本發(fā)明涉及電氣檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)，特別是船舶用變頻器系統(tǒng)的低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法，本發(fā)明還可應(yīng)用于其它it(即中性點(diǎn)不接地)供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在船舶行業(yè)，變頻器作為一種供電系統(tǒng)占據(jù)著日益重要的位置。由于船舶工作的環(huán)境一般比較惡劣，氣候的惡化對(duì)設(shè)備的影響尤為明顯，供電系統(tǒng)的絕緣故障發(fā)生率較高，因此對(duì)絕緣故障的快速報(bào)警將關(guān)系到船舶整個(gè)航程的安全。

目前，船用電網(wǎng)大多采用it(即中性點(diǎn)不接地)供電系統(tǒng)以提高供電的安全性。當(dāng)船用電網(wǎng)的絕緣阻值符合規(guī)范要求時(shí)，即使發(fā)生單相接地故障，短路電流仍然較小，短時(shí)間內(nèi)無(wú)需跳閘，從而在一定程度上保證了供電的可靠性。然而隨著時(shí)代發(fā)展，船舶向著高度自動(dòng)化方向發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越密集，同時(shí)船舶的工作環(huán)境越來(lái)越惡劣。船舶上的電氣設(shè)備因?yàn)槭艿禁}霧和濕度等影響因素從而導(dǎo)致系統(tǒng)絕緣較低，若不及時(shí)處理，由此可能引發(fā)火災(zāi)等事故，對(duì)船員的生命構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。

在現(xiàn)有技術(shù)中，主要有以下文獻(xiàn)與本發(fā)明申請(qǐng)的技術(shù)方案相關(guān)：

文獻(xiàn)1為2013年05月01日公開(kāi)，公開(kāi)號(hào)為cn103076497a的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種基于低脈沖信號(hào)注入的絕緣檢測(cè)方法》。該發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車領(lǐng)域的絕緣檢測(cè)方法，該發(fā)明申請(qǐng)以斷續(xù)的直流信號(hào)為信號(hào)源，通過(guò)不斷的充放電過(guò)程采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算絕緣電阻值。該發(fā)申請(qǐng)明有效地解決了以往檢測(cè)電路帶來(lái)的整車絕緣性能降低，不能定位絕緣故障點(diǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，正負(fù)極同時(shí)漏電時(shí)不能準(zhǔn)確檢測(cè)的技術(shù)問(wèn)題。但是，其缺點(diǎn)是：計(jì)算繁瑣，需要采樣的數(shù)據(jù)較多，對(duì)采樣精度要求較高，容易產(chǎn)生誤差。

文獻(xiàn)2為2015年08月26日公開(kāi)，公開(kāi)號(hào)為cn104865506a的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種直流電氣系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)裝置》。該發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種使用方波的檢測(cè)方法，絕緣檢測(cè)裝置包括信號(hào)源、注入采樣電路、計(jì)算單元。注入采樣電路將方波信號(hào)注入到直流電氣系統(tǒng)中，并對(duì)直流電氣系統(tǒng)在注入的方波信號(hào)的激勵(lì)下產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行采樣。計(jì)算單元在方波信號(hào)的第n個(gè)周期內(nèi)，獲得分別在第n個(gè)周期的前半個(gè)周期和后半個(gè)周期的采樣信號(hào)，并根據(jù)獲得的采樣信號(hào)計(jì)算直流電氣系統(tǒng)的絕緣電阻的值。該發(fā)申請(qǐng)明有效地解決了以往檢測(cè)電路對(duì)電阻及adc的精度要求高的技術(shù)問(wèn)題。但是，其缺點(diǎn)是：沒(méi)有考慮分布電容較大時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，且計(jì)算程序較多，導(dǎo)致計(jì)算的結(jié)果不精確。

由此可見(jiàn)，提出一種供電系統(tǒng)絕緣檢測(cè)裝置及方法，以對(duì)電力系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)的在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)絕緣性能低于一定程度時(shí)，能及時(shí)報(bào)警提醒操作人員，以克服目前使用的絕緣檢測(cè)方法測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、容易受到干擾、在環(huán)境惡劣的情況下易產(chǎn)生誤報(bào)的缺陷，成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法，解決現(xiàn)有檢測(cè)方法測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、容易受到干擾，在環(huán)境惡劣情況下容易產(chǎn)生誤報(bào)的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置，包括：

相互串聯(lián)后再與被測(cè)供電系統(tǒng)并聯(lián)的第一電阻和第二電阻；

相互串聯(lián)后一端連接在所述第一電阻與第二電阻之間，另一端與地相連的測(cè)量電阻、低通濾波單元、脈沖信號(hào)源；

以及并聯(lián)在測(cè)量電阻兩端的檢測(cè)計(jì)算單元；

所述脈沖信號(hào)源發(fā)出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)所述測(cè)量電阻、低通濾波單元，以及所述第一電阻、第二電阻后注入到所述被測(cè)供電系統(tǒng)中，所述檢測(cè)計(jì)算單元通過(guò)檢測(cè)所述測(cè)量電阻兩端的信號(hào)計(jì)算所述被測(cè)供電系統(tǒng)對(duì)地的絕緣電阻，并根據(jù)所述絕緣電阻判斷所述被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

優(yōu)選的，所述脈沖信號(hào)源發(fā)出的脈沖信號(hào)為正負(fù)交替的周期性方波脈沖信號(hào)。

優(yōu)選的，所述被測(cè)供電系統(tǒng)等效為絕緣電阻和支路分布電容的并聯(lián)電路。

優(yōu)選的，所述脈沖信號(hào)源發(fā)出的周期性方波脈沖信號(hào)頻率為(每半個(gè)周期為5τ，整個(gè)周期為10τ)，τ為時(shí)間常數(shù)，檢測(cè)計(jì)算單元以t1為間距時(shí)間每半個(gè)脈沖信號(hào)周期內(nèi)等間距采樣所述測(cè)量電阻兩端的電壓，其中，v2為相對(duì)2t1時(shí)刻所述測(cè)量電阻兩端的電壓，v1為相對(duì)t1時(shí)刻所述測(cè)量電阻兩端的電壓，v0為相對(duì)零時(shí)刻所述測(cè)量電阻兩端的電壓。

優(yōu)選的，所述支路分布電容的充放電時(shí)間取5τ。

優(yōu)選的，所述檢測(cè)計(jì)算單元檢測(cè)所述測(cè)量電阻兩端在周期性方波脈沖信號(hào)前半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到前半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r+，并檢測(cè)所述測(cè)量電阻兩端在周期性方波脈沖信號(hào)后半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到后半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r-，最終將r作為絕緣電阻的有效值，所述檢測(cè)計(jì)算單元根據(jù)所述絕緣電阻的有效值判斷所述被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

優(yōu)選的，所述前半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r+根據(jù)以下公式計(jì)算：

所述后半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r-根據(jù)以下公式計(jì)算：

其中，em為周期性方波脈沖信號(hào)幅值的絕對(duì)值，為測(cè)量電阻兩端的電壓，ri為第一電阻和第二電阻的并聯(lián)阻值，rm為測(cè)量電阻的阻值。

優(yōu)選的，所述被測(cè)供電系統(tǒng)為船舶用中性點(diǎn)不接地(it)供電系統(tǒng)。

本發(fā)明還另外具體提供了一種供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)方法，包括以下步驟：

脈沖信號(hào)源發(fā)出脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波單元、測(cè)量電阻，再通過(guò)第一電阻、第二電阻注入到被測(cè)供電系統(tǒng)中；

檢測(cè)計(jì)算單元通過(guò)檢測(cè)所述測(cè)量電阻兩端的信號(hào)計(jì)算所述被測(cè)供電系統(tǒng)對(duì)地的絕緣電阻，并根據(jù)所述絕緣電阻判斷所述被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

優(yōu)選的，所述脈沖信號(hào)源發(fā)出的脈沖信號(hào)為正負(fù)交替的周期性方波脈沖信號(hào)。

優(yōu)選的，在所述脈沖信號(hào)源發(fā)出的周期性方波脈沖信號(hào)作用下，所述被測(cè)供電系統(tǒng)的支路分布電容不斷充、放電，充電完成后所述分布電容等效于被測(cè)供電系統(tǒng)中隔離。所述檢測(cè)計(jì)算單元計(jì)算周期性方波脈沖信號(hào)前半個(gè)周期和后半個(gè)周期絕緣電阻的阻值，并以前半個(gè)周期和后半個(gè)周期絕緣電阻的阻值平均值作為絕緣電阻的有效值，再判斷所述被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

優(yōu)選的，所述檢測(cè)計(jì)算單元計(jì)算所述被測(cè)供電系統(tǒng)的絕緣電阻的過(guò)程包括：

所述檢測(cè)計(jì)算單元檢測(cè)所述測(cè)量電阻兩端在周期性方波脈沖信號(hào)前半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到前半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r+，其中，em為周期性方波脈沖信號(hào)幅值的絕對(duì)值，為測(cè)量電阻兩端的電壓，ri為第一電阻和第二電阻的并聯(lián)阻值，rm為測(cè)量電阻的阻值。

所述檢測(cè)計(jì)算單元檢測(cè)所述測(cè)量電阻兩端在周期性方波脈沖信號(hào)后半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到后半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r-，

所述檢測(cè)計(jì)算單元將r作為絕緣電阻的有效值，并根據(jù)所述絕緣電阻的有效值判斷所述被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

優(yōu)選的，所述脈沖信號(hào)源能自動(dòng)調(diào)整所述周期性方波脈沖信號(hào)的頻率，所述脈沖信號(hào)源發(fā)出的周期性方波脈沖信號(hào)頻率為

所述檢測(cè)計(jì)算單元以t1為間距時(shí)間每半個(gè)脈沖信號(hào)周期內(nèi)等間距采樣所述測(cè)量電阻兩端的電壓，v0為相對(duì)零時(shí)刻所述測(cè)量電阻兩端的電壓，v1為相對(duì)t1時(shí)刻所述測(cè)量電阻兩端的電壓，v2為相對(duì)2t1時(shí)刻所述測(cè)量電阻兩端的電壓。

優(yōu)選的，所述支路分布電容的充放電時(shí)間取5τ。

優(yōu)選的，所述供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)方法應(yīng)用于船舶用變頻器系統(tǒng)接地故障檢測(cè)。

通過(guò)實(shí)施上述本發(fā)明提供的供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、原理簡(jiǎn)單，能夠有效地檢測(cè)供電系統(tǒng)接地故障；

(2)本發(fā)明能根據(jù)測(cè)量電阻兩端的電壓自適應(yīng)地改變脈沖信號(hào)源的頻率，測(cè)量速度快；

(3)本發(fā)明可以有效解決絕緣檢測(cè)過(guò)程中的高頻干擾和直流干擾問(wèn)題，可靠性大幅提高；

(4)本發(fā)明具有很強(qiáng)的通用性，能夠適用所有的變頻器，而不影響變頻器的正常運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置一種具體實(shí)施方式的電路原理圖；

圖2是本發(fā)明供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置一種具體實(shí)施方式的等效電路原理簡(jiǎn)圖；

圖3是本發(fā)明供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置中測(cè)試電源的波形示意圖；

圖4是本發(fā)明供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置中檢測(cè)電阻及電容兩端的電壓波形示意圖；

圖5是本發(fā)明供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)方法中測(cè)量點(diǎn)選取方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如附圖1至附圖5所示，給出了本發(fā)明供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如附圖1中虛線框部分所示，為一種供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置應(yīng)用在船舶用it供電系統(tǒng)中的具體實(shí)施例，本發(fā)明具體實(shí)施例還可應(yīng)用于其它it供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置10包括：

相互串聯(lián)后再與被測(cè)供電系統(tǒng)并聯(lián)的第一電阻r1和第二電阻r2。

相互串聯(lián)后一端連接在第一電阻r1與第二電阻r2之間，另一端與地相連的測(cè)量電阻r3、低通濾波單元1、脈沖信號(hào)源g。

以及并聯(lián)在測(cè)量電阻r3兩端的檢測(cè)計(jì)算單元3。

脈沖信號(hào)源g發(fā)出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)測(cè)量電阻r3、低通濾波單元1，以及第一電阻r1、第二電阻r2后注入到被測(cè)供電系統(tǒng)中，檢測(cè)計(jì)算單元3通過(guò)檢測(cè)測(cè)量電阻r3兩端的信號(hào)計(jì)算被測(cè)供電系統(tǒng)對(duì)地的絕緣電阻，并根據(jù)絕緣電阻判斷被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。低通濾波單元用于濾除被測(cè)供電系統(tǒng)的高頻干擾信號(hào)，由于采用低通濾波單元1，可以使供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置10不受高頻干擾。

脈沖信號(hào)源g向被測(cè)供電系統(tǒng)和大地之間疊加一個(gè)自適應(yīng)的方波信號(hào)，通過(guò)比較送出信號(hào)和返回信號(hào)的波形來(lái)測(cè)量對(duì)地的絕緣阻抗。脈沖信號(hào)源g為脈沖信號(hào)發(fā)射源，其發(fā)出的脈沖信號(hào)為正負(fù)交替的周期性低頻方波脈沖信號(hào)，低頻方波脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)測(cè)量電阻r3、低通濾波單元1，以及作為分壓電阻的第一電阻r1、第二電阻r2注入到被測(cè)供電系統(tǒng)中。其中，低通濾波單元1對(duì)注入低頻方波脈沖信號(hào)的阻抗較小，但是對(duì)于電網(wǎng)中的工頻信號(hào)交流阻抗非常大。

被測(cè)供電系統(tǒng)等效為絕緣電阻和分布電容的并聯(lián)電路。當(dāng)有絕緣故障產(chǎn)生時(shí)，附圖1的等效簡(jiǎn)化電路如附圖2所示。其中，g為信號(hào)源，ri等效為分壓電阻，其電阻值為附圖1中第一電阻r1和第二電阻r2的并聯(lián)電阻值，rm為等效于附圖1中的測(cè)量電阻r3，r為故障接地電阻，是被測(cè)供電系統(tǒng)整個(gè)線路產(chǎn)生接地故障時(shí)的電阻，c為支路分布電容。在脈沖信號(hào)源g的作用下支路分布電容c不斷充、放電，充電完成后支路分布電容c起到隔離作用(支路分布電容c相當(dāng)于從被測(cè)供電系統(tǒng)中隔離)，便可以直接計(jì)算出此時(shí)的絕緣電阻(當(dāng)被測(cè)供電系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，該即為故障接地電阻)，通過(guò)周期性低頻方波脈沖信號(hào)前半個(gè)周期和后半個(gè)周期的值求取平均值得到絕緣電阻的大小。

如附圖3所示，脈沖信號(hào)源g發(fā)出正負(fù)交替的周期性低頻方波脈沖信號(hào)，產(chǎn)生的電壓f(t)在第一個(gè)周期內(nèi)表達(dá)式為：

其中，em為低頻方波脈沖信號(hào)的幅值，t為低頻方波脈沖信號(hào)的周期，t為時(shí)間。

如附圖4所示，曲線b為支路分布電容c兩端的電壓，曲線a為測(cè)量電阻r3兩端的電壓，t1為支路分布電容c處于放電狀態(tài)的時(shí)間，t2為支路分布電容c處于充電狀態(tài)的時(shí)間。根據(jù)附圖可知，在周期性低頻方波脈沖信號(hào)作用下的每個(gè)周期內(nèi)，支路分布電容c都處于充放電狀態(tài)。

供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置10能夠根據(jù)測(cè)量電阻r3兩端的電壓自適應(yīng)地改變脈沖信號(hào)源g的頻率，大幅提高測(cè)量速度，該方法是通過(guò)求取時(shí)間常數(shù)τ實(shí)現(xiàn)的。在測(cè)量電阻r3上低頻方波脈沖信號(hào)的每半個(gè)周期內(nèi)等間距時(shí)間(間距時(shí)間取t1)取三個(gè)點(diǎn)，得到時(shí)間常數(shù)τ，如附圖5中所示。這種取點(diǎn)方法計(jì)算更加方便，取點(diǎn)數(shù)更少，計(jì)算結(jié)果的精度也更高。其中，為檢測(cè)電阻rm兩端的電壓。設(shè)檢測(cè)時(shí)間t＝0時(shí)，測(cè)量電阻r3兩端的電壓為v0；檢測(cè)時(shí)間t＝t1時(shí)，測(cè)量電阻r3兩端的電壓為v1；檢測(cè)時(shí)間t＝2t1時(shí)，測(cè)量電阻r3兩端的電壓為v2；us為支路分布電容c最終可以充滿的電壓值。

則有：

此時(shí)，可求出時(shí)間常數(shù)τ為：

在低頻方波脈沖信號(hào)的每半個(gè)周期內(nèi)，支路分布電容c都存在充電和放電的狀態(tài)。支路分布電容c的充放電時(shí)間取5τ，5τ的取值是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，可以認(rèn)為在此時(shí)支路分布電容c基本上已經(jīng)充滿電，支路分布電容c所在的支路相當(dāng)于斷開(kāi)。通過(guò)求取時(shí)間常數(shù)τ，選取作為脈沖信號(hào)源g發(fā)出的周期性低頻方波脈沖信號(hào)的頻率，從而可以有效地減小測(cè)量的時(shí)間。

檢測(cè)計(jì)算單元3檢測(cè)測(cè)量電阻r3兩端在周期性方波脈沖信號(hào)前半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到前半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r+，并檢測(cè)測(cè)量電阻r3兩端在周期性方波脈沖信號(hào)后半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到后半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r-，最終將r作為絕緣電阻的有效值，檢測(cè)計(jì)算單元3根據(jù)絕緣電阻的有效值r判斷被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

當(dāng)電路穩(wěn)定后，在低頻方波脈沖信號(hào)的前半周期內(nèi)，測(cè)量的絕緣阻值為：

在低頻方波脈沖信號(hào)的后半個(gè)周期內(nèi)，測(cè)量的絕緣阻值為：

最終測(cè)量的絕緣電阻有效值為：

其中，em為周期性方波脈沖信號(hào)幅值的絕對(duì)值，為測(cè)量電阻r3兩端的電壓，ri為第一電阻r1和第二電阻r2的并聯(lián)阻值，rm為測(cè)量電阻r3的阻值。

一般情況下在檢測(cè)計(jì)算單元3中會(huì)設(shè)定一個(gè)電阻值，當(dāng)測(cè)量的絕緣電阻有效值低于設(shè)定的值時(shí)，檢測(cè)計(jì)算單元3就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

一種供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)方法的具體實(shí)施例，包括以下步驟：

脈沖信號(hào)源g發(fā)出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波單元1，以及測(cè)量電阻r3，再通過(guò)第一電阻r1、第二電阻r2注入到被測(cè)供電系統(tǒng)中；

檢測(cè)計(jì)算單元3通過(guò)檢測(cè)測(cè)量電阻r3兩端的信號(hào)計(jì)算被測(cè)供電系統(tǒng)對(duì)地的絕緣電阻，并根據(jù)絕緣電阻判斷被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

脈沖信號(hào)源g發(fā)出的脈沖信號(hào)為正負(fù)交替的周期性方波脈沖信號(hào)。

在脈沖信號(hào)源g發(fā)出的周期性方波脈沖信號(hào)作用下，被測(cè)供電系統(tǒng)的支路分布電容c不斷充、放電。檢測(cè)計(jì)算單元3計(jì)算周期性方波脈沖信號(hào)前半個(gè)周期和后半個(gè)周期絕緣電阻的阻值，并以前半個(gè)周期和后半個(gè)周期絕緣電阻的阻值平均值作為絕緣電阻的有效值，再根據(jù)絕緣電阻的有效值判斷被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

檢測(cè)計(jì)算單元3計(jì)算被測(cè)供電系統(tǒng)的絕緣電阻的過(guò)程進(jìn)一步包括以下步驟：

檢測(cè)計(jì)算單元3檢測(cè)測(cè)量電阻r3兩端在周期性方波脈沖信號(hào)前半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到前半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r+，其中，em為周期性方波脈沖信號(hào)幅值的絕對(duì)值，為測(cè)量電阻r3兩端的電壓，ri為第一電阻r1和第二電阻r2的并聯(lián)阻值，rm為測(cè)量電阻r3的阻值。

檢測(cè)計(jì)算單元3檢測(cè)測(cè)量電阻r3兩端在周期性方波脈沖信號(hào)后半個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到后半個(gè)周期內(nèi)絕緣電阻的阻值r-，

檢測(cè)計(jì)算單元3將r作為絕緣電阻的有效值，并根據(jù)絕緣電阻的有效值判斷被測(cè)供電系統(tǒng)是否存在絕緣故障。

為了進(jìn)一步加快測(cè)量速度，供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置10能夠根據(jù)測(cè)量電阻r3兩端的電壓自適應(yīng)地改變脈沖信號(hào)源g的信號(hào)發(fā)生頻率。作為本發(fā)明一種較佳的具體實(shí)施例，取支路分布電容c的充放電時(shí)間取5τ，此時(shí)脈沖信號(hào)源g發(fā)出的周期性方波脈沖信號(hào)頻率為(每半個(gè)周期為5τ，整個(gè)周期為10τ)。

時(shí)間常數(shù)τ的計(jì)算采用如下方法：檢測(cè)計(jì)算單元3以t1為間距時(shí)間每半個(gè)脈沖信號(hào)周期內(nèi)等間距采樣測(cè)量電阻r3兩端的電壓。其中，v0為相對(duì)零時(shí)刻測(cè)量電阻r3兩端的電壓，v1為相對(duì)t1時(shí)刻測(cè)量電阻r3兩端的電壓，v2為相對(duì)2t1時(shí)刻測(cè)量電阻r3兩端的電壓，則τ按照如下公式進(jìn)行計(jì)算：

通過(guò)實(shí)施本發(fā)明具體實(shí)施例描述的供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法的技術(shù)方案，能夠產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法電路結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、原理簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便，能夠有效地檢測(cè)供電系統(tǒng)接地故障；

(2)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法能根據(jù)測(cè)量電阻兩端的電壓自適應(yīng)地改變脈沖信號(hào)源的頻率，測(cè)量速度快，工程應(yīng)用價(jià)值高；

(3)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法可以有效解決絕緣檢測(cè)過(guò)程中的高頻干擾和直流干擾問(wèn)題，測(cè)量精度高，可靠性大幅提高；

(4)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的供電系統(tǒng)低頻絕緣檢測(cè)裝置及方法具有很強(qiáng)的通用性，能夠適用所有的變頻器，而不影響變頻器的正常運(yùn)行。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍。