【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝缘监控装置以及该绝缘监控装置的控制方法
[0001]本专利技术涉及在非接地(IT：Insulation Terra)电力系统中，用于通过预先检测出接地事故等来预防事故的绝缘监控装置以及该绝缘监控装置的控制方法。
技术介绍
[0002]IT(Insulation Terra)接地方式，是电力线的任意一侧均未接地，而仅通过负载的外壳来实现接地的接地方式。就这种IT接地方式而言，由于即便任意一个电力线发生接地事故也不会停止系统的运转，用于查找发生接地事故的部位的时间充裕，从而具有能够确保系统的连续运转的优点。
[0003]但是，由于在发生接地事故的情况下也能够运行系统，因此在系统处于运转的状态下也有必要持续监控电力线的绝缘状态。在IEC(International Electro
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technical Commission)61557规定中，要求必须设置能够监控电力线的绝缘状态的绝缘监控装置。
[0004]因此，在2019年11月21日，韩国也公布了工业工商资源部公告第2019
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667号电气设备技术标准的判断标准，以在使用二次电池的储电装置中安装如IMD的适当的保护和控制装置。
[0005]这种绝缘监控装置包括：脉冲信号生成部，形成在接地和电力线之间，通过形成在所述电力线和接地之间的绝缘电阻，在所述电力线和所述接地之间形成电路，向所形成的电路输入正玄波(脉冲，Pulse)信号；以及检测电阻，用于检测根据所述正玄波信号的电压。并且，通过测量并分析检测电阻的两端电...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种绝缘监控装置，包括形成在系统的电力线和接地之间的绝缘电阻，其特征在于，包括：信号生成部，对所述电力线施加具有规定大小的电压的脉冲(pulse)信号；信号测量部，与所述接地连接，在施加到所述电力线的脉冲信号通过所述绝缘电阻施加到接地时，从所述接地测量被施加的所述脉冲信号的电压；平均电压计算部，计算在根据所设定的采样间隔的采样区间期间由所述信号测量部测量到的电压的平均电压；以及控制部，根据初始采样间隔和预先设定的时间倍数来算出采样间隔，算出根据所算出的采样间隔的采样区间期间的平均电压，根据所算出的第一平均电压和在所述第一平均电压之前算出的第二平均电压的差异是否为预先设定的第一误差范围以内，将所述第一平均电压检测为正常状态电压，或根据所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异而使用彼此不同的时间倍数来更新所述采样间隔。2.根据权利要求1所述的绝缘监控装置，其特征在于，在所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异超过预先设定的第二误差范围的情况下，所述控制部根据第一时间倍数来更新将要算出下一个平均电压的采样区间的采样间隔，在所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异为预先设定的第二误差范围以下的情况下，所述控制部根据第二时间倍数来更新将要算出所述下一个平均电压的采样区间的采样，所述第二时间倍数的值小于所述第一时间倍数的值，所述第二误差范围的值大于所述第一误差范围的值。3.根据权利要求2所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述第一时间倍数是1.66，所述第二时间倍数是1.33，所述第一误差范围是所述第二平均电压的1％，所述第二误差范围是所述第二平均电压的5％。4.根据权利要求1所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述控制部根据基于所述绝缘监控装置的内部电阻算出的初始值和预先设定的干扰频率(Noise Frequency)的周期中较大的值来确定所述初始采样间隔。5.根据权利要求1所述的绝缘监控装置，其特征在于，还包括存储器，所述存储器存储与复数个彼此不同的时间常数对应的彼此不同的采样间隔的信息，所述控制部根据基于所述绝缘监控装置的内部电阻算出的初始值和预先设定的干扰频率(Noise Frequency)的周期中较大的值来算出第一采样间隔，所述控制部根据所述第一采样间隔来确定将要算出由所述信号测量部测量到的电压的梯度的复数个间隔设定时间点，所述控制部算出第一梯度和第二梯度的比率，并根据与所算出的梯度的比率对应的时间常数，将所述彼此不同的采样间隔中的任意一个确定为所述初始采样间隔，所述第一梯度基于包括复数个第一采样间隔的间隔设定时间点之间的电压差，所述第
二梯度基于包括所述复数个第一采样间隔的其他间隔设定时间点之间的电压差。6.根据权利要求1所述的绝缘监控装置，其特征在于，如果所述第一平均电压被确定为基于施加的所述脉冲信号的类型的正常状态电压，则所述控制部根据是否存在基于预先设定的其他类型的脉冲信号的类型的正常状态电压，将所述信号生成部控制为使所述脉冲信号反转成所述其他类型的脉冲信号，并且将所述信号测量部和所述平均电压计算部控制为检测基于所述其他类型的脉冲信号的正常状态电压。7.根据权利要求6所述的绝缘监控装置，其特征在于，在存在基于所述预先设定的其他类型的脉冲信号的类型的正常状态电压的情况下，所述控制部根据基于彼此不同的类型的脉冲信号的正常状态电压来算出所述绝缘电阻的大小。8.根据权利要求7所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述控制部确认是否算出了预先设定的数量的绝缘电阻的大小，并在算出少于预先设定的数量的绝缘电阻的大小的情况下，将所述信号生成部、所述信号测量部以及所述平均电压计算部控制为再次算出绝缘电阻的大小，在所述确认的结果为算出了预先设定的数量的绝缘电阻的大小的情况下，通过算出所算出的绝缘电阻的大小的平均值来确定所述绝缘电阻的最终大小。9.根据权利要求8所述的绝缘监控装置，其特征在于，如果算出所述预先设定的数量的绝缘电阻的大小，则所述控制部算出所算出的绝缘电阻的大小之间的差异，并在所算出的差异超过预先设定的临界值的情况下，将所述信号生成部、所述信号测量部以及所述平均电压计算部控制为，根据预先设定的比率来变更干扰频率并根据变更后的干扰频率再次算出所述预先设定的数量的绝缘电阻的大小。10.根据权利要求9所述的绝缘监控装置，其特征在于，如果根据所述预先设定的数量的绝缘电阻的大小的平均值最终确定了所述绝缘电阻的最终大小，则所述控制部确认所述干扰频率的大小是否小于预先设定的最小值，并在所述干扰频率的大小小于预先设定的最小值的情况下，将所述干扰频率的大小确定为最小值。11.根据权利要求1所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述信号测量部包括：检测电阻；放大器，用于放大施加到所述检测电阻的两端的电压差；ADC(Analog Digital Converter，模数转换器)，将由所述放大器放大的电压差转换为数字电压值并向所述控制部输入；以及第一模拟滤波器和第二模拟滤波器中的至少一个，所述第一模拟滤波器形成在所述检测电阻和所述放大器之间，用于去除施加到所述检测电阻的两端的电压的噪声，所述第二模拟滤波器连接在所述放大器和所述ADC之间，用于去除由所述放大器放大的电压差的噪声。12.根据权利要求11所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述ADC还包括：转换部，将所述放大的电压差转换为数字电压值；以及
数字滤波器，形成在所述转换部和所述控制部之间，去除对于向所述控制部输入的数字电压值的噪声。13.一种绝缘监控装置的控制方法，所述绝缘监控装置包括形成在系统的电力线和接地之间的绝缘电阻，其特征在于，所述控制方法包括：对所述电力线施加具有规定大小的电压的脉冲(pulse)信号的步骤；确定初始采样间隔的步骤；根据所确定的初始采样间隔来算出采样间隔，算出根据所算出的采样间隔的采样区间期间的平均电压，并算出根据基于第一时间倍数更新的采样间隔的采样区间期间的平均电压的步骤；检测当前算出的第一平均电压和在所述第一平均电压之前测量到的第二平均电压的差异是否为预先设定的第一误差范围以内的步骤；根据所述检测的结果，将所述第一平均电压识别为根据施加的所述脉冲信号的正常状态电压，或根据所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异而使用彼此不同的时间倍数来更新所述采样间隔的步骤；反复执行算出根据所述更新的采样间隔的采样区间期间的平均电压，并直到识别出所述正常状态电压为止检测所述电压的差异是否为预先设定的第一误差范围以内的步骤至使用彼此不同的时间倍数来更新所述采样间隔的步骤的步骤；如果识别出所述正常状态电压，则检测是否存在基于预先识别的其他类型的脉冲信号的类型的正常状态电压的步骤；通过再次执行在检测是否存在基于所述预先识别的其他类型的脉冲信号的类型的正常状态电压的结果为存在预先识别的其他类型的脉冲信号的情况下，使脉冲信号反转为所述其他类型的脉冲信号，并确定所述初始采样间隔的步骤至所述反复执行的步骤，来识别基于所述其他类型的脉冲信号的正常状态电压的步骤；以及在检测是否存在基于所述其他类型的脉冲信号的类型的正常状态电压的结果为存在预先识别的其他类型的脉冲信号的情况下，根据基于彼此不同类型的脉冲信号的正常状态电压来算出所述绝缘电阻的大小的步骤。14.根据权利要求13所述的绝缘监控装置的控制方法，其特征在于，所述使用彼此不同的时间倍数来更新所述采样间隔的步骤包括：在所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异超过预先设定的第二误差范围的情况下，根据第一时间倍数来更新所述采样间隔的步骤；以及在所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异为预先设定的第二误差范围以下的情况下，根据第二时间倍数来更新所述采样间隔的步骤；所述第二时间倍数的值小于所述第一时间倍数的值，所述第二误差范围的值大于所述第一误差范围的值。15.根据权利要求13所述的绝缘监控装置的控制方法，其特征在于，所述确定初始采样间隔的步骤，是根据基于所述绝缘监控装置的内部电阻算出的初始值和预先设定的干扰频率(Noise Frequency)的周期中较大的值来算出所述初始采样间隔的步骤。
16.一种绝缘监控装置，包括形成在系统的电力线和接地之间的绝缘电阻，其特征在于，包括：信号生成部，对所述电力线施加具有规定大小的电压的脉冲(pulse)信号；信号测量部，与所述接地连接，在施加到所述电力线的脉冲信号通过所述绝缘电阻施加到接地时，从所述接地测量被施加的所述脉冲信号的电压；平均电压计算部，计算在根据所设定的采样间隔的采样区间期间由所述信号测量部测量到的电压的平均电压；以及控制部，执行调节过程，在所述调节过程中，根据初始采样间隔和预先设定的时间倍数来算出采样间隔，算出根据所算出的采样间隔的采样区间期间的平均电压，比较所算出的第一平均电压和在所述第一平均电压之前算出的第二平均电压的差异；在所述平均电压的差异为预先设定的误差范围以内的情况下，根据从采样开始时间点经过的时间是否为规定时间以上，将所述第二平均电压检测为正常状态电压或再次执行所述调节过程。17.根据权利要求16所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述控制部根据预先设定的第一时间倍数来执行一次调节过程，并在一次调节的结果为所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异为预先设定的第一误差以下的情况下，执行根据与所述第一时间倍数不同的第二时间倍数来确定将要算出平均电压的采样区间的采样间隔的二次调节过程，在所述二次调节的结果为所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异为预先设定的正常电压误差以下的情况下，根据是否从开始执行二次调节的时间点经过了所述规定时间，将所述第二平均电压检测为正常状态电压。18.根据权利要求17所述的绝缘监控装置，其特征在于，在所述一次调节的结果为所述第一平均电压和所述第二平均电压的差异为预先设定的第一误差以下的情况下，所述控制部结束所述一次调节，根据所述一次调节的开始时间点、所述初始采样间隔以及所述一次调节结束的结束时间点来确定至少一个基准点，根据基于所确定的基准点的电压的电压差来算出复数个电压梯度，根据基于所算出的电压梯度的梯度比率算出时间常数以及根据所算出的时间常数来确定所述规定时间。19.根据权利要求18所述的绝缘监控装置，其特征在于，如果所述一次调节结束，则所述控制部将所述一次调节的开始点、从所述开始点经过相当于所述初始采样间隔的时间点、所述一次调节结束的时间点、距所述一次调节结束的时间点在所述初始采样间隔之前的时间点，确定为所述基准点，根据所确定的基准点和下面的数学式来算出梯度比率，[数学式][数学式]
在此，开始点表示所述采样开始的时间点，所述第一基准点表示从所述开始点经过相当于初始采样间隔的时间点，所述第三基准点表示所述一次调节结束的时间点，所述第二基准点表示距所述第三基准点在所述初始采样间隔之前的时间点，所述开始电压表示开始点的电压，所述第一电压表示所述第一基准点的电压，所述第二电压表示所述第二基准点的电压，所述第三电压表示所述第三基准点的电压。20.根据权利要求19所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述控制部根据对于所述梯度比率的自然对数(ln)运算结果以及所述第一基准点和所述开始点之间的时间间隔来算出时间常数(τ)，所述控制部根据所算出的所述时间常数的预先设定的倍数来确定所述规定时间。21.根据权利要求18所述的绝缘监控装置，其特征在于，所述控制部根据所算出的所述梯度比率是否为预先设定的临界值以上来算出所述时间常数，如果算出所述时间常数，则所述控制部根据所算出的时间常数和下面的数学式来再设定所述初始采样间隔，并根据再设定的初始采样间隔来执行所述二次调节过程，[数学式]t
n
＝
‑
ln(1
‑
0.01)
×
τ在此，tn是再设定的初始采样间隔，τ是时间常数。22.根据权利要求21所述的绝缘监控装置，其特征在于，在根据所算出的所述梯度比率和所述临界值的比较结果，未算出所述时间常数的情况下，所述控制部根据所述初始采样间隔来执行所述二次调节过程。23.根据权利要求21所述的绝缘监控装置，其特征在于，在未算出所述时间常数的情况下，所述控制部通过控制所述信号生成部使所述脉冲信号的振幅增加。24.根据权利要求21所述的绝缘监控装置，其特征在于，还包括耦合(coupler)电阻，所述耦合电阻包括复数个电阻和开关，所述复数个电阻并联连接于所述系统的各个电力线，所述开关使所述复数个电阻中的一部分连接于各个所述电力线，在未算出所述时间常数的情况下，所述控制部将所述开关控制为，使复数个电阻并联连接于各个所述电力线。25.根据权利要求21所述的绝缘监控装置，其特征在于，还包括信号测量部，所述信号测量部包括第一检测电阻、包括第二检测电阻的第一电路、不包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：张寿亨，洪宗泌，金平中，
申请(专利权)人：忠北大学校产学协力团东佑电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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