本发明专利技术公开了一种基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置及其使用方法。它包括微控制器模块、与微控制器模块的信号发生模块和信号接收模块，信号发生模块能够持续向监测设备线路与地之间注入方波信号，信号接收模块能够接收连接监测设备线路两项的信号并进行放大滤波处理，微控制器模块还连接有报警单元，微控制器模块能够对接收到的信号进行计算分析得出线路电阻值并发出警报信息。优点是：利用低频方波注入设备线路两相与地之间，并监测连接电路两相的采样电阻电压，使用傅里叶变换处理采样数据计算电路绝缘电阻，判断线路绝缘状态，在线路发生绝缘故障时发出报警，实现了对船舶设备电力系统的绝缘状态进行系统离线监测，提高安全性目的。
【技术实现步骤摘要】
基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置及使用方法
本专利技术涉及一种船舶设备故障诊断技术，具体的说是一种基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置及其使用方法。
技术介绍
如今船舶电网普遍采取中性点不接地(NUS)方式以提高船舶供电安全性，该系统的特点是照明系统与动力系统之间通过变压器联系，无直接连接，系统间只有磁通的联系，彼此的影响较小。当船舶电网的对地电容不大时，即使船舶电网发生单相的接地短路故障，其短路电流仍然较小，电网的三相线电压仍可保持对称。这样系统短时间内无需跳闸断电，从而保证了船舶供电的连续性和可靠性。但此系统不可长时间的一相接地运行，尤其是发电机直接供电的电力系统，在发生单相接地故障时，其相对地电压会直接升高到线电压，最终可能会造成两相短路故障。所以在中性点不接地系统中，一般应装设绝缘监视或接地保护装置，当发生单相接地时能发出信号，使值班人员迅速采取措施，尽快消除故障。同时，随着现代船舶向着大型化、自动化的方向发展，其电力系统需求容量不断增大，电力网络结构越来越复杂和密集，特别是防无线电干扰电容的广泛应用，使得船舶电力系统的对地电容大为增加，从而造成船舶电网相线和船体之间会产生电气联系；并且船舶设备，特别是船舶甲板机械设备所处的环境恶劣，极易受到盐雾、水汽、霉菌等因素影响，造成电力系统绝缘故障的发生；而且电网系统复杂的走线情况使得从设备或电网线路的高阻接地到直接金属接地问题都可能发生，接地电流的幅值变化范围较大。如不及时处理发生的绝缘故障，则极易导致火灾、相间短路、人员触电等更为严重的事故，对船舶及其乘员的生命安全构成极大的威胁。但中性点不接地系统单相短路故障产生的故障接地残流小，故障选线比较困难。现阶段对各线路的绝缘状态进行实时监测多使用手动查询或使用电网在线结缘装置，手动查询方式费事费力，一旦出现船舶绝缘故障，对绝缘故障点的定位(查找)只能依靠人工方式对数百条负载支路逐条断电来实现；而电网在线绝缘监测装置虽然可较为方便的检测出通电状态下电网线路的绝缘状况，但甲板机械一般不长时间运行，非运行状态下不对其系统送电，无法通过在线检测方式发现绝缘故障问题，这时，一旦突然送电可能会出现较大的安全问题。由此可见，对甲板机械电力系统的绝缘状态进行系统离线监测；在其电力系统未送电的情况下就发现发生的绝缘故障并诊断出故障线路，为操作人员保养设备、快速排除故障、保障甲板机械电力系统供电的使用安全性具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够对船舶设备电力系统的绝缘状态进行系统离线监测，从而提高安全性的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置及其使用方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，包括微控制器模块、与微控制器模块的信号发生模块和信号接收模块，信号发生模块能够持续向监测设备线路与地之间注入方波信号，信号接收模块能够接收连接监测设备线路两项的信号并进行放大滤波处理，微控制器模块还连接有报警单元，微控制器模块能够对接收到的信号进行计算分析得出线路电阻值并通过报警单元发出警报信息。所述信号发生模块电路包括光耦开关以及与光耦开关连接的多个三极管，通过所述微控制器模块的控制能够使信号发生模块电路产生2.5Hz的低频方波信号。所述报警单元包括报警指示灯和LCD显示屏。所述微控制器模块与地之间连接有持续监测设备运行状况的自检模块，所述自检模块电路通过两级运算放大电路放大接收信号，所述微控制器模块监测接收信号并判断模块运行情况。所述微控制器模块上还连接有用于报警确认与调整报警值设定值的按键开关。所述微控制器模块上还连接有用于将报警信号传输至上位机设备的通讯模块。所述微控制器模块还连接有电源模块。所述微控制器模块采用STM32F407ZGT6芯片。所述通讯模块采用ADM2587E与ADM3053隔离通讯器件。一种基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置的使用方法，包括以下步骤：A、由电源模块对船舶设备故障诊断装置进行供电，船舶设备故障诊断装置检测电网线路开关闭合状态，当开关断开电网进入离线状态时，离线监测开始运行，当开关闭合，退出离线监测；B、当离线监测运行时信号发生模块持续向被监测设备线路任意两相与地之间注入低频方波信号；C、自检模块接地，持续监测船舶设备故障诊断装置运行状况；D、信号接收模块接收线路两项的信号，并将采集到的信号经放大滤波后传输至微控制器模块；E、微控制器模块通过A/D转换对信号采样分析，通过欧姆定律计算得到当前线路的绝缘电阻值；如果线路发生绝缘故障，信号发生器注入的信号经故障接地处进入信号接收模块，形成闭合回路，接入线路的采样电阻电压上升，线路相线的绝缘电阻值下降，当得到的绝缘电阻值低于设定电阻值时认为装置所在线路发生绝缘故障，报警指示灯报警，LCD显示屏显示故障信息提醒船员检修线路；F、通讯模块使用CAN或485通讯向上位机系统传输报警信息。本专利技术的优点在于：其巧妙地利用低频方波注入设备线路两相与地之间，并监测连接电路两相的采样电阻电压，使用傅里叶变换处理采样数据计算电路绝缘电阻，判断线路绝缘状态，在线路发生绝缘故障时发出报警，实现了对船舶设备电力系统的绝缘状态进行系统离线监测，提高安全性的目的。附图说明图1为本专利技术基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置的原理框图；图2为本专利技术中信号发生模块电路图；图3为本专利技术中自检模块电路图；图4为本专利技术基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置的工作原理图；图5为本专利技术基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置的电路发生绝缘时的等效电路；图6为本专利技术中自检模块的单独Ke接线及自检时的信号走向示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置及其使用方法作进一步详细说明。实施例一：如图所示，本实施例的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，包括STM32微控制器模块、与STM32微控制器模块连接的信号发生模块和信号接收模块，信号发生模块能够持续向监测设备线路与地之间注入方波信号，信号接收模块能够接收连接监测设备线路两项的信号并进行放大滤波处理，STM32微控制器模块还连接有报警单元，STM32微控制器模块控制整个模块系统，能够对接收到的信号进行计算分析得出线路电阻值，当计算得到的绝缘电阻值小于设定值时通过报警单元发出报警信息，当报警单元为报警指示灯和LCD显示屏时，报警指示灯亮、LCD显示屏显示报警信息，STM32微控制器模块上还连接有按键开关、通讯模块以及电源模块，按键开关用于报警确认与调整报警值设定值，通讯模块用于将报警信号传输至上位机设备，电源模块负责为整套装置供电，由此可对离线状态下设备电路的绝缘电阻进行测量，绝缘监测的测量显示范围为：2kΩ-5MΩ预报警，报警设定范围为：20kΩ-5MΩ，该装置使用的电源模块包括220V转±24本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，其特征在于：包括微控制器模块、与微控制器模块的信号发生模块和信号接收模块，所述信号发生模块能够持续向监测设备线路与地之间注入方波信号，所述信号接收模块能够接收连接监测设备线路两项的信号并进行放大滤波处理，所述微控制器模块还连接有报警单元，微控制器模块能够对接收到的信号进行计算分析得出线路电阻值并通过报警单元发出警报信息。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，其特征在于：包括微控制器模块、与微控制器模块的信号发生模块和信号接收模块，所述信号发生模块能够持续向监测设备线路与地之间注入方波信号，所述信号接收模块能够接收连接监测设备线路两项的信号并进行放大滤波处理，所述微控制器模块还连接有报警单元，微控制器模块能够对接收到的信号进行计算分析得出线路电阻值并通过报警单元发出警报信息。
2.按照权利要求1所述的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，其特征在于：所述信号发生模块电路包括光耦开关以及与光耦开关连接的多个三极管，通过所述微控制器模块的控制能够使信号发生模块电路产生2.5Hz的低频方波信号。
3.按照权利要求1或2所述的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，其特征在于：所述报警单元包括报警指示灯和LCD显示屏。
4.按照权利要求3所述的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，其特征在于：所述微控制器模块与地之间连接有持续监测设备运行状况的自检模块，所述自检模块电路通过两级运算放大电路放大接收信号，所述微控制器模块监测接收信号并判断模块运行情况。
5.按照权利要求1、2或4所述的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，其特征在于：所述微控制器模块上还连接有用于报警确认与调整报警值设定值的按键开关。
6.按照权利要求5所述的基于离线绝缘监测的船舶设备故障诊断装置，其特征在于：所述微控制器模块上还连接有用于将报警信号传输至上位机设备的通讯模块。
7....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠宇，王之民，陈松涛，
申请(专利权)人：镇江赛尔尼柯自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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