電力直流操作電源用絕緣檢測儀的製作方法
2023-04-24 21:30:16
專利名稱：電力直流操作電源用絕緣檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統自動化領域，特別涉及一種電力直流操作電源用絕緣檢測儀。
目前國內的絕緣檢測儀主要用於母線及控制支路絕緣狀態以及絕緣電阻的檢測，這種方法存在著以下缺陷對於負載敏感，不適用於電容性負載電路，而且疊加的交流信號對於直流迴路本身就是幹擾源，可能影響系統的正常工作；因使用的直流絕緣監視裝置是利用一種對稱平衡的直流電橋；當直流中某一極絕緣下降時，破壞了電橋平衡，通過不平衡程度來反映直流系統的絕緣狀況，它只能反映正、負極絕緣下降程度；但是當正、負極絕緣均勻下降時，裝置失靈。當正、負極絕緣不均勻下降，誤差很大。
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺陷，提出一種電力直流操作電源用的絕緣檢測儀，它能反映直流系統正、負極絕緣下降程度，當正、負極絕緣均勻下降時或不均勻下降，均能準確報警，並能準確判斷絕緣下降的支路，並且對直流系統不產生幹擾，防止漏報、誤報。
為達到上述目的，本實用新型的解決方案是它包括單片機系統，單片機系統的輸入端與A/D採樣通道的輸出端相連接，完成採樣功能；單片機系統輸出端與串行通信相連，完成串行通信功能；單片機系統的輸出端與液晶顯示單元的輸入端相連接，完成顯示功能。
以下結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步描述。
圖1是本實用新型的整體結構電路方框圖。
圖2是本實用新型單片機系統1的電路圖，其中圖2-1是單片機、存儲器及可編程系統晶片PSD的電路圖，圖2-2是RS485/RS232及可編程邏輯器件的電路圖。
圖3是本實用新型採樣通道2的電路圖，其中圖3-1是有源濾波器和信號調理電路的電路圖，圖3-2是模擬開關和光電繼電器的電路圖。
參見圖1，本實用新型包括單片機系統1，單片機系統1的輸入端與A/D採樣通道2的輸出端相連接，完成採樣功能；單片機系統1輸出端與串行通信3的輸入端相連，完成串行通信功能；單片機系統1的輸出端與液晶顯示單元4的輸入端相連接，完成顯示功能；其工作原理是首先由單片機系統1驅動直流絕緣橋的開關閉合，使直流絕緣橋產生電壓變化，變化的幅值與直流母線對地絕緣電阻的阻值相對應，且有固定的對應關係。由A/D採樣通道2採集電壓幅值的變化量，經過濾波調理後輸入單片機A/D端(A/D1----A/D4)。單片機系統1通過計算可得出直流母線對地絕緣電阻值。其次，若某一支路有絕緣下降時，當絕緣橋開/合時，該支路的直流漏電流傳感器會產生0.5V的輸出電壓變化，電壓幅值與絕緣下降的程度有關。A/D採樣通道2採集各支路直流漏電流傳感器的輸出電壓，並輸入到單片機A/D端(A/D1----A/D4)，經過單片機系統1分辯出具體是哪一支路絕緣下降，並由單片機系統1驅動繼電板工作，輸出報警信號。液晶顯示單元4與單片機系統1相連，實時接收來自單片機的顯示數據，通過液晶顯示單元4顯示接地電阻的阻值，發生接地故障的支路標號。
當某一支路開關閉合或打開時，A/D採樣通道2採集到開關兩端的電壓變化，並將數據輸入到液晶顯示單元4，顯示出每一支路的開關開/合狀態。
參見圖2-1，圖2--2，絕緣檢測儀的單片機系統1由存儲器及可編程系統晶片PSD的電路和RS485/RS232及可編程邏輯器件的電路組成，它包括型號為80196KB的單片機U3、型號為PSD302-B-15的可編程系統晶片U6、型號為2864A的數據存儲器U8，型號為EPM7128EL的可編程邏輯器件U13、型號為MAX813的晶片U9、型號為74HC04的非門U11A、型號為AD586的5V基準源U4、型號為MAXM485的晶片U12、型號為MAX232的串行通訊晶片M2；它們之間的連接關係是單片機U3、可編程系統晶片U6、數據存儲器U8、可編程邏輯器件U13之間通過re/bus,re/addess數據/地址總線以及讀寫控制信號WR、RD相連，單片機U3、晶片U12、串行通訊晶片M2之間通過PORT/R和PORT/T端相連，晶片U9的7腳和非門U11A的1腳相連，再和單片機U3的16腳相連，非門U11A的2腳和可編程系統晶片U6的RESET端相連，5V基準源U4的6腳和單片機U1的1腳、37腳、13腳相連。
參見圖3-1，本實用新型的採樣通道2包括一有源濾波器及與之串連的信號調理電路。絕緣橋輸入的模擬信號經過型號為OP07的運算放大器U19和U20組成的有源濾波器和信號調理電路由ACH0端輸入至單片機U3的ACH0端。動力母線傳感器輸出模擬信號經過型號為OP07的運算放大器U14和U16組成的有源濾波器和信號調理電路由ACH1端輸入至單片機U3的ACH1端。控制母線傳感器輸出模擬信號經過型號為OP07的運算放大器U17和U18組成的有源濾波器和信號調理電路由ACH3端輸入至單片機U3的ACH3端。
參見圖3-2，本實用新型採樣通道2的模擬開關和光電繼電器的電路包括一絕緣支路傳感器，絕緣支路傳感器的輸入模擬信號#R1--#R40,#R65---#R72經過型號為4050的晶片UA1、UB1、UC1、UE1、UF1、UG1組成的模擬開關和晶片型號為MC1458的運算放大器UAA1A,USS1A,UAA1B組成的信號調理電路，再由ACH4端輸入至單片機U3的ACH4端，型號為AQW214的光電繼電器晶片U21通過PA5、PA6和可編程邏輯器件U13相連，通過三個PORT端和絕緣橋相連。
本實用新型工作原理是操作者通過按鍵輸入絕緣報警的下限值，由可編程邏輯器件U13通過地址/數據總線re/bus,re/addess將按鍵的值輸入單片機U3，並經過運算後再存入數據存儲器U8(2864A)中，供系統調用。可編程邏輯器件U13的PA5和PA6端，驅動光電繼電器U21開/合絕緣橋，使絕緣橋電壓發生變化。絕緣橋電壓信號輸入(見圖3-1)經過運算放大器U19和U20組成的有源濾波器和信號調理電路的ACH0端輸入單片機U3。根據絕緣電阻與絕緣橋輸入電壓的對應關係，計算出絕緣阻值的大小，並通過顯元單元4顯示出來。
同時，直流漏電器的輸入信號#R1--#R40,#R65---#R72經過型號為模擬開關和晶片UAA1A、U551A、UAA1B組成的信號調理電路進入ACH4端，由單片機U3判別出是哪一支路絕緣下降，並通過單元顯示出來。
單片機U3、晶片U12和串行通訊晶片M2組成串行通訊電路，向上位機發送遙測信息。U4是A/D轉換的基準電源。型號為MAX813的復位晶片U9和型號為74HC04的非門U11組成復位和看門狗電路，監控整個單片機系統電路的工作情況。
本實用新型的特點是1)能檢測出母線上正或負極絕緣下降，而且對兩個極同時均勻絕緣下降和不均勻絕緣下降，均能很好地判定。
2)能在不向直流系統發送任何附加信號的情況下，檢測出1-2mA的微量對地漏電流，準確判定絕緣下降的支路，與負載類型無關，適應於各種負載運行環境，並且對直流系統不產生幹擾。防止漏報、誤報，克服通常絕緣監測裝置對於容性負載誤報率高的缺陷。
3)可檢測0-72路母線或支路的絕緣阻值，可準確測量0-250KΩ的對地絕緣阻值；4)能檢測出0-32個開關的分、合狀態。
5)電容兼控性要求，符合GB/T17626.12-1998和GB/T17626.2-1998；6)可記錄16種48條故障內容。
權利要求1.一種電力直流操作電源用絕緣檢測儀，它包括一單片機系統(1)，其特徵在於，單片機系統(1)的輸入端與A/D採樣通道(2)的輸出端相連接，單片機系統(1)輸出端與串行通信(3)的輸入端相連，單片機系統(1)的輸出端與液晶顯示單元(4)的輸入端相連接。
2.根據權利要求1所述的電力直流操作電源用絕緣檢測儀，其特徵在於，所說的單片機系統1包括一單片機U3，單片機U3、可編程系統晶片U6、數據存儲器U8、可編程邏輯器件U13之間通過re/bus,readdess數據/地址總線以及讀寫控制信號WR、RD相連，單片機U3、晶片U12、串行通訊晶片M2之間通過PORT/R和PORT/T端相連，晶片U9的7腳和U11A的1腳相連，再和單片機U3的16腳相連，非門U11A的2腳和可編程系統晶片U6的RESET端相連，5V基準源U4的6腳和單片機U1的1腳、37腳、13腳相連。
3.根據權利要求1所述的電力直流操作電源用絕緣檢測儀，其特徵在於，所說的採樣通道(2)包括一有源濾波器及與之串連的信號調理電路，有源濾波器及與之串連的信號調理電路中的絕緣橋輸入的模擬信號經過運算放大器U19和U20組成的有源濾波器和信號調理電路由ACH0端輸入至單片機U3的ACH0端，動力母線傳感器輸出模擬信號經過運算放大器U14和U16組成的有源濾波器和信號調理電路由ACH1端輸入至單片機U3的ACH1端，控制母線傳感器輸出模擬信號經過運算放大器U17和U18組成的有源濾波器和信號調理電路由ACH3端輸入至單片機U3的ACH3端。
4.根據權利要求1所述的電力直流操作電源用絕緣檢測儀，其特徵在於，所說的採樣通道(2)還包括一模擬開關和光電繼電器的電路，模擬開關和光電繼電器的電路中的絕緣支路傳感器的輸入模擬信號#R1--#R40,#R65--#R72經過晶片UA1、UB1、UC1、UE1、UF1、UG1組成的模擬開關和晶片UAA1A,USS1A,UAA1B組成的信號調理電路，再由ACH4端輸入至單片機U3的ACH4端，晶片U21通過PA5、PA6和可編程邏輯器件U13相連並通過三個PORT端和絕緣橋相連。
專利摘要一種電力直流操作電源用絕緣檢測儀,它包括單片機系統,單片機系統的輸入端與A/D採樣通道的輸出端相連接,完成採樣功能;單片機系統輸出端與串行通信相連,完成串行通信功能;單片機系統的輸出端與液晶顯示單元的輸入端相連接,完成顯示功能。它具有能反映直流系統正、負極絕緣下降程度,當正、負極絕緣均勻下降時或不均勻下降,均能準確報警,並能準確判斷絕緣下降的支路,並且對直流系統不產生幹擾,防止漏報、誤報的特點。
文檔編號G01R27/00GK2458631SQ0026877
公開日2001年11月7日 申請日期2000年12月31日 優先權日2000年12月31日
發明者孫耀傑, 範融, 樊忠, 王曉峰, 張麗芳 申請人:西安利達智能電器有限責任公司