CN202471891U - 直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，包括：用于接收漏电流传感器采集的各路馈线正负极对地的漏电流信号的信号接收接口单元；用于选通漏电流信号输入路径的模拟开关多路选通单元；用于完成各路径的漏电流信号信号处理的信号处理单元；用于完成信号处理单元传输信号的接收、分析、各路馈线绝缘接地性质的判断、接地电阻值的计算和通讯数据的处理的主控单元；用于与后台综自***装置和后台综自计算机之间进行通信的通讯接口单元；用于实现输出信号光电隔离的光电隔离单元。信号处理单元包括运算放大单元和滤波单元，主控单元包括A/D转换单元、含有RAM存储器单元和Flash程序存储器单元的STM32F103C8T6高性能处理器和拨码开关单元。

Description

直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测直流***的馈线绝缘状况的装置，具体来说，涉及一种直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置。 

背景技术

直流柜是广泛应用于水力、火力发电厂和各类变电站，为信号设备、测控装置、微机保护设备、自动装置和断路器分合闸操作提供直流电源，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流柜的可靠性、安全性直接影响到电力***供电的可靠性、安全性。 

发电厂和变电站直流柜***所接设备多，直流馈线回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化和设备本身的问题等等，而不可避免的发生直流馈线接地。特别在发电厂、变电站建设施工中或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，难以避免的会遗留直流***接地故障的隐患。 

因此，需要对直流***的绝缘状况进行检测；目前，普通的检测方法是在直流正负母线之间增加平衡电桥，在电桥中心点与大地间连接报警继电器，当外部直流母线有接地时，电桥中心点电压不为0，漏电流驱动报警继电器动作，发出报警信号。 

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种定量检测直流***馈线对地绝缘状况，并通过通信接口，将绝缘信息发送给后台综自***装置和后台综自计算机的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，它包括：用于接收漏电流传感器采集的各路馈线正负极对地的漏电流信号的信号接收接口单元；用于选通信号接收接口单元接收到的漏电流信号的输入路径的模拟开关多路选通单元；用于完成模拟开关多路选通单元传输的各路径的漏电流信号信号处理的信号处理单元；用于完成信号处理单元传输信号的接收、分析、各路馈线绝缘接地性质的判断、接地电阻值的计算和通讯数据的处理的主控单元。 

所述信号接收接口单元包括数个DB15/M接口。 

所述信号处理单元包括用于对模拟信号进行放大处理的运算放大单元，以及对模拟信号进行滤波处理的滤波单元。 

所述主控单元包括：用于将模拟信号转换成数字信号的A/D转换单元；用于信号的分析、各路馈线绝缘接地性质的判断、接地电阻值的计算和通讯数据的处理STM32F103C8T6高性能处理器； 

所述STM32F103C8T6高性能处理器含有RAM存储器单元和Flash程序存储器单元。 

所述主控单元外设有用于分别与各后台综自***装置和后台综自计算机之间进行通信的通讯接口单元。 

所述主控单元还包括用于选择输出路径的拨码开关单元。 

所述拨码开关单元与通讯接口单元之间设有光电隔离单元。 

所述通讯接口单元包括数个RS485通讯接口，通讯接口单元与各后台综自***装置和后台综自计算机之间的通信采用Modbus-RTU通信协议。 

所述拨码开关单元采用4-bit机械拨码开关和软件设定通信地址值相结合的设定模式。 

本实用新型的有益效果为：本实用新型具备采集多路直流***馈线正负极对地绝缘状况，定量分析各个馈线支路的绝缘数值，并通过通讯接口发出报警信号；另外，本实用新型使用具备大容量的flash和RAM存储器的STM32F103C8T6高性能处理器，在嵌入式软件的管理下，通过模拟开关多路选通单元采集外部输入的多路馈线支路对地绝缘信号，并与后台综自***装置和后台综自计算机之间通信，发送实时绝缘状况信息，实现多路径实时监控。 

附图说明

图1为本实用新型的整体功能模块框架图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。 

如图1所示，本实用新型的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置包括信号接收接口单元、模拟开关多路选通单元、信号处理单元、主控单元、光电隔离单元和通讯接口单元，信号接收接口单元用于接收漏电流传感器采集的各路馈线正负极对地的漏电流信号，模拟开关多路选通单元用于选通信号接收接口单元接收到的漏电流信号的输入路径 的，信号处理单元用于完成模拟开关多路选通单元传输的各路径的漏电流信号信号处理，主控单元用于完成信号处理单元传输信号的接收、分析、各路馈线绝缘接地性质的判断、接地电阻值的计算和通讯数据的处理，通讯接口单元用于分别与各后台综自***装置和后台综自计算机之间进行通信，光电隔离单元用于实现各输出路径的光电隔离。其中，信号接收接口单元包括数个DB15/M接口；信号处理单元包括用于对模拟信号进行放大处理的运算放大单元，以及对模拟信号进行滤波处理的滤波单元；主控单元包括A/D转换单元、STM32F103C8T6高性能处理器和拨码开关单元，A/D转换单元用于将模拟信号转换成数字信号，STM32F103C8T6高性能处理器用于信号的分析、各路馈线绝缘接地性质的判断、接地电阻值的计算和通讯数据的处理，且STM32F103C8T6高性能处理器含有RAM存储器单元和Flash程序存储器单元，拨码开关单元用于选择输出路径，其采用4-bit机械拨码开关和软件设定通信地址值相结合的设定模式；通讯接口单元包括数个RS485通讯接口，通讯接口单元与各后台综自***装置和后台综自计算机之间的通信采用Modbus-RTU通信协议；光电隔离单元采用光电隔离芯片。为了便于STM32F103C8T6高性能处理器的程序更新，还可以增加程序下载网络接口。 

本实用新型的实现原理为：通过穿在直流馈线正负线上的漏电流传感器采集该路馈线正负极对地的漏电流值，漏电流信号通过定制的PCB附件板汇集成DB15/F接口送到DB15/M接口，采用模拟开关多路选通单元采集外部的多路模拟信号量，送到信号处理单元进行信号放大和滤波处理，经过处理后的信号送到主控单元的A/D转换单元形成数字信号， 通过嵌入STM32F103C8T6高性能处理器的软件完成数据的收集整理，分析出各外部直流馈线的正负极对地绝缘状况，并通过拨码开关单元选择对应的输出路径，通过光电隔离的RS485通讯接口实时的将采集的信息上送到各后台综自***装置和后台综自计算机。 

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。 

Claims (10)

1.一种直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，它包括：

用于接收漏电流传感器采集的各路馈线正负极对地的漏电流信号的信号接收接口单元；

用于选通信号接收接口单元接收到的漏电流信号的输入路径的模拟开关多路选通单元；

用于完成模拟开关多路选通单元传输的各路径的漏电流信号信号处理的信号处理单元；

用于完成信号处理单元传输信号的接收、分析、各路馈线绝缘接地性质的判断、接地电阻值的计算和通讯数据的处理的主控单元。

2.根据权利要求1所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述信号接收接口单元包括数个DB15/M接口。

3.根据权利要求1所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述信号处理单元包括用于对模拟信号进行放大处理的运算放大单元，以及对模拟信号进行滤波处理的滤波单元。

4.根据权利要求1所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述主控单元包括：

用于将模拟信号转换成数字信号的A/D转换单元；

用于信号的分析、各路馈线绝缘接地性质的判断、接地电阻值的计算和通讯数据的处理的STM32F103C8T6高性能处理器。

5.根据权利要求4所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装 置，其特征在于，所述STM32F103C8T6高性能处理器含有RAM存储器单元和Flash程序存储器单元。

6.根据权利要求4所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述主控单元外设有用于分别与各后台综自***装置和后台综自计算机之间进行通信的通讯接口单元。

7.根据权利要求6所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述主控单元还包括用于选择输出路径的拨码开关单元。

8.根据权利要求7所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述拨码开关单元与通讯接口单元之间设有光电隔离单元。

9.根据权利要求6所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述通讯接口单元包括数个RS485通讯接口，通讯接口单元与各后台综自***装置和后台综自计算机之间的通信采用Modbus-RTU通信协议。

10.根据权利要求7所述的直流电源柜的直流馈线小电流接地选线装置，其特征在于，所述拨码开关单元采用4-bit机械拨码开关和软件设定通信地址值相结合的设定模式。