專利名稱：一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，更具體地說，本實用新型涉及一種應(yīng)用在直流絕緣監(jiān)測選線裝置中的、用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊。
背景技術(shù)：
目前，人們通常采用平衡電橋方式檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻。如圖1所示，以常規(guī)的直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置為例為了測量對地電位，每個絕緣監(jiān)測裝置設(shè)有一個人為的接地點。為防止在直流系統(tǒng)中其它任何地方再發(fā)生一點接地時而引起繼電器誤動，要求絕緣監(jiān)察繼電器J1的線圈具有足夠大的電阻值。對220V直流系統(tǒng)該線圈的電阻值通常為30KΩ，起動電流為1.4mA。系統(tǒng)中其它繼電器的起動電流都應(yīng)選擇大于1.4mA，因此，人為接地電阻正對地為30KΩ左右，負對地也為30KΩ左右。當兩段直流母線并列運行時，則會造成兩個30kΩ電阻并列，對地絕緣電阻變?yōu)?5kΩ，造成一點接地(220kV直流系統(tǒng)對地絕緣報警值為20kΩ左右)。此時如再有另一點接地，其接地電流足以造成某些繼電器誤動。并且當正母線對地及負母線對地同時接地時，即對稱性接地，會導(dǎo)致無法有效檢測(即無法分辨正母線或負母線接地，以及接地電阻大小，或?qū)е陆^緣報警拒動)。
因此，現(xiàn)有的直流絕緣監(jiān)察技術(shù)的不足之處在于無法有效地檢測對稱性接地；當多臺直流絕緣監(jiān)測裝置并聯(lián)時，人為接地電阻下降，會導(dǎo)致系統(tǒng)安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種新的用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，它包括正母線直流電壓測量電路、負母線直流電壓測量電路、正母線平衡臂和負母線平衡臂；所述正母線直流電壓測量電路由測量電阻和接地電阻構(gòu)成，并聯(lián)在正母線和地之間；所述負母線直流電壓測量電路由測量電阻和接地電阻構(gòu)成，并聯(lián)在負母線和地之間；所述正母線平衡臂并聯(lián)在正母線和地之間，它由開關(guān)和平衡臂電阻構(gòu)成；所述負母線平衡臂并聯(lián)在負母線和地之間，它由開關(guān)和平衡臂電阻構(gòu)成。
所述正母線直流電壓測量電路采用電阻分壓方式測量正母線對地的直流電壓。
所述負母線直流電壓測量電路采用電阻分壓方式測量負母線對地的直流電壓。
所述正、負母線平衡臂內(nèi)的開關(guān)為直流固態(tài)繼電器常開觸點。
本實用新型還包括一使測量電路與內(nèi)部數(shù)據(jù)采集電路隔離的隔離放大器。
本實用新型的優(yōu)點是本實用新型以較為簡單的電路，可靠地實現(xiàn)了在正負母線同時接地或分別接地的情況下，對接地電阻的測量及報警；采用平衡電橋與不平衡電橋并用的檢測方式，可以更有效的檢測對稱性接地及非對稱性直流的接地故障。將傳統(tǒng)的電流檢測方式改為電壓檢測方式，不但大大提高了人為接地電阻，同時也提供了比常規(guī)裝置高得多的靈敏度。本實用新型可有效檢測到80K以內(nèi)的高阻對稱性接地及非對稱性直流接地故障，同時受溫度影響極小，可正常工作于(-20℃-+70℃)溫度范圍內(nèi)，亦提供了超過200K的人為接地電阻。


圖1為現(xiàn)有用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的電路原理圖圖2為本實用新型的電路原理圖圖3為本實用新型的具體電路圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。
如圖2所示，本實用新型用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊主要包括正母線直流電壓測量電路、負母線直流電壓測量電路、正母線平衡臂和負母線平衡臂。
如圖所示，電阻R1、R2和接地電阻構(gòu)成電阻分壓式的正母線直流電壓測量電路，正母線對地的直流電壓的測量實際上就是對R2上電壓的測量。由于R1、R2的電阻值一定，所以，通過對R2上電壓的測量即可得知正母線對地的直流電壓。同理，電阻R3、R4和接地電阻構(gòu)成負母線直流電壓測量電路，通過對R3上電壓的測量即可得知負母線對地的直流電壓。為提高測量精度，本實用新型還在正母線與地之間通過開關(guān)K1連接一正母線平衡臂電阻R5，在負母線與地之間通過開關(guān)K2連接一負母線平衡臂電阻R6。
當直流系統(tǒng)額定電壓為220V時，本實用新型各測量電阻取值為，R1＝2125K，R2＝75K，R3＝75K，R4＝2125K，R5＝200K，R6＝200K，電阻R1，R2，R3，R4與接地電阻構(gòu)成原有的平衡電橋。電壓監(jiān)測點為V+，V-，即測量電阻R2、R3兩端的電壓。
本實用新型采用平衡電橋與不平衡電橋并用的檢測方式，并將傳統(tǒng)的電流檢測方式改為電壓檢測方式。本實用新型采用的平衡電橋絕緣電阻檢測(檢測單側(cè)接地)方法為將K1，K2閉合，將兩個200K的平衡臂電阻R5、R6投入到測量電路中，以提高接地電阻的測量精度。不平衡電橋絕緣電阻檢測方法為(可檢測到正母線與負母線同時接地的情況)1)當K1，K2閉合時，根據(jù)測到的V+可得到正母線對地電壓V+1，根據(jù)測到的V-可得到的是負母線對地電壓V-1。
2)當K1斷開，K2閉合時，根據(jù)測到的V+可得到正母線對地電壓V+2，根據(jù)測到的V-可得到負母線對地電壓V-2。
3)同理，當K2斷開時，K1閉合時，根據(jù)測到的V+可得到的是正母線對地電壓V+3，根據(jù)測到的V-可得到的是負母線對地電壓V-3。
根據(jù)計算可得正母線接地電阻R9＝{[(V-1*V+2)/(V+1*V-2)]-1}*200K同理可得負母線接地電阻R10＝{[(V+1*V-3)/(V-1*V+3)]-1}*200K即，采用不平衡電橋方式進行測量的步驟為1)采用K1，K2閉合時，測得V+，V-電壓值；2)K1斷開，K2閉合時，測得V+及V-電壓值；3)K2斷開，K1閉合時，測得V+及V-電壓值，及人為接地電阻200K可得出正母線接地電阻及負母線接地電阻。
由計算出的正、負母線接地電阻值，可分析出直流系統(tǒng)絕緣電阻是否對稱性、或非對稱性接地；以及當系統(tǒng)人為接地電阻下降時系統(tǒng)是否存在安全隱患。
將平衡臂電阻投入測量電路中，可提高系統(tǒng)測量靈敏度。當平衡臂電阻R5、R6投入到測量電路中后，正母線接地電阻測量值＝RV正/(V負-V正)；負母線接地電阻測量值＝RV負/(V正-V負)；通常在系統(tǒng)中絕緣電阻低于20K-30K時系統(tǒng)動作、報警。若兩個200K的平衡臂電阻不投入，如當正母接地電阻為20K時，由于兩個測量正負母線電壓的直流電壓表為2200K電阻，以直流母線電壓為220V為例，母線導(dǎo)致正母電壓與負母電壓相差約110倍，正母電壓約為1.982V，負母電壓約為218.02V，當正母接地電阻為21K時，正母電壓約為2.08V，負母電壓約為217.92V，由此可見要在20K左右達到1K的測量精度要求電壓測量至少達到萬分之五的分辨率(0-220V)，且不考慮其他因素。因此須投入兩個200K的平衡臂，以提高接地電阻的測量精度，同時理論上來說平衡臂的電阻值越小接地電阻的測量精度越好，但考慮到系統(tǒng)人為接地電阻小的不安全性，則應(yīng)選擇適當電阻值。
圖3為本實用新型具體電路圖，如圖所示，控制平衡臂電阻R5、R6切入、斷開的開關(guān)K1、K2為直流固態(tài)繼電器U1、U4(M211-L)的常開觸點。為了保證電路的安全性，內(nèi)部數(shù)據(jù)采集電路與外部電阻分壓的測量電路通過隔離放大器U2、U3(型號ISO124)進行電氣分離，以提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。
縱上所述，本實用新型采用比較簡單的電路即可實現(xiàn)對正負母線同時接地或分別接地的接地電阻的測量及報警，同時還提供了比常規(guī)裝置高得多的靈敏度。
權(quán)利要求1.一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，其特征在于它包括正母線直流電壓測量電路、負母線直流電壓測量電路、正母線平衡臂和負母線平衡臂；所述正母線直流電壓測量電路由測量電阻和接地電阻構(gòu)成，并聯(lián)在正母線和地之間；所述負母線直流電壓測量電路由測量電阻和接地電阻構(gòu)成，并聯(lián)在負母線和地之間；所述正母線平衡臂并聯(lián)在正母線和地之間，它由開關(guān)和平衡臂電阻構(gòu)成；所述負母線平衡臂并聯(lián)在負母線和地之間，它由開關(guān)和平衡臂電阻構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，其特征在于所述正母線直流電壓測量電路采用電阻分壓方式測量正母線對地的直流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，其特征在于所述負母線直流電壓測量電路采用電阻分壓方式測量負母線對地的直流電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，其特征在于所述正、負母線平衡臂內(nèi)的開關(guān)為直流固態(tài)繼電器常開觸點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，其特征在于它還包括一使測量電路與內(nèi)部數(shù)據(jù)采集電路隔離的隔離放大器。
專利摘要本實用新型公開了一種用于檢測直流系統(tǒng)絕緣電阻的模塊，它包括正母線直流電壓測量電路、負母線直流電壓測量電路、正母線平衡臂和負母線平衡臂。正母線直流電壓測量電路由測量電阻和接地電阻構(gòu)成，并聯(lián)在正母線和地之間；負母線直流電壓測量電路由測量電阻和接地電阻構(gòu)成，并聯(lián)在負母線和地之間；正母線平衡臂并聯(lián)在正母線和地之間，它由開關(guān)和平衡臂電阻構(gòu)成；負母線平衡臂并聯(lián)在負母線和地之間，它由開關(guān)和平衡臂電阻構(gòu)成。本實用新型采用平衡電橋與不平衡電橋并用的檢測方式，可靠地實現(xiàn)在正負母線同時接地或分別接地的情況下，對接地電阻的測量及報警；可有效的檢測對稱性接地及非對稱性直流的接地故障；并提供比常規(guī)裝置高得多的靈敏度。
文檔編號G01R31/08GK2565028SQ02252808
公開日2003年8月6日 申請日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者張建華, 許自綱 申請人:北京華星恒業(yè)電氣設(shè)備有限公司