專利名稱：高壓電網絕緣監測器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種保護電路裝置。
目前電力系統中性點絕緣的電網，采用的絕緣監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。當電網一相發生接地時，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，但不知電網的哪一個支路接地。此法不能顯示非嚴重的絕緣電阻下降(非接地)，也不能顯示三相對稱絕緣電阻下降，當然絕緣電阻的具體數值更不能顯示。
危險場所(如煤礦)的供電系統，目前利用零序電流或零序電流方向原理實現有選擇性的漏電保護，實質是選擇性的接地保護。這種保護的特點是能識別接地故障發生在哪一支路上。
上述絕緣監察裝置和選擇性漏電保護裝置都是接地監察和保護，是在已發生接地故障之后報警或保護，接地故障對電網電氣設備以及危險場所造成的危害都已發生，對電氣設備和環境安全水平及供電連續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電網進行連續監測其絕緣電阻是提高電氣設備安全水平和用戶供電可靠性的有效方法。因為它可以早期發現電氣設備絕緣電阻下降的情況，從而有計劃地采取相應的措施，防止許多事故的發生，也保護電氣設備安全運行。
本實用新型的任務是為中性點絕緣的電網提供一種能連續監測電網的絕緣水平，時時顯示電網絕緣電阻值，并能在電網絕緣水平(阻值)低于安全要求水平時發出報警的高壓電網絕緣監測器，以提高危險環境的安全及電網電氣設備的安全水平和向用戶供電的可靠性。
本實用新型所設計的高壓電網絕緣監測器由監測器主機和主機與被監測電網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；監測器主機由電壓互感器(YH)取電網電壓，經隔離、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∑)數字顯示器MΩ；運算系數(UY)和常數項(UK)取值及其變換單元；從電網耦合器輸入的反映電網絕緣電阻r∑的信號，經隔離、濾波取樣為UX的單元；報警或選擇性漏電保護定值調節與起動及閉鎖解除單元QD和檢查試驗按鈕(SA)，復位按鈕(FA)等組成。
用本高壓電網絕緣監測器能連續監測電網的絕緣水平，時時顯示電網的絕緣電阻值，在電網絕緣水平低于運行安全要求水平時發出報警，這樣在可能發展為接地故障的時期就可以發現絕緣隱患，可預先有計劃地采取措施，預防接地事故的發生，消除事故隱患，提高危險環境和電氣設備的安全水平及向用戶供電的可靠性。此外，用本絕緣監測器閉鎖高靈敏的選擇性漏電保護裝置，可提高選擇性漏電保護裝置的動作靈敏度，使選擇性漏電保護變為名符其實的選擇性漏電保護，而不是選擇性接地保護。
以下結合
本實用新型的具體實施方案。
圖1是中點絕緣的高壓電網絕緣監測器與電網連接圖。圖中1－耦合器；2－監測器；3－電源；4－電網。耦合器1裝于電壓互感器柜中，其三相高壓端子與電網相連，接地端子與變電所接地網相連，取樣信號端子和地端與監測器2相連。監測器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為高壓電網絕緣監測器框圖。圖中G－隔離開關；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－與電網電壓相關的取樣信號；UX－反映電網對地泄漏電流的信號；UY、UK－由穩壓電源和分壓器取得的可調電壓(運算系數)；YS－運算單元；MΩ－電網總絕緣電阻r∑值數字顯示器；QD－報警起動器；SA－試驗按鈕；FA－復位按鈕。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，分別接在高壓整流元件D的中點和地端。反映電網對地泄漏電流的信號UX取自耦合器1的取樣電阻RW。而與電網電壓相關的電壓信號UX取自電壓互感器YH。監測器2包括運算單元YS，運算系數Uy、UK，電網總絕緣電阻r∑值數字顯示器MΩ，報警起動器QD，試驗按鈕SA，復位按鈕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，也可以是單片機數字運算集成塊。運算單元YS的運算信號有UX、UK、UY、UZ，其運算結果送給MΩ數字顯示器，顯示絕緣電阻值。當運算值超過規定值時，報警起動器QD送出開關量，起動報警器或解鎖選擇性漏電保護。試驗按鈕SA接入電源模擬漏電信號進行檢查，復位按鈕FA串入起動器自保持電路，斷開自保電路進行解鎖。
圖3是高壓電網絕緣監測器外形結構圖。圖中5－報警動作記憶信號燈；6－r∑值顯示；7－銘牌；8－轉換開關；9－試驗按鈕SA；10－復位按鈕FA。
圖4是高壓電網絕緣監測器電路原理圖。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模數轉換器；GZ1、GZ2、GZ3－整流橋；SW1－SW4－穩壓器；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－數碼顯示器。
監測器外接線端子23、24外接220V或100VAC電源，經變壓器YB降壓后，變壓器YB的二次繞組01、02、03端子經整流橋GZ1整流、電容C1、C3濾波、穩壓器SW1、SW2穩壓后，再經電容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端子經整流橋GZ2整流，電容C5、C7濾波，穩壓器SW3、SW4穩壓后，再經C6、C8濾波向AD模數轉換器IC4和數碼顯示器LED提供直流電源。
監測器的U∑信號單元由接于電網的電壓互感YH取得，送至監測器外接線端子25、26，經變壓器GB后，二次繞組06、07端子接整流橋GZ3，整流橋GZ3的輸出端并聯有電容C9，進行濾波，同時將電阻R1與電位器W1串聯后并聯于電路中，接入運算器IC1的7端和地端。
運算系數UY由電阻R2和電位器W3串聯后再與電位器W2并聯組成的分壓器取得；運算常數項UK由電阻R12和電位器W4串聯分壓取得。
反映電網對地泄漏電流的信號UX取自耦合器1的取樣電阻RW，送至監測器外接線端子01、08，在兩端子01、08之間并聯著電位器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，運算結果通過運算器IC2的7、12端輸出，經電阻R15與電位器W5、W6串聯組成的衰減器和繼電器J2的轉換接點J2－1、J2－2送至數字顯示器MΩ的09端，該數字顯示器MΩ由AD模數轉換器IC4和數碼顯示器LED組成。運算結果由09端輸入，通過串聯的電阻R33和電容C19加給AD模數轉換器IC4轉換后，送至數碼顯示器LED對絕緣電阻值r∑進行數字顯示。
報警或選擇性漏電保護定值調節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行比較，判別后，通過繼電器J1的轉換接點J1－1、J1－2輸出開關量，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單元。
試驗按鈕SA接監測器外接線端子08，用以切斷08電網信號，接通模擬漏電信號，以試驗監測器的功能完好性。
復位按鈕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。
權利要求1.一種高壓電網絕緣監測器，由監測器主機和主機與被監測電網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相連，接地端與變電所接地網相連，取樣信號端子和地端與監測器相連；B、監測器主機由(UZ、UX)信號單元、運算單元(YS)、數字顯示器(MΩ)、運算系數(UY、UK)、報警起動器(QD)、試驗按鈕(SA)和復位按鈕(FA)組成。
2.根據權利要求1所述的高壓電網絕緣監測器，其特征是耦合器中的限流電阻(Rx)和取樣電阻(Rw)串聯，接在高壓整流元件(D)的中點和地端。
3.根據權利要求1所述的高壓電網絕緣監測器，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絕緣監測器，由監測器主機和主機與被監測電網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。監測器主機由信號單元(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 優先權日1992年10月19日
發明者聶文龍, 張敏, 李虎偉 申請人:山西礦業學院