CN102502415B - 铝电解多功能天车智能绝缘监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解多功能天车智能绝缘监控装置及方法，属于绝缘监控领域，尤其是涉及一种铝电解多功能天车智能绝缘监控装置及方法，包括稳压电源，所述稳压电源与交直流电压输出控制器连接，所述交直流电压输出控制器与测量输入***连接，所述测量输入***与隔离传感器连接，所述隔离传感器与检测绝缘控制器连接，所述稳压电源分别与所述隔离传感器和所述检测绝缘控制器连接，所述交直流电压输出控制器与所述检测绝缘控制器连接，能够准确可靠的检测两金属体间的绝缘性能，功耗低，安装调试方便，相比传统检测方法减小了检测工作量并且更加及时。

Description

铝电解多功能天车智能绝缘监控方法

技术领域

本发明属于绝缘监控领域，尤其是涉及一种铝电解多功能天车智能绝缘监控装置及方法。

背景技术

铝电解多功能天车由于其工作环境和其工艺要求决定了多功能天车各部分之间要进行多级绝缘处理，否则将导致电解槽内大电流直流电与天车上运行和控制用交流电发生短路，造成控制***被烧坏，损坏多功能天车和电解槽，同时短路电流还将导致天车操作工人的人身伤害，因此铝电解多功能天车的各部分之间进行实时绝缘监控十分重要。

目前，铝电解多功能天车均未安装实时绝缘监控***，而是在铝电解多功能天车实际工作中靠检修工人爬到多功能天车对天车各级绝缘点进行事后离线检测，检测工作量很大，检测工作不方便；另一方面，由于多功能天车绝缘点较多，范围分布广，加之是停车离线检测，当有一绝缘点被破坏而短路时，无法及时的检测出该点的绝缘情况，因此很容易造成铝电解多功能天车的绝缘短路而烧坏设备和危害操作工人的人身安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够在不停车的情况下实时进行绝缘监控的铝电解多功能天车智能绝缘监控装置。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种检测方便且更加及时的智能绝缘监控方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铝电解多功能天车智能绝缘监控装置，包括稳压电源；所述稳压电源与交直流电压输出控制器连接；所述交直流电压输出控制器与测量输入***连接；所述测量输入***与隔离传感器连接；所述隔离传感器与检测绝缘控制器连接；所述稳压电源分别与所述隔离传感器和所述检测绝缘控制器连接；所述交直流电压输出控制器与所述检测绝缘控制器连接；

所述稳压电源用于向所述交直流电压输出控制器、所述隔离传感器和所述检测绝缘控制器提供电源；

所述交直流电压输出控制器用于向待目标金属体施加电压；

所述测量输入***用于检测目标金属体的电压差，并将感应电压传送给所述隔离传感器；

所述隔离传感器将感应电压转换成有效电压信号并将该有效电压信号传送给所述检测绝缘控制器；

所述检测绝缘控制器接收电压信号将接收到的电压信号进行A/D转换；所述检测绝缘控制器控制交直流电压输出控制器输出电压到目标金属体上。 

较佳的，所述检测绝缘控制器与输出驱动控制器连接；所述稳压电源与所述输出驱动控制器连接；所述稳压电源向所述输出驱动控制器提供电源；所述检测绝缘控制器控制所述输出驱动控制器输出继电器开关信号。

较佳的，所述输出驱动控制器与可编程逻辑控制器的输入端连接；所述输出驱动控制器与所述可编程逻辑控制器之间设置有短路继电器；所述输出驱动控制器控制所述短路继电器的闭合；所述可编程逻辑控制器通过输出驱动控制器接收所述检测绝缘控制器发出的信号。

较佳的，所述输出驱动控制器通过报警继电器与报警显示器的输入端连接；所述输出驱动控制器控制所述报警继电器的闭合。

较佳的，所述隔离传感器与所述检测绝缘控制器之间设置有限幅放大器；所述隔离传感器的输出端与所述限幅放大器的输入端连接，所述限幅放大器的输出端与所述检测绝缘控制器的输入端连接；所述稳压电源向所述限幅放大器供电。

本发明还提供一种基于铝电解多功能天车智能绝缘监控装置的智能绝缘监控方法，按以下步骤进行：

步骤一、检查目标金属体间的电压；

步骤二、当目标金属体间的电压大于免检电压时，所述输出驱动控制器输出继电器开关信号控制短路继电器和报警继电器断开，完成后执行步骤一；反之执行步骤三；

步骤三、所述检测绝缘控制器输出检测目标金属体间的控制信号；

步骤四、对目标金属体间的电压多次测量并求其平均值；

步骤五、根据目标金属体间的电压计算目标金属体间的阻抗；

步骤六、当目标金属体间的阻抗小于设定阻抗时，所述输出驱动控制器输出继电器开关信号控制短路继电器闭合，完成后执行步骤一；反之，执行步骤七； 

步骤七、所述输出驱动控制器输出继电器开关信号控制短路继电器断开并判断目标金属体间的阻抗是否小于设定阻抗的10倍；当目标金属体间的阻抗小于设定阻抗的10倍时，所述输出驱动控制器输出继电器开关信号控制报警继电器闭合，完成后执行步骤一；反之，所述输出驱动控制器输出继电器开关信号控制报警继电器断开，完成后执行步骤一。

较佳的，本发明还包括所述检测绝缘控制器内存故障自检的步骤；当检测到故障时，所述检测绝缘控制器发送信号给所述报警显示器。

较佳的，本发明还包括所述检测绝缘控制器A/D功能自检的步骤；当检测到故障时，所述检测绝缘控制器发送信号给所述报警显示器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：能够准确可靠的检测两金属体间的绝缘性能，功耗低，安装调试方便，相比传统检测方法减小了检测工作量并且更加及时。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明实施例一的电路原理图；

图2是本发明实施例二的电路原理图；

图3是智能绝缘监控方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：如图1 所示，一种铝电解多功能天车智能绝缘监控装置，包括稳压电源1，稳压电源与交直流电压输出控制器2连接，交直流电压输出控制器2与测量输入***3连接；测量输入***3与隔离传感器4连接，隔离传感器4与检测绝缘控制器5连接，稳压电源1分别与隔离传感器4和检测绝缘控制器5连接，交直流电压输出控制器2与检测绝缘控制器5连接，稳压电源1用于向交直流电压输出控制器2、隔离传感器4和检测绝缘控制器5提供电源，交直流电压输出控制器2用于向待目标金属体施加电压，测量输入***3用于检测目标金属体的电压差，并将感应电压传送给隔离传感器4，隔离传感器4将感应电压转换成有效电压信号并将该有效电压信号传送给检测绝缘控制器5，检测绝缘控制器5接收电压信号将接收到的电压信号进行A/D转换，检测绝缘控制器5控制交直流电压输出控制器2输出电压到目标金属体上。 

从多功能天车各绝缘点施放信号电缆到测量输入***3，天车在正常工作情况下，被绝缘层隔开的两金属体之间产生的感应电压，由屏蔽测量线输入到隔离传感器4，使其转换成有效电压信号，隔离传感器4将此信号送入检测绝缘控制器5，检测绝缘控制器5内设A/D转换器，检测绝缘控制器5将有效电压信号进行A/D转换，当目标金属体之间的绝缘层绝缘性能下降导致两金属体短路时，目标金属体之间电位差为零，此时检测绝缘控制器5中A／D转换值也为零，为了验证是否有短路情况出现，检测绝缘控制器5控制交直流电压输出控制器2将装置内的交直流电压输出到目标金属体上，A／D转换值仍为零则证实目标金属体之间的绝缘层的绝缘性能下降而导致短路。

实施例二：如图2所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，所不同的是：检测绝缘控制器5与输出驱动控制器6连接；稳压电源1与输出驱动控制器6连接；稳压电源1向输出驱动控制器6提供电源；检测绝缘控制器5控制输出驱动控制器6输出继电器开关信号。

输出驱动控制器6与铝电解多功能天车的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）10的输入端连接，输出驱动控制器6与可编程逻辑控制器10之间设置有短路继电器11；输出驱动控制器6控制短路继电器11的闭合；可编程逻辑控制器10通过输出驱动控制器6接收检测绝缘控制器5发出的绝缘监测控制信号。

输出驱动控制器6通过报警继电器8与报警显示器7的输入端连接；输出驱动控制器6控制报警继电器8的闭合。

隔离传感器4与检测绝缘控制器5之间设置有限幅放大器9；隔离传感器4的输出端与限幅放大器9的输入端连接，限幅放大器9的输出端与检测绝缘控制器5的输入端连接；稳压电源1向限幅放大器9供电。 

隔离传感器4将有效电压信号通过限幅放大器9送入检测绝缘控制器5，目标金属体之间的绝缘层的绝缘性能下降而导致短路时输出驱动控制器6输出继电器开关信号控制报警继电器8和短路继电器11闭合，检测绝缘控制器5输出信号给报警显示器7和可编程逻辑控制器10，报警显示器7显示出报警信号，可编程逻辑控制器10根据收到的信号进行绝缘报警，将绝缘故障点显示在驾驶室屏幕上，并停止铝电解多功能天车运行，当故障恢复后，天车恢复运行。

由于铝电解多功能天车有多个绝缘点，输出驱动控制器6与可编程逻辑控制器之间可以有多个连接，分别传输相应目标金属体间的绝缘监测控制信号。

实施例三：如图3所示，一种基于铝电解多功能天车智能绝缘监控装置的智能绝缘监控方法，按以下步骤进行：

检测绝缘控制器5进行内存故障自检；当检测到故障时，检测绝缘控制器5发送信号给报警显示器7。

检测绝缘控制器5进行A/D功能自检；当检测到故障时，检测绝缘控制器5发送信号给报警显示器7。

从多功能天车各绝缘点施放信号电缆到测量输入***3，天车在正常工作情况下，被绝缘层隔开的两金属体之间产生的感应电压，由屏蔽测量线输入到隔离传感器4，使其转换成有效电压信号，隔离传感器4将此信号送入检测绝缘控制器5，检测绝缘控制器5内设A/D转换器，检测绝缘控制器5将有效电压信号进行A/D转换，将转换后的有效信号与设定的免检电压进行比较，当目标金属体间的电压大于免检电压时，输出驱动控制器6输出继电器开关信号控制短路继电器11和报警继电器8断开并重新检查目标金属体间的电压，检测绝缘控制器5输出检测目标金属体间的控制信号，检测绝缘控制器5对目标金属体间的电压多次测量并求其平均值，根据目标金属体间的电压计算目标金属体间的阻抗，当目标金属体间的阻抗小于设定阻抗时，输出驱动控制器6输出继电器开关信号控制短路继电器11闭合并重新检查目标金属体间的电压，输出驱动控制器6输出继电器开关信号控制短路继电器11断开并判断目标金属体间的阻抗是否小于设定阻抗的10倍；当目标金属体间的阻抗小于设定阻抗的10倍时，输出驱动控制器6输出继电器开关信号控制报警继电器8闭合并重新检查目标金属体间的电压，反之输出驱动控制器6输出继电器开关信号控制报警继电器8断开并重新检查目标金属体间的电压。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.一种铝电解多功能天车智能绝缘监控方法，基于铝电解多功能天车智能绝缘监控装置实现，所述铝电解多功能天车智能绝缘监控装置包括稳压电源（1）；所述稳压电源与交直流电压输出控制器（2）连接；所述交直流电压输出控制器（2）与测量输入***（3）连接；所述测量输入***（3）与隔离传感器（4）连接；所述隔离传感器（4）与检测绝缘控制器（5）连接；所述稳压电源（1）分别与所述隔离传感器（4）和所述检测绝缘控制器（5）连接；所述交直流电压输出控制器（2）与所述检测绝缘控制器（5）连接；

所述稳压电源（1）用于向所述交直流电压输出控制器（2）、所述隔离传感器（4）和所述检测绝缘控制器（5）提供电源；

所述交直流电压输出控制器（2）用于向目标金属体施加电压；

所述测量输入***（3）用于检测目标金属体的电压差，并将感应电压传送给所述隔离传感器（4）；

所述隔离传感器（4）将感应电压转换成有效电压信号并将该有效电压信号传送给所述检测绝缘控制器（5）；

所述检测绝缘控制器（5）接收电压信号将接收到的电压信号进行A/D转换；所述检测绝缘控制器（5）控制交直流电压输出控制器（2）输出电压到目标金属体上；

所述检测绝缘控制器（5）与输出驱动控制器（6）连接；所述稳压电源（1）与所述输出驱动控制器（6）连接；所述稳压电源（1）向所述输出驱动控制器（6）提供电源；所述检测绝缘控制器（5）控制所述输出驱动控制器（6）输出继电器开关信号；

所述输出驱动控制器（6）与可编程逻辑控制器（10）的输入端连接；所述输出驱动控制器（6）与所述可编程逻辑控制器（10）之间设置有短路继电器（11）；所述输出驱动控制器（6）控制所述短路继电器（11）的闭合；所述可编程逻辑控制器（10）通过输出驱动控制器（6）接收所述检测绝缘控制器（5）发出的信号；

所述输出驱动控制器（6）通过报警继电器（8）与报警显示器（7）的输入端连接；所述输出驱动控制器（6）控制所述报警继电器（8）的闭合；

所述隔离传感器（4）与所述检测绝缘控制器（5）之间设置有限幅放大器（9）；所述隔离传感器（4）的输出端与所述限幅放大器（9）的输入端连接，所述限幅放大器（9）的输出端与所述检测绝缘控制器（5）的输入端连接；所述稳压电源（1）向所述限幅放大器（9）供电；

其特征在于包括以下步骤：

步骤一、检查目标金属体间的电压；

步骤二、当目标金属体间的电压大于免检电压时，所述输出驱动控制器（6）输出继电器开关信号控制短路继电器（11）和报警继电器（8）断开，完成后执行步骤一；反之执行步骤三；

步骤三、所述检测绝缘控制器（5）输出检测目标金属体间的控制信号；

步骤四、对目标金属体间的电压多次测量并求其平均值；

步骤五、根据目标金属体间的电压计算目标金属体间的阻抗；

步骤六、当目标金属体间的阻抗小于设定阻抗时，所述输出驱动控制器（6）输出继电器开关信号控制短路继电器（11）闭合，完成后执行步骤一；反之，执行步骤七； 

步骤七、所述输出驱动控制器（6）输出继电器开关信号控制短路继电器（11）断开并判断目标金属体间的阻抗是否小于设定阻抗的10倍；当目标金属体间的阻抗小于设定阻抗的10倍时，所述输出驱动控制器（6）输出继电器开关信号控制报警继电器（8）闭合，完成后执行步骤一；反之，所述输出驱动控制器（6）输出继电器开关信号控制报警继电器（8）断开，完成后执行步骤一。

2.根据权利要求1所述的铝电解多功能天车智能绝缘监控方法，其特征在于：还包括所述检测绝缘控制器（5）内存故障自检的步骤；当检测到故障时，所述检测绝缘控制器（5）发送信号给所述报警显示器（7）。

3.根据权利要求1或2所述的铝电解多功能天车智能绝缘监控方法，其特征在于：还包括所述检测绝缘控制器（5）A/D功能自检的步骤；当检测到故障时，所述检测绝缘控制器（5）发送信号给所述报警显示器（7）。

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