一种配电网绝缘状态监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及供电安全技术领域，特别是涉及一种配电网绝缘状态监测装置。


背景技术：

2.配电网从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施分配给各类用户，在电力网中起分配电能作用。配电网在长期的运行过程中，运行环境会对其绝缘性能造成影响，使其性能逐渐劣化而发生放电现象，配电网绝缘劣化引起事故的数量占电力事故总数的很大比例，因此有必要对配电网的绝缘状态进行监测。
3.现有技术中，工作人员根据经验对配电网的绝缘性能进行监测，以在配电网绝缘性能劣化时器件或者线路的更换，但是配电网的电压等级多，网络结构复杂，设备类型多样，现有的依靠经验判断配电网绝缘状态的方法无法对配电网进行实时的监测。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种配电网绝缘状态监测装置，能够通过实时监测配电网是否发生局部放电，从而实现对配电网绝缘状态的实时监测。
5.为了实现以上目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：提供一种配电网绝缘状态监测装置，包括电压检测模块和处理模块；所述电压检测模块的输入端用于连接配电网，所述电压检测模块的第一输出端和第二输出端分别与所述处理模块连接；
6.所述电压检测模块包括第一电容、第二电容、电阻、第三电容、第一电感和第二电感；其中，所述第一电容的电容值小于第二电容的电容值，所述第一电容的电容值小于第三电容的电容值；
7.所述第一电容的第一端与所述电压检测模块的输入端连接，所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端、所述第一输出端连接；
8.所述第二电容的第二端与所述电阻的第一端连接；
9.所述电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端、所述第二输出端连接；
10.所述第三电容的第二端接地；
11.所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述电阻的第二端连接；其中，所述第一电容和所述第一电感在工频电压下并联谐振；
12.所述第二电感的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第二电感的第二端接地；其中，所述三电容和所述第二电感在工频电压下并联谐振。
13.作为可选方案，所述处理模块包括电压幅值调整单元和处理单元；
14.所述电压幅值调整单元的第一输入端与所述第一输出端连接，所述电压幅值调整单元的第二输入端与所述第二输出端连接，所述电压幅值调整单元的输出端与所述处理单元连接。
15.作为可选方案，所述处理单元包括电压采样子单元、模数变换器和处理器；
16.所述电压采样子单元的输入端与所述电压幅值调整单元的输出端连接，所述电压
采样子单元的输出端与所述模数变换器的输入端连接，所述模数变换器的输出端与所述处理器连接。
17.作为可选方案，所述处理器具体为微控制单元。
18.作为可选方案，所述装置还包括显示器；所述显示器与所述微控制单元连接。
19.作为可选方案，所述装置还包括led指示灯；所述led指示灯与所述微控制单元连接。
20.作为可选方案，所述装置还包括语音播报器；所述语音播报器与所述微控制单元连接。
21.与现有技术相比，本实用新型实施例提供了一种配电网绝缘状态监测装置，包括第一电容、第二电容、电阻、第三电容、第一电感、第二电感和处理模块，所述第一电容的第一端与配电网连接，所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端、所述处理模块连接；所述第二电容的第二端与所述电阻的第一端连接；所述电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端、所述处理模块连接；所述第三电容的第二端接地；所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述电阻的第二端连接；所述第二电感的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第二电感的第二端接地；所述第一电容和所述第一电感在工频电压下并联谐振，所述第三电容和所述第二电感在工频电压下并联谐振。该配电网绝缘状态监测装置能够通过利用并联谐振的特性，实时监测配电网是否发生局部放电，从而实现对配电网绝缘状态的实时监测。
附图说明
22.图1是本实用新型提供的一种配电网绝缘状态监测装置的一个优选实施例的结构示意图；
23.图2是本实用新型提供的一种配电网绝缘状态监测装置的另一个优选实施例的结构示意图；
24.图3是本实用新型提供的一种配电网绝缘状态监测装置的另一个优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.本实用新型实施例提供了一种配电网绝缘状态监测装置，参见图1所示，是本实用新型提供的一种配电网绝缘状态监测装置的一个优选实施例的结构示意图，所述装置包括电压检测模块1和处理模块2；所述电压检测模块1的输入端用于连接配电网3，所述电压检测模块1的第一输出端和第二输出端分别与所述处理模块2连接；
27.所述电压检测模块1包括第一电容c1、第二电容c2、电阻r、第三电容c3、第一电感l1和第二电感l2；其中，所述第一电容c1的电容值小于第二电容c2的电容值，所述第一电容c1的电容值小于第三电容c3的电容值；
28.所述第一电容c1的第一端与所述电压检测模块1的输入端连接，所述第一电容c1的第二端分别与所述第二电容c2的第一端、所述第一输出端连接；
29.所述第二电容c2的第二端与所述电阻r的第一端连接；
30.所述电阻r的第二端分别与所述第三电容c3的第一端、所述第二输出端连接；
31.所述第三电容c3的第二端接地；
32.所述第一电感l1的第一端与所述第一电容c1的第一端连接，所述第一电感l1的第二端与所述电阻r的第二端连接；其中，所述第一电容c1和所述第一电感l1在工频电压下并联谐振；
33.所述第二电感l2的第一端与所述第一电容c1的第二端连接，所述第二电感l2的第二端接地；其中，所述第三电容c3和所述第二电感l2在工频电压下并联谐振。
34.具体地，该配电网绝缘状态监测装置主要由电压检测模块1和处理模块2组成，在实际应用中，电压检测模块1的输入端连接配电网3(高压配电网)，用于监测配电网3的电压，电压检测模块1的第一输出端和电压检测模块1的第二输出端分别与处理模块2连接。电压检测模块1主要由工频电流第一谐振段(第一电容c1和第一电感l1)、工频电流第二谐振段(第三电容c3和第二电感l2)和耦合阻抗(第二电容c2和电阻r)组成，在三个电容中，第一电容c1的电容值最小，一般情况下，第二电容c2的电容值和第三电容c3的电容值都比第一电容c1的电容值至少大一百倍，第一电容c1的第一端和第一电感l1的第一端相连后接入配电网3，第一电容c1的第一端连接第二电感l2的第一端，第一电感l1的第二端连接第三电容c3的第一端，第二电感l2的第二端和第三电容c3的第二端相连后接地，第二电容c2和电阻r串联后一端与第一电容c1的第二端连接，另一端与第一电感l1的第二端连接，处理模块2通过获取串联后的第二电容c2和电阻r两端的电压作为绝缘状态监测的信号来源，其中，在高压配网正常运行下，即在配电网3的工频电压下，第一电容c1和第一电感l1并联谐振，第三电容c3和第二电感l2并联谐振，由此可知，在配电网3的工频电压下，电压检测模块1的回路呈现高阻状态，经过第二电容c2和电阻r的工频电流信号量小，当配电网3的高压设备(比如输电线路)发生局部放电时，第一电感l1和第二电感l2对高频放电信号呈现高阻状态，高频电压信号的通路主要为：第一电容c1
→
第二电容c2
→
电阻r
→
第三电容c3，此时的第二电容c2和电阻r作为耦合阻抗可感应配电网3的局部放电信号，通过耦合阻抗的两端将电压信号传输给处理模块2，实现对配电网3局部放电的实时监测，进而实现对配电网3绝缘状态的实时监测。
35.可以理解的，从监测的安全性出发，第二电容c2作为一个耦合电容器，在发生局部放电时起降频的作用，使得处理模块2获取得到电压信号的频率较低。
36.参见图2所示，是本实用新型提供的一种配电网绝缘状态监测装置的一个优选实施例的结构示意图，作为上述方案的改进，所述处理模块2包括电压幅值调整单元21和处理单元22；
37.所述电压幅值调整单元21的第一输入端与所述第一输出端连接，所述电压幅值调整单元21的第二输入端与所述第二输出端连接，所述电压幅值调整单元21的输出端与所述处理单元22连接。
38.具体地，在实际应用中，电压幅值调整单元21一般为电压缩小电路，在配电网3发生局部放电时，耦合阻抗两端的电压幅度较大，如果不进行降压处理，幅值过大的电压容易
烧坏处理模块2，因此，处理模块2主要包括电压幅值调整单元21和处理单元22，先利用电压幅值调整单元21对获取的耦合阻抗的电压进行降压处理，再将降压后的电压信号传输给处理单元22，实现对配电网3局部放电的实时监测，进而实现对配电网3的绝缘状态的实时监测。
39.参见图3所示，作为上述方案的改进，所述处理单元22包括电压采样子单元221、模数变换器222和处理器223；
40.所述电压采样子单元221的输入端与所述电压幅值调整单元21的输出端连接，所述电压采样子单元221的输出端与所述模数变换器222的输入端连接，所述模数变换器222的输出端与所述处理器223连接。
41.具体地，处理单元22主要包括电压采样子单元221、模数变换器222和处理器223；电压幅值调整单元21的输出端将降压后的电压信号传输给电压采样子单元221，电压采样子单元221进行采样，得到离散模拟电压信号，模数变换器222对离散模拟电压信号进行模数转换，得到数字信号，再将数字信号传输给处理器223，实现对配电网3局部放电的实时监测，进而实现对配电网3绝缘状态的实时监测。
42.作为方案的改进，所述处理器223具体为微控制单元。具体地，处理器223为微控制单元(microcontroller unit，mcu)，微控制单元对模数变换器222输出的数字信号进行处理，从而实现配电网3局部放电监测。
43.作为上述方案的改进，所述装置还包括显示器(图中未示出)，所述显示器与微控制单元连接。
44.作为上述方案的改进，所述装置还包括led指示灯(图中未示出)，所述led指示灯与微控制单元连接。
45.作为上述方案的改进，所述装置还包括语音播报器(图中未示出)；所述语音播报器与微控制单元连接。
46.具体地，通过设置显示器、led指示灯和语音播报器，以在配电网3发生局部放电进行警告，工作人员可通过显示器的显示结果来判断配电网3的绝缘状态，也可以根据led指示灯的灯光颜色或者灯闪频率来判断配电网3的绝缘状态，也可以通过语音播报器的提示音来判断。
47.综上，本实用新型实施例所提供的一种配电网的绝缘状态监测装置，通过实时监测配电网3是否发生局部放电，从而实现对配电网3的绝缘状态的实时监测。
48.以上所述仅是本实用新型的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。