专利名称：医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能在保证供电连续性的情况下，对医院隔离供电系统中的绝缘故障支路能够实时快速定位的装置，属检测技术领域。
背景技术：
医院的手术室、ICU、CCU病房等场所是特殊用电场合，采用不接地隔离电源系统供电。当电源系统出现对地绝缘故障时，会给使用电子医疗设备的患者的生命造成威胁。因此，医院严格要求对隔离供电系统的对地绝缘进行实时监测，而且当绝缘监测装置检测到隔离供电系统出现绝缘故障后，还必须在保证供电连续性的前提下，迅速查出故障支路，以便及时排除故障。常用的绝缘故障定位装置主要有电桥式绝缘监测装置和便携式绝缘监测装置两大类。电桥式绝缘监测装置只能监测母线总的绝缘水平，要想找到具体故障支路，需依次拉合支流馈线进行甄别，停电范围大，费时费力；便携式绝缘监测装置使用电桥电路发出报警信号，必须依次箝接到每条支流馈线上，才能找出故障支路，操作比较麻烦。目前也出现了一些自动化程度较高的接地故障定位装置，可以实现故障支路的自动定位，但这种装置安装复杂，操作繁琐，且测试电流大于10mA，不符合医疗场所绝缘故障检测的相关规定。总之，现有的绝缘故障定位装置仅适用于发电厂、变电所、工厂等部门、用于检测单相接地故障、直流系统接地故障和中性点接地故障，而不能应用于医院等二类场所。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种适用于医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置。本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的一种医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，由测试电流检测电路、A/D转换芯片、单片机、测试电流生成与调节限流电路和故障支路显示电路组成，所述测试电流检测电路的输出端接A/D转换芯片的输入端，所述A/D转换芯片的输出端接单片机的输入端口，所述测试电流生成与调节限流电路和故障支路显示电路的输入端接单片机的输出端口，各部分电路的构成和连接关系如下所述测试电流检测电路由多个结构相同的检测单元构成，每个检测单元对应隔离供电系统的一个支路，所述检测单元由零序电流互感器和滤波电路组成，零序电流互感器的输出端经滤波电路接A/D转换芯片的模拟信号输入端；所述测试电流生成与调节限流电路由第一电阻、第二电阻、可调电阻Rb与开关K 组成，所述第一电阻和第二电阻分别与隔离电源系统的两个电源线连接，其串接点串接开关K和可调电阻Rb，所述可调电阻的另一端接地。上述医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，所述故障支路显示电路由多个结构相同的显示单元组成，每个显示单元对应隔离供电系统的一个支路，所述显示单元由发光二极管和第十电阻构成，所述发光二极管的阳极接电源正极，阴极经第十电阻接单片机的一个输出端口。上述医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，所述滤波电路由两个二极管、两个电容和四个电阻组成，所述零序电流互感器的两端并接两个反并联连接的二极管，并分别经一个电阻接地；所述零序电流互感器的两输出端分别经由一个电阻和一个电容组成的阻容滤波器电路后接A/D转换芯片的输入端。上述医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，所述开关由第一继电器的常开触点代替；所述可调电阻由三个电阻串联而成，分别称为第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第三电阻的两端并联第二继电器的常开触点，第四电阻的两端分别并联第三继电器的常开触点；三个继电器的控制线圈分别接继电器驱动芯片的三个信号输出端，所述继电器驱动芯片的输入端接单片机的输出端口。本实用新型利用测试电流生成与调节限流电路与故障绝缘电阻构成漏电回路，使故障支路中产生测试电流，利用测试电流检测电路检测隔离供电系统各支路中的零序电流信号，该信号由A/D转换芯片转换成数字信号后送入单片机，单片机根据各支路中的零序电流值对故障进行定位，并通过对测试电流生成与调节限流电路的控制，使测试电流保持在IOmA以下，以确保患者的安全。本实用新型结构简单、安装方便，不仅能在保证供电连续性的前提下，自动、快速地确定故障支路，而且测试电流符合医疗场所绝缘故障检测要求，特别适用于医院隔离供电系统的绝缘故障定位。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的检测原理图；图2是本实用新型的电原理框图；图3是电原理图。图中各标号为B-1 B-6、检测单元；U1、单片机；U2、A/D转换芯片；U3、继电器驱动芯片；CT、零序电流互感器Jl J3、第一继电器 第三继电器；LED、发光二极管；D1、 D2、二极管；Z、负载；Cl、C2、电容；Rb、可变电阻；R0、故障绝缘电阻；Rl R10、第一电阻 第十电阻；Rb、可调电阻；K、开关。
具体实施方式
参看图1，隔离电源系统某支路发生绝缘故障后，可等效为在隔离电源系统的某电源线(图3中为Al)与大地之间接入了一个故障绝缘电阻R0，监测到绝缘故障后，本实用新型的测试电流生成与调节限流电路在隔离电源系统的两个电源线Al、A2和大地之间连接电阻(图1中的R1、R2和Rb)，其中的部分电阻(图1中的R2和Rb)与故障绝缘电阻RO — 起构成漏电回路，产生一个小于ImA的测试电流IL，本装置通过监测该电流所在的支路来定位故障回路。因为故障绝缘电阻RO是不断变化的，测试电流生成与调节限流电路接入的电阻亦应随之自动变化，使测试电流值符合国家相关标准。故障定位系统使用零序电流互感器CT监测各个回路中的电流信号，将对用电支路绝缘故障的检测转变为对支路零序电流的检测。所有安装了零序电流互感器CT的用电回路都在故障定位系统的监测范围内。参看图3，检测单元由二极管D1、D2、电容C1、C2、电阻R6、R7、R8、R9组成，其中Cl 和R8构成RC滤波电路，C2和R9构成RC滤波电路，R6、R7是两个接地电阻，用于平衡零序电流互感器CT两端的电位。二极管Dl、D2反并联连接，用于对零序电流互感器CT的输出信号进行限幅。故障定位系统的单片机Ul可以根据检测到的故障支路中测试电流的大小控制测试电流生成与调节限流电路中Jl、J2、J3的开合，以接入相应的电阻，使测试电流符合国家标准。故障定位系统的测试电流检测电路的零序电流互感器CT输出的感应电流，由滤波电路进行滤波、A/D转换芯片转换成数字信号后传送给单片机Ul，单片机Ul可根据此信号判定该回路是否存在绝缘故障。最后，监测结果由故障支路显示电路的发光二极管进行显示。在图3中，检测单元和显示单元各设置了六路，根据实际需要，还可以设计成12路或更多。在医疗设备和病人床位众多的二类医疗场所中，本实用新型不但可以在保证供电连续性的情况下快速准确定位发生绝缘故障的回路，而且测试方法安全可靠，测试电流符合国标GB16895. M-2005，使工作人员可以迅速排除故障，保证了医护人员和病人的生命安全。图中各集成电路的型号为U1为P89V51RD2 ；U2为ADE7758 ；U3为2SD3。
权利要求1.一种医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，其特征是，它由测试电流检测电路、 A/D转换芯片(U2)、单片机(U1)、测试电流生成与调节限流电路和故障支路显示电路组成， 所述测试电流检测电路的输出端接A/D转换芯片(U2)的输入端，所述A/D转换芯片(U2)的输出端接单片机(Ul)的输入端口，所述测试电流生成与调节限流电路和故障支路显示电路的输入端接单片机(Ul)的输出端口，各部分电路的构成和连接关系如下所述测试电流检测电路由多个结构相同的检测单元构成，每个检测单元对应隔离供电系统的一个支路，所述检测单元由零序电流互感器(CT)和滤波电路组成，零序电流互感器 (CT)的输出端经滤波电路接A/D转换芯片(U2)的模拟信号输入端；所述测试电流生成与调节限流电路由第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、可调电阻(Rb)与开关(K)组成，所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)分别与隔离电源系统的两个电源线连接，其串接点串接开关(K)和可调电阻(Rb)，所述可调电阻的另一端接地。
2.根据权利要求1所述医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，其特征是，所述故障支路显示电路由多个结构相同的显示单元组成，每个显示单元对应隔离供电系统的一个支路，所述显示单元由发光二极管(LED)和第十电阻(RlO)构成，所述发光二极管(LED)的阳极接电源正极，阴极经第十电阻(RlO)接单片机(Ul)的一个输出端口。
3.根据权利要求1或2所述医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，其特征是，所述滤波电路由两个二极管、两个电容和四个电阻组成，所述零序电流互感器(CT)的两端并接两个反并联连接的二极管，并分别经一个电阻接地；所述零序电流互感器(CT)的两输出端分别经由一个电阻和一个电容组成的阻容滤波器电路后接A/D转换芯片(U2)的输入端。
4.根据权利要求3所述医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，其特征是，所述开关(K)由第一继电器(Jl)的常开触点代替；所述可调电阻(Rb)由三个电阻串联而成，分别称为第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第五电阻(R5)；所述第三电阻的两端并联第二继电器 (J2)的常开触点，第四电阻的两端分别并联第三继电器(J3)的常开触点；三个继电器的控制线圈分别接继电器驱动芯片(U3)的三个信号输出端，所述继电器驱动芯片(U3)的输入端接单片机(Ul)的输出端口。
专利摘要一种医院隔离供电系统中的绝缘故障定位装置，用于确定医院隔离供电系统的绝缘故障支路。其技术方案是它由测试电流检测电路、A/D转换芯片、单片机、测试电流生成与调节限流电路和故障支路显示电路组成，所述测试电流检测电路的输出端接A/D转换芯片的输入端，所述A/D转换芯片的输出端接单片机的输入端口，所述测试电流生成与调节限流电路和故障支路显示电路的输入端接单片机的输出端口。本实用新型结构简单、安装方便，不仅能在保证供电连续性的前提下，自动、快速地确定故障支路，而且测试电流符合医疗场所绝缘故障检测要求，特别适用于医院隔离供电系统的绝缘故障定位。
文档编号G01R31/08GK201955425SQ20112002824
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者何平, 刘大永, 张宝金, 谷振虎 申请人:保定天威新域科技发展有限公司, 保定天威集团有限公司