专利名称：直流电源接地报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种直流电源试验装置，尤其是一种直流电源接 地报警装置。
背景技术：
目前，对于500kV、 220kV扩建变电所在工程调试中，为了确保电 网的安全可靠进行，在元件调试及整组传动时往往使用临时的直流电 源，临时的直流电源不能检测接地故障，虽然在传动前要进行绝缘试 验，但绝缘试验只是个静态过程，即所有装置的接点是一个状态，绝 缘试验不能保证所有回路和接点在不同状态绝缘是良好的，而在传动 过程中就能反应出所有状态。存在的缺点不能检测直流电源的接地 故障。 发明内容
为了克服的现有的直流电源不能检测接地故障的不足，本实用新 型提供一种能够检测接地故障的直流电源接地报警装置。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种直流电源接地报警装置，置包括负极电位下拉电路、直流检 出电路、交流检出电路、第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第 三光电耦合电路、报警器和用于根据各个光电耦合电路的电位变化信 号判定不同的接地故障并向报警器输出报警信号的报警处理器，所述 负极电位下拉电路连接直流电源的负极，所述负极电位下拉电路的输 出连接直流检出电路，所述直流检出电路连接第一光电耦合电路和第二光电耦合电路，所述直流检出电路同时与所述交流检出电路连接， 所述交流检测电路与所述第三耦合电路连接，所述第一光电耦合电路、 第二光电耦合电路和第三耦合电路分别与所述报警处理器的三个输入 端连接，所述报警处理器的输出端连接报警器。
进一步，所述负极电位下拉电路包括第一电阻R1、第二电阻R2 和负电源-VCC，所述直流电源的负极与所述第一电阻R1连接，所述 第一电阻R1与第二电阻R2串联，所述第二电阻R2连接负电源-VCC; 所述直流检出电路包括第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2，所 述第一电容C1和第二电容C2串联形成的支路与第三电阻R3并联， 所述第一电阻Rl与第二电阻R2之间的中间节点与所述第三电阻R3 和第一电容Cl之间的连接节点连接，所述第二电阻R2与第一电容 Cl和第二电容C2之间的中间节点连接；所述第三电阻R3和第二电 容C2之间的连接节点与第一光电耦合电路的输入正极连接，所述第 一光电耦合电路的输入负极连接负电源。
更进一步，所述第三电阻R3和第二电容C2之间的连接节点与第 二光电耦合电路的输入正极连接，所述第二光电耦合电路的输入负极 连接负电源。
再进一步，所述的交流检出电路包括第三电容C3、变压器T1、 整流电路IC5、第四电阻R4、第五电阻R5和第四电容C4;所述第一 电阻R1与第二电阻R2之间的中间节点与第三电容C3连接，所述第 三电容C3与变压器Tl的原边连接，所述变压器Tl的副边与整流电 路IC5的输入端连接，所述整理电路IC5的输出端的正极连接第四电 阻R4，所述第四电阻R4与第六电阻R6串联，所述整理电路IC5的输出端的负极与第四二极管D4连接，在所述第四电阻R4与第六电阻
R6之间的中间节点通过第五电阻R5与所述整理电路IC5的输出端的 负极连接，所述第四电容C4与所述第五电阻R5并联，所述第六电阻
R6和第四电容D4与所述第三光电耦合电路的输出端连接。
本实用新型的有益效果主要表现在能够检测接地故障，即检测 负极接地、整机接地以及交流串入直流故障。

图1是直流电源接地报警装置的控制原理图； 图2是接地报警电路的电路图。 图3是报警处理器的流程图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一歩描述。
参照图l一图3， 一种直流电源接地报警装置，置包括负极电位下 拉电路、直流检出电路、交流检出电路、第一光电耦合电路IC1、第 二光电耦合电IC2、第三光电耦合电路IC3、报警器和用于根据各个光 电耦合电路的电位变化信号判定不同的接地故障并向报警器输出报警 信号的报警处理器IC4，所述负极电位下拉电路连接直流电源的负极， 所述负极电位下拉电路的输出连接直流检出电路，所述直流检出电路 连接第一光电耦合电路和第二光电耦合电路，所述直流检出电路同时 与所述交流检出电路连接，所述交流检测电路与所述第三耦合电路连 接，所述第一光电耦合电路、第二光电耦合电路和第三耦合电路分别 与所述报警处理器的三个输入端连接，所述报警处理器IC4的输出端 连接报警器。所述负极电位下拉电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和负电源 -VCC，所述直流电源的负极与所述第一电阻R1连接，所述第一电阻 R1与第二电阻R2串联，所述第二电阻R2连接负电源-VCC;所述直 流检出电路包括第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2，所述第一 电容Cl和第二电容C2串联形成的支路与第三电阻R3并联，所述第 一电阻R1与第二电阻R2之间的中间节点与所述第三电阻R3和第一 电容C1之间的连接节点连接，所述第二电阻R2与第一电容C1和第 二电容C2之间的中间节点连接；所述第三电阻R3和第二电容C2之 间的连接节点与第一光电耦合电路的输入正极连接，所述第一光电耦 合电路的输入负极连接负电源。
所述第三电阻R3和第二电容C2之间的连接节点与第二光电耦合
电路的输入正极连接，所述第二光电耦合电路的输入负极连接负电源。
所述的交流检出电路包括第三电容C3、变压器Tl、整流电路IC5、
第四电阻R4、第五电阻R5和第四电容C4;所述第一电阻R1与第二
电阻R2之间的中间节点与第三电容C3连接，所述第三电容C3与变
压器T1的原边连接，所述变压器T1的副边与整流电路IC5的输入端
连接，所述整理电路IC5的输出端的正极连接第四电阻R4，所述第四
电阻R4与第六电阻R6串联，所述整理电路IC5的输出端的负极与第
四二极管D4连接，在所述第四电阻R4与第六电阻R6之间的中间节
点通过第五电阻R5与所述整理电路IC5的输出端的负极连接，所述
第四电容C4与所述第五电阻R5并联，所述第六龟阻R6和第四电容
D4与所述第三光电耦合电路的输出端连接。
本实施例的图1中，AC/DC:被监测的主功率电源，有88V、 110V、176V和220V， OUT为输出端；DC:监测部分工作电源；IC4:单片机， 负责检测及记录处理数据；LED:显示输出，显示状态；Warn:告警输 出。
图2中的各元件功能说明Rl、 R2组成负极电位下拉电阻；R3、 Cl、 C2组成直流检出支路；C3、 Tl、 IC5、 R4、 R5、 C4组成交流检出 支路；IC1、 IC2、 IC3为光电隔离耦合电路，完成信号到单片机的隔 离耦合；IC4为8位单片机，完成信号检测及分析记录，并控制告警 及显示部分协调工作；Warn为声光告警输出；LED负责显示状态，次 数，时间等信息；AC/DC为主功率电源。
本实施例的工作过程为LED数码管在正常时显示0000，记录 接地故障的次数R2电阻压降大于检测值记录；每次故障发生时的报 警，并显示当前故障类型及启动时间(直到恢复)；到达累计次数时连 续报警。
由负极判断运行状态，在正常工作状态下，负极电位为-Vcc。检 测电路无输出，IC1、 IC2、 IC3输出三极管截止，均处于高电位，单 片机处于等待状态。
负极接地状态负极电位由原来的-5V上升为0V。该电压经过Rl、 R3、 D2送至IC1， IC1输出三极管导通，送出低电位至单片机的第一 路I/O端口，单片机根据该信号累计负接地计数并记录开机到故障时 间。D3处于截止状态，IC2保持高电位输出，直流电压无法通过C3， 交流检测电路未检测到交流信号使IC3也保持高电位输出。
正极接地状态负极电位=-Vcc+Vdc。该电压经过Rl、 R3、 D3 送至IC2， IC2送出低电位至单片机的第二路I/0端口，单片机根据该 信号累计正接地计数并记录开机到故障时间。D2处于截止状态，IC1
8保持高电位输出，直流电压无法通过C3，交流检测电路未检测到交流 信号使IC3也保持高电位输出。
交流串入直流系统负极的交流分量被耦合整流电路检出。该电
压经过R1、 C3送至T1耦合到IC5，经IC5整流后由R4、 R5分压、C4 滤波、R6限流D4击穿，使IC3处于导通状态，送出低电位至单片机 的第三路I/O端口 ，单片机根据该信号累计交流串入直流系统计数并 记录开机到故障时间。而该交流信号经R1、 R3后、被C2滤除，所以 直流部分无信号，D2、 D3均处于截止状态，IC1、 IC2均保持高电位输 出。
显示方式四位数码管，正常显示0000，故障后轮显。正接地l-Ol 启动时间轮显00:01;负接地2-01 启动时间轮显00:01;交流串入 3-01启动时间轮显00:01;按复位键后所有数据清零显示0000。
权利要求1、一种直流电源接地报警装置，其特征在于所述直流电源接地报警装置包括负极电位下拉电路、直流检出电路、交流检出电路、第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、报警器和用于根据各个光电耦合电路的电位变化信号判定不同的接地故障并向报警器输出报警信号的报警处理器，所述负极电位下拉电路连接直流电源的负极，所述负极电位下拉电路的输出连接直流检出电路，所述直流检出电路连接第一光电耦合电路和第二光电耦合电路，所述直流检出电路同时与所述交流检出电路连接，所述交流检测电路与所述第三耦合电路连接，所述第一光电耦合电路、第二光电耦合电路和第三耦合电路分别与所述报警处理器的三个输入端连接，所述报警处理器的输出端连接报警器。
2、 如权利要求l所述的直流电源接地报警装置，其特征在于所述负极电位下拉电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和负电源(-VCC)， 所述直流电源的负极与所述第一电阻(Rl)连接，所述第一电阻(Rl) 与第二电阻(R2)串联，所述第二电阻(R2)连接负电源(-VCC); 所述直流检出电路包括第三电阻(R3)、第一电容(Cl)和第二电容 (C2),所述第一电容(Cl)和第二电容(C2)串联形成的支路与第 三电阻(R3)并联，所述第一电阻(Rl)与第二电阻(R2)之间的中 间节点与所述第三电阻(R3)和第一电容(Cl)之间的连接节点连接， 所述第二电阻(R2)与第一电容(Cl)和第二电容(C2)之间的中间节点连接；所述第三电阻(R3)和第二电容(C2)之间的连接节点与第一光电耦合电路的输入正极连接，所述第一光电耦合电路的输入负极连接负电 源。
3、 如权利要求2所述的直流电源接地报警装置，其特征在于所述第 三电阻(R3)和第二电容(C2)之间的连接节点与第二光电耦合电路 的输入正极连接，所述第二光电耦合电路的输入负极连接负电源。
4、 如权利要求2或3所述的直流电源接地报警装置，其特征在于所 述的交流检出电路包括第三电容(C3)、变压器(Tl )、整流电路(IC5)、 第四电阻(R4)、第五电阻(R5)和第四电容(C4);所述第一电阻(Rl) 与第二电阻(R2)之间的中间节点与第三电容(C3)连接，所述第三 电容(C3)与变压器(Tl)的原边连接，所述变压器(Tl)的副边与 整流电路(IC5)的输入端连接，所述整理电路(IC5)的输出端的正 极连接第四电阻(R4)，所述第四电阻(R4)与第六电阻(R6)串联， 所述整理电路(IC5)的输出端的负极与第四二极管(D4)连接，在 所述第四电阻(R4)与第六电阻(R6)之间的中间节点通过第五电阻(R5)与所述整理电路(IC5)的输出端的负极连接，所述第四电容 (C4)与所述第五电阻(R5)并联，所述第六电阻(R6)和第四电容 (D4)与所述第三光电耦合电路的输出端连接。
专利摘要一种直流电源接地报警装置，包括负极电位下拉电路、直流检出电路、交流检出电路、第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、报警器和用于根据各个光电耦合电路的电位变化信号判定不同的接地故障并向报警器输出报警信号的报警处理器，负极电位下拉电路连接直流电源的负极，负极电位下拉电路的输出连接直流检出电路，直流检出电路连接第一光电耦合电路和第二光电耦合电路，直流检出电路同时与交流检出电路连接，交流检测电路与第三耦合电路连接，第一光电耦合电路、第二光电耦合电路和第三耦合电路分别与报警处理器的三个输入端连接，报警处理器的输出端连接报警器。本实用新型能够检测接地故障。
文档编号G01R31/02GK201359629SQ20082017063
公开日2009年12月9日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者单金华, 占刚强, 吕旭东, 吴建豪, 张继明, 汪卫东, 蒋乐飞, 谭小兵, 海 郑 申请人:浙江省送变电工程公司