專利名稱：直流系統(tǒng)接地故障檢測裝置中的前端檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流系統(tǒng)對(duì)地出現(xiàn)漏電流故障時(shí)的檢測裝置。具體地說，它是該裝置中的前端檢測器。
在已有技術(shù)中，國內(nèi)公開使用的直流系統(tǒng)接地故障檢測裝置一般都包括一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和設(shè)在各支路上前端檢測器。信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)通過直流母線注入直流系統(tǒng)，前端檢測器可感應(yīng)到一種特定的檢測信號(hào)，并根據(jù)該檢測信號(hào)進(jìn)行接地故障的判斷。目前，該類產(chǎn)品所存在的最大問題有兩個(gè)一是在直流系統(tǒng)對(duì)地存在大電容時(shí)容易發(fā)生誤判，二是當(dāng)接地電阻值較大時(shí)無法檢測。然而，在一般情況下，直流系統(tǒng)對(duì)地都存在著較大的電容，這是因?yàn)橹绷飨到y(tǒng)自身具有的電容和支路線對(duì)地存在的分布電容而決定的。再者，在直流系統(tǒng)供電線路出現(xiàn)絕緣不良時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)對(duì)地大電阻的情況。因此，如不能解決上述兩個(gè)問題，很難達(dá)到檢測要求。造成上述兩個(gè)問題的主要原因是信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)波形不能使前端檢測器感應(yīng)到的檢測信號(hào)便于識(shí)別，使前端檢測器無法用確切的電路手段來判定這一信號(hào)。因此，前端檢測器常對(duì)上述兩種情況發(fā)生誤判。
本實(shí)用新型的目的是為了解決已有技術(shù)中的問題，針對(duì)一種特定地檢測信號(hào)而提供的一種直流系統(tǒng)接地故障裝置的前端檢測器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案如下參見圖2，它由設(shè)在直流系統(tǒng)供電支路前端的穿心式電流傳感器(4)和對(duì)該傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理和判斷的檢測器(4’)組成；所述穿心式傳感器是一個(gè)環(huán)形電流互感器，其中一個(gè)感應(yīng)線圈(I1)作為接地檢測感應(yīng)線圈與所述檢測器的檢測輸入端相接，另一個(gè)感應(yīng)線圈(I2)作為自檢感應(yīng)線圈接在檢測器的自檢振蕩回路中；所述的檢測器包括一個(gè)檢測支路和一個(gè)自檢支路，所述的檢測支路至少由一個(gè)對(duì)感應(yīng)線圈(I1)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大的前置放大器(5)、高頻濾波器(6)、低通濾波器(7)、一個(gè)對(duì)濾波信號(hào)的幅值進(jìn)行限高通過的門限控制電路(8)、一個(gè)根據(jù)門限控制電路輸出的信號(hào)而觸發(fā)生成檢測脈沖的檢測脈沖生成器(9)、一個(gè)用所述的檢測脈沖對(duì)門限控制電路輸出的信號(hào)進(jìn)行最終判定的檢測門電路(10)和一個(gè)根據(jù)檢測門電路(10)輸出結(jié)果進(jìn)行聲或光顯示的故障指示電路(11)組成，所述的自檢支路由自檢信號(hào)發(fā)生器和自檢振蕩回路組成，其中自檢信號(hào)發(fā)生器(13)通過一個(gè)按鍵開關(guān)(15)與自檢振蕩回路(14)相接。
該前端檢測器中的穿心式傳感器可根據(jù)信號(hào)發(fā)生器注入直流系統(tǒng)的特定信號(hào)(如三角波、鋸齒波、梯形波等)感應(yīng)輸出一種便于識(shí)別的檢測信號(hào)，在該檢測信號(hào)中對(duì)地電容的感應(yīng)波形為一瞬時(shí)尖脈沖，而對(duì)地電阻的感應(yīng)波形為一矩形波，并且該矩形波的幅值可根據(jù)電阻值的大小相應(yīng)發(fā)生變化。針對(duì)這一特定檢測信號(hào)，本實(shí)用新型采用了邊沿觸發(fā)、延時(shí)判定和門限控制等電路手段避開了對(duì)地大電容的影響和有效地識(shí)別了對(duì)地大電阻的情況，從而提高了直流系統(tǒng)接地故障檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度。
下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理。


圖1、本實(shí)用新型的工作示意圖。
圖2、本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖3、本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖4、檢測信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)波形圖。
圖5、直流系統(tǒng)對(duì)地只有電容時(shí)的傳感器輸出波形圖。
圖6、直流系統(tǒng)對(duì)地只有電阻時(shí)的傳感器輸出波形圖。
圖7、直流系統(tǒng)對(duì)地既有電容又有電阻時(shí)的傳感器輸出波形圖。
圖8、檢測脈沖時(shí)序圖。
參見圖1，所述的直流系統(tǒng)包括正、負(fù)直流母線、n個(gè)支路線和直流監(jiān)察裝置；所述的直流系統(tǒng)接地故障檢測裝置包括信號(hào)發(fā)生器1和設(shè)在每個(gè)支路上的前端檢測器2，所述信號(hào)發(fā)生器1輸出的信號(hào)通過直流母線注入直流系統(tǒng)，并經(jīng)過直流監(jiān)察裝置對(duì)地形成電流回路。
參見圖2，所述的前端檢測器由穿心式電流傳感器4和檢測器4’構(gòu)成，當(dāng)支路中無接地情況時(shí)，兩條供電線3中的電流大小相等、方向相反，則穿心式傳感器4無信號(hào)輸出，當(dāng)支路中有接地情況時(shí)，兩條供電線3中的電流平衡被打破，則傳感器4的檢測線圈I1感應(yīng)輸出一種特定的檢測信號(hào)。
如果信號(hào)發(fā)生器1注入的是如圖4所示的三角波信號(hào)，那么，當(dāng)直流系統(tǒng)中只有對(duì)地電容時(shí)，傳感器輸出的波形是如圖5所示一瞬時(shí)尖脈沖；當(dāng)直流系統(tǒng)中只有對(duì)地電阻時(shí)，傳感器輸出的波形是如圖6所示矩形波，同時(shí)該矩形波的幅值根據(jù)阻值的大小相應(yīng)發(fā)生變化；如果直流系統(tǒng)同時(shí)有對(duì)地電容和對(duì)地電阻時(shí)，其傳感器輸出的波形是圖5和圖6波形的疊加，如圖7所示，所述的檢測器4’可利用該信號(hào)的上半段或下半段波形進(jìn)行檢測。如果信號(hào)發(fā)生器注入的是梯形波或鋸齒波，它們的直線上升沿或下降沿都可以使傳感器感應(yīng)輸出如圖7所示的上半段或下半段信號(hào)波形，則檢測器可進(jìn)行同樣的檢測。
參見圖3，所述傳感器通過其檢測線圈I1輸出的檢測信號(hào)先經(jīng)過前置放大器5的放大，然后依次送入高頻濾波器6和低通濾波器7進(jìn)行濾波，濾除干擾。濾波器輸出的信號(hào)通過電阻R9送入門限控制電路8，通過調(diào)節(jié)電阻R10和R17可調(diào)節(jié)該門限控制電路的門限高度，從而確定檢測靈敏度，通過適當(dāng)?shù)卮_定檢測靈敏度可有效地識(shí)別對(duì)地大電阻的情況。門限控制電路10輸出的信號(hào)通過電阻R13送入檢測脈沖生成器9。所述的檢測脈沖生成器由一個(gè)檢測延時(shí)單穩(wěn)電路9a和一個(gè)檢測脈沖生成單穩(wěn)電路9b依次連接構(gòu)成。當(dāng)門限控制電路輸出的信號(hào)送入該檢測脈沖生成器時(shí)，它的上升沿觸發(fā)單穩(wěn)電路9a翻轉(zhuǎn)，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間t1后，恢復(fù)原始態(tài)，與此同時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路9a通過其輸出端D腳觸發(fā)單穩(wěn)電路9b翻轉(zhuǎn)，單穩(wěn)電路9b經(jīng)過延時(shí)時(shí)間t2而恢復(fù)原始態(tài)，從而生成如圖8所示的延時(shí)檢測脈沖。該檢測脈沖從單穩(wěn)電路9b的D腳輸出，送入檢測門電路10，同時(shí)，門限控制電路8輸出的信號(hào)也送入檢測門電路10，這兩路信號(hào)由檢測門電路進(jìn)行邏輯“與”的運(yùn)算，最終判定是否有接地故障，這一運(yùn)算可使判定時(shí)間限定在檢測脈寬的時(shí)間t2之內(nèi)，從而有效地避開了對(duì)地大電容的影響(參見圖7、8中的信號(hào)時(shí)序)。如果有接地故障時(shí)，檢測門電路輸出報(bào)警脈沖信號(hào)送入故障指示電路進(jìn)行故障顯示，所述的故障指示電路由一級(jí)發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路11構(gòu)成，當(dāng)報(bào)警脈沖信號(hào)送入該驅(qū)動(dòng)電路后，二極管L1發(fā)出頻閃的故障顯示。另外，本前端檢測器還設(shè)有自檢支路，其中所述的自檢信號(hào)發(fā)生器13由一個(gè)方波振蕩器構(gòu)成，所述的自檢振蕩回路14由電阻R23、二極管D2和傳感器的自檢信號(hào)感應(yīng)線圈I2串聯(lián)構(gòu)成。方波振蕩器13的輸出端通過按鍵開關(guān)15自檢振蕩回路14相接。本檢測器工作時(shí)，方波振蕩器13始終處于工作狀態(tài)而輸出方波信號(hào)，當(dāng)需要自檢時(shí)，按下按鍵14，這時(shí)，方波信號(hào)送入自檢振蕩回路，使回路產(chǎn)生振蕩，振蕩信號(hào)通過自檢感應(yīng)線圈I2與檢測線圈I1的互感而傳遞到檢測支路，形成自檢，如果指示燈L1閃亮，則本檢測器電路工作正常。
權(quán)利要求1.一種直流系統(tǒng)接地故障檢測裝置中的前端檢測器，其特征是a、由設(shè)在直流系統(tǒng)供電支路前端的穿心式電流傳感器(4)和對(duì)該傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理和判斷的檢測器(4’)組成；b、所述穿心式傳感器(4)是一個(gè)環(huán)形電流互感器，其中一個(gè)感應(yīng)線圈(I1)作為接地檢測感應(yīng)線圈與所述檢測器(4’)的檢測輸入端相接，另一個(gè)感應(yīng)線圈(I2)作為自檢感應(yīng)線圈接在檢測器(4’)的自檢振蕩回路(14)中；c、所述的檢測器(4’)包括一個(gè)檢測支路和一個(gè)自檢支路，所述的檢測支路至少由一個(gè)對(duì)感應(yīng)線圈(I1)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大的前置放大器(5)、高頻濾波器(6)、低通濾波器(7)、一個(gè)對(duì)濾波信號(hào)的幅值進(jìn)行限高通過的門限控制電路(8)、一個(gè)根據(jù)門限控制電路輸出的信號(hào)而觸發(fā)生成檢測脈沖的檢測脈沖生成器(9)、一個(gè)用所述的檢測脈沖對(duì)門限控制電路輸出的信號(hào)進(jìn)行最終判定的檢測門電路(10)和一個(gè)根據(jù)檢測門電路(10)輸出結(jié)果進(jìn)行聲或光顯示的故障指示電路(11)組成，所述的自檢支路由自檢信號(hào)發(fā)生器(13)和自檢振蕩回路(14)組成，其中自檢信號(hào)發(fā)生器通過一個(gè)按鍵開關(guān)(15)與自檢振蕩回路相接。
2.如權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障檢測裝置中的前端檢測器，其特征是所述的檢測脈沖生成器(9)由一個(gè)檢測延時(shí)單穩(wěn)電路(9a)和一個(gè)檢測脈沖生成單穩(wěn)電路(9b)依次連接構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型是一種直流系統(tǒng)接地故障檢測裝置中的前端檢測器。它由設(shè)在直流系統(tǒng)供電支路前端的穿心式電流傳感器和對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理和判斷的檢測器組成。傳感器根據(jù)信號(hào)發(fā)生器注入直流系統(tǒng)的特定信號(hào)可感應(yīng)輸出一種便于識(shí)別的檢測信號(hào),針對(duì)該檢測信號(hào),檢測器采用了邊沿觸發(fā)、延時(shí)判定和門限控制等電路手段,避開了對(duì)地大電容的影響和有效地識(shí)別了對(duì)地大電阻的情況,從而提高了檢測準(zhǔn)確性和靈敏度。
文檔編號(hào)G01R31/02GK2405230SQ9923480
公開日2000年11月8日 申請(qǐng)日期1999年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者林輝, 李玉忍 申請(qǐng)人:林輝, 李玉忍