一种配电柜绝缘故障预警装置的制作方法

本发明涉及配电柜技术领域，特别是涉及一种配电柜绝缘故障预警装置。

背景技术：

配电柜绝缘应满足配电柜额定电压下长期运行并应瞬时耐受几倍于额定电压要求，若绝缘强度存在缺陷，往往发生配电柜短路故障，进而导致配电网事故的情况发生，能够了解配电柜的绝缘强度健康状态，实现对配电柜绝缘故障进行精确预测、及时报警，减少绝缘故障发生、不必要的停电试验和检修，做到应修则修，提高了电力系统可靠性和经济性是必要的。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种配电柜绝缘故障预警装置，能实现对配电柜绝缘故障进行精确预测、及时报警。

其解决的技术方案是，包括峰值获取电路、过阈值触发导通电路、瞬时判别电路、降压输出电路，其特征在于，所述峰值获取电路接收配电柜绝缘强度信号，在与非门为核心构成的可变采样时钟控制下，运算放大器ar1、运算放大器ar2为核心组成的峰值检测电路提取配电柜绝缘强度信号的峰值，峰值信号一路进入过阈值触发导通电路，通过稳压管z1、三极管q1、电阻r5组成的高压触发电路的通断判断绝缘强度信号是否超过阈值，超过阈值时进而触发晶闸管vtl1导通，之后经电容c1充电、双向二极管sd1导通、三极管q6导通，另一路进入瞬时判别电路，通过忆阻器rm1将峰值信号的变化转换为阻值，瞬时高电压时，触发三极管q7导通，经二极管d6转化为均值绝缘强度信号，加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出很小的电压，二极管d4截止，无输出信号驱动报警器，非瞬时高电压时，触发三极管q2导通，绝缘强度信号经导通的三极管q2、再经三极管q3、q4、q5组成的延时电路延时后，加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出高电压，二极管d4导通，输出信号驱动报警器绝缘故障预警。

本发明的有益效果是：1，配电柜绝缘强度信号在与非门为核心构成的可变采样时钟控制下，峰值检测电路进行预先设定的采样时钟频率或2倍频采样时钟频率的提取配电柜绝缘强度信号的峰值，增加配电柜绝缘强度峰值信号获取的频率，提高数据的准确性；

2，当配电柜的绝缘强度信号超过阈值时，触发晶闸管vtl1导通，绝缘强度信号使变压器t1的初级线圈一端到地延时接通，通过忆阻器rm1将前后峰值信号的变化转换为阻值，瞬时高电压，触发三极管q7导通，绝缘强度信号的峰值经二极管d6转化为均值绝缘强度信号，加到降压输出电路的变压器t1的初级另一端，非瞬时高电压时，触发三极管q2持续导通，绝缘强度信号经延时电路延时后加到降压输出电路的变压器t1的初级另一端，避免出现预警错误的可能性，提高了对配电柜绝缘故障进行预测的精确性，在变压器t1的次级感应出高电压时，二极管d4导通，输出信号驱动报警器绝缘故障预警，变压器t1驱动报警电路结构，能实现及时报警。

附图说明

图1为本发明的峰值获取电路原理图。

图2为本发明的过阈值触发导通电路原理图。

图3为本发明的瞬时判别电路原理图。

图4为本发明的降压输出电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图4对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种配电柜绝缘故障预警装置，包括峰值获取电路、过阈值触发导通电路、瞬时判别电路、降压输出电路，所述峰值获取电路接收配电柜绝缘强度信号，在与非门为核心构成的可变采样时钟控制下（可变采样时钟在继电器k1的常开触点k1-1闭合、常闭触点k1-2断开时，预先设定的采样时钟经二倍频倍频后控制开关k2的接通断开的频率），运算放大器ar1、运算放大器ar2为核心组成的峰值检测电路提取配电柜绝缘强度信号的峰值，峰值信号一路进入过阈值触发导通电路，通过稳压管z1、三极管q1、电阻r5组成的高压触发电路的通断判断绝缘强度信号的峰值是否超过阈值，当配电柜的绝缘强度信号超过阈值时，稳压管z1击穿、三极管q1导通，+12v一路加到继电器k1线圈的一端和二极管d3的负极，由于继电器k1线圈的另一端和二极管d3的正极连接地，构成电流流通的回路，此时继电器k1线圈得电，另一路进而触发晶闸管vtl1导通，绝缘强度信号经电容c3充电，电容c3上的电压逐渐升高，升至双向二极管sd1的触发电压时，双向二极管sd1导通，进而三极管q6饱和导通，使变压器t1的初级线圈一端连接地，也即实现延时接通变压器t1的初级线圈一端到地，避免瞬时判别电路判别错误，变压器t1的初级线圈误加高电压，出现预警错误的可能性，另一路进入瞬时判别电路，通过忆阻器rm1将峰值信号的变化转换为阻值，瞬时高电压时，触发三极管q7导通，经二极管d6转化为均值绝缘强度信号，加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出很小的电压，二极管d4截止，无输出信号驱动报警器，非瞬时高电压时，触发三极管q2导通，绝缘强度信号经导通的三极管q2、再经三极管q3、q4、q5组成的延时电路延时后，加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出高电压，二极管d4导通，输出信号驱动报警器绝缘故障预警，提高了对配电柜绝缘故障进行预测的精确性，变压器t1驱动报警电路结构，能实现及时报警。

本发明是实例中，如图1所示，所述峰值获取电路接收配电柜绝缘强度信号（可由一种配电柜绝缘强度在线检测装置检测的配电柜绝缘强度，传输过来再经解调后得出）在与非门为核心构成的可变采样时钟（可变采样时钟在继电器k1的常开触点k1-1闭合、常闭触点k1-2断开时，预先设定的采样时钟经二倍频倍频后控制开关k2的接通断开的频率，采样时钟二倍频具体由型号为cd4011的与非门u2和u3、电阻r4和r20、电容c2和c6组成的脉冲倍频器对预先设定的采样时钟倍频提供，其中与非门u2为反相器，对输入脉冲的下降沿反相，使电路在输入脉冲的上升沿和下降沿的作用下各输出一个脉冲，实现电路二倍颇）控制下，运算放大器ar1、运算放大器ar2、电阻r1-电阻r3、二极管d1、二极管d2、电容c1组成的峰值检测电路提取配电柜绝缘强度信号的峰值，峰值信号一路进入过阈值触发导通电路，另一路进入瞬时判别电路，包括电阻r1、继电器k1常开触点k1-1、继电器k1常闭触点k1-2，电阻r1的一端连接绝缘强度信号，电阻r1的另一端分别连接运算放大器ar1的反相输入端、电阻r3的一端、二极管d1的负极，运算放大器ar1的同相输入端通过电阻r2连接地，运算放大器ar1的输出端分别连接二极管d1的正极、二极管d2的正极，二极管d2的负极连接开关k2的左端，开关k2的右端分别连接接地电容c1的一端、运算放大器ar2的同相输入端，运算放大器ar2的反相输入端和输出端、电阻r3的另一端为峰值电路输出信号，继电器k1常开触点k1-1的左端、继电器k1常闭触点k1-2的左端连接采样时钟信号，继电器k1常开触点k1-1的右端连接与非门u2的引脚1和引脚2、电容c2的一端，电容c2的另一端分别连接电阻r4的一端、与非门u3的引脚1，与非门u2的引脚3连接电容c6的一端，电容c6的另一端分别连接电阻r20的一端、与非门u3的引脚2，与非门u3的引脚3和继电器k1常闭触点k1-2的右端连接开关k2的控制端，电阻r4的另一端、电阻r20的另一端连接电源+5v。

本发明是实例中，如图2所示，所述过阈值触发导通电路用于通过稳压管z1、三极管q1、电阻r5组成的高压触发电路的通断判断绝缘强度信号的峰值是否超过阈值，当配电柜的绝缘强度信号超过阈值时（也即配电柜工作，绝缘性越差时），稳压管z1击穿、三极管q1导通，+12v一路加到继电器k1线圈的一端和二极管d3的负极，由于继电器k1线圈的另一端和二极管d3的正极连接地，构成电流流通的回路，此时继电器k1线圈得电，继电器k1的常开触点k1-1闭合、常闭触点k1-2断开时，使预先设定的采样时钟经二倍频倍频后控制开关k2的接通、断开的频率，增加配电柜绝缘强度峰值信号获取的频率，提高数据的准确性，另一路进而触发晶闸管vtl1导通，绝缘强度信号经电容c3充电，电容c3上的电压逐渐升高，升至双向二极管sd1的触发电压时，双向二极管sd1导通，进而三极管q6饱和导通，使变压器t1的初级线圈一端连接地，也即实现延时接通变压器t1的初级线圈一端到地，避免瞬时判别电路判别错误，变压器t1的初级线圈误加高电压，出现预警错误的可能性，包括稳压管z1、晶闸管vtl1，稳压管z1的负极、晶闸管vtl1的阳极连接峰值获取电路输出信号，稳压管z1的正极分别连接三极管q1的基极、接地电阻r5的一端，三极管q1的集电极连接电源+12v，三极管q1的发射极分别连接晶闸管vtl1的控制极、继电器k1线圈的左端、二极管d3的负极，继电器k1线圈的右端、二极管d3的正极连接地，晶闸管vtl1的阴极分别连接电阻r11的一端、接地电容c3的一端，电阻r11的另一端分别连接接地电容c4的一端、双向二极管sd1的左端，双向二极管sd1的右端连接三极管q6的基极，三极管q6的集电极、二极管d5的负极为过阈值触发导通电路输出信号，二极管d5的正极连接地，三极管q6的发射极通过电阻r10连接地。

本发明是实例中，如图3所示，所述瞬时判别电路通过忆阻器rm1将峰值信号的变化转换为阻值，瞬时高电压（绝缘强度信号的峰值是瞬时超过阈值时，低于1min），三极管q2导通短暂，而由于通过电阻r7向电解电容e1的充电，充电时间短、充电电压无法使后级电路工作，之后低电压触发三极管q7导通，绝缘强度信号的峰值经二极管d6转化为均值绝缘强度信号，加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出很小的电压，二极管d4截止，无输出信号驱动报警器，非瞬时高电压时，触发三极管q2持续导通，绝缘强度信号经导通的三极管q2，通过电阻r7向电解电容e1的充电，充电时间长、充电电压使三极管q3、q4、q5组成的延时电路延时后加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出高电压，二极管d4导通，输出信号驱动报警器绝缘故障预警，包括忆阻器rm1，忆阻器rm1的控制端连接峰值获取电路输出信号，忆阻器rm1的左端连接地，忆阻器rm1的右端分别连接三极管q2的基极、三极管q7的基极、电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接电源+12v，三极管q2的发射极、三极管q7的发射极连接晶闸管vtl1的阴极，三极管q2的集电极分别连接电阻r7的一端、电阻r8的一端、三极管q3的发射极，电阻r7的另一端分别连接电解电容e1的正极、三极管q4的集电极，三极管q4的基极连接三极管q5的基极，电解电容e1的负极、三极管q4的发射极、三极管q5的发射极连接地，三极管q5的集电极连接电阻r9的一端，电阻r9的另一端分别连接电阻r8的另一端、三极管q3的基极，三极管q7的集电极连接二极管d6的正极，二极管d6的负极连接电阻r10的一端，电阻r10的另一端、三极管q3的集电极为瞬时判别电路输出信号。

本发明是实例中，如图4所示，所述降压输出电路通过降压变压器降压，将变压器t1的次级绝缘预测结果也即高、低电压，在变压器t1的次级感应出降压后的很小的电压或高电压，高电压时，也即绝缘预测为故障时，二极管d4导通，输出信号驱动报警器绝缘故障预警，变压器t1驱动报警电路结构，能实现及时报警，电压驱动报警器报警，可为简单的pnp三极管驱动蜂鸣器的发声报警，此为现有技术，在此不再详述，包括变压器t1，变压器t1的初级线圈一端连接过阈值触发导通电路输出信号，变压器t1的初级线圈另一端连接瞬时判别电路输出信号，变压器t1的次级线圈一端连接二极管d4的正极，二极管d4的负极和变压器t1的次级线圈另一端输出信号驱动报警器进行绝缘故障预警。

本发明具体使用时，所述峰值获取电路接收配电柜绝缘强度信号在与非门为核心构成的可变采样时钟控制下，运算放大器ar1、运算放大器ar2、电阻r1-电阻r3、二极管d1、二极管d2、电容c1组成的峰值检测电路进行预先设定的采样时钟频率或2倍频采样时钟频率的提取配电柜绝缘强度信号的峰值，峰值信号一路进入过阈值触发导通电路，通过高压触发电路的通断判断绝缘强度信号的峰值是否超过阈值，当配电柜的绝缘强度信号超过阈值时，稳压管z1击穿、三极管q1导通，+12v一路使继电器k1线圈得电，继电器k1的常开触点k1-1闭合、常闭触点k1-2断开时，控制可变采样时钟从预先设定的采样时钟频率进行2倍频采样时钟频率切换，增加配电柜绝缘强度峰值信号获取的频率，提高数据的准确性，+12v另一路进而触发晶闸管vtl1导通，绝缘强度信号经电容c3充电，电容c3上的电压逐渐升高，升至双向二极管sd1的触发电压时，双向二极管sd1导通，进而三极管q6饱和导通，使变压器t1的初级线圈一端连接地，也即实现延时接通变压器t1的初级线圈一端到地，避免瞬时判别电路判别错误，变压器t1的初级线圈误加高电压，出现预警错误的可能性，峰值信号另一路进入瞬时判别电路，通过忆阻器rm1将峰值信号的变化转换为阻值，瞬时高电压，三极管q2导通短暂，而由于通过电阻r7向电解电容e1的充电，充电时间短、充电电压无法使后级电路工作，之后低电压触发三极管q7导通，绝缘强度信号的峰值经二极管d6转化为均值绝缘强度信号，加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出很小的电压，二极管d4截止，无输出信号驱动报警器，非瞬时高电压时，触发三极管q2持续导通，绝缘强度信号经导通的三极管q2，通过电阻r7向电解电容e1的充电，充电时间长、充电电压使三极管q3、q4、q5组成的延时电路延时后加到降压输出电路的变压器t1的初级，在变压器t1的次级感应出高电压，二极管d4导通，输出信号驱动报警器绝缘故障预警，避免了出现预警错误的可能性，提高了对配电柜绝缘故障进行预测的精确性，变压器t1驱动报警电路结构，能实现及时报警。