[发明专利]AUV直流供电系统在线绝缘检测及故障处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及AUV（Autonomous Underwater Vehicle)直流供电系统的在线绝缘检测及故障处理技术，具体地说是一种AUV直流供电系统的在线绝缘检测及故障处理装置及方法。

背景技术

目前在实际电气工程中应用的直流供电系统在线检测方法主要有：电桥法、变频探测法、直流漏电流法等。其中电桥法只能发出一般的漏电流报警信号，当正负极接地电阻同等下降的情况下，则不能发生报警信号，并且该方法需要将大地通过电阻桥接入到供电母线上，对于AUV来说，其大地（也就是AUV壳体）经常会受到来自推进电机的干扰，如果将这种干扰引入到供电母线上，将会影响AUV各个设备之间的供电状态及通讯质量，严重时会导致AUV因为设备通讯故障而无法继续完成使命任务。变频探测法因为要向供电母线注入低频交流信号，从而对供电母线造成干扰，并且由于对地分布电容的存在导致交流检测法的检测精度不够准确。直流漏电流法由于其在检测时能将大地的干扰引至供电母线上，所以无法利用其长时间对AUV进行在线绝缘检测。

AUV是一种智能化的自主水下航行系统，其所有操作都是在无人为干预的条件下进行的，绝缘下降的故障处理也会根据实际的任务需要而采取不同的应对策略。通常的绝缘检测装置只具备检测功能，故障处理功能往往需要人为参与或者只具备简单故障处理功能，这些都无法满足AUV实际航行的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种同时具备在线检测与在线故障处理功能的AUV直流供电系统的在线绝缘检测及故障处理装置和方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：AUV直流供电系统在线绝缘检测及故障处理装置的在线绝缘检测模块与设备供电控制单元连接；在线绝缘检测模块用于检测AUV直流供电系统的母线与支线的绝缘状态；设备供电控制单元用于连接设备并控制设备供电；

所述在线绝缘检测模块包括绝缘检测控制单元以及与其连接的母线绝缘检测模块、支路绝缘检测模块。

所述母线绝缘检测模块采用不将大地引入供电母线且对供电母线无干扰的外接直流电源方式对供电母线的绝缘状态进行检测；

所述支路绝缘检测模块采用直流漏电流法对故障支路进行定位。

所述支路绝缘检测模块包括继电器组、漏电流传感器组；所述继电器组与绝缘检测控制单元、设备供电控制单元连接，直流漏电流传感器组与绝缘检测控制单元、母线绝缘检测模块连接。

所述继电器组包括多对继电器，每对继电器用于一个供电母线，其控制线圈端与绝缘检测控制单元连接，其负载端一端连接供电母线的正极或负极，另一端通过限流电阻与大地相连。

所述漏电流传感器组包括多个直流漏电流传感器；每个直流漏电流传感器非接触地套置于设备侧的供电支路外，并与绝缘检测控制单元连接。

所述母线绝缘检测模块包括顺序连接的电源转换隔离模块、电压采集分压电路、隔离放大电路、以及与隔离放大电路连接的零点调节电路、增益调节电路；所述隔离放大电路还与绝缘检测控制单元连接；所述电源转换隔离模块还与隔离放大电路、绝缘检测控制单元、漏电流传感器组连接；所述电压采集分压电路与设备供电控制单元输出的的供电母线连接，用于采集母线电压。

AUV直流供电系统在线绝缘检测及故障处理方法，包括以下步骤：

1）母线绝缘检测模块实时检测母线绝缘状态；

如无绝缘下降情况发生，则将绝缘状态上报，设备供电控制单元收到绝缘正常的信息后不执行故障处理措施并返回至步骤1）；

如有绝缘下降情况发生且母线绝缘下降到警戒值以下，启动支路绝缘检测模块进行故障支路巡检，并将故障母线和故障支路情况上报至设备供电控制单元；

2）设备供电控制单元的CPU接收到绝缘下降故障上报后，首先判断绝缘下降类型；

当发生供电支路正极绝缘下降或供电支路负极绝缘下降情况时，CPU根据由绝缘检测控制单元上报的各个漏电流传感器采集的漏电流数据得到绝缘电阻阻值，如果绝缘电阻值大于或等于阈值，则认为绝缘下降不严重，维持设备当前工作；如果绝缘电阻值小于阈值，则认为绝缘下降严重，则判断故障设备是否有替代设备；如果有，则关闭故障设备，启动替代设备；如果无，则根据故障设备在AUV当前使命任务中的功能级别的高低关闭或开启故障设备；

当发生供电支路正负极绝缘下降情况时，由CPU6判断故障设备是否有替代设备；如果有，则关闭故障设备，启动替代设备；如果无，则根据故障设备在AUV当前使命任务中的功能级别的高低关闭或开启故障设备。