專利名稱：高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種保護(hù)電路裝置。
目前電力系統(tǒng)中性點絕緣的電網(wǎng)，采用的絕緣監(jiān)察裝置一般都是三繞組的三相五柱式或三個單相電壓互感器和三個測相對地的電壓表及接于電壓互感器二次為開口三角形的電壓繼電器。當(dāng)電網(wǎng)一相發(fā)生接地時，開口三角形有較大的零序電壓加于電壓繼電器，使其動作發(fā)生報警信號，而接地相的相電壓表指示為零，顯示出接地相，但不知電網(wǎng)的哪一個支路接地。此法不能顯示非嚴(yán)重的絕緣電阻下降(非接地)，也不能顯示三相對稱絕緣電阻下降，當(dāng)然絕緣電阻的具體數(shù)值更不能顯示。
危險場所(如煤礦)的供電系統(tǒng)，目前利用零序電流或零序電流方向原理實現(xiàn)有選擇性的漏電保護(hù)，實質(zhì)是選擇性的接地保護(hù)。這種保護(hù)的特點是能識別接地故障發(fā)生在哪一支路上。
上述絕緣監(jiān)察裝置和選擇性漏電保護(hù)裝置都是接地監(jiān)察和保護(hù)，是在已發(fā)生接地故障之后報警或保護(hù)，接地故障對電網(wǎng)電氣設(shè)備以及危險場所造成的危害都已發(fā)生，對電氣設(shè)備和環(huán)境安全水平及供電連續(xù)可靠性都已造成影響。因此，對中性點絕緣的6(10)KV或35(60)KV電網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測其絕緣電阻是提高電氣設(shè)備安全水平和用戶供電可靠性的有效方法。因為它可以早期發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣電阻下降的情況，從而有計劃地采取相應(yīng)的措施，防止許多事故的發(fā)生，也保護(hù)電氣設(shè)備安全運行。
本實用新型的任務(wù)是為中性點絕緣的電網(wǎng)提供一種能連續(xù)監(jiān)測電網(wǎng)的絕緣水平，時時顯示電網(wǎng)絕緣電阻值，并能在電網(wǎng)絕緣水平(阻值)低于安全要求水平時發(fā)出報警的高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器，以提高危險環(huán)境的安全及電網(wǎng)電氣設(shè)備的安全水平和向用戶供電的可靠性。
本實用新型所設(shè)計的高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器由監(jiān)測器主機(jī)和主機(jī)與被監(jiān)測電網(wǎng)耦合的耦合器兩部分組成耦合器由高壓整流元件(D)、限流電阻(RX)和取樣電阻(RW)及電壓互感器(YH)等器件組成，耦合器一般與電壓互感器一起裝于電壓互感器柜中；監(jiān)測器主機(jī)由電壓互感器(YH)取電網(wǎng)電壓，經(jīng)隔離、整流、濾波變換后采樣為UZ的信號單元；電子集成器件組成的運算單元(YS)和絕緣電阻值(r∑)數(shù)字顯示器MΩ；運算系數(shù)(UY)和常數(shù)項(UK)取值及其變換單元；從電網(wǎng)耦合器輸入的反映電網(wǎng)絕緣電阻r∑的信號，經(jīng)隔離、濾波取樣為UX的單元；報警或選擇性漏電保護(hù)定值調(diào)節(jié)與起動及閉鎖解除單元QD和檢查試驗按鈕(SA)，復(fù)位按鈕(FA)等組成。
用本高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器能連續(xù)監(jiān)測電網(wǎng)的絕緣水平，時時顯示電網(wǎng)的絕緣電阻值，在電網(wǎng)絕緣水平低于運行安全要求水平時發(fā)出報警，這樣在可能發(fā)展為接地故障的時期就可以發(fā)現(xiàn)絕緣隱患，可預(yù)先有計劃地采取措施，預(yù)防接地事故的發(fā)生，消除事故隱患，提高危險環(huán)境和電氣設(shè)備的安全水平及向用戶供電的可靠性。此外，用本絕緣監(jiān)測器閉鎖高靈敏的選擇性漏電保護(hù)裝置，可提高選擇性漏電保護(hù)裝置的動作靈敏度，使選擇性漏電保護(hù)變?yōu)槊鋵嵉倪x擇性漏電保護(hù)，而不是選擇性接地保護(hù)。
以下結(jié)合
本實用新型的具體實施方案。
圖1是中點絕緣的高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器與電網(wǎng)連接圖。圖中1－耦合器；2－監(jiān)測器；3－電源；4－電網(wǎng)。耦合器1裝于電壓互感器柜中，其三相高壓端子與電網(wǎng)相連，接地端子與變電所接地網(wǎng)相連，取樣信號端子和地端與監(jiān)測器2相連。監(jiān)測器2可裝于電壓互感器柜的面板上或控制室的信號盤上。電源3取自變電所的所用電源。
圖2為高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器框圖。圖中G－隔離開關(guān)；RD－熔斷器；YH－電壓互感器；D－高壓整流元件；RX－限流電阻；RW－取樣電阻；UX－與電網(wǎng)電壓相關(guān)的取樣信號；UX－反映電網(wǎng)對地泄漏電流的信號；UY、UK－由穩(wěn)壓電源和分壓器取得的可調(diào)電壓(運算系數(shù))；YS－運算單元；MΩ－電網(wǎng)總絕緣電阻r∑值數(shù)字顯示器；QD－報警起動器；SA－試驗按鈕；FA－復(fù)位按鈕。耦合器1由高壓整流元件D、限流電阻RX和取樣電阻RW組成。限流電阻RX與取樣電阻RW串聯(lián)，分別接在高壓整流元件D的中點和地端。反映電網(wǎng)對地泄漏電流的信號UX取自耦合器1的取樣電阻RW。而與電網(wǎng)電壓相關(guān)的電壓信號UX取自電壓互感器YH。監(jiān)測器2包括運算單元YS，運算系數(shù)Uy、UK，電網(wǎng)總絕緣電阻r∑值數(shù)字顯示器MΩ，報警起動器QD，試驗按鈕SA，復(fù)位按鈕FA和電源3。運算單元YS為集成器件，它可以是模擬運算集成塊，也可以是單片機(jī)數(shù)字運算集成塊。運算單元YS的運算信號有UX、UK、UY、UZ，其運算結(jié)果送給MΩ數(shù)字顯示器，顯示絕緣電阻值。當(dāng)運算值超過規(guī)定值時，報警起動器QD送出開關(guān)量，起動報警器或解鎖選擇性漏電保護(hù)。試驗按鈕SA接入電源模擬漏電信號進(jìn)行檢查，復(fù)位按鈕FA串入起動器自保持電路，斷開自保電路進(jìn)行解鎖。
圖3是高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器外形結(jié)構(gòu)圖。圖中5－報警動作記憶信號燈；6－r∑值顯示；7－銘牌；8－轉(zhuǎn)換開關(guān)；9－試驗按鈕SA；10－復(fù)位按鈕FA。
圖4是高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器電路原理圖。圖中23、24、25、26、01、08——外接線端子；YB、GB－變壓器；IC1、IC2－運算器；IC3－比較器；IC4－AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器；GZ1、GZ2、GZ3－整流橋；SW1－SW4－穩(wěn)壓器；W1－W7－電位器；C1－C21－電容；R1－R36－電阻；D1－D5－二極管；J1、J2－繼電器；J1－1、J1－2、J2－1、J2－2－繼電器接點；LED－數(shù)碼顯示器。
監(jiān)測器外接線端子23、24外接220V或100VAC電源，經(jīng)變壓器YB降壓后，變壓器YB的二次繞組01、02、03端子經(jīng)整流橋GZ1整流、電容C1、C3濾波、穩(wěn)壓器SW1、SW2穩(wěn)壓后，再經(jīng)電容C2、C4濾波向運算器IC1、IC2和比較器IC3提供直流電源；二次繞組04、05端子經(jīng)整流橋GZ2整流，電容C5、C7濾波，穩(wěn)壓器SW3、SW4穩(wěn)壓后，再經(jīng)C6、C8濾波向AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC4和數(shù)碼顯示器LED提供直流電源。
監(jiān)測器的U∑信號單元由接于電網(wǎng)的電壓互感YH取得，送至監(jiān)測器外接線端子25、26，經(jīng)變壓器GB后，二次繞組06、07端子接整流橋GZ3，整流橋GZ3的輸出端并聯(lián)有電容C9，進(jìn)行濾波，同時將電阻R1與電位器W1串聯(lián)后并聯(lián)于電路中，接入運算器IC1的7端和地端。
運算系數(shù)UY由電阻R2和電位器W3串聯(lián)后再與電位器W2并聯(lián)組成的分壓器取得；運算常數(shù)項UK由電阻R12和電位器W4串聯(lián)分壓取得。
反映電網(wǎng)對地泄漏電流的信號UX取自耦合器1的取樣電阻RW，送至監(jiān)測器外接線端子01、08，在兩端子01、08之間并聯(lián)著電位器W7和二極管D5，然后通過濾波電路將UX信號送至運算器IC2的12端和地端。該濾波電路由電阻R5、R6、R8、R9、R31和電容C12、C13、C14、C15組成。
運算單元YS由運算器IC1、IC2組成，運算結(jié)果通過運算器IC2的7、12端輸出，經(jīng)電阻R15與電位器W5、W6串聯(lián)組成的衰減器和繼電器J2的轉(zhuǎn)換接點J2－1、J2－2送至數(shù)字顯示器MΩ的09端，該數(shù)字顯示器MΩ由AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC4和數(shù)碼顯示器LED組成。運算結(jié)果由09端輸入，通過串聯(lián)的電阻R33和電容C19加給AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC4轉(zhuǎn)換后，送至數(shù)碼顯示器LED對絕緣電阻值r∑進(jìn)行數(shù)字顯示。
報警或選擇性漏電保護(hù)定值調(diào)節(jié)與起動及閉鎖解除單元QD由比較器IC3和繼電器J1組成。運算器IC2的運算結(jié)果通過其端子13、14送至比較器IC3的端子4、8，其信號與電阻R18、R19和由電阻R16、電位器W8組成的分壓器取得的比較電壓進(jìn)行比較，判別后，通過繼電器J1的轉(zhuǎn)換接點J1－1、J1－2輸出開關(guān)量，通過繼電器接點18、19、20、21、22外接報警信號或閉鎖選擇性漏電保護(hù)單元。
試驗按鈕SA接監(jiān)測器外接線端子08，用以切斷08電網(wǎng)信號，接通模擬漏電信號，以試驗監(jiān)測器的功能完好性。
復(fù)位按鈕FA的接點13接比較器IC3的1端，并通過電阻R23與繼電器J1相接；其接點14通過二極管D2接比較器IC3的7端，用以切斷比較器IC3的反饋信號，解除記憶。
權(quán)利要求1.一種高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器，由監(jiān)測器主機(jī)和主機(jī)與被監(jiān)測電網(wǎng)耦合的耦合器兩部分組成，其特征是A、耦合器由高壓整流元件(D)、限流電阻(RX)、取樣電阻(RW)及電壓互感器(YH)組成，耦合器與電壓互感器(YH)一起裝于電壓互感器柜中，耦合器的三相高壓端子與電網(wǎng)相連，接地端與變電所接地網(wǎng)相連，取樣信號端子和地端與監(jiān)測器相連；B、監(jiān)測器主機(jī)由(UZ、UX)信號單元、運算單元(YS)、數(shù)字顯示器(MΩ)、運算系數(shù)(UY、UK)、報警起動器(QD)、試驗按鈕(SA)和復(fù)位按鈕(FA)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器，其特征是耦合器中的限流電阻(Rx)和取樣電阻(Rw)串聯(lián)，接在高壓整流元件(D)的中點和地端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器，其特征是報警起動器(QD)由比較器(IC3)和繼電器(J1)組成。
專利摘要一種高壓電網(wǎng)絕緣監(jiān)測器，由監(jiān)測器主機(jī)和主機(jī)與被監(jiān)測電網(wǎng)耦合的耦合器兩部分組成。耦合器由高壓整流元件、限流電阻、取樣電阻及電壓互感器組成。監(jiān)測器主機(jī)由信號單元(U
文檔編號G01R31/08GK2160917SQ9223834
公開日1994年4月6日 申請日期1992年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月19日
發(fā)明者聶文龍, 張敏, 李虎偉 申請人:山西礦業(yè)學(xué)院