專利名稱：直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，采用不對稱與對稱電橋原理相結(jié)合來檢測直流系統(tǒng)的絕緣狀況，屬于直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，或者低于某一規(guī)定值，稱直流系統(tǒng)有正接地故障或負(fù)接地故障。發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，在長期運行過程中會由于環(huán)境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化、設(shè)備本身的問題等等，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障。特別是在發(fā)電廠、變電站建設(shè)施工或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免的會遺留電力系統(tǒng)故障的隱患，直流系統(tǒng)更是一個薄弱環(huán)節(jié)。投運時間越長的 直流系統(tǒng)接地故障的概率越大。接地故障會產(chǎn)生許多的危害正接地可能導(dǎo)致斷路器誤跳閘；負(fù)接地可能導(dǎo)致斷路器的拒跳閘；直流系統(tǒng)如果僅僅是一點接地，對二路回路不會造成事故，如果有兩點接地，就可能發(fā)生斷路器的誤動或拒動。因此，在直流系統(tǒng)中，絕對不允許在一點或多點長時間接地的情況下使用設(shè)備。必須對直流系統(tǒng)進行連續(xù)的在線監(jiān)視，一旦發(fā)現(xiàn)有接地故障，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)立即發(fā)出報警，提示現(xiàn)場工作人員檢查并排除接地故障，以避免發(fā)生嚴(yán)重的電力系統(tǒng)故障。由于發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)是一個龐大的、復(fù)雜的直流電源網(wǎng)絡(luò)，所接設(shè)備多，母線、小母線層層分布，回路縱橫交錯，客觀上增大了查找直流接地故障的難度。母線絕緣監(jiān)測一般采用三種方法對稱電橋檢測法、不對稱電橋檢測法和低頻交流檢測法。①對稱電橋檢測法對稱電橋法在絕緣監(jiān)測裝置內(nèi)部預(yù)置2個阻值相同的對地分壓電阻Rl、R2，外部接地電阻R+、R-，原理如圖I。對稱電橋法的優(yōu)點是對稱電橋法屬于靜態(tài)測量，直流母線對地電容的大小不影響測量精度。由于不受接地電容的影響，檢測速度快。缺點是雙端接地時，測量誤差大，不能檢測對稱接地。②不對稱電橋檢測法絕緣檢測裝置內(nèi)部設(shè)置兩個阻值相等的對地電阻Rl、R2，外部接地電阻R+、R-，對地電阻R1、R2分別經(jīng)模擬開關(guān)Jl、J2按照一定的合、斷順序接地，計算接地電阻值，原理見圖2。不對稱電橋法的優(yōu)點是任何接地方式都能準(zhǔn)確檢測。缺點是在測量過程中，需要正、負(fù)母線分別對地投電阻，因此母線對接地電壓是變化的。為了獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果，每次投入電阻后需要延時，待母線對地電壓穩(wěn)定后再測量，檢測速度較比對稱電橋法慢。此夕卜，接地電容也影響不對稱電橋的測量精度。對稱電橋法的優(yōu)點是對稱電橋法屬于靜態(tài)測量，直流母線對地電容的大小不影響測量精度，因為不受接地電容的影響，檢測速度快。缺點是雙端接地時，測量誤差大，不能檢測對稱接地。③低頻交流檢測法低頻交流檢測法是通過裝置向直流母線注入低頻交流信號，裝置內(nèi)部檢測低頻電流或電壓大小，來判別直流母線的接地電阻，如圖3所示。正常工作時，交流電經(jīng)裝置的整流/穩(wěn)壓輸出為低頻信號。低頻信號疊加在直流母線負(fù)極上，如果某路直流負(fù)荷發(fā)生單相接地，低頻信號對地形成通路。回路中流過低頻電流，裝置內(nèi)部的檢測電阻R上產(chǎn)生一低頻電壓，通過裝置內(nèi)部電路裝換為直流母線的接地電阻。低頻交流檢測法的優(yōu)點是與支路檢測裝置配套使用，整體造價較低。缺點是接地電容影響測量精度。另外，低頻交流檢測法不能識別接地母線的極性。當(dāng)雙端接地時，測量誤差較大。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，可以監(jiān)測正負(fù)母線同時接地的情況。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，其特征是，正母線分別連接三個支路，一路通過第一電阻接至大地線；另一路通過第一接地電阻、第一模擬開關(guān)接至大地線；再一路通過第二電阻、第一電位器、第一采樣電阻接至電源地；負(fù)母線分別連接三個支路，一路與電源地相接；另一路通過第二接地電阻、第二模擬開關(guān)接至所述大地線；再一路通過第三電阻、第二電位器、第二采樣電阻接至所述電源地。由一單片機采集所述第一電位器和第一采樣電阻串聯(lián)后的兩端電壓。 由一單片機采集所述第二電位器和第二采樣電阻串聯(lián)后的兩端電壓。所述第二電位器RW2、第二采樣電阻R2的阻值〈〈第三電阻的阻值。所述第一接地電阻和第二接地電阻的阻值相等。所述第一電阻和第三電阻的阻值相等。本實用新型所達到的有益效果本實用新型的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，采用不對稱與對稱電橋原理相結(jié)合來檢測直流系統(tǒng)的絕緣狀況，通過測量母線對地電壓即可計算出正負(fù)母線的接地電阻阻值，解決了目前不能監(jiān)測正負(fù)母線同時接地情況的問題，同時可以提高直流絕緣檢測的靈敏度。

圖I是對稱電橋檢測原理圖；圖2是不對稱電橋檢測原理圖；圖3是低頻交流檢測原理圖；圖4是本實用新型的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。本實用新型的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路中，通過對電橋上的模擬開關(guān)JKC1、JKC2的狀態(tài)控制，測量幾組狀態(tài)下的正負(fù)母線CM+、CM-的對地電壓，從而計算出正負(fù)母線同時有接地情況時正負(fù)母線的接地電阻阻值。如圖4，正母線CM+分三路，一路通過大電阻R2C接至大地線DD ;另一路通過接地電阻R9、模擬開關(guān)JKC2接至大地線DD ;再一路通過電阻R41、電位器RW1、采樣電阻R42接至電源地GND。單片機采集電位器RWl部分電阻和采樣電阻R42串聯(lián)后的兩端電壓，記為 INM。負(fù)母線CM-分三路，一路與電源地GND相接；另一路通過接地電阻R7、模擬開關(guān) JKCl接至大地線DD ;再一路通過電阻R1C、電位器RW2、采樣電阻R2接至電源地GND。單片機采集電位器RW2部分電阻和采樣電阻R2串聯(lián)后的兩端電壓，記為INJ。檢測時，首先同時斷開模擬開關(guān)JKCl和JKC2，由于電位器RW2、采樣電阻R2的阻值遠遠小于電阻R1C，可忽略不計，則電路形成對稱電橋，測得正負(fù)母線間的電壓Um;然后斷開模擬開關(guān)JKC2，閉合模擬開關(guān)JKC1，此時測得負(fù)母線的對地電壓Ujl ;最后斷開模擬開關(guān)JKC1，閉合模擬開關(guān)JKC2，測得正母線的對地電壓Uj2。并且本實施例中，R7=R9=100K,R1C=R2C=220K,設(shè)R7=R9=R1，R1C=R2C=R2,正母線接地電阻R+，負(fù)母線接地電阻R-,得
Um -U/l _ R//R2//R +
'(in =則R-(I. I)
Um - Uj2 _ RH IR +
Vjl — RWR2UR-Q.2)聯(lián)立式(I.I)、(I. 2)得
「00391 i +=-
L JU_ + in)-Uj2R\(L3)
q(ln2-l//l)R\R2
LM2-(Ujl+Uj2) (R1+R2)(1.4)由式(I. 3)、(1. 4)可看出，正負(fù)母線同時發(fā)生接地情況時也可被檢測到，并計算出正負(fù)母線接地電阻的阻值大小。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，其特征是，正母線分別連接三個支路，一路通過第一電阻接至大地線；另一路通過第一接地電阻、第一模擬開關(guān)接至大地線；再一路通過第二電阻、第一電位器、第一采樣電阻接至電源地； 負(fù)母線分別連接三個支路，一路與電源地相接；另一路通過第二接地電阻、第二模擬開關(guān)接至所述大地線；再一路通過第三電阻、第二電位器、第二采樣電阻接至所述電源地。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，其特征是，由一單片機采集所述第一電位器和第一采樣電阻串聯(lián)后的兩端電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，其特征是，由一單片機采集所述第二電位器和第二采樣電阻串聯(lián)后的兩端電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，其特征是，所述第二電位器RW2、第二采樣電阻R2的阻值〈〈第三電阻的阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，其特征是，所述第一接地電阻和第二接地電阻的阻值相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，其特征是，所述第一電阻和第三電阻的阻值相等。
專利摘要本實用新型公開了一種直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，正母線分別連接三個支路，一路通過第一電阻接至大地線；另一路通過第一接地電阻、第一模擬開關(guān)接至大地線；再一路通過第二電阻、第一電位器、第一采樣電阻接至電源地；負(fù)母線分別連接三個支路，一路與電源地相接；另一路通過第二接地電阻、第二模擬開關(guān)接至所述大地線；再一路通過第三電阻、第二電位器、第二采樣電阻接至所述電源地。本實用新型的直流系統(tǒng)中母線接地檢測電路，采用不對稱與對稱電橋原理相結(jié)合來檢測直流系統(tǒng)的絕緣狀況，通過測量母線對地電壓即可計算出正負(fù)母線的接地電阻阻值，解決了目前不能監(jiān)測正負(fù)母線同時接地情況的問題，同時可以提高直流絕緣檢測的靈敏度。
文檔編號G01R31/02GK202735453SQ20122037556
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者蔣瑩瑩, 鄔廣建, 毛乃虎, 李海建, 張雷 申請人:國電南京自動化股份有限公司