《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》是重慶大學於2011年11月21日申請的發明專利，該專利申請號為2011103705566，公布號為CN102502415B，公布日為2012年6月20日，發明人是尹剛、尹松、李卓蔓、尹冬、沈重衡、白家揚、尹在之、張艷怡。
《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》屬於絕緣監控領域，尤其是涉及一種鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控裝置及方法，包括穩壓電源，所述穩壓電源與交直流電壓輸出控制器連線，所述交直流電壓輸出控制器與測量輸入系統連線，所述測量輸入系統與隔離感測器連線，所述隔離感測器與檢測絕緣控制器連線，所述穩壓電源分別與所述隔離感測器和所述檢測絕緣控制器連線，所述交直流電壓輸出控制器與所述檢測絕緣控制器連線，能夠準確可靠的檢測兩金屬體間的絕緣性能，功耗低，安裝調試方便，相比傳統檢測方法減小了檢測工作量並且更加及時。
2017年12月，《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法
- 地址：重慶市沙坪壩區沙正街174號
- 申請人：重慶大學
- 申請號：2011103705566
- 申請日：2011年11月21日
- 公布號：CN102502415B
- 公布日：2012年6月20日
- 發明人：尹剛、尹松、李卓蔓、尹冬、沈重衡、白家揚、尹在之、張艷怡
- 代理人：郭雲
- 代理機構：重慶市前沿專利事務所（普通合夥）
- 類別：發明專利
- Int. Cl.：B66C15/06（2006.01）I
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
鋁電解多功能天車由於其工作環境和其工藝要求決定了多功能天車各部分之間要進行多級絕緣處理，否則將導致電解槽內大電流直流電與天車上運行和控制用交流電發生短路，造成控制系統被燒壞，損壞多功能天車和電解槽，同時短路電流還將導致天車操作工人的人身傷害，因此鋁電解多功能天車的各部分之間進行實時絕緣監控十分重要。
2011年11月之前，鋁電解多功能天車均未安裝實時絕緣監控系統，而是在鋁電解多功能天車實際工作中靠檢修工人爬到多功能天車對天車各級絕緣點進行事後離線檢測，檢測工作量很大，檢測工作不方便；另一方面，由於多功能天車絕緣點較多，範圍分布廣，加之是停車離線檢測，當有一絕緣點被破壞而短路時，無法及時的檢測出該點的絕緣情況，因此很容易造成鋁電解多功能天車的絕緣短路而燒壞設備和危害操作工人的人身安全。
發明內容
專利目的
《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》要解決的技術問題是提供一種能夠在不停車的情況下實時進行絕緣監控的鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控裝置。
該發明要解決的另一技術問題是提供一種檢測方便且更加及時的智慧型絕緣監控方法。
技術方案
《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》，包括穩壓電源；所述穩壓電源與交直流電壓輸出控制器連線；所述交直流電壓輸出控制器與測量輸入系統連線；所述測量輸入系統與隔離感測器連線；所述隔離感測器與檢測絕緣控制器連線；所述穩壓電源分別與所述隔離感測器和所述檢測絕緣控制器連線；所述交直流電壓輸出控制器與所述檢測絕緣控制器連線；
所述穩壓電源用於向所述交直流電壓輸出控制器、所述隔離感測器和所述檢測絕緣控制器提供電源；
所述交直流電壓輸出控制器用於向待目標金屬體施加電壓；
所述測量輸入系統用於檢測目標金屬體的電壓差，並將感應電壓傳送給所述隔離感測器；
所述隔離感測器將感應電壓轉換成有效電壓信號並將該有效電壓信號傳送給所述檢測絕緣控制器；
所述檢測絕緣控制器接收電壓信號將接收到的電壓信號進行A/D轉換；所述檢測絕緣控制器控制交直流電壓輸出控制器輸出電壓到目標金屬體上。
較佳的，所述檢測絕緣控制器與輸出驅動控制器連線；所述穩壓電源與所述輸出驅動控制器連線；所述穩壓電源向所述輸出驅動控制器提供電源；所述檢測絕緣控制器控制所述輸出驅動控制器輸出繼電器開關信號。
較佳的，所述輸出驅動控制器與可程式邏輯控制器的輸入端連線；所述輸出驅動控制器與所述可程式邏輯控制器之間設定有短路繼電器；所述輸出驅動控制器控制所述短路繼電器的閉合；所述可程式邏輯控制器通過輸出驅動控制器接收所述檢測絕緣控制器發出的信號。
較佳的，所述輸出驅動控制器通過報警繼電器與報警顯示器的輸入端連線；所述輸出驅動控制器控制所述報警繼電器的閉合。
較佳的，所述隔離感測器與所述檢測絕緣控制器之間設定有限幅放大器；所述隔離感測器的輸出端與所述限幅放大器的輸入端連線，所述限幅放大器的輸出端與所述檢測絕緣控制器的輸入端連線；所述穩壓電源向所述限幅放大器供電。
該發明還提供一種基於鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控裝置的智慧型絕緣監控方法，按以下步驟進行：
步驟一、檢查目標金屬體間的電壓；
步驟二、當目標金屬體間的電壓大於免檢電壓時，所述輸出驅動控制器輸出繼電器開關信號控制短路繼電器和報警繼電器斷開，完成後執行步驟一；反之執行步驟三；
步驟三、所述檢測絕緣控制器輸出檢測目標金屬體間的控制信號；
步驟四、對目標金屬體間的電壓多次測量並求其平均值；
步驟五、根據目標金屬體間的電壓計算目標金屬體間的阻抗；
步驟六、當目標金屬體間的阻抗小於設定阻抗時，所述輸出驅動控制器輸出繼電器開關信號控制短路繼電器閉合，完成後執行步驟一；反之，執行步驟七；
步驟七、所述輸出驅動控制器輸出繼電器開關信號控制短路繼電器斷開並判斷目標金屬體間的阻抗是否小於設定阻抗的10倍；當目標金屬體間的阻抗小於設定阻抗的10倍時，所述輸出驅動控制器輸出繼電器開關信號控制報警繼電器閉合，完成後執行步驟一；反之，所述輸出驅動控制器輸出繼電器開關信號控制報警繼電器斷開，完成後執行步驟一。
較佳的，該發明還包括所述檢測絕緣控制器記憶體故障自檢的步驟；當檢測到故障時，所述檢測絕緣控制器傳送信號給所述報警顯示器。
較佳的，該發明還包括所述檢測絕緣控制器A/D功能自檢的步驟；當檢測到故障時，所述檢測絕緣控制器傳送信號給所述報警顯示器。
改善效果
《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》能夠準確可靠的檢測兩金屬體間的絕緣性能，功耗低，安裝調試方便，相比傳統檢測方法減小了檢測工作量並且更加及時。
附圖說明
圖1是《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》實施例一的電路原理圖；
圖2是該發明實施例二的電路原理圖；
圖3是智慧型絕緣監控方法的流程圖。
權利要求
1.《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》所述鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控裝置包括穩壓電源（1）；所述穩壓電源與交直流電壓輸出控制器（2）連線；所述交直流電壓輸出控制器（2）與測量輸入系統（3）連線；所述測量輸入系統（3）與隔離感測器（4）連線；所述隔離感測器（4）與檢測絕緣控制器（5）連線；所述穩壓電源（1）分別與所述隔離感測器（4）和所述檢測絕緣控制器（5）連線；所述交直流電壓輸出控制器（2）與所述檢測絕緣控制器（5）連線；
所述穩壓電源（1）用於向所述交直流電壓輸出控制器（2）、所述隔離感測器（4）和所述檢測絕緣控制器（5）提供電源；
所述交直流電壓輸出控制器（2）用於向目標金屬體施加電壓；
所述測量輸入系統（3）用於檢測目標金屬體的電壓差，並將感應電壓傳送給所述隔離感測器（4）；
所述隔離感測器（4）將感應電壓轉換成有效電壓信號並將該有效電壓信號傳送給所述檢測絕緣控制器（5）；
所述檢測絕緣控制器（5）接收電壓信號將接收到的電壓信號進行A/D轉換；所述檢測絕緣控制器（5）控制交直流電壓輸出控制器（2）輸出電壓到目標金屬體上；
所述檢測絕緣控制器（5）與輸出驅動控制器（6）連線；所述穩壓電源（1）與所述輸出驅動控制器（6）連線；所述穩壓電源（1）向所述輸出驅動控制器（6）提供電源；所述檢測絕緣控制器（5）控制所述輸出驅動控制器（6）輸出繼電器開關信號；
所述輸出驅動控制器（6）與可程式邏輯控制器（10）的輸入端連線；所述輸出驅動控制器（6）與所述可程式邏輯控制器（10）之間設定有短路繼電器（11）；所述輸出驅動控制器（6）控制所述短路繼電器（11）的閉合；所述可程式邏輯控制器（10）通過輸出驅動控制器（6）接收所述檢測絕緣控制器（5）發出的信號；
所述輸出驅動控制器（6）通過報警繼電器（8）與報警顯示器（7）的輸入端連線；所述輸出驅動控制器（6）控制所述報警繼電器（8）的閉合；
所述隔離感測器（4）與所述檢測絕緣控制器（5）之間設定有限幅放大器（9）；所述隔離感測器（4）的輸出端與所述限幅放大器（9）的輸入端連線，所述限幅放大器（9）的輸出端與所述檢測絕緣控制器（5）的輸入端連線；所述穩壓電源（1）向所述限幅放大器（9）供電；
其特徵在於包括以下步驟：
步驟一、檢查目標金屬體間的電壓；
步驟二、當目標金屬體間的電壓大於免檢電壓時，所述輸出驅動控制器（6）輸出繼電器開關信號控制短路繼電器（11）和報警繼電器（8）斷開，完成後執行步驟一；反之執行步驟三；
步驟三、所述檢測絕緣控制器（5）輸出檢測目標金屬體間的控制信號；
步驟四、對目標金屬體間的電壓多次測量並求其平均值；
步驟五、根據目標金屬體間的電壓計算目標金屬體間的阻抗；
步驟六、當目標金屬體間的阻抗小於設定阻抗時，所述輸出驅動控制器（6）輸出繼電器開關信號控制短路繼電器（11）閉合，完成後執行步驟一；反之，執行步驟七；
步驟七、所述輸出驅動控制器（6）輸出繼電器開關信號控制短路繼電器（11）斷開並判斷目標金屬體間的阻抗是否小於設定阻抗的10倍；當目標金屬體間的阻抗小於設定阻抗10倍時，所述輸出驅動控制器（6）輸出繼電器開關信號控制報警繼電器（8）閉合，完成後執行步驟一；反之，所述輸出驅動控制器（6）輸出繼電器開關信號控制報警繼電器（8）斷開，完成後執行步驟一。
2.根據權利要求1所述的鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法，其特徵在於：還包括所述檢測絕緣控制器（5）記憶體故障自檢的步驟；當檢測到故障時，所述檢測絕緣控制器（5）傳送信號給所述報警顯示器（7）。
3.根據權利要求1或2所述的鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法，其特徵在於：還包括所述檢測絕緣控制器（5）A/D功能自檢的步驟；當檢測到故障時，所述檢測絕緣控制器（5）傳送信號給所述報警顯示器（7）。
實施方式
- 實施例一
如圖1所示，一種鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控裝置，包括穩壓電源1，穩壓電源與交直流電壓輸出控制器2連線，交直流電壓輸出控制器2與測量輸入系統3連線；測量輸入系統3與隔離感測器4連線，隔離感測器4與檢測絕緣控制器5連線，穩壓電源1分別與隔離感測器4和檢測絕緣控制器5連線，交直流電壓輸出控制器2與檢測絕緣控制器5連線，穩壓電源1用於向交直流電壓輸出控制器2、隔離感測器4和檢測絕緣控制器5提供電源，交直流電壓輸出控制器2用於向待目標金屬體施加電壓，測量輸入系統3用於檢測目標金屬體的電壓差，並將感應電壓傳送給隔離感測器4，隔離感測器4將感應電壓轉換成有效電壓信號並將該有效電壓信號傳送給檢測絕緣控制器5，檢測絕緣控制器5接收電壓信號將接收到的電壓信號進行A/D轉換，檢測絕緣控制器5控制交直流電壓輸出控制器2輸出電壓到目標金屬體上。
從多功能天車各絕緣點施放信號電纜到測量輸入系統3，天車在正常工作情況下，被絕緣層隔開的兩金屬體之間產生的感應電壓，由禁止測量線輸入到隔離感測器4，使其轉換成有效電壓信號，隔離感測器4將此信號送入檢測絕緣控制器5，檢測絕緣控制器5內設A/D轉換器，檢測絕緣控制器5將有效電壓信號進行A/D轉換，當目標金屬體之間的絕緣層絕緣性能下降導致兩金屬體短路時，目標金屬體之間電位差為零，此時檢測絕緣控制器5中A／D轉換值也為零，為了驗證是否有短路情況出現，檢測絕緣控制器5控制交直流電壓輸出控制器2將裝置內的交直流電壓輸出到目標金屬體上，A／D轉換值仍為零則證實目標金屬體之間的絕緣層的絕緣性能下降而導致短路。
- 實施例二
如圖2所示，該實施例的結構與實施例1基本相同，所不同的是：檢測絕緣控制器5與輸出驅動控制器6連線；穩壓電源1與輸出驅動控制器6連線；穩壓電源1向輸出驅動控制器6提供電源；檢測絕緣控制器5控制輸出驅動控制器6輸出繼電器開關信號。
輸出驅動控制器6與鋁電解多功能天車的可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）10的輸入端連線，輸出驅動控制器6與可程式邏輯控制器10之間設定有短路繼電器11；輸出驅動控制器6控制短路繼電器11的閉合；可程式邏輯控制器10通過輸出驅動控制器6接收檢測絕緣控制器5發出的絕緣監測控制信號。
輸出驅動控制器6通過報警繼電器8與報警顯示器7的輸入端連線；輸出驅動控制器6控制報警繼電器8的閉合。隔離感測器4與檢測絕緣控制器5之間設定有限幅放大器9；隔離感測器4的輸出端與限幅放大器9的輸入端連線，限幅放大器9的輸出端與檢測絕緣控制器5的輸入端連線；穩壓電源1向限幅放大器9供電。
隔離感測器4將有效電壓信號通過限幅放大器9送入檢測絕緣控制器5，目標金屬體之間的絕緣層的絕緣性能下降而導致短路時輸出驅動控制器6輸出繼電器開關信號控制報警繼電器8和短路繼電器11閉合，檢測絕緣控制器5輸出信號給報警顯示器7和可程式邏輯控制器10，報警顯示器7顯示出報警信號，可程式邏輯控制器10根據收到的信號進行絕緣報警，將絕緣故障點顯示在駕駛室螢幕上，並停止鋁電解多功能天車運行，當故障恢復後，天車恢復運行。
由於鋁電解多功能天車有多個絕緣點，輸出驅動控制器6與可程式邏輯控制器之間可以有多個連線，分別傳輸相應目標金屬體間的絕緣監測控制信號。
- 實施例三
如圖3所示，一種基於鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控裝置的智慧型絕緣監控方法，按以下步驟進行：檢測絕緣控制器5進行記憶體故障自檢；當檢測到故障時，檢測絕緣控制器5傳送信號給報警顯示器7。檢測絕緣控制器5進行A/D功能自檢；當檢測到故障時，檢測絕緣控制器5傳送信號給報警顯示器7。
從多功能天車各絕緣點施放信號電纜到測量輸入系統3，天車在正常工作情況下，被絕緣層隔開的兩金屬體之間產生的感應電壓，由禁止測量線輸入到隔離感測器4，使其轉換成有效電壓信號，隔離感測器4將此信號送入檢測絕緣控制器5，檢測絕緣控制器5內設A/D轉換器，檢測絕緣控制器5將有效電壓信號進行A/D轉換，將轉換後的有效信號與設定的免檢電壓進行比較，當目標金屬體間的電壓大於免檢電壓時，輸出驅動控制器6輸出繼電器開關信號控制短路繼電器11和報警繼電器8斷開並重新檢查目標金屬體間的電壓，檢測絕緣控制器5輸出檢測目標金屬體間的控制信號，檢測絕緣控制器5對目標金屬體間的電壓多次測量並求其平均值，根據目標金屬體間的電壓計算目標金屬體間的阻抗，當目標金屬體間的阻抗小於設定阻抗時，輸出驅動控制器6輸出繼電器開關信號控制短路繼電器11閉合併重新檢查目標金屬體間的電壓，輸出驅動控制器6輸出繼電器開關信號控制短路繼電器11斷開並判斷目標金屬體間的阻抗是否小於設定阻抗的10倍；當目標金屬體間的阻抗小於設定阻抗的10倍時，輸出驅動控制器6輸出繼電器開關信號控制報警繼電器8閉合併重新檢查目標金屬體間的電壓，反之輸出驅動控制器6輸出繼電器開關信號控制報警繼電器8斷開並重新檢查目標金屬體間的電壓。
榮譽表彰
2017年12月，《鋁電解多功能天車智慧型絕緣監控方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
