專利名稱：電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電氣設備安全監(jiān)測，更具體地，是ー種可對電氣設備在各個狀態(tài)中的絕緣電阻進行監(jiān)測的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法。
背景技術(shù)：
用電系統(tǒng)中，電氣設備各部件的安全性，例如電機、變壓器、電氣線路等，對電氣設備的安全運行有較大影響，因此，需要對電氣設備的電氣絕緣性能、泄漏電流等參數(shù)進行監(jiān)測，以確保電氣設備的運行安全，避免電氣系統(tǒng)故障及人身安全事故的發(fā)生。在較惡劣的工作環(huán)境下，例如礦山、井下等場所，由于粉塵大量存在以及環(huán)境潮濕等因素影響，致使電氣設備故障率大大增加，尤其是對電機繞組的絕緣電阻影響較大，如果 能對電氣設備絕緣狀況進行持續(xù)監(jiān)測，則可以有效地發(fā)現(xiàn)電氣設備絕緣的失效，因此需要采用專門的方法和設備。在已公開的文獻中，美國專利US6，327，124B1公開了ー種低電流接地故障繼電器(LOW CURRENT GROUND FAULT RELAY)，其可對電動機運轉(zhuǎn)過程中的泄漏電流進行監(jiān)測，以確保電機及人身安全，同時，也提供了一種對電機繞組進行絕緣電阻監(jiān)測的方案。授權(quán)公告號為CN201628746U的中國實用新型專利公開了ー種高壓電機靜態(tài)絕緣監(jiān)控器，通過高壓電源發(fā)生電路、繼電器、ΙΛ轉(zhuǎn)換模塊和可編程增益放大器，對高壓電機在停機狀態(tài)下的電機定子繞組的絕緣電阻進行檢測，并輸入給ー個CUP進行處理后，將測量后的絕緣電阻值輸出到顯示電路進行顯示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個目的，在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設備進行早期絕緣電阻監(jiān)測的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法，以對電氣設備在工作前的絕緣狀態(tài)進行監(jiān)測。本發(fā)明的另ー個目的，在于提供ー種能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設備進行在線絕緣電阻監(jiān)測的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法，以對電氣設備工作過程中的絕緣狀態(tài)進行監(jiān)測。本發(fā)明的再一目的，在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設備所處電路的泄漏電流進行在線監(jiān)測的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法。為達到上述目的，在本發(fā)明的ー個方面，提供了ー種電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，包括第一監(jiān)測單元，該第一監(jiān)測單元接入電氣設備的主回路，用于對該電氣設備未エ作狀態(tài)時的絕緣電阻進行監(jiān)測，并輸出反映出該電氣設備未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第ー模擬信號；以及微控制器単元，該微控制器単元向第一監(jiān)測單元輸出脈寬調(diào)制信號，接收該第一模擬信號，并對該第一模擬信號進行信號處理；其中，該第一監(jiān)測單元包括高壓發(fā)生器以及第一信號檢測單元，該高壓發(fā)生器利用該微控制器單元輸出的脈寬調(diào)制信號，輸出ー個測試電壓至該電氣設備的主回路，并且該電氣設備的主回路通過該高壓發(fā)生器輸出ー個反映出該電氣設備未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的耦合信號至該第一信號檢測單元，該第一信號檢測單元輸出該第一模擬信號至該微控制器單兀。優(yōu)選地，所述高壓發(fā)生器包括電壓調(diào)節(jié)單元、升壓回路以及第一隔離單元，其中，該電壓調(diào)節(jié)單元接收所述脈寬調(diào)制信號，將經(jīng)調(diào)節(jié)后的電壓輸送至升壓回路，并將由該升壓回路接收到的所述耦合信號輸送至所述第一信號檢測單元；該升壓回路接收該電壓調(diào)節(jié)單元發(fā)送的經(jīng)調(diào)節(jié)后的電壓，進行升壓處理；該第一隔離單元用于隔離該電氣設備的主回路和該升壓回路，井向該電氣設備的主回路輸出所述測試電壓。優(yōu)選地，所述升壓回路為ー個升壓變壓器，包括初級繞組和次級繞組，其中，該初 級繞組與該電壓調(diào)節(jié)單元相連接，該次級繞組串聯(lián)有ー個分壓電阻，并與該第一隔離單元相連接。優(yōu)選地，還包括用于監(jiān)測該電氣設備工作狀態(tài)時絕緣電阻的第二監(jiān)測單元，該第ニ監(jiān)測單元與該電氣設備的主回路相連接，并向所述微控制器單元輸出反映出該工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第二模擬信號。優(yōu)選地，所述第二監(jiān)測單元包括第二隔離單元以及與該第二隔離單元相連接的第ニ信號檢測單元。優(yōu)選地，還包括泄漏電流檢測單元，該泄漏電流監(jiān)測單元包括設置于該電氣設備主回路中的電流互感器以及與該電流互感器相連接的信號調(diào)理單元，該信號調(diào)理單元向該微控制器單元輸出泄漏電流檢測信號，該信號調(diào)理單元包括一個采樣電阻以及與該采樣電阻相連接的運算放大器。優(yōu)選地，還包括分別與所述微控制器単元相連接的狀態(tài)顯示単元、故障遠程報警単元、系統(tǒng)設置単元和測試/復位單元。在本發(fā)明的另ー個方面，還提供了ー種電氣設備安全失效監(jiān)控方法，包括如下步驟a,通過微控制器單元輸出脈寬調(diào)制信號；b，該脈寬調(diào)制信號控制高壓發(fā)生器進行升壓處理，輸出一個測試電壓至未工作狀態(tài)時的電氣設備的主回路；C，電氣設備的主回路通過該高壓發(fā)生器，輸出ー個反映出未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的耦合信號到第一信號檢測單元；d，該第一信號檢測單元對該耦合信號進行處理，并輸出反映出該未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第一模擬信號至該微控制器単元。優(yōu)選地，步驟b中，通過高壓發(fā)生器進行升壓處理，包括以下步驟所述脈寬信號經(jīng)過ー個電壓調(diào)節(jié)單元進行電壓調(diào)節(jié)；經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)后的信號輸送至一個升壓回路進行升壓；經(jīng)該升壓回路升壓后的信號通過第一隔離單元進行直流隔離，并輸出所述測試電壓。優(yōu)選地,所述步驟c包括該電氣設備的主回路將反映出未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的信號輸送至該第一隔離單元進行直流隔離后，通過該升壓回路產(chǎn)生所述耦合信號，并將該耦合信號輸送至所述第一信號檢測單元。優(yōu)選地，還包括對電氣設備工作狀態(tài)時的絕緣電阻進行監(jiān)測的步驟，該步驟包括該電氣設備工作狀態(tài)時主回路的電流信號通過第二隔離單元進行直流隔離后，由第二信號檢測單元進行檢測，并向所述微控制器單元輸出反映出工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第二模擬信號。優(yōu)選地，還包括對電氣設備的泄漏電流進行監(jiān)測的步驟，該步驟包括
在該電氣設備的主回路中利用電流互感器檢測泄漏電流信號，該泄漏電流信號經(jīng)信號調(diào)理單元處理后，輸送到該微控制器単元。本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法，可實現(xiàn)對電氣設備絕緣狀況的早期及在線監(jiān)測，使用戶得以及早發(fā)現(xiàn)電氣設備如電機絕緣下降的情況，對被檢測電氣設備絕緣故障及時處理，保證了用電設備的安全運行。


圖I為本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置的組成示意圖；圖2為本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置在一個實施方式中的電路示意圖；圖3為本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控方法的流程示意圖。
具體實施例方式以下通過附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法進行詳細說明?？傮w上講，通過本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法，可以對電氣設備各狀態(tài)下的絕緣電阻以及泄漏電流進行監(jiān)測。在本發(fā)明中，該電氣設備可以是エ業(yè)用電氣設備，例如各種エ業(yè)場合的電機等，也可以是生活用電氣設備，例如熱水器等。具體地，如圖I所示，是本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置的組成示意圖，結(jié)合圖I，本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，包括第一監(jiān)測單元100和微控制器単元200。第一監(jiān)測單元100接入電氣設備10的主回路，用于對電氣設備10未工作狀態(tài)時的絕緣電阻進行監(jiān)測，并輸出反映出該電氣設備未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第一模擬信號。微控制器單元200向第一監(jiān)測單元輸出脈寬調(diào)制信號202 (PWM)，接收該第一模擬信號，并對該第ー模擬信號進行信號處理。結(jié)合圖1，第一模擬信號為ー模擬信號，它可以是電壓信號或電流信號，并可接入微控制器単元200的ー個模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)端204，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后，微控制器単元200進ー步對該經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的第一模擬信號進行處理，得出未工作狀態(tài)時電氣設備的絕緣電阻值，井根據(jù)該絕緣電阻值，進行狀態(tài)顯示、遠程報警等輸出處理。進ー步地，第一監(jiān)測單元100包括高壓發(fā)生器110以及第一信號檢測單元120，高壓發(fā)生器110利用微控制器単元200輸出的脈寬調(diào)制信號202，輸出ー個測試電壓至電氣設備10的主回路，并且電氣設備10的主回路通過高壓發(fā)生器110輸出ー個反映出該未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的耦合信號至第一信號檢測單元120，第一信號檢測單元120輸出該第一模擬信號至微控制器単元200。結(jié)合圖2，在該實施方式中，電氣設備10為ー個電機機組，監(jiān)測未工作狀態(tài)時絕緣電阻的第一監(jiān)測單元100，可通過ー個常閉開關Kl_l，接入電氣設備的主回路。如圖I所示，高壓發(fā)生器110包括電壓調(diào)節(jié)單元111、升壓回路112以及第ー隔離単元113，其中，電壓調(diào)節(jié)單元111接收脈寬調(diào)制信號202，并將經(jīng)調(diào)節(jié)后的電壓輸送至升壓回路112 ;升壓回路112接收電壓調(diào)節(jié)單元111發(fā)送的經(jīng)調(diào)節(jié)后的電壓，進行升壓處理，并且通過升壓回路112產(chǎn)生上述耦合信號；第一隔離單元113用于隔離電氣設備10的主回路和升壓回路112，并向電氣設備10的主回路輸出測試電壓。 更具體地，結(jié)合圖1、2，通過改變脈寬調(diào)制信號202，可以調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)單元111的電壓調(diào)節(jié)輸出，升壓回路可利用該電壓調(diào)節(jié)輸出，進行升壓處理，以得到ー個高電壓，優(yōu)選地，該高電壓的范圍為1000V-1500V之間，該高電壓可以保證檢測得到準確的絕緣電阻值。在圖2所示的實施方式中，電壓調(diào)節(jié)單元111的主要組成部件為ー個MOS管，該MOS管的第一管腳(柵極)通過ー個電阻R8與微處理器単元200的PWM端ロ相連接，即MOS管的開關頻率受CPU的PWM脈寬調(diào)制信號的控制。另外，該MOS管的第二管腳(漏扱)和第三管腳(源扱)之間并聯(lián)有ー個反向續(xù)流ニ極管D9，ニ極管D9用于防止MOS管的第二管腳和第三管腳之間產(chǎn)生過高的反向電壓，同時也可以提高MOS管的開關速度。繼續(xù)參照圖1、2，升壓回路112為ー個升壓變壓器Τ，它包括初級繞組和次級繞組，其中初級繞組與該電壓調(diào)節(jié)單元相連接，該次級繞組串聯(lián)有ー個分壓電阻R4，并與該第一隔離單元相連接。更具體地，該初級繞組的一端與MOS管的第二管腳(漏扱)相連接，用于接收來自于電壓調(diào)節(jié)單元111的輸出信號，初級繞組的另一端連接有24V電壓源；次級繞組(即高壓側(cè))的一端通過該分壓電阻R4接地，另一端通過第一隔離單元113連接到電氣設備10的主回路。在圖2所示的實施方式中，第一隔離單元113實際上由兩個并聯(lián)的電容Cl、C2組成，串聯(lián)于升壓變壓器T的高壓側(cè)與設備10的常閉開關Kl_l之間。在圖2所示的實施方式中，第一信號檢測單元120主要組成部分為ー個放大器IC1-1,其反相輸入端通過電阻R9與MOS管的第三管腳相連接，同相輸入端通過電阻R5接地，其輸出端與微控制器單元的AD信號輸入端ロ TEST3相連接。由此，當微控制器的PWM信號控制電壓調(diào)節(jié)単元111進行電壓調(diào)節(jié)后，升壓回路112中的升壓變壓器T進行升壓處理，然后，經(jīng)過第一隔離單元113的直流隔離后，將測試電壓輸入到電氣設備10的主回路中，如果主回路的絕緣電阻發(fā)生變化，則主回路中的電流也將發(fā)生變化，此時，該電流信號能夠通過升壓回路112中的升壓變壓器T和電壓調(diào)節(jié)單元111，作為耦合信號耦合到第一信號檢測單元120。第一信號檢測單元120對該耦合信號進行信號放大，處理成適于輸入到微控制器的第一模擬信號，然后經(jīng)微控制器進行信號處理，從而實現(xiàn)對未工作狀態(tài)下電氣設備的絕緣電阻進行監(jiān)測。對于本發(fā)明的實現(xiàn)而言，電壓調(diào)節(jié)單元、升壓回路以及第一隔離單元并不局限于圖2所示的電路設置。例如，對于電壓調(diào)節(jié)単元和升壓回路而言，可以采用其他的電壓調(diào)節(jié)和升壓方式，來實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)以及升壓處理，例如它激式、自激式的升壓方式或者電容升壓方式等。第一隔離單元113也可采用其他的能夠隔離直流而僅讓交流信號通過的合適配置，例如，采用RL電路等。第一信號檢測單元也可以采用適于將耦合信號轉(zhuǎn)換為適于微處理器接收的電壓信號的其他常規(guī)手段。
如圖I所示，本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置還包括用于監(jiān)測該電氣設備10工作狀態(tài)時絕緣電阻的第二監(jiān)測單元300，第二監(jiān)測單元300與電氣設備10的主回路相連接，井向微控制器単元300輸出反映出該工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第二模擬信號。與第ー模擬信號類似，該第二模擬信號可以是電壓信號，也可以是電流信號。微控制器単元300通過A/D輸入端ロ 206接收該第二模擬信號并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后，微控制器単元200進一步對該經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的第二模擬信號進行處理，得出工作狀態(tài)時電氣設備的絕緣電阻值，井根據(jù)該絕緣電阻值，進行狀態(tài)顯示、遠程報警等輸出處理。更具體地，第二監(jiān)測單元300包括第二隔離單元310以及與該第二隔離單元310相連接的第二信號檢測單元320。如圖2所示，在該實施方式中，第二隔離單元310包括電感L和電阻Rl，電感L的一端通過ー個常開開關Kl_2與電氣設備10的主回路相連接，電感L的另一端與第二信號檢測單元320的輸入端相連接，并通過電阻Rl接地；第二信號檢測単元主要包括一個運算放大器IC1-2，其反相輸入端與電感L相連接，同相輸入端通過電阻R2接地，并且其反相輸入端還接有ー個分壓電阻R7。運算放大器IC1-2的輸出端與微控制器單元200的A/D輸入端206 (TEST2)相連接，用于輸出第二模擬信號。容易理解，第二隔 離單元310和第二信號檢測單元320也可采用不同于圖2中所示方案的其他常規(guī)設置。在圖2所示的實施例中，常開開關Kl_2和常閉開關Kl_l分別為控制主回路通斷的開關Kl的常開觸頭和常閉觸頭。電氣設備10未工作時，開關Kl斷開，常閉開關Kl_l閉合，此時進行電氣設備10未工作狀態(tài)時的絕緣電阻監(jiān)測；電氣設備10工作時，開關Kl閉合，常開開關κ _2閉合，而常閉開關Kl_l斷開，第一監(jiān)測單元100退出電路，保證了第一監(jiān)測單元100中相應電路的安全，而用于監(jiān)測該電氣設備10工作狀態(tài)時絕緣電阻的第二監(jiān)測單元300投入電路。進ー步地，如圖I所示，本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置還包括泄漏電流檢測單元400，結(jié)合圖2，泄漏電流監(jiān)測單元400包括設置于該電氣設備10主回路中的電流互感器410以及與電流互感器410相連接的信號調(diào)理單元420，信號調(diào)理單元420向微控制器単元200輸出泄漏電流檢測信號，該泄漏電流檢測信號為ー個模擬信號，通過微控制器單元200的A/D輸入端ロ 208 (TEST1)，輸入至微控制器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，從而實現(xiàn)對泄漏電流的監(jiān)測。在圖2所示的實施方式中，該信號調(diào)理單元420包括ー個采樣電阻R3以及與該采樣電阻R3相連接的運算放大器IC1-3。具體地，電流互感器410用于漏電電流檢測，其第一端與信號調(diào)理單元420中的運算放大器IC1-3的反相輸入端相連接，第二端與信號調(diào)理單元420中的運算放大器IC1-3的同相輸入端相連接，并且R3跨接在運算放大器IC1-3的反相輸入端和同相輸入端之間。運算放大器IC1-3的輸出端連接到微控制器単元200 的 A/D 輸入端 ロ 208 (TESTl)0如圖2所示，在該實施例中，還可在前述各監(jiān)測功能的基礎上，擴展接地連續(xù)性監(jiān)測功能，并將監(jiān)測信號通過微控制器単元的A/D輸入端ロ TEST4輸入給微控制器單元進行數(shù)據(jù)處理。另外，結(jié)合圖2，本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置還可包括分別與微控制器単元200相連接的狀態(tài)顯示単元210、故障遠程報警單元220、系統(tǒng)設置単元230和測試/復位單元240。其中，狀態(tài)顯示単元210可對絕緣電阻的電阻值和變化狀態(tài)進行顯示，故障遠程報警單元220可根據(jù)絕緣電阻的阻值變化進行遠程報警。系統(tǒng)設置単元230可通過常規(guī)的輸入界面對測試電壓、漏電電流和延時時間等保護參數(shù)進行調(diào)節(jié)，測試/復位單元240用于測試和復位操作，以實現(xiàn)對裝置本身的自診斷維護功能。進ー步地，微控制器単元200還可設置有與其他設備相通訊的通訊接ロ 250。與本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置相對應，本發(fā)明還提供了 ー種電氣設備安全失效監(jiān)控方法，如圖3所示，并結(jié)合圖1、2，該方法包括如下步驟在步驟SlOO中，通過微控制器單元200輸出脈寬調(diào)制信號；在步驟S200中，該脈寬調(diào)制信號控制高壓發(fā)生器110進行升壓處理，輸出一個測試電壓至未工作狀態(tài)時的電氣設備10的主回路；在步驟S300中，電氣設備10的主回路通過該高壓發(fā)生器110，輸出ー個反映出未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的耦合信號到第一信號檢測單元120 ;在步驟S400中，該第一信號檢測單元120對該耦合信號進行處理，并輸出反映出該未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第一模擬信號至該微控制器單元200。 結(jié)合上述對本發(fā)明的電氣設備安全失效裝置的描述以及圖1、2，在步驟S200中，通過高壓發(fā)生器110進行升壓處理，包括以下步驟所述脈寬信號經(jīng)過ー個電壓調(diào)節(jié)單元111進行電壓調(diào)節(jié)；經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)后的信號輸送至一個升壓回路112進行升壓；經(jīng)該升壓回路升壓后的信號通過第一隔離單元113進行直流隔離，并輸出所述測試電壓。而步驟S300包括如下步驟該電氣設備10的主回路將反映出未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的信號輸送至該第一隔離單元113進行直流隔離后，通過該升壓回路112產(chǎn)生所述耦合信號，并將該耦合信號輸送至所述第一信號檢測單元120。另外，結(jié)合圖1、2、3，如以上對本發(fā)明的裝置描述，除上述步驟S100-S400夕卜，本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控方法，還包括對電氣設備工作狀態(tài)時的絕緣電阻進行監(jiān)測的步驟，該步驟包括該電氣設備10工作狀態(tài)時主回路的電流信號通過第二隔離單元310進行直流隔離后，由第二信號檢測單元320進行檢測，井向微控制器単元200輸出反映出工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第二模擬信號。并且同樣地，結(jié)合圖1-3，本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控方法還包括對電氣設備的泄漏電流進行監(jiān)測的步驟，該步驟包括在該電氣設備10的主回路中利用電流互感器410檢測泄漏電流信號，該泄漏電流信號經(jīng)信號調(diào)理單元420處理后，輸送到該微控制器單元 200。綜上所述，本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法，可實現(xiàn)對電氣設備絕緣狀況的早期及在線監(jiān)測，使用戶得以及早發(fā)現(xiàn)電氣設備如電機絕緣下降的情況，對被檢測電氣設備絕緣故障及時處理，保證了用電設備的安全運行；具有較強的擴展功能，可視實際需要外接狀態(tài)顯示単元和故障遠程報警單元等，并可方便地進行系統(tǒng)設置和測試，操作更加人性化；同吋，本發(fā)明的裝置電路結(jié)構(gòu)簡単，抗干擾能力強，成本低，具有廣泛的應用前
旦
-5^ O
權(quán)利要求
1.一種電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，其特征在于，包括 第一監(jiān)測單元，該第一監(jiān)測單元接入電氣設備的主回路，用于對該電氣設備未工作狀態(tài)時的絕緣電阻進行監(jiān)測，并輸出反映出該電氣設備未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第一模擬信號；以及 微控制器單元，該微控制器單元向該第一監(jiān)測單元輸出脈寬調(diào)制信號，接收該第一模擬信號，并對該第一模擬信號進行信號處理； 其中，該第一監(jiān)測單元包括高壓發(fā)生器以及第一信號檢測單元，該高壓發(fā)生器利用該微控制器單元輸出的脈寬調(diào)制信號，輸出一個測試電壓至該電氣設備的主回路，并且該電氣設備的主回路通過該高壓發(fā)生器輸出一個反映出該電氣設備未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的耦合信號至該第一信號檢測單元，該第一信號檢測單元輸出該第一模擬信號至該微控制器單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，其特征在于，所述高壓發(fā)生器包括電壓調(diào)節(jié)單元、升壓回路以及第一隔離單元，其中， 該電壓調(diào)節(jié)單元接收所述脈寬調(diào)制信號，將經(jīng)調(diào)節(jié)后的電壓輸送至升壓回路，并將由該升壓回路接收到的所述耦合信號輸送至所述第一信號檢測單元； 該升壓回路接收該電壓調(diào)節(jié)單元發(fā)送的經(jīng)調(diào)節(jié)后的電壓，進行升壓處理； 該第一隔離單元用于隔離該電氣設備的主回路和該升壓回路，并向該電氣設備的主回路輸出所述測試電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，其特征在于，所述升壓回路為一個升壓變壓器，包括初級繞組和次級繞組，其中，該初級繞組與該電壓調(diào)節(jié)單元相連接，該次級繞組串聯(lián)有一個分壓電阻，并與該第一隔離單元相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括用于監(jiān)測該電氣設備工作狀態(tài)時絕緣電阻的第二監(jiān)測單元，該第二監(jiān)測單元與該電氣設備的主回路相連接，并向所述微控制器單元輸出反映出該工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第二模擬信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第二監(jiān)測單元包括第二隔離單元以及與該第二隔離單元相連接的第二信號檢測單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括泄漏電流檢測單元，該泄漏電流監(jiān)測單元包括設置于該電氣設備主回路中的電流互感器以及與該電流互感器相連接的信號調(diào)理單元，該信號調(diào)理單元向該微控制器單元輸出泄漏電流檢測信號，該信號調(diào)理單元包括一個采樣電阻以及與該采樣電阻相連接的運算放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括分別與所述微控制器單元相連接的狀態(tài)顯示單元、故障遠程報警單元、系統(tǒng)設置單元和測試/復位單元。
8.一種電氣設備安全失效監(jiān)控方法，其特征在于，包括如下步驟 a,通過微控制器單元輸出脈寬調(diào)制信號； b，該脈寬調(diào)制信號控制高壓發(fā)生器進行升壓處理，輸出一個測試電壓至未工作狀態(tài)時的電氣設備的主回路；C，電氣設備的主回路通過該高壓發(fā)生器，輸出ー個反映出未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的耦合信號到第一信號檢測單元； d，該第一信號檢測單元對該耦合信號進行處理，并輸出反映出該未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第一模擬信號至該微控制器単元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電氣設備安全失效監(jiān)控方法，其特征在于，步驟b中，通過高壓發(fā)生器進行升壓處理，包括以下步驟 所述脈寬信號經(jīng)過ー個電壓調(diào)節(jié)單元進行電壓調(diào)節(jié)； 經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)后的信號輸送至一個升壓回路進行升壓； 經(jīng)該升壓回路升壓后的信號通過第一隔離單元進行直流隔離，并輸出所述測試電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電氣設備安全失效監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟c包括 該電氣設備的主回路將反映出未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的信號輸送至該第一隔離單元進行直流隔離后，通過該升壓回路產(chǎn)生所述耦合信號，并將該耦合信號輸送至所述第一信號檢測單兀。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電氣設備安全失效監(jiān)控方法，其特征在于，還包括對電氣設備工作狀態(tài)時的絕緣電阻進行監(jiān)測的步驟，該步驟包括 該電氣設備工作狀態(tài)時主回路的電流信號通過第二隔離單元進行直流隔離后，由第二信號檢測單元進行檢測，并向所述微控制器單元輸出反映出工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第ニ模擬信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電氣設備安全失效監(jiān)控方法，其特征在于，還包括對電氣設備的泄漏電流進行監(jiān)測的步驟，該步驟包括 在該電氣設備的主回路中利用電流互感器檢測泄漏電流信號，該泄漏電流信號經(jīng)信號調(diào)理單元處理后，輸送到該微控制器単元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法。該裝置包括第一監(jiān)測單元，該第一監(jiān)測單元接入電氣設備的主回路，用于對該電氣設備未工作狀態(tài)時的絕緣電阻進行監(jiān)測，并輸出反映出該電氣設備未工作狀態(tài)時絕緣電阻變化的第一模擬信號；以及微控制器單元，該微控制器單元向第一監(jiān)測單元輸出脈寬調(diào)制信號，接收該第一模擬信號，并對該第一模擬信號進行信號處理。本發(fā)明的電氣設備安全失效監(jiān)控裝置及方法，可實現(xiàn)對電氣設備絕緣狀況的早期及在線監(jiān)測。
文檔編號G01R31/00GK102680829SQ20121015781
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者王暉 申請人:阿特拉斯科普柯(南京)建筑礦山設備有限公司