本實(shí)用新型屬于變電站直流電源系統(tǒng)的接地絕緣故障檢測領(lǐng)域，具體涉及一種對直流電源系統(tǒng)進(jìn)行接地絕緣故障定位所使用的儀器以及其中采用的信號發(fā)生器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀通常包括兩部分，一是信號發(fā)生器，它用于產(chǎn)生向直流系統(tǒng)（變電站直流電源系統(tǒng)）中的直流母線注入的信號；二是直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置，它在信號發(fā)生器向所述直流母線注入信號后檢測所述直流母線的電流信號，并基于所檢測到的電流信號進(jìn)行絕緣電阻分析后輸出分析結(jié)果信號，當(dāng)分析出的絕緣電阻小于設(shè)定門限時直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警?，F(xiàn)有的這種直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀存在以下問題：1、信號發(fā)生器所產(chǎn)生的向直流母線的注入信號，幅度是恒定的，而不會隨直流系統(tǒng)電壓等級的不同而變化。而實(shí)際應(yīng)用中，不同電壓等級的直流系統(tǒng)，如220V系統(tǒng)和110V系統(tǒng)，所允許的電壓擺動顯然是不同的，因此單一幅度的注入信號并不能很好地適應(yīng)各種電壓等級的直流系統(tǒng)使用，需要信號發(fā)生器能夠根據(jù)直流系統(tǒng)的電壓幅值來決定所發(fā)出的信號的幅值大??；2、現(xiàn)有的直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀中信號發(fā)生器所產(chǎn)生的信號注入到直流母線的哪一極（正極或負(fù)極）需要操作人員根據(jù)系統(tǒng)的絕緣情況來人工確定：直流母線哪一極的絕緣下降了，信號就饋送到哪一極。這種操作方式就要求現(xiàn)場操作人員首先判斷出絕緣下降點(diǎn)，然后手動將信號注入，既提高了對現(xiàn)場操作人員的技能水平要求，又增加了現(xiàn)場操作人員的工作量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀中，能夠自動判斷直流系統(tǒng)的電壓等級以及絕緣情況從而產(chǎn)生相應(yīng)信號注入直流母線的信號發(fā)生器。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種信號發(fā)生器，在對直流系統(tǒng)進(jìn)行絕緣故障定位時用于產(chǎn)生注入所述直流系統(tǒng)的直流母線中的低頻信號，所述信號發(fā)生器包括

分別與所述直流母線的正極和負(fù)極相連接以采樣檢測所述直流母線的電壓、所述直流母線的正極和負(fù)極各自的對地電阻的電橋電路；

與所述電橋電路相連接并根據(jù)所述電橋電路的采樣檢測結(jié)果判斷所述直流系統(tǒng)的電壓等級、絕緣故障極性和絕緣程度從而產(chǎn)生對應(yīng)判斷信號的數(shù)據(jù)處理分析模塊；

與所述數(shù)據(jù)處理分析模塊相連接并根據(jù)所述判斷信號輸出對應(yīng)控制信號的控制輸出模塊；

與所述控制輸出模塊相連接并能夠根據(jù)不同的所述控制信號產(chǎn)生不同幅度的所述低頻信號后輸出至所述直流母線的正極或負(fù)極的超低頻信號發(fā)生模塊。

優(yōu)選的，所述電橋電路與所述數(shù)據(jù)處理分析模塊之間通過A/D轉(zhuǎn)換模塊相連接。

優(yōu)選的，所述超低頻信號發(fā)生模塊與所述直流母線之間通過隔離電路相連接。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理分析模塊還連接有用于顯示所述直流母線的電壓等級、絕緣故障極性和絕緣程度的顯示模塊。

優(yōu)選的，所述顯示模塊為液晶顯示器。

本實(shí)用新型還提供一種具有自動判斷直流系統(tǒng)的電壓等級以及絕緣情況并產(chǎn)生相應(yīng)信號注入直流母線功能的直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀，其方案是：

一種直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀，包括用于產(chǎn)生注入直流系統(tǒng)中的直流母線的低頻信號的信號發(fā)生器、與所述直流母線相連接而在向所述直流母線注入所述低頻信號后檢測所述直流母線的電流信號并基于所檢測到的電流信號進(jìn)行絕緣電阻分析后輸出分析結(jié)果信號的直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置，所述信號發(fā)生器采用前述任一種信號發(fā)生器。

優(yōu)選的，所述直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置通過檢測鉗表而與所述直流母線相連接。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的信號發(fā)生器能夠自動判斷直流系統(tǒng)的電壓等級以及絕緣情況，從而產(chǎn)生相應(yīng)信號注入直流母線，從而可以替代人工工作，既能夠更好地適應(yīng)不同電壓等級直流系統(tǒng)的絕緣故障定位，還能夠降低對操作人員的技能水平要求，減少現(xiàn)場操作人員的工作量。基于其而設(shè)計(jì)的直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀能夠自適應(yīng)的、自動化的進(jìn)行絕緣故障定位工作，提高工作效率、降低作業(yè)難度。

附圖說明

附圖1為本實(shí)用新型的直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

附圖2為本實(shí)用新型的直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀中電橋電路的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例一：如附圖1所示，一種直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀，在對直流系統(tǒng)進(jìn)行絕緣故障定位時與直流系統(tǒng)中的直流母線相連接從而進(jìn)行故障定位，它具有自動判斷直流系統(tǒng)的電壓等級以及絕緣情況并產(chǎn)生相應(yīng)信號注入直流母線的功能，它包括信號發(fā)生器和直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置。

信號發(fā)生器用于產(chǎn)生注入直流系統(tǒng)中的直流母線的低頻信號。具體的，信號發(fā)生器包括電橋電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理分析模塊、控制輸出模塊、超低頻信號發(fā)生模塊、隔離電路。

電橋電路包括兩個交替工作的不平衡電橋，它的輸入端分別與直流母線的正極和負(fù)極相連接，從而利用該電橋電路能夠?qū)χ绷髂妇€的電壓、直流母線正極的對地電阻、直流母線負(fù)極的對地電阻進(jìn)行采樣檢測。如附圖2所示，每個不平衡電橋包括三個電阻以及一個開關(guān)，其中兩個電阻相串聯(lián)并連接直流母線的正極和負(fù)極之間，而這兩個串聯(lián)的電阻的中點(diǎn)經(jīng)開關(guān)而連接第三個電阻后接地。上述電橋電路所包含的不平衡電橋分別為電橋1和電橋2。在電橋1中，三個電阻分別為R11、R12、R13，其中電阻R11和電阻R12相串聯(lián)，且電阻R11與直流母線的正極相連接，電子R12與直流母線的負(fù)極相連接，開關(guān)為K1，電阻R11和電阻R12的中點(diǎn)連接開關(guān)K1的一端，開關(guān)K1的另一端連接電阻R13，電阻R13的另一端接地。電阻R12和電阻R13的阻值相等，而電阻R11的阻值為電阻R12阻值的2/3。在電橋2中，三個電阻分別為R21、R22、R23，其中電阻R21和電阻R22相串聯(lián)，且電阻R21與直流母線的正極相連接，電子R22與直流母線的負(fù)極相連接，開關(guān)為K2，電阻R21和電阻R22的中點(diǎn)連接開關(guān)K2的一端，開關(guān)K2的另一端連接電阻R23，電阻R23的另一端接地。電阻R21和電阻R23的阻值相等，而電阻R22的阻值為電阻R21阻值的2/3。在附圖2中，U+為直流母線的正極對地電壓，U-為直流母線的負(fù)極對地電壓，E為電橋1的串聯(lián)電阻中點(diǎn)電壓，V為電橋2的串聯(lián)電阻中點(diǎn)電壓，U+’、U-’、E’、V’分別為U+、U-、E、V的測量值。當(dāng)電橋1中的開關(guān)K1閉合、電橋2中的開關(guān)K2斷開時，電橋1工作、電橋2不工作，此時構(gòu)成電橋1的電回路；而當(dāng)電橋2中的開關(guān)K2閉合、電橋1中的開關(guān)K1斷開時，電橋2工作、電橋1不工作，此時構(gòu)成電橋2的電回路。在上述開關(guān)K1和開關(guān)K2的交替閉合、斷開過程中，對電路中的電流、電壓進(jìn)行采樣而獲得采樣結(jié)果，采樣檢測結(jié)果經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號后送入數(shù)據(jù)處理分析模塊中進(jìn)行判斷分析。在數(shù)據(jù)處理分析模塊中，將所構(gòu)成的兩個電回路聯(lián)立求解即可求的直流母線的正極對地電阻R+和直流母線的負(fù)極對地電阻R-，以及直流母線的電壓。

數(shù)據(jù)處理分析模塊經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊而與電橋電路相連接，它包括MCU，在該數(shù)據(jù)處理分析模塊中，對電橋電路的采樣檢測結(jié)果進(jìn)行分析，以根據(jù)直流母線的電壓判斷出直流系統(tǒng)的電壓等級（如是220V直流系統(tǒng)或110V直流系統(tǒng)）、根據(jù)直流母線正極的對地電壓和直流母線負(fù)極的對地電壓判斷出直流系統(tǒng)的絕緣故障極性（根據(jù)直流母線正極對地電壓下降還是直流母線負(fù)極電壓下降）以及絕緣程度（根據(jù)對地電壓下降量），從而根據(jù)上述判斷結(jié)果輸出對應(yīng)的判斷信號并輸出。

控制輸出模塊與數(shù)據(jù)處理分析模塊相連接，它獲得數(shù)據(jù)處理分析模塊輸出的判斷信號并根據(jù)不同的判斷信號輸出對應(yīng)的控制信號。

超低頻信號發(fā)生模塊與控制輸出模塊相連接，它采用現(xiàn)有的基于外接控制信號的控制而生成不同幅度的低頻信號的裝置，從而它根據(jù)控制輸出模塊所輸出的控制信號產(chǎn)生對應(yīng)的低頻信號輸出。超低頻下發(fā)生模塊的輸出與直流母線相連接，從而其輸出的低頻信號對應(yīng)注入到直流母線的正極或負(fù)極。

隔離電路設(shè)置在超低頻信號發(fā)生模塊與直流母線之間，從而將信號發(fā)生器與直流母線相隔離。

此外，信號發(fā)生器還包括與數(shù)據(jù)處理分析模塊相連接的顯示模塊，如液晶顯示器等，通過該顯示模塊能夠顯示出直流母線的電壓等級、絕緣故障極性和絕緣程度的顯示模塊。

直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置與現(xiàn)有的直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀中的直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置相同，它與直流母線相連接，從而在信號發(fā)生器向直流母線的正極或負(fù)極注入低頻信號后，感應(yīng)檢測直流母線的正極或負(fù)極中的電流信號，并基于所檢測到的電流信號進(jìn)行絕緣電阻分析后，輸出分析結(jié)果信號，具體為，其根據(jù)感應(yīng)檢測到的電流信號來分析出直流母線的絕緣電阻值，若該絕緣電阻值小于設(shè)定的門限值，則其發(fā)出語音報(bào)警信號來通知操作人員。該直流系統(tǒng)故障報(bào)警裝置通過檢測鉗表而與直流母線相連接。

通過上述直流系統(tǒng)絕緣故障定位儀，解決了直流系統(tǒng)電壓等級判斷、接地絕緣故障極性判斷、絕緣程度判斷等問題，能夠自動根據(jù)直流系統(tǒng)的實(shí)際情況而選擇將適宜的低頻信號饋送至直流母線并進(jìn)行絕緣電阻分析和報(bào)警，從而能夠快速、高效地替代人工而完成直流系統(tǒng)絕緣故障定位的工作，降低了現(xiàn)場工作人員的工作強(qiáng)度，減少了對工作人員技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)的依賴。

上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。