專利名稱：直流系統(tǒng)接地故障檢測(cè)裝置中的信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流系統(tǒng)對(duì)地出現(xiàn)漏電流故障時(shí)的檢測(cè)裝置。具體地說(shuō)，它是該檢測(cè)裝置中的信號(hào)發(fā)生器。
在已有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)公開(kāi)使用的直流系統(tǒng)接地故障檢測(cè)裝置一般都包括一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和設(shè)在各支路上前端檢測(cè)器。參見(jiàn)

圖1，信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)通過(guò)直流母線注入直流系統(tǒng)，前端檢測(cè)器可感應(yīng)到一種特定的檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行接地故障的判斷。目前，同類產(chǎn)品所存在的最大問(wèn)題有兩個(gè)一是在直流系統(tǒng)對(duì)地存在大電容時(shí)容易發(fā)生誤判，二是當(dāng)接地電阻值較大時(shí)無(wú)法檢測(cè)。然而，在一般情況下，直流系統(tǒng)對(duì)地都存在著較大的電容，這是因?yàn)橹绷飨到y(tǒng)自身具有的電容和供電支路對(duì)地存在的分布電容而決定的。再者，在直流系統(tǒng)供電線路出現(xiàn)絕緣不良時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)對(duì)地大電阻。因此，如不能解決上述兩個(gè)問(wèn)題，很難達(dá)到檢測(cè)要求。造成上述兩個(gè)問(wèn)題的主要原因是信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)波形不能使前端檢測(cè)器感應(yīng)的信號(hào)便于識(shí)別，因此，前端檢測(cè)器常對(duì)上述兩種情況發(fā)生誤判。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)已有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種直流系統(tǒng)接地故障檢測(cè)裝置中的信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器的輸出的信號(hào)波形可使前端檢測(cè)器感應(yīng)到的信號(hào)便于識(shí)別，從而為后續(xù)檢測(cè)提供有利條件。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案如下參見(jiàn)圖2，該信號(hào)發(fā)生器具有一個(gè)至少由方波振蕩器(5)、整形電路(6)、積分電路(7)、加法器(9)、電壓放大器(10)、功率放大器(11)依次連接構(gòu)成的檢測(cè)信號(hào)輸出主支路和一個(gè)設(shè)在主支路的輸出端與加法器的輸入端之間反饋支路，該反饋支路至少由接在主支路輸出端的反饋信號(hào)采集器(15)、跟隨器(12)、電壓放大器(13)和反向器(14)依次連接構(gòu)成。
通過(guò)上述解決方案可以看出，該信號(hào)發(fā)生器通過(guò)方波振蕩器和積分電路的變換可產(chǎn)生三角波、鋸齒波、梯形波等信號(hào)，利用這些信號(hào)的直線上升沿或下降沿即可使前端檢測(cè)器感應(yīng)輸出一種便于識(shí)別的檢測(cè)信號(hào)，在該檢測(cè)信號(hào)中對(duì)地電容的感應(yīng)波形為一瞬時(shí)尖脈沖，而對(duì)地電阻的感應(yīng)波形為一矩形波，并且它的幅值可根據(jù)阻值的大小相應(yīng)發(fā)生變化，這樣，只要后續(xù)檢測(cè)采用邊沿觸發(fā)、延時(shí)判定和門限控制等電路手段就可以避開(kāi)對(duì)地大電容的影響和有效地識(shí)別對(duì)地大電阻的情況。因此，該信號(hào)發(fā)生器的問(wèn)世為提高直流系統(tǒng)接地故障檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度提供了較理想的有利條件。
下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖1、本實(shí)用新型的工作示意圖。
圖2、本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖3、本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖4、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之一。
圖5、直流系統(tǒng)對(duì)地只有電容時(shí)的傳感器輸出波形圖。
圖6、直流系統(tǒng)對(duì)地只有電阻時(shí)的傳感器輸出波形圖。
圖7、直流系統(tǒng)對(duì)地既有電容又有電阻時(shí)的傳感器輸出波形圖。
圖8、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之二。
圖8、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之三。
圖9、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之四。
圖10、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之五。
圖11、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之六。
圖12、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之七。
圖13、本實(shí)用新型所產(chǎn)生的信號(hào)波形圖之八。
參見(jiàn)圖1，所述的直流系統(tǒng)包括正、負(fù)直流母線、n個(gè)支路和直流監(jiān)察裝置；所述的直流系統(tǒng)接地故障檢測(cè)裝置包括信號(hào)發(fā)生器1和設(shè)在每個(gè)供電支路上前端檢測(cè)器2，所述信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)通過(guò)直流母線注入直流系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)直流監(jiān)察裝置對(duì)地形成電流回路；當(dāng)支路中無(wú)接地情況時(shí)，兩條支路供電線3中的電流大小相等、方向相反，則前端檢測(cè)器無(wú)感應(yīng)信號(hào)輸出；當(dāng)支路中有接地情況時(shí)，兩條支路供電線3中的電流平衡被打破，則前端檢測(cè)器可感應(yīng)到一種特定的檢測(cè)信號(hào)。
如果信號(hào)發(fā)生器注入的是如圖4所示的三角波，那么，當(dāng)直流系統(tǒng)中只有對(duì)地電容時(shí)，前端檢測(cè)器感應(yīng)的檢測(cè)波形是如圖5所示瞬時(shí)尖脈沖；當(dāng)直流系統(tǒng)中只有對(duì)地電阻時(shí)，前端檢測(cè)器感應(yīng)的檢測(cè)波形是如圖6所示的矩形波，并且該矩形波的幅值根據(jù)阻值的大小相應(yīng)發(fā)生變化；如果直流系統(tǒng)同時(shí)有對(duì)地電容和對(duì)地電阻時(shí)，前端檢測(cè)器感應(yīng)的檢測(cè)波形是圖5和圖6中波形的疊加，如圖7所示。利用該信號(hào)的上半段或下半段波形，后續(xù)檢測(cè)電路可采用邊沿觸發(fā)、延時(shí)判斷和門限控制等電路手段來(lái)避開(kāi)對(duì)地大電容的影響和識(shí)別對(duì)地大電阻的情況。
參見(jiàn)圖3，圖2中的方波振蕩器5由555時(shí)基電路IC1和電阻R1、R2、二極管D1、D2、電容C1連接構(gòu)成，該方波振蕩器的振蕩頻率和占空比可以通過(guò)電阻R1、R2和電容C2進(jìn)行調(diào)節(jié)；方波振蕩器輸出的信號(hào)通過(guò)放大整形電路6而送入積分電路7；所述的積分電路7由運(yùn)放IC3和電阻R5、R6、電容C2連接構(gòu)成，該積分電路的充放電時(shí)間常數(shù)τ＝R5·C2；積分電路輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓放大器8的放大后通過(guò)電阻R19送入加法器9，反饋信號(hào)也通過(guò)電阻R18送入該加法器，兩者信號(hào)進(jìn)行比較和修正，以保證信號(hào)發(fā)生器注入直流系統(tǒng)的信號(hào)為所設(shè)計(jì)的理想波形。加法器9輸出的信號(hào)通過(guò)一級(jí)電壓放大器10和一級(jí)三極管功率放大器11而輸出，并通過(guò)直流母線正端或負(fù)端注入直流系統(tǒng)。所述反饋支路中的反饋信號(hào)采集器15是一個(gè)接在主支路的輸出端(即功率放大器11的輸出端)與地之間的電阻分壓器，該電阻分壓器由電阻R11、R10串聯(lián)構(gòu)成，電阻R10上輸出所要采集的反饋電壓；該反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)跟隨器12、電壓放大器13和反向放大器14通過(guò)電阻R18送入加法器9。為了防止本信號(hào)發(fā)生器對(duì)直流系統(tǒng)產(chǎn)生影響，在主支路的輸出端和反饋信號(hào)采集器的輸入端均串有一個(gè)隔直電容C4、C3。另外，由運(yùn)放IC9、電阻R27和發(fā)光二極管L1構(gòu)成本信號(hào)發(fā)生器的工作指示電路。通過(guò)改變電路中的某些參數(shù)如積分時(shí)間常數(shù)τ、電壓放大器的放大倍數(shù)、加雙向電源等，即可分別得到圖8～13的信號(hào)波形，這些波形都可以作為本信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)而注入直流系統(tǒng)，它們的直線上升沿或下降沿都可以使前端檢測(cè)器感應(yīng)出如圖7所示的上半段或下半段信號(hào)波形而用于檢測(cè)判斷。
權(quán)利要求1.一種直流系統(tǒng)接地故障檢測(cè)裝置中的信號(hào)發(fā)生器，其特征是具有一個(gè)至少由方波振蕩器(5)、整形電路(6)、積分電路(7)、加法器(9)、電壓放大器(10)、功率放大器(11)依次連接構(gòu)成的檢測(cè)信號(hào)輸出主支路和一個(gè)設(shè)在主支路的輸出端與加法器的輸入端之間的反饋支路，該反饋支路至少由接在主支路輸出端的反饋信號(hào)采集電路(15)、跟隨器(12)、電壓放大器(13)和反向器(14)依次連接構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)接地故障檢測(cè)裝置中的信號(hào)發(fā)生器，其特征是在主支路的輸出端和反饋信號(hào)采集器的輸入端均串有一個(gè)隔直電容(C3)和(C4)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于直流供電系統(tǒng)接地故障檢測(cè)的信號(hào)發(fā)生器。它具有一個(gè)至少由方波振蕩器、整流電路、積分電路、加法器、電壓放大器、功率放大器依次連接構(gòu)成的主支架和一個(gè)設(shè)在主支路輸出端與加法器之間的反饋支路。該信號(hào)發(fā)生器可產(chǎn)生三角波、鋸齒波、梯形波等檢測(cè)信號(hào),該信號(hào)通過(guò)直流母線注入直流系統(tǒng),利用這些信號(hào)的直線上升沿或下降沿即可使設(shè)在各供電支路上前端檢測(cè)器感應(yīng)出一種便于識(shí)別的檢測(cè)信號(hào)。
文檔編號(hào)G01R31/02GK2409526SQ9923480
公開(kāi)日2000年12月6日 申請(qǐng)日期1999年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者林輝, 李玉忍 申請(qǐng)人:林輝, 李玉忍