[发明专利]一种基于注入信号监测船舶电网系统智能绝缘状态的方法及其监测装置

说明书

本发明的船舶电网系统智能绝缘监测装置，包括单片机控制器、LCD液晶显示单元、采集单元、信号注入单元、通讯单元，电源单元；信号注入单元在被监测船舶电网系统与地之间任意两相注入0.25Hz的低频交流信号，与电网故障等效接地点形成通路回路，由采集单元经一级电压跟随电路、运算放大电路、双路信号叠加处理电路进行信号采集与变换并进行放大及滤波算法处理分析，从而计算出被监测电网系统对地绝缘状态并由LED液晶显示单元显示实时绝缘电阻值与泄漏电容值，并通过指示灯与继电器输出报警信号，实时通讯上传数据至上位机或上级模块通讯单元，提高了检测精度，增强了信号提取的可靠性，体积小重量轻，安装灵活，维护方便，运行可靠。

技术领域

本发明涉及船舶智能电气设备技术中的一种基于注入信号监测船舶电网系统智能绝缘状态的方法及其监测装置。

背景技术

随着现代智能自动化船舶的快速发展，船舶在运输、生产等领域占据着重要作用，对船舶电网的连续可靠供电要求越来越高，然而船舶环境复杂多变，电力负荷较多，意外断电会造成人员伤亡、设备损坏以及重大的财产损失；

绝缘监测装置在系统出现第一次接地故障时，可产生预报警或者报警信号，及时提醒维修人员对电网系统进行安全故障排查；短时间内无须分闸，从而保证船舶电网供电的连续性和可靠性；也避免发生第二次故障时导致严重危害；

传统方法中一般通过平衡电桥法、差流检测法和555定时器测量电阻法等进行测量，虽然各具优势，但于应用场所的不同以及受现场环境的影响，各自都存在着可靠性不足、受泄漏电容的影响较大、测量范围较窄和测量准确度不高等缺点，不能提供丰富的参数设置、总线通讯、报警记录以及人机界面等智能化应用功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实时在线监测整个电网系统对地绝缘值与泄漏电容值，同时通讯上传数据至上层管理平台，并且提供丰富的参数设置、报警记录查询、人机界面等智能化应用功能，绝缘状态监测精度高，基于注入信号监测船舶电网系统智能绝缘状态的方法及其监测装置。

本发明基于注入信号监测船舶电网系统智能绝缘状态的方法，其特征在于：向被监测船舶电网系统的任意两相相线上分别注入0.25Hz的低频交流信号，与电网故障等效接地点形成通路回路，再采集流过回路的电压信号，并运算放大处理后输送至单片机控制器进行软件算法编程，最终计算出电网对地绝缘状态包括绝缘电阻值与泄漏电容值，并根据设定预警和报警阈值进行预警/报警；

本发明还涉及上述基于注入信号监测船舶电网系统智能绝缘状态的方法所采用的船舶电网系统智能绝缘监测装置，其特征在于：包括单片机控制器、LCD液晶显示单元、采集单元、信号注入单元、通讯单元，电源单元；

被监测船舶电网系统连接有能够向被监测船舶电网系统注入低频交流信号的信号注入单元，信号注入单元输出端连接在被监测船舶电网系统的相线上，输入端连接至单片机控制器，单片机控制器还通过采集单元连接至被监测船舶电网系统；

被监测船舶电网系统经采集单元再连接至单片机控制器；单片机控制器连接有电源单元，并通过通讯单元连接至故障定位装置通讯单元、上位机或上级模块通讯单元，还连接有能够实时显示绝缘电阻值、泄漏电容值的LCD液晶显示单元；

信号注入单元包括分别连接在被监测船舶电网系统的两相相线上的限压电阻，构成注入线路回路；

采集单元包括分别连接在被监测船舶电网系统的两相相线注入线路回路中的两个采样电阻，两个采样电阻经信号采集端口分别连接有一级电压跟随电路，每路一级电压跟随电路分别经两级运算放大电路连接有一级双路信号叠加处理电路；

所述通讯单元包括CAN通讯总线、RS485通讯，单片机控制器、信号注入单元、被监测船舶电网系统、采集单元之间通过CAN通讯总线进行通讯连接，单片机控制器与上位机或上级模块通讯单元之间通过RS485通讯进行通讯连接；