便攜式通信用240v直流供電系統絕緣監測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，包括運算處理單元、非平衡橋測量電路及人機交互單元，所述非平衡橋測量電路電流輸入端連接240V直流供電系統的正母線，其電流輸出端連接該供電系統的負母線，所述非平衡橋測量電路信號輸出端連接所述運算處理單元的輸入端，所述運算處理單元輸出端連接所述人機交互單元；所述非平衡橋測量電路向所述運算處理單元發送其所測量的信息，所述運算處理單元根據所接收的信息進行絕緣電阻以及故障檢測的計算。該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置結構簡單，能準確檢測直流系統的絕緣電阻。
【專利說明】
便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及通信用240V直流供電系統領域，具體涉及一種便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置。
【背景技術】
[0002]通信用240V直流供電系統可以在各種機架的供電模式下使用，適應能力強，在通信網絡和數據IDC機房中具有大規模推廣價值，被國資委納入“國家重點節能技術推廣目錄”。但它與-48V直流通信電源系統的明顯區別就是直流母線為對地懸浮系統，而對地懸浮系統就需要實時監測系統直流母線對地的絕緣狀況。
[0003]現有檢測直流系統絕緣的方法主要有電橋平衡原理和低頻探測原理。
[0004]根據電橋平衡原理實現的絕緣監測裝置被廣泛使用，但它不能檢測直流系統正、負極絕緣同等下降時的情況;絕緣監測裝置即使報警，也不能直接得到系統對地的絕緣電阻大小。
[0005]用低頻探測原理檢測接地故障是近幾年采用的一種新方法，但它所能檢測的接地電阻受直流系統對地分布電容的制約，而且低頻交流信號容易受外界的干擾，另外注入的低頻交流信號增大直流系統的電壓紋波系數。可見，電橋平衡原理和低頻探測原理均存在若干難以克服的缺陷。
【實用新型內容】
[0006]為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種結構簡單，能準確檢測直流系統的絕緣電阻的便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，包括運算處理單元、非平衡橋測量電路及人機交互單元，所述非平衡橋測量電路電流輸入端連接240V直流供電系統的正母線，其電流輸出端連接該供電系統的負母線，所述非平衡橋測量電路信號輸出端連接所述運算處理單元的輸入端，所述運算處理單元輸出端連接所述人機交互單元；
[0008]所述非平衡橋測量電路向所述運算處理單元發送其所測量的信息，所述運算處理單元根據所接收的信息進行絕緣電阻以及故障檢測的計算。
[0009]該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置運用非平衡橋測量電路進行現場絕緣檢測和故障檢測，具有測量精度高、現場操作方便、故障檢查便捷的優點，在通信用240V直流供電系統的安裝調試、性能檢測、故障查找等方面滿足應用要求。
[0010]進一步的，還包括漏電流測量電路，所述漏電流測量電路的輸入端連接有至少一個漏電流傳感器，所述漏電流傳感器位于該供電系統的供電支路中，所述漏電流傳感器實時向漏電流測量電路發送供電支路的支路漏電流情況，所述漏電流測量電路信號輸出端連接所述運算處理單元相應輸入端；
[0011 ]所述漏電流測量電路向所述運算處理單元發送支路漏電流信息，所述運算處理單元根據所接收的信息進行支路漏電流以及故障檢測的計算。
[0012]漏電流測量電路的設計使得該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置在進行現場絕緣檢測的同時，還能檢測供電支路的漏電情況，運算處理單元能夠根據支路的漏電情況進行故障檢測的計算，使得該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置的絕緣檢測和故障檢測更加準確，也進一步的保證了該供電系統的安全性。
[0013]進一步的，所述非平衡電橋測量電路包括非平衡電橋、電子開關和隔離型模數轉換單元，所述非平衡電橋包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻，所述第一電阻一端連接該供電系統的正母線，另一端接地，所述第二電阻一端連接該供電系統的負母線，另一端接地，所述第三電阻和第四電阻串聯，所述第三電阻連接該供電系統的正母線，所述第四電阻接地，所述第五電阻和第六電阻串聯，所述第六電阻連接該供電系統的負母線，所述第五電阻接地，第七電阻和第八電阻串聯，所述第七電阻連接該供電系統的正母線，所述第八電阻連接該供電系統的負母線；
[0014]所述電子開關有兩個，且分別設置于該供電系統的正母線與第一電阻之間、該供電系統的負母線與第二電阻之間；
[0015]所述隔離型模數轉換單元第一輸入端連接于所述第七電阻和第八電阻的連接點，所述隔離型模數轉換單元第二輸入端連接于所述第五電阻和第六電阻的連接點，所述隔離型模數轉換單元輸出端連接所述運算處理單元的輸入端。
[0016]該電子開關為受控開關，電子開關的斷開與閉合，將不同的電阻接入該供電系統的正母線、負母線或大地，使得該供電系統的正母線與大地、負母線與大地之間接入不平衡電阻。
[0017]母線電壓可反映在第八電阻上，通過隔離型模數轉換單元轉換成數字量，送入運算處理單元。負母線與地之間的電壓可反映在第六電阻上，通過隔離型模數轉換單元轉換成數字量，送入運算處理單元。
[0018]隔離型模數轉換單元第一輸入端和第二輸入端測量的電壓得到母線電壓和負母線對地電壓，便于運算處理單元計算正母線與大地之間存在絕緣電阻和負母線與大地之間存在絕緣電阻。
[0019]進一步的，所述運算處理單元輸出端還連接有輔助電源模塊和通信模塊，所述輔助電源模塊為所述運算處理單元提供輔助電源，所述通信模塊與所述運算處理單元采用RS-485或CAN接口將該監測裝置的計算所得數據傳送給外部控制器。
[0020]輔助電源模塊保證了該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置的正常運行，通信模塊加強了該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置與外部控制器的通
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[0021]進一步的，所述運算處理單元為單片機、DSP或ARM處理器，用于完成各參數的計算、絕緣電阻的安全判斷、數據顯示、數據存儲、與外部控制器的數據通信處理等。
[0022]優選的，所述漏電流傳感器有兩個，分別位于該供電系統的兩條供電支路中，這使得該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置便于攜帶，更好的體現了便攜的特點。
[0023]進一步的，所述人機交互單元包括參數設置模塊和顯示模塊，所述參數設置模塊通過人機接口向所述運算處理單元設置參數，所述運算處理單元通過人機接口向顯示模塊發送計算結果，并由顯示模塊顯示。這使得該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置和使用者之間的能更好的進行信息交互。
[0024]本實用新型的有益效果是:該便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置結構簡單，生產成本低，便于攜帶，具有測量精度高、現場操作方便、故障檢查便捷的優點，在通信用240V直流供電系統的安裝調試、性能檢測、故障查找等方面滿足應用要求，具有良好的市場前景。
[0025]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0026]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0027]圖1為本實用新型的結構原理圖；
[0028]圖2為非平衡橋測量電路圖。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0030]在本實用新型的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0031]如圖1所示，本實用新型提供了一種便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，包括運算處理單元、非平衡橋測量電路、漏電流測量電路、人機交互單元、輔助電源模塊和通信模塊，所述非平衡橋測量電路電流輸入端連接240V直流供電系統的正母線，其電流輸出端連接該供電系統的負母線，其接地端接地，所述漏電流測量電路的輸入端連接有至少一個漏電流傳感器，所述漏電流傳感器位于該供電系統的供電支路中，所述漏電流傳感器實時向漏電流測量電路發送供電支路的支路漏電流情況，所述非平衡橋測量電路信號輸出端、漏電流測量電路信號輸出端連接所述運算處理單元的輸入端，所述運算處理單元輸出端分別連接所述人機交互單元、輔助電源模塊和通信模塊，所述人機交互單元包括參數設置模塊和顯示模塊。
[0032]所述參數設置模塊通過人機接口向所述運算處理單元設置參數，可以是按鍵單元，按鍵為輕觸按鍵。所述運算處理單元通過人機接口向顯示模塊發送計算結果，并由顯示模塊顯示，顯示模塊可以是數碼管顯示器、液晶顯示器等。所述輔助電源模塊為所述運算處理單元提供輔助電源，所述通信模塊與所述運算處理單元采用RS-485或CAN接口將該監測裝置的計算所得數據傳送給外部控制器。
[0033]所述非平衡電橋測量電路包括非平衡電橋、電子開關和隔離型模數轉換單元，所述非平衡電橋包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5和第六電阻R6，所述第一電阻Rl—端連接該供電系統的正母線，另一端接地，所述第二電阻R2—端連接該供電系統的負母線，另一端接地，所述第三電阻R3和第四電阻R4串聯，所述第三電阻R3連接該供電系統的正母線，所述第四電阻R4接地，所述第五電阻R5和第六電阻R6串聯，所述第六電阻R6連接該供電系統的負母線，所述第五電阻R5接地，第七電阻R7和第八電阻R8串聯，所述第七電阻R7連接該供電系統的正母線，所述第八電阻R8連接該供電系統的負母線。
[0034]所述電子開關有兩個，分別為第一電子開關Kl和第二電子開關K2，第一電子開關Kl設置于該供電系統的正母線與第一電阻Rl之間，第二電子開關K2設置于該供電系統的負母線與第二電阻R2之間。
[0035]所述隔離型模數轉換單元第一輸入端連接于所述第七電阻R7和第八電阻R8的連接點，所述隔離型模數轉換單元第二輸入端連接于所述第五電阻R5和第六電阻R6的連接點，所述隔離型模數轉換單元輸出端連接所述運算處理單元的輸入端。
[0036]所述非平衡橋測量電路和漏電流測量電路向所述運算處理單元發送各自所測量的信息，所述運算處理單元根據所接收的信息進行絕緣電阻、支路漏電流以及故障檢測的計算。
[0037]第一電子開關Kl和第二電子開關K2的斷開與閉合，將不同的電阻接入該供電系統的正母線、負母線或大地，使得該供電系統的正母線與大地、負母線與大地之間接入不平衡電阻，從而測得不同情況下的母線電壓Ub和負母線對大地電壓Um，然后由運算處理單元進行計算得到正母線與大地之間存在絕緣電阻，負母線與大地之間存在絕緣電阻。
[0038]漏電流傳感器實時采集支路漏電流情況，并發送給漏電流測量電路，漏電流電路將接收到的支路漏電流信息進行濾波處理和模數轉換處理，然后發送至運算處理單元中進行支路的漏電流計算。這里的漏電流傳感器為開口卡式漏電流傳感器，可方便地卡入支路線路中。運算處理單元為單片機、DSP或ARM處理器。本實施例中所涉及的計算均采用現有已知計算方法即可。
[0039 ]本實施例從通信用240V直流供電系統的安裝調試、性能檢測、故障查找的需求出發，采用非平衡電橋和漏電流的綜合檢測方法，即主回路用不平衡電橋檢測直流系統的絕緣電阻，支路檢測漏電流，綜合判斷絕緣降低的故障點。
[0040]作為本實施例的優選方案，漏電流傳感器有兩個，分別為第一漏電流傳感器SI和第二漏電流傳感器S2，分別位于該供電系統的兩條供電支路中，只設計兩條供電支路，兩個漏電流傳感器，進一步體現了本實用新型的便捷性。
[0041]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0042]盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，其特征在于，包括運算處理單元、非平衡橋測量電路及人機交互單元，所述非平衡橋測量電路電流輸入端連接240V直流供電系統的正母線，其電流輸出端連接該供電系統的負母線，所述非平衡橋測量電路信號輸出端連接所述運算處理單元的輸入端，所述運算處理單元輸出端連接所述人機交互單元； 所述非平衡橋測量電路向所述運算處理單元發送其所測量的信息，所述運算處理單元根據所接收的信息進行絕緣電阻以及故障檢測的計算。2.根據權利要求1所述的便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，其特征在于，還包括漏電流測量電路，所述漏電流測量電路的輸入端連接有至少一個漏電流傳感器，所述漏電流傳感器位于該供電系統的供電支路中，所述漏電流傳感器實時向漏電流測量電路發送供電支路的支路漏電流情況，所述漏電流測量電路信號輸出端連接所述運算處理單元相應輸入端； 所述漏電流測量電路向所述運算處理單元發送支路漏電流信息，所述運算處理單元根據所接收的信息進行支路漏電流以及故障檢測的計算。3.根據權利要求1所述的便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，其特征在于，所述非平衡電橋測量電路包括非平衡電橋、電子開關和隔離型模數轉換單元，所述非平衡電橋包括第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)和第六電阻(R6)，所述第一電阻(Rl) —端連接該供電系統的正母線，另一端接地，所述第二電阻(R2) —端連接該供電系統的負母線，另一端接地，所述第三電阻(R3)和第四電阻(R4)串聯，所述第三電阻(R3)連接該供電系統的正母線，所述第四電阻(R4)接地，所述第五電阻(R5)和第六電阻(R6)串聯，所述第六電阻(R6)連接該供電系統的負母線，所述第五電阻(R5)接地，第七電阻(R7)和第八電阻(R8)串聯，所述第七電阻(R7)連接該供電系統的正母線，所述第八電阻(R8)連接該供電系統的負母線； 所述電子開關有兩個，且分別設置于該供電系統的正母線與第一電阻(Rl)之間、該供電系統的負母線與第二電阻(R2)之間； 所述隔離型模數轉換單元第一輸入端連接于所述第七電阻(R7)和第八電阻(R8)的連接點，所述隔離型模數轉換單元第二輸入端連接于所述第五電阻(R5)和第六電阻(R6)的連接點，所述隔離型模數轉換單元輸出端連接所述運算處理單元的輸入端。4.根據權利要求1所述的便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，其特征在于，所述運算處理單元輸出端還連接有輔助電源模塊和通信模塊，所述輔助電源模塊為所述運算處理單元提供輔助電源，所述通信模塊與所述運算處理單元采用RS-485或CAN接口將該監測裝置的計算所得數據傳送給外部控制器。5.根據權利要求1所述的便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，其特征在于，所述運算處理單元為單片機、DSP或ARM處理器。6.根據權利要求2所述的便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，其特征在于，所述漏電流傳感器有兩個，分別位于該供電系統的兩條供電支路中。7.根據權利要求1所述的便攜式通信用240V直流供電系統絕緣監測裝置，其特征在于，所述人機交互單元包括參數設置模塊和顯示模塊，所述參數設置模塊通過人機接口向所述運算處理單元設置參數，所述運算處理單元通過人機接口向顯示模塊發送計算結果，并由顯示模塊顯示。
【文檔編號】G01R31/00GK205484555SQ201620031969
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月13日
【發明人】唐志, 李建勇, 強生澤, 曹龍漢, 王飛雪
【申請人】重慶人文科技學院, 中國人民解放軍重慶通信學院