專利名稱：便攜式直流系統(tǒng)接地故障探測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力行業(yè)中直流系統(tǒng)的接地故障定位查找測量，特別適用于直流系統(tǒng)功率較大，分支回路復(fù)雜，分布面積較廣的發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)接地故障查找。
背景技術(shù)：
目前，我國電力行業(yè)已成功地在直流系統(tǒng)中安裝了各種形式的在線式直流接地選線裝置和絕緣監(jiān)測繼電器。隨著電網(wǎng)容量的不斷增加，電壓等級的不斷提高，直流系統(tǒng)也隨著電站的增大而越來越復(fù)雜，分支回路也更繁多。同時(shí)直流系統(tǒng)一旦發(fā)生接地，對電力網(wǎng)的正常運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重的安全隱患，有關(guān)電力規(guī)程中明確規(guī)定在八小時(shí)內(nèi)給予解除。現(xiàn)有的接地檢測儀只能對哪一回路接地給予指示，并不能有效地對發(fā)生接地的回路故障點(diǎn)給予準(zhǔn)確定位，同時(shí)無法測量分支回路的接地電容值。即大多的測量設(shè)備都是屬固定式的，無法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。即變電站和發(fā)電廠的直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)和多點(diǎn)接地時(shí)只能知道發(fā)生接地的分支回路，無法更進(jìn)一步用專用儀器進(jìn)行定位定點(diǎn)檢查，對排除故障接地點(diǎn)缺少相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備，同時(shí)確定和排除發(fā)生故障接地時(shí)還是選擇傳統(tǒng)的停電拉閘手段。隨著電力自動(dòng)化水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)的大量運(yùn)用，現(xiàn)行的接地檢測儀器已無法滿足電力故障查找檢修的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可隨時(shí)移動(dòng)的便攜式直流系統(tǒng)接地故障探測儀，采用移動(dòng)化，微功耗設(shè)計(jì)，能夠更好地滿足電力檢修，故障定點(diǎn)、定位查找，更好、更快地排除故障，成功解決現(xiàn)有固定式檢測裝置，無法進(jìn)一步確定故障點(diǎn)的弊端。
本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的整個(gè)裝置由電流鉗1，信號處理電路2，A/D轉(zhuǎn)換器3，單片機(jī)4，液晶顯示器5，可充電電源及變換電路6，低頻信號源7組成。其電路連接為低頻信號源7的輸出端和直流系統(tǒng)母線的正或負(fù)端相接，信號源地和大地相接；可充電電源及變換電路6的輸出端分別和電路電源端相并接；電流鉗1和信號處理電路2輸入端相接；信號處理電路2輸出端和A/D轉(zhuǎn)換器3輸入端相接，A/D轉(zhuǎn)換器3輸出端和單片機(jī)4相連接，單片機(jī)4的輸出端和顯示電路5相接。
根據(jù)權(quán)利1.所述信號處理器2其特征還在于包括電阻測量回路、電容測量回路、多路選擇開關(guān)組成。其中電阻測量回路分別由信號放大電路D1、D2移相電路D3、整流電路D4組成；電容測量回路由信號整形電路D5、D6和絕對值電路D7、D8和多路選擇開關(guān)D9組成。其電路連接為信號放大電路D1的輸出端和D2的輸入端相接，D2的輸出端和移相電路D3相接，移相電路D3輸出端和整流電路D4相接，整流電路D4輸出端和多路選擇開關(guān)D9輸入端相接；信號整形電路D5的輸出端和整形電路D6輸入端相接，整形電路D6的輸出端和絕對值電路D7相接，絕對值電路D7輸出端和絕對值電路輸入端D8相接，絕對值電路D8的輸出端和多路選擇開關(guān)D9輸入端相接。
本實(shí)用新型和以往在線固定式監(jiān)測裝置和其他測量工具有重大區(qū)別處，及在工程上應(yīng)用有如下優(yōu)點(diǎn)。
1.裝置能自動(dòng)測量直流分支回路接地電阻值外，還可以測量分支回路接地電容值。
2.裝置能隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場測量需求移動(dòng)測量點(diǎn)，確定接地故障發(fā)生點(diǎn)。
3.查找故障點(diǎn)是帶電測量，不需停電測量。
4.裝置是微功耗進(jìn)行，屬可充電電源供電，不需外加任何電源，使用方便、安全。


以下結(jié)合有關(guān)圖紙加以詳細(xì)說明圖1.整個(gè)測量裝置的原理框圖。
圖2.實(shí)用新型實(shí)施例信號處理電路詳圖。
框圖1.整個(gè)裝置由電流鉗1，信號處理電路2，A/D轉(zhuǎn)換器3，單片機(jī)4，液晶顯示器5，可充電電源及變換電路6，低頻信號源7組成。
圖2，信號處理電路由D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9等構(gòu)成；其中電阻測量回路由D1、D2、D3、D4構(gòu)成，電容測量回路由D5、D6、D7、D8構(gòu)成，多路選擇開關(guān)由D9組成。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，其電路連接為低頻信號源7的輸出端和直流系統(tǒng)母線的正或負(fù)端相接，信號源地和大地相接，可充電電源及變換電路6的輸出端分別和電路電源端相并接；電流鉗1和信號處理電路2輸入端相接；信號處理電路2輸出端和A/D轉(zhuǎn)換器3輸入端相接，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端和單片機(jī)4相連接，單片機(jī)4的輸出端和顯示電路5相接。電流鉗所測量的電流交變信號經(jīng)過處理電路的處理后送到A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)根據(jù)測量的信號進(jìn)行計(jì)算分析，把所測量的電流信號值轉(zhuǎn)換折算成接地電阻值并和儀器預(yù)先設(shè)定的接地電阻門限進(jìn)行比較，如電阻值小于報(bào)警門限值時(shí)儀器發(fā)出聲光報(bào)警，單片機(jī)同時(shí)把接地電阻信息通過液晶顯示器給予顯示?？沙潆婋娫床捎酶咝实目沙潆娦铍姵?，電池電壓為6V，電源變換電路把6V的電源轉(zhuǎn)換成+5V，-5V，+12V，-12V等電壓送給各單元電路。低頻信號源采用AT89C2051單片機(jī)輸出經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器(DA0832)產(chǎn)生2HZ的正弦波信號(峰值為10V)通過阻容耦合方法饋送到直流系統(tǒng)上，所以測量回路無論是否有通過直流電源都可以測量接地電阻值和電容值。其中電流鉗采用河南星火技術(shù)研究所生產(chǎn)的Ksp電流鉗，本裝置可采用兩種開口形式，如果接地回路電流較大，電線較粗采用開口較大的電流鉗，開口尺寸為Φ28；較細(xì)的采用開口較小的電流鉗，開口尺寸為Φ28；兩種電流鉗可以互換。A/D轉(zhuǎn)換器采用AD7543，12位A/D轉(zhuǎn)換器；單片機(jī)采用臺(tái)灣Winbond公司生產(chǎn)的78E52B單片機(jī)或AT公司生產(chǎn)的AT89C55，液晶顯示器采用北京青云創(chuàng)新科技有限公司生產(chǎn)的型號為Lcm045八數(shù)段位液晶。裝置的外殼可以采用便攜式金屬儀器外殼具有防水，防電磁干擾特特點(diǎn)。
框圖2.表示實(shí)用新型實(shí)施例信號處理電路的詳細(xì)說明，其特征還在于包括電阻測量回路、電容測量回路、多路選擇開關(guān)組成，其中電阻測量回路分別由信號放大電路D1、D2、移相電路D3、整流電路D4組成；電容測量回路由信號整形電路D5、D6和絕對值電路D7、D8和多路選擇開關(guān)D9組成。電路連接為信號放大電路D1的輸出端和D2的輸入端相接，D2的輸出端和移相電路D3相接，移相電路D3輸出端和整流電路D4相接，整流電路D4輸出端和多路選擇開關(guān)C輸入端相接；信號整形電路D5的輸出端和整形電路D6輸入端相接，整形電路D6的輸出端和絕對值電路D7相接，絕對值電路D7輸出端和絕對值電路輸入端D8相接，絕對值電路D8的輸出端和多路選擇開關(guān)D9輸入端相接。電流鉗采樣到的電流交變信號經(jīng)C1去耦后，通過R1送到D1放大分別經(jīng)電容C3和C11送到D2和D5。D2是將經(jīng)過D1放大后的信號再次進(jìn)行信號放大。D2將信號放大后經(jīng)電C5的耦合達(dá)到D3，D3和電阻R8、W1、R10、C6、C7構(gòu)成信號移相電路，電容和電流信號經(jīng)過移相電路后可區(qū)分電容電流和電阻電流(電容相位超前電流相位90度)，經(jīng)R9送到D4做信號整流，信號整流電路由R11、R12、R13、R14、C9、C10、D4等構(gòu)成，D1、D2、D3、D4是采用LF412雙電源運(yùn)算放大器。由于電容信號大于電阻信號所以電容測量回路經(jīng)過D5、D6的信號整形電路后得到完好的正弦信號，其中整形電路由R14.C13、R15、R16、D5和C14、R17、C15、C16、R18、R19、D6組成。信號整形后經(jīng)C17送到D7、D8進(jìn)行信號做絕對值處理，其電路分別由R20、R21、R22、R23、R24、S1、S2、D7和R25、R26、R27、C1、D8組成。電路測量回路和電容測量回路的測量信號經(jīng)多路選擇開關(guān)的多路選擇后送到A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)電路進(jìn)行計(jì)算比較。電流鉗信號測量到低頻信號源饋送到直流系統(tǒng)上，流過接地電阻或接地電容的電流交變信號，經(jīng)信號處理電路處理區(qū)分電容電流和電阻電流，單片機(jī)分別根據(jù)接地回路的電容電流和電阻電流值的大小判斷計(jì)算接地電阻值和電容值，并通過液晶顯示器給予顯示，用戶即可知道該回路的接地電阻值和電容值。電流鉗可以隨時(shí)移動(dòng)被測點(diǎn)，如果電流鉗測量點(diǎn)有測量到流過接地電阻的電流信號，表示接地點(diǎn)在電流鉗測量點(diǎn)后面，在接地回路上進(jìn)行逐一測量，如果測量點(diǎn)在被測的接地回路上消失，表示接地點(diǎn)就在被消失的測試點(diǎn)之前。測試過程中就可以利用兩處測量點(diǎn)來確定接地點(diǎn)就發(fā)生在有接地信號和無接地信號的兩點(diǎn)之間。同時(shí)本裝置也可以在發(fā)生接地的直流系統(tǒng)中去測量各分支回路，查找接地回路。利用本裝置測量可以在不需停電狀態(tài)下進(jìn)行，儀器采用可充電電池供電，采用的電路和電子元件均為微功耗設(shè)計(jì)，電池一次充電可以使用10小時(shí)以上，儀器使用方便，安全可靠，性能穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種便攜式直流系統(tǒng)接地故障探測儀由電流鉗(1)，信號處理電路(2)，A/D轉(zhuǎn)換器(3)，單片機(jī)(4)，液晶顯示器(5)，可充電電源及變換電路(6)，低頻信號源(7)組成；其電路連接為低頻信號源(7)的輸出端和直流系統(tǒng)母線的正或負(fù)端相接，信號源地和大地相接，可充電電源及變換電路6的輸出端分別和電路電源端相并接，電流鉗(1)和信號處理電路(2)輸入端相接；信號處理電路(2)輸出端和A/D轉(zhuǎn)換器(3)輸入端相接，A/D轉(zhuǎn)換器(3)輸出端和單片機(jī)(4)相連接，單片機(jī)(4)的輸出端和顯示電路(5)相接。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的便攜式直流系統(tǒng)接地故障探測儀，其特征還在于所述信號處理電路(2)包括電阻測量回路、電容測量回路、多路選擇開關(guān)組成；其中電阻測量回路分別由信號放大電路(D1、D2)、移相電路(D3)、整流電路(D4)組成；電容測量回路由信號整形電路(D5、D6)和絕對值電路(D7、D8)和多路選擇開關(guān)(D9)組成。其電路連接為信號放大電路(D1)的輸出端和(D2)的輸入端相接，(D2)的輸出端和移相電路(D3)相接，移相電路(D3)輸出端和整流電路(D4)相接，整流電路(D4)輸出端和多路選擇開關(guān)(D9)輸入端相接；信號整形電路(D5)的輸出端和整形電路(D6)輸入端相接，整形電路(D6)的輸出端和絕對值電路D7相接，絕對值電路(D7)輸出端和絕緣電路輸入端(D8)相接，絕對值電路(D8)的輸出端和多路選擇開關(guān)(D9)輸入端相接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式的直流系統(tǒng)接地故障探測儀，包括電流鉗，信號處理電路，A/D轉(zhuǎn)換器，單片面性機(jī)，液晶顯示器，可充電電源及變換電路，低頻信號源。信號處理電路包括了電阻測量回路和電容測量回路。裝置可以測量直流系統(tǒng)發(fā)生接地的分支回路，并可以通過變換電流鉗測量點(diǎn)，確定接地故障點(diǎn)，儀器自動(dòng)顯示測量回路的接地電容值和接地電阻值，可以有效地查看直流系統(tǒng)各回路的分布電容和電阻的狀態(tài)，探測儀采用便攜式，微功耗設(shè)計(jì)，滿足了電力檢修的故障定位查找需要。
文檔編號G01R31/08GK2890943SQ20052001996
公開日2007年4月18日 申請日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者陳書貴, 鄭福賢, 楊宏松 申請人:蒼南縣科星電子科技有限公司