本发明专利技术请求保护一种240V直流供电系统绝缘监测装置的运算算法，装置包括微处理器、非平衡桥测量电路、漏电流测量电路、漏电流传感器、辅助电源、人机接口、存储单元和通信接口。运算算法包括步骤：(1)计算母线电压Ub；(2)计算非平衡桥下负母线对大地电压Um；(3)构建非平衡桥电阻与电压之间的关系公式；(4)计算正负母线对大地的绝缘电阻。本发明专利技术方法实现原理简单、可靠、精度高，易于工程实现。综合运用非平衡电桥和支路漏电流检测方法进行现场绝缘检测和故障检测，具有测量精度高、现场操作方便、人机界面良好、故障检查便捷，在数据机房用240V直流供电系统的安装调试、性能检测、故障查找和运行监测等方面满足应用要求。查找和运行监测等方面满足应用要求。查找和运行监测等方面满足应用要求。
【技术实现步骤摘要】
一种240V直流供电系统绝缘监测装置的运算算法
[0001]本专利技术属于240V直流供电系统的绝缘监测领域，尤其涉及一种对数据机房 用240V直流供电系统进行现场监测、查找绝缘降低位置时使用的数据机房用 240V直流供电系统绝缘监测算法。
技术介绍
[0002]240V直流高压电源具有高效率、高安全性、可在线扩展和并联方便等 优点，数据机房用240V直流供电系统可以在各种机架的供电模式下使用，适 应能力强，在通信网络和IDC数据中心中具有的大规模推广价值。
[0003]240V直流电源系统与
‑
48V直流通信电源系统的明显区别就是直流母线为对 地悬浮系统，而浮地系统的电气绝缘对系统性能的影响非常重要，绝缘往往是 直流电源系统中的薄弱环节，也是引发电源系统故障的首要原因，因此需要实 时监察系统直流母线对地的绝缘状况。
[0004]现有检测直流系统绝缘的方法主要有电桥平衡原理和低频探测原理。根据电 桥平衡原理实现的绝缘监测装置被广泛使用，但它不能检测直流系统正、负极 绝缘同等下降时的情况；绝缘监测装置即使报警，也不能直接得到系统对地的 绝缘电阻大小。用低频探测原理检测接地故障是近几年采用的一种新方法，但 它所能检测的接地电阻受直流系统对地分布电容的制约，而且低频交流信号容 易受外界的干扰，另外注入的低频交流信号增大直流系统的电压纹波系数。可 见，电桥平衡原理和低频探测原理均存在若干难以克服的缺陷。本专利技术从数据 机房用240V直流供电系统的安装调试、性能检测、故障查找和运行监测等需求 出发，采用非平衡电桥和漏电流的综合检测方法，即主回路用不平衡电桥检测 直流系统的绝缘电阻，供电支路检测漏电流，综合判断绝缘降低的故障点。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种240V直流供电系统绝缘 监测装置的运算算法。本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种240V直流供电系统绝缘监测装置的运算算法，所述装置包括微处理器、 非平衡桥测量电路、漏电流测量电路、漏电流传感器、辅助电源、人机接口和 通信接口，所述非平衡电桥测量电路连接于240V直流供电系统的正母线和负 母线，同时连接于大地；最多可有24个漏电流传感器分别卡入24条供电 支路，漏电流传感器输出连接于漏电流测量电路；非平衡桥测量电路和漏 电流测量电路的输出信号送入微处理器，进行240V直流供电系统的母线间 电压、正负母线对地电压、正母线对地绝缘电阻、负母线对地绝缘电阻、 供电支路漏电流等数据；人机接口连接于微处理器，输入装置设置参数， 显示装置计算结果；通信接口连接于运算处理单元，通信接口将装置数据传 送给外部控制器，所述运算算法具体包括以下步骤：
[0007](1)计算母线电压Ub；
[0008](2)计算非平衡桥下负母线对大地电压Um；
[0009](3)构建非平衡桥电阻与电压之间的关系公式；
[0010](4)计算正负母线对大地的绝缘电阻。
[0011]进一步的，所述步骤(1)计算母线电压Ub具体包括：
[0012]断开K1和K2，通过隔离型模数转换单元(100)测量得到电阻R8的电压 Ua1，从而计算得到母线电压Ub，计算公式如下：
[0013][0014]进一步的，所述步骤(2)计算非平衡桥下负母线对大地电压Um，具体包 括：
[0015]控制电子开关K1和K2的闭合与断开，使非平衡桥Hb处于两种不同的非 平衡状态，通过测量负母线与大地之间的R5和R6电阻分压值，可计算出负母 线对大地的电压Um和Um
′
。
[0016]进一步的，所述计算出负母线对大地的电压Um和Um
′
的步骤具体包括：
[0017]闭合K1，断开K2，通过隔离型模数转换单元(100)测量得到电阻R6的 电压Ua2，从而计算得到负母线对大地电压Um，计算公式如下：
[0018][0019]断开K1，闭合K2，重复第二步算法，得到负母线对大地电压Um
′
。
[0020]进一步的，所述步骤(3)构建非平衡桥电阻与电压之间的关系公式，具体 包括：
[0021]控制电子开关K1通、K2断，构建一种非平衡桥结构Hb1，将正负母线对 大地的绝缘电阻等效为非平衡桥的上桥臂和下桥臂的并联电阻RB+和RB
‑
，那 么RB+、R1和(R3+R4)并联形成正母线与大地之间的电阻RM+，RB
‑
和(R5+R6) 并联形成负母线与大地之间的电阻RM
‑
，同时设定正负母线分别对大地的电压 为UM+和UM
‑
，构建非平衡桥结构Hb1的上桥臂和下桥臂的等效电阻与电压之 间的关系：
[0022][0023]同样方法，控制电子开关K1断、K2通，构建另一种非平衡桥结构Hb2， 按以上方法，可得出正母线与大地之间的电阻RM+
′
为RB+和(R3+R4)的并 联电阻，负母线与大地之间的电阻RM
‑′
为RB
‑
、R2和(R5+R6)的并联电阻， 并设定正负母线分别对大地的电压为UM+
′
和UM
‑′
，构建非平衡桥结构Hb2 的上桥臂和下桥臂的等效电阻与电压之间的关系：
[0024][0025]进一步的，所述步骤(4)计算正负母线对大地的绝缘电阻，具体包括：
[0026]在非平衡桥结构中，电阻R1与R2阻值相同，电阻R3与R5阻值相同，电 阻R4与R6阻值相同，并对公式6和公式7进行求解，可得出正负母线分别对 大地的绝缘电阻RB+和RB
‑
：
[0027][0028]计算出240V直流供电系统正负母线对大地的绝缘电阻。
[0029]本专利技术的优点及有益效果如下：
[0030]本专利技术的目的在于提供一种240V直流供电系统绝缘电阻算法和监测装置， 以实现在数据机房用240V直流供电系统的安装调试、性能检测、故障查找和运 行监测等应用场合中，在线检测直流供电系统的绝缘电阻、各供电支路漏电流、 报告系统绝缘情况、找出供电系统的绝缘降低故障点。
[0031]本专利技术的计算原理简单、测量误差小，易于实现；本装置综合运用非平衡 电桥和支路漏电流检测方法进行现场绝缘检测和故障检测，绝缘电阻测量精度 高、现场操作方便、人机界面良好、故障检查便捷，在240V直流供电系统的安 装调试、性能检测、故障查找和运行监测等方面满足应用要求。
[0032]本专利技术中采用双隔离型电子开关，通过电子开关的不同动作方式构建了正 负母线与大地之间的两种不同的不平衡桥，从而得到两种不平衡桥的电阻与电 压之间的关系，并根据两种关系求解出正负母线分别对大地的绝缘电阻。本发 明中算法的创新点是利用不平衡桥原理，将正负母线对大地的绝缘电阻融入到 不平衡桥中，通过上下桥臂的电阻与电压的关系，分别计算正负母线对大地的 绝缘电阻。算法中计算步骤简单、涉及的因数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种240V直流供电系统绝缘监测装置的运算算法，所述装置包括微处理器、非平衡桥测量电路、漏电流测量电路、漏电流传感器、辅助电源、人机接口和通信接口，所述非平衡电桥测量电路连接于240V直流供电系统的正母线和负母线，同时连接于大地；最多可有24个漏电流传感器分别卡入24个供电支路，漏电流传感器输出连接于漏电流测量电路；非平衡桥测量电路和漏电流测量电路的输出信号送入运算处理单元，进行240V直流供电系统的母线间电压、正负母线对地电压、正母线对地绝缘电阻、负母线对地绝缘电阻、供电支路漏电流等数据；人机接口连接于微处理器，输入装置设置参数，显示装置计算结果；通信接口连接于微处理器，通信接口将装置数据传送给外部控制器，其特征在于，所述运算算法具体包括以下步骤：(1)计算母线电压Ub；(2)计算非平衡桥下负母线对大地电压Um；(3)构建非平衡桥电阻与电压之间的关系公式；(4)计算正负母线对大地的绝缘电阻。2.根据权利要求1所述的一种240V直流供电系统绝缘监测装置的运算算法，其特征在于，所述步骤(1)计算母线电压Ub具体包括：断开K1和K2，通过隔离型模数转换单元(100)测量得到电阻R8的电压Ua1，从而计算得到母线电压Ub，计算公式如下：3.根据权利要求2所述的一种240V直流供电系统绝缘监测装置的运算算法，其特征在于，所述步骤(2)计算非平衡桥下负母线对大地电压Um，具体包括：控制电子开关K1和K2的闭合与断开，使非平衡桥Hb处于两种不同的非平衡状态，通过测量负母线与大地之间的R5和R6电阻分压值，可计算出负母线对大地的电压Um和Um
′
。4.根据权利要求3所述的一种240V直流供电系统绝缘监测装置的运算算法，其特征在于，所述计算出负母线对大地的电压Um和Um
′
的步骤具体包括：闭合K1，断开K2，通过隔离型模数转换单元(100)测量得到电阻R6的电压Ua2，从而计算得到负母线对...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳秋，陈占锋，杨民，徐立松，文春露，郭吉强，杜长海，魏丽丽，
申请(专利权)人：重庆市公安局，
类型：发明
国别省市：
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