电路的输出经光电隔离电路送入数据处理电路，通过检测用电设备的漏电流情况判断用电设备绝缘性能。

如图1所示，本实用新型的基本工作原理是，绝缘电阻检测部分：本实用新型产生的高压直流激励信号通过三个高压电阻R，连接到高压交流系统中，分别在高压交流系统的A相B相C相上叠加高压直流信号，高压交流系统的各个接地点配置高于当前电压等级的隔直电容C，因电容通交流隔直流的作用，即保证了原系统的接地作用，又不影响本实用新型的测量功能。在高压交流系统正常运行的情况下，高压交流系统与地之间绝缘电阻应为无穷大，此时本实用新型检测到系统绝缘层泄露电流为无穷小的直流电流信号，当高压交流系统因故障，老化或各种原因造成绝缘性能下降时，此时高压交流系统与地之间的绝缘电阻减小，本实用新型所检测到的系统绝缘层泄露直流电流信号变大，此直流电流信号经本实用新型信号检测电路检测后，通过光电隔离电路把信号输送给数据处理电路进行处理，处理后的运算结果传输给数据输出电路。漏电流检测电路：在高压交流系统的用电设备M的供电电源A相B相C相三相交流电外套接漏电流检测磁环，当高压用电设备的绝缘性能良好时，磁环检测到的三相电合成矢量趋近去零，磁环无漏电流输出，当用电设备绝缘性能下降，造成三相电的合成矢量不为零时，磁环检测到用电设备的漏电流，磁环将此漏电流值经光电隔离电路后输出给数据处理电路，处理后的运算结果传输给数据输出电路。

本实用新型在使用时，其工作原理，为测量高压电力系统母线及设备的纯电阻性绝缘阻值，将高压直流信号(DC1500V-2500V根据实际应用调整)叠加在带电的交流高压线路中，当高压系统的绝缘性能下降时，高压系统绝缘层的微弱直流电流信号增大，反之当高压系统绝缘性能高时，高压系统绝缘层的微弱自流电流信号变小，智能数据处理器检测此微弱的直流电流信号，通过内置的软件换算成系统绝缘电阻值，该值在数据输出电路上直观的显示，并可通过标准的4-20ma模拟信号传输给监控系统采集监视，可通过本实用新型报警控制模块，来对高压电气系统上的电气设备进行连锁保护，实现高压电力系统的绝缘阻值连续监控。漏电流检测部分检测高压交流系统三相电合成矢量，当用电设备因绝缘性能下降造成合成矢量不为零时，在磁环中产生交流电流，设备的绝缘性能越差，在磁环中感应到的漏电流越大，本实用新型通过检测磁环中的电流信号来判断用电设备的绝缘情况。

Claims (4)

1.一种高压电力系统绝缘电阻在线监控装置，包括信号激励电路、信号检测电路、光电隔离电路，数据处理电路、数据输出电路，其特征在于：还包括连接于高压交流系统各个接地点的隔直电容，所述隔直电容电压等级大于高压交流系统电压等级，所述信号激励电路为高电压直流电压信号发生器，高电压直流电压信号发生器的输出分别经高压电阻连接高压交流系统的A相、B相、C相，信号检测电路的输入直接连接系统设备，检测系统设备绝缘层的微弱直流电流，信号检测电路的输出经光电隔离电路送入数据处理电路，经数据处理电路处理后输出至显示报警电路以及数据传输电路。

2.根据权利要求1所述的高压电力系统绝缘电阻在线监控装置，其特征在于还包括漏电流检测电路，所述漏电流检测电路的检测元件采用的高导磁材料磁环，磁环套在设备的主供电线路上，漏电检测电路的输出经光电隔离电路送入数据处理电路。

3.根据权利要求1所述的高压电力系统绝缘电阻在线监控装置，其特征在于所述高电压直流电压信号发生器的电压等级可以调节，调节范围在1500DC～2500DC之间。

4.根据权利要求1所述的高压电力系统绝缘电阻在线监控装置，其特征在于所述数据输出电路包括数字通讯电路，绝缘电阻显示电路，漏电流显示电路，绝缘电阻值标准4-20ma信号输出电路，漏电流值标准4-20ma信号输出电，报警电路。