CN112285481A - 一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置 - Google Patents

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梁建钢
童亦斌
赵志军
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks

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Abstract

本发明公开了一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置，包括显卡底板、散热风扇和散热片，所述显卡底板的底部设置有主板连接槽，所述显卡底板的右侧设置有外接电源接口，所述DVI控制芯片的下方设置有温度检测传感器，且DVI控制芯片的左侧设置有DVI接口，所述DVI接口的下方设置有TVOUT接口，所述TVOUT接口的下方设置有VGA接口，所述散热片安装在DVI控制芯片的右侧。本发明利用蒸发制冷的原理，对计算机显卡进行散热，避免了高温导致计算机不能正常运转的问题；能够检测到计算机显卡的温度，能够通过温度检测传感器将温度信息反馈至变频器，变频器根据接收到的信息改变电机的转速，通过电机带动散热风扇转动进行散热。

Description

一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置
技术领域
本发明涉及电气工程领域直流线路***，具体涉及一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置。
背景技术
在采用IT接地方式的直流线路中，单极接地自会产生很小的接地电流，一般不会对人员或设备产生影响，具有较高的安全性。但如果单点接地故障未被及时有效排除，在***中其它极发生人员接触或接地故障，也就是所谓的“两点接地故障”，则有可能引发电击事故或电气火灾，存在安全隐患，威胁人员和设备的安全。为此，IT接地***一般都要求采用绝缘监测装置，对***中线路和设备的绝缘情况进行监测，在对地绝缘出现异常的情况下，采取报警等措施，预防两点接地故障的出现。
由于直流线路中线路和设备连接在一起，对直流而言线路的阻抗很小，简单的绝缘监测方法，虽然能实现***对地绝缘性能的监测，但无法对绝缘损坏的位置进行准确定位，造成故障选线和保护切除困难。
为了解决故障选线的问题，对绝缘方法做了很多改进，比如在***的分支线路增设绝缘监测点，通过不同监测点间检测结果的微小差异，分析判断故障位置。显然，增加测点和通讯，使得该方法工程上过于复杂，也大大增加了成本；另外，也可以采用不同类型的有源激励，比如用交流取代直流，采用高频交流等，利用不同激励源下***绝缘性能的差异，提高绝缘监测的可靠性和准确性。直流可以有效排除监测过程中线路或设备对地分布电容的影响，但由于线路电感对直流激励基本没有阻碍，故障定位更加困难。由于线路电感对交流信号的阻隔作用，采用交流激励源，位置越远的故障点，对绝缘监测的影响越小，利用这一特点，可以改善绝缘故障定位和选线性能。但是，在***结构比较复杂，分支较多的情况下，处在不同位置的多个绝缘监测装置，产生的交流激励同时在***中传播分布，相互混叠干扰，绝缘性能监测和故障选线都可能受到影响，并可能对***的电能质量产生一定的影响。
本发明发明的目的，是为了更好地适应复杂直流***绝缘监测的要求，同时针对IT接地***的保护要求，能够更简便地实现故障选线功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的直流线路绝缘监测与故障定位装置，主要由有源检测器、共模扼流圈、并联耦合支路和串联耦合电容等部分组成。
有源检测器产生交流检测激励信号，经多个串联耦合电容，同时注入直流***所有被检测线路，有源检测器通过测量串联耦合电容支路中的电流，计算分析线路对地绝缘性能。除了利用电容实现交流检测激励信号的注入，在一些应用场合，也可以采用电阻、电容电感串联、磁耦合线圈等能够将交流信号均匀注入直流线路的方法。
在被检测的各条线路间连接并联耦合支路，并联耦合支路可以采用电容、电容电感串联或电容电感和电阻串联等结构，该支路的特点是对交流检测激励信号呈现较低的阻抗，使得有源检测器产生并注入到被测线路中的交流检测激励信号，能够尽可能呈现同向共模形式，减少差模形式的比例。并联耦合支路可以选择跨接在每每两条线路之间，也可以根据实际情况选择性跨接，每条被检测线路一般都至少会连接有一条并联耦合支路。为简化提出，各条耦合支路的结构和参数可以保持一致。
优选的，被检测线路与上级供电线路连接点之间设置有共模扼流圈，用以阻碍以共模形式存在的交流检测激励信号双向通过。通过合理匹配共模扼流圈和交流检测激励信号的参数，可以让有源检测器产生交流检测激励信号，绝大部分被限制在本级线路中，绝缘检测结果主要取决于本地线路的绝缘状态。
优选的，在***包含多级线路，或各级线路包含多条支路的情况下，本发明所描述的绝缘监测装置被设置在每一级线路或支路与上级线路的连接点处，每台装置产生交流检测激励信号以及相应的绝缘监测范围，都被共模扼流圈限制在本级与下级线路或支路连接点之间，由此可以实现对地绝缘故障的定位。
优选的，本级线路与上级线路的连接点，常采用多极断路器或隔离开关等具备开断和电气隔离功能的装置，此时共模扼流圈可以集成到断路器或隔离开关中。一个简便的集成方案，是采用导磁性能较好的磁性材料，做成环状或类似结构，直接套在多极断路器或隔离开关所有一次回路引线或铜排上。对于电流较小的多极断路器或隔离开关，可将所有一次回路引线沿近似相同的路径绕制，也可以实现共模扼流圈的效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明给出一种新的直流线路绝缘监测与故障定位装置结构，在采用IT接地方式的直流线路中，仅增加共模扼流圈与耦合电容，就可以方便地利用绝缘监测装置实现故障定位和选线，不必像传统故障定位选线方法，需要集中监测和通信等，大大降低了成本和应用难度。另外，该装置还可以减小交流检测激励信号对***电能质量的影响，减小了电路中分布参数、外部共模信号等对本支路绝缘监测的干扰，提高***绝缘监测与故障定位的准确性。
附图说明
图1是一种新的直流线路绝缘监测与故障定位装置在直流线路中连接示意图；
图2是一种环状共模扼流圈与断路器集成方案示意图；
图3是一种绕线式共模扼流圈与断路器集成方案示意图；
图4是一种带磁芯的环状共模扼流圈与短路器集成方案示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种新的直流线路绝缘监测与故障定位装置。采用交流激励源有源检测的原理，通过串联耦合电容同时向直流母线注入交流检测激励信号；利用本级线路与上级线路连接点处设置的共模扼流圈和并联耦合支路，阻碍本级交流检测激励信号进入上级线路，同时抑制***中其它同类绝缘监测装置产生的交流检测激励信号经连接点串入，实现连接点两侧绝缘监测装置交流检测激励信号的“相互隔离”；由于该装置能将绝缘性能监测的范围，限制在连接点以下的本级线路中，减少与***中其它线路和绝缘监测装置的相互干扰和影响，无需借助集中的数据对比分析，就可以方便地实现故障选线功能，具有成本低、实施简便的优点，能够很好地满足直流IT接地***的监测和保护要求。
有源检测器产生交流检测激励信号，经多个串联耦合电容，同时注入直流***所有被检测线路，有源检测器通过测量串联耦合电容支路中的电流，计算分析线路对地绝缘性能。除了利用电容实现交流检测激励信号的注入，在一些应用场合，也可以采用电阻、电容电感串联、磁耦合线圈等能够将交流信号均匀注入直流线路的方法。
在被检测的各条线路间连接并联耦合支路，并联耦合支路可以采用电容、电容电感串联或电容电感和电阻串联等结构，该支路的特点是对交流检测激励信号呈现较低的阻抗，使得有源检测器产生并注入到被测线路中的交流检测激励信号，能够尽可能呈现同向共模形式，减少差模形式的比例。并联耦合支路可以选择跨接在每每两条线路之间，也可以根据实际情况选择性跨接，每条被检测线路一般都至少会连接有一条并联耦合支路。为简化提出，各条耦合支路的结构和参数可以保持一致。
被检测线路与上级供电线路连接点之间设置有共模扼流圈，用以阻碍以共模形式存在的交流检测激励信号双向通过。通过合理匹配共模扼流圈和交流检测激励信号的参数，可以让有源检测器产生交流检测激励信号，绝大部分被限制在本级线路中，绝缘检测结果主要取决于本地线路的绝缘状态。
在***包含多级线路，或各级线路包含多条支路的情况下，本发明所描述的绝缘监测装置被设置在每一级线路或支路与上级线路的连接点处，每台装置产生交流检测激励信号以及相应的绝缘监测范围，都被共模扼流圈限制在本级与下级线路或支路连接点之间，由此可以实现对地绝缘故障的定位。
本级线路与上级线路的连接点，常采用多极断路器或隔离开关等具备开断和电气隔离功能的装置，此时共模扼流圈可以集成到断路器或隔离开关中。一个简便的集成方案，是采用导磁性能较好的磁性材料，做成环状或类似结构，直接套在多极断路器或隔离开关所有一次回路引线或铜排上。对于电流较小的多极断路器或隔离开关，可将所有一次回路引线沿近似相同的路径绕制，也可以实现共模扼流圈的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置，包括源检测器、共模扼流圈、并联耦合支路和串联耦合电容等部分组成；其特征在于：
有源检测器产生交流检测激励信号，经多个串联耦合电容，同时注入直流***所有被检测线路，有源检测器通过测量串联耦合电容支路中的电流，计算分析线路对地绝缘性能；
除了利用电容实现交流检测激励信号的注入，在一些应用场合，也可以采用电阻、电容电感串联、磁耦合线圈等能够将交流信号均匀注入直流线路的方法；
在被检测的各条线路间连接并联耦合支路，并联耦合支路可以采用电容、电容电感串联或电容电感和电阻串联等结构，该支路的特点是对交流检测激励信号呈现较低的阻抗，使得有源检测器产生并注入到被测线路中的交流检测激励信号，能够尽可能呈现同向共模形式，减少差模形式的比例；并联耦合支路可以选择跨接在每每两条线路之间，也可以根据实际情况选择性跨接，每条被检测线路一般都至少会连接有一条并联耦合支路；为简化提出，各条耦合支路的结构和参数可以保持一致。
2.根据权利要求1所述的一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置，其特征在于：被检测线路与上级供电线路连接点之间设置有共模扼流圈，用以阻碍以共模形式存在的交流检测激励信号双向通过；通过合理匹配共模扼流圈和交流检测激励信号的参数，可以让有源检测器产生交流检测激励信号，绝大部分被限制在本级线路中，绝缘检测结果主要取决于本地线路的绝缘状态。
3.根据权利要求1所述的一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置，其特征在于：在***包含多级线路，或各级线路包含多条支路的情况下，本发明所描述的绝缘监测装置被设置在每一级线路或支路与上级线路的连接点处，每台装置产生交流检测激励信号以及相应的绝缘监测范围，都被共模扼流圈限制在本级与下级线路或支路连接点之间，由此可以实现对地绝缘故障的定位。
4.根据权利要求1所述的一种用于直流线路绝缘监测与故障定位的装置，其特征在于：本级线路与上级线路的连接点，常采用多极断路器或隔离开关等具备开断和电气隔离功能的装置，此时共模扼流圈可以集成到断路器或隔离开关中；一个简便的集成方案，是采用导磁性能较好的磁性材料，做成环状或类似结构，直接套在多极断路器或隔离开关所有一次回路引线或铜排上；对于电流较小的多极断路器或隔离开关，可将所有一次回路引线沿近似相同的路径绕制，也可以实现共模扼流圈的效果。
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