一种不接地系统对地绝缘的监测装置及方法与流程

一种不接地系统对地绝缘的监测装置及方法与流程

在不接地系统中，电气设备与地之间并不直接连接，因此系统的绝缘状态对设备的安全性和可靠性至关重要，必须通过监测绝缘状态来及时发现潜在的绝缘故障。本文介绍了一种创新的不接地系统对地绝缘监测装置及方法，通过电压测量工具和投切开关的配合使用，实现了快速、准确的绝缘电阻监测。

背景技术

1. 在不接地系统中，电气设备与地之间并不直接连接，因此系统的绝缘状态对设备的安全性和可靠性至关重要，必须通过监测绝缘状态来及时发现潜在的绝缘故障。绝缘监测是确保电气系统正常运行的重要措施，特别是在工业和医疗等对电气安全要求较高的环境中。

2. 随着设备老化、环境变化及外部影响，绝缘性能可能逐渐下降，导致漏电、短路等故障。传统的绝缘电阻测量方法通常采用高压测试，采用一个电压测量工具，测试过程中，电压的读数不稳定，人为因素导致测试结果偏差的可能性很大。现有基于电桥原理的绝缘电阻测量方法均需考虑电压测量工具的内阻的影响，电压测量电路的内阻和被测系统分布电容（尤其是Y电容）影响测试速度和测量精度。

技术实现思路

1. 本说明书一个或多个实施例提供了一种不接地系统对地绝缘的监测装置，包括电压测量工具和投切开关，以电压测量工具的内阻作为并接电阻，通过切换投切开关，分别测量直流电源正负极之间的电压、直流电源正极对地电压和直流电源负极对地电压，基于测得的三个电压值，代入已知的电压测量工具的内阻，计算系统对地绝缘电阻。

2. 进一步地，当仅使用一个电压测量工具时，可通过切换投切开关的方式实现对三个电压的自动测试，此时所述投切开关至少为四个。

3. 进一步地，测量对地电压时，所述电压测量工具的内阻与被测电极的对地电容形成RC等效电路，对地电容对于同一被测对象为定值。

4. 进一步地，所述电压测量工具包括内阻、模数转换器ADC和单片机，其中，所述电压检测装置的内阻为若干个电阻串联或分压器电阻。

5. 进一步地，所述电压测量工具还包括缓冲放大器。

6. 进一步地，所述电压测量工具的内阻的值为典型值1MΩ、10MΩ或其它设定值。

7. 本说明书一个或多个实施例提供了一种不接地系统对地绝缘的监测方法，包括：以电压测量工具的内阻作为并接电阻，分别测量直流电源正负极之间的电压、直流电源正极对地电压和直流电源负极对地电压，基于测得的三个电压值，代入已知的电压测量工具的内阻，计算系统对地绝缘电阻。

8. 进一步地，基于测量的直流电源正负极对地电压、直流电源正极对地电压和直流电源负极对地电压，计算绝缘电阻具体方法为：

9. 绝缘电阻RI取R1和R2中较小的值，若U1>U2，绝缘电阻计算方法如下：

10. 若U1<U2，绝缘电阻计算方法如下：

11. 其中，RI为绝缘电阻；R1为直流电源正极对地等效绝缘电阻；R2为直流电源负极对地等效绝缘电阻；U0是直流电源正负极之间的电压，U1为直流电源正极对地电压；U2为直流电源负极对地电压；R0是电压测量工具内阻；U0，U1，U2取绝对值。

12. 进一步地，所述电压测量工具为常规万用表。

13. 采用本发明实施例，将电压测量工具的内阻视作并联电阻，在影响电桥平衡的同时，实现了电压测量；最小系统为以内阻已知的电压测量工具；最少仅需增加4个快速投切开关，即可进行快速测试，单次测试仅需几个毫秒，即可用于直流系统，亦可用于交流系统；可根据绝缘监测结果调整电压测量工具的内阻，能够避免影响系统绝缘监测结果，同时实现快速检测。

14. 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征

1. 一种不接地系统对地绝缘的监测装置，其特征在于，包括电压测量工具和投切开关，以电压测量工具的内阻作为并接电阻，通过切换投切开关，分别测量直流电源正负极之间的电压、直流电源正极对地电压和直流电源负极对地电压，基于测得的三个电压值，代入已知的电压测量工具的内阻，计算系统对地绝缘电阻。

2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当仅使用一个电压测量工具时，通过切换投切开关的方式实现对三个电压的自动测试，此时所述投切开关至少为四个。

3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，测量对地电压时，所述电压测量工具的内阻与被测电极的对地电容形成RC等效电路，对地电容对于同一被测对象为定值。

4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压测量工具包括内阻、模数转换器ADC和单片机，其中，所述电压测量工具的内阻为若干个电阻串联或分压器电阻。

5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压测量工具还包括缓冲放大器。

6. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压测量工具的内阻的值为典型值1MΩ、10MΩ或其它设定值。

7. 一种不接地系统对地绝缘的监测方法，其特征在于，包括：以电压测量工具的内阻作为并接电阻，分别测量直流电源正负极之间的电压、直流电源正极对地电压和直流电源负极对地电压，基于测得的三个电压值，代入已知的电压测量工具的内阻，计算系统对地绝缘电阻。

8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当仅使用一个电压测量工具时，通过切换投切开关的方式实现对三个电压的自动测试，此时所述投切开关至少为四个。

9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于测量的直流电源正负极对地电压、直流电源正极对地电压和直流电源负极对地电压，计算绝缘电阻具体方法为：

10. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电压测量工具为常规万用表。

技术总结

本说明书实施例提供了一种不接地系统对地绝缘的监测装置及方法，装置包括电压测量工具和投切开关，以电压测量工具的内阻作为并接电阻，通过测量直流电源正负极之间的电压、直流电源正极对地电压和直流电源负极对地电压，基于测得的三个电压值，代入已知的电压测量工具的内阻，计算系统对地绝缘电阻，监测不接地系统是否对地绝缘。

技术研发人员：周晓阳,陈浪,王诺通,刘宇
受保护的技术使用者：北京博电新力电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13