一种接地系统在线监测装置

技术领域

本发明属于电子检测技术领域，涉及一种能够在线监测EAST全超导托卡马克装置接地系统实时运行状况，当接地系统出现异常，可及时告警，并自动排查故障范围的仪器。

背景技术

接地系统广泛应用于供配电、科研、医疗等行业及领域中，不同的使用环境体现不同的接地功能。如：电力系统中性点接地，即为工作接地；带电设备金属外壳接地，即为保护接地；精密仪器及特殊设备防止电场干扰采取的屏蔽层接地，即为屏蔽接地。每种接地均承担各自的任务，严禁不同接地类型之间相互干扰，目前没有有效的监测手段，不同接地类型交叉连接，导致接地系统多点接地故障时有发生，从而对EAST全超导托卡马克装置测量诊断仪器设备产生干扰，严重时无法正常工作，甚至损坏；EAST全超导托卡马克装置接地系统采用分类接地模式，共有四种接地类型：保护接地、工作接地、屏蔽接地、测量/诊断接地，接地系统不仅关系到EAST全超导托卡马克装置能否正常运行，同时也关系到人身和该装置及其附属设备的安全，接地系统在线监测设备有利于该装置高效、安全运行。

发明内容

本发明提供了一种接地系统在线监测装置，该装置能够识别接地系统自身多点接地故障，同时可以检测EAST全超导托卡马克装置流过接地系统故障电流。本发明所采用的技术方案如下：

一种接地系统在线监测装置，用于EAST全超导托卡马克装置，所述监测装置包括：监测设备主机，所述监测设备主机包括信号发生装置和信号接收装置：

在接地系统的各不同类型接地线上分别加装一个信号发生装置和一个信号接收装置；

监测设备主机的通过信号发生装置发生预定类型的波形信号，分别注入到四种类型接地线上，信号接收装置检测到信号后传入监测设备主机，监测设备主机进行信号波形比对、判断。

进一步的，当接地系统正常时，信号接收装置检测不到信号发生装置注入的信号，当接地系统出现多点接地或多种接地线相互连接时，形成了闭合环路，信号接收装置监测到信号发生装置发出的信号，监测设备主机自动进行波形比对，如果信号接收装置未采集到波形，则说明本接地系统运行正常；如果信号接收装置采集波形与信号发生装置发出波形一致，则说明该信号接收装置所在类型接地发生了多点接地故障；如果两个或多个信号接收装置采集波形与信号发生装置发出波形一致，说明这两个或多个类型接地线出现了混联故障；若信号接收装置采集波形与信号发生装置发出波形不一致，则说明该信号是由EAST全超导托卡马克装置产生，以上运行状况实时上传至监控后台，并识别故障类型，同时发出相应的告警信号。

进一步的，接地系统的接地类型包括：保护接地，工作接地，屏蔽接地，诊断接地，其他接地。

进一步的，在线监测装置的监测接地路数可调，即监测一路，或者同时监测多路；故障时，故障支路信号接收装置可监测到装置发出的信号，通过信号波形比对进行判断，并确定故障范围和故障类型。

进一步的，接地在线监测装置发出的几种不同的波形，包括方波、锯齿波、正弦波，判断监测装置是否检测到其自身发出的信号，若检测到信号，可以通过波形比对来判断接地故障类型；所述波形可调，根据使用工况选择任意一种波形，每路信号发生装置依次循环发出信号，所有信号接收装置实时在线工作，同时接收信号。

本发明的工作原理是：在四种类型接地线上分别加装一个信号发生装置和一个信号接收装置(小信号注入法)，信号接收装置可以监测到信号发生装置或接地系统发出的信号波形，通过波形比对来进行判断。如果信号接收装置未采集到波形，则说明本接地系统运行正常；如果信号接收装置采集波形与发射装置发出波形一致，则说明该接收装置所在类型接地发生了多点接地故障；如果两个或多个信号接收装置采集波形与发射装置发出波形一致，说明这两个或多个类型接地线出现了混联故障。若信号接收装置采集波形与发射装置发出波形不一致，则说明该信号是由EAST全超导托卡马克装置产生，以上运行状况实时上传至监控后台，提醒管理人员及时排除故障，确保EAST全超导托卡马克装置接地系统正常运行。

有益效果：

本发明可以快速精确有效的监测出EAST全超导托卡马克装置接地系统运行状态，适合大范围推广使用，保证各种精密仪器和诊断设备正常运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理图；

图2是接地在线监测装置发出的波形图。

附图标记说明：①保护接地，②工作接地，③屏蔽接地，④诊断接地，⑤任意接地点，⑥信号接收装置，⑦信号发生装置，⑧接地极，⑨监测设备主机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

根据本发明的实施例，如图1中所示，待检测的EAST全超导托卡马克装置包括四种类型接地：保护接地1，工作接地2，屏蔽接地3，诊断接地4，在四种类型接地线上分别加装一个信号发生装置7和一个信号接收装置6(小信号注入法，通过环形线圈耦合特定信号，高精度环形霍尔传感器接收信号)，如图1中所示，监测设备主机9的信号发生装置7发出一个小的信号，分别注入到四种类型接地线上，当接地系统正常时(即各种接地没有混联的情况下)，信号接收装置6检测不到信号发生装置7注入的信号，当接地系统出现多点接地或多种接地线相互连接时，形成了闭合环路，信号接收装置6监测到信号发生装置7发出的信号，监测设备主机9可自动进行波形比对，如果信号接收装置未采集到波形，则说明本接地系统运行正常；如果信号接收装置采集波形与发射装置发出波形一致，则说明该接收装置所在类型接地发生了多点接地故障；如果两个或多个信号接收装置采集波形与发射装置发出波形一致，说明这两个或多个类型接地线出现了混联故障。若信号接收装置采集波形与发射装置发出波形不一致，则说明该信号是由EAST全超导托卡马克装置产生，以上运行状况实时上传至监控后台，并识别故障类型，同时发出相应的告警信号。帮助检修人员快速排除故障，保障接地系统可靠运行。

图2展示了接地在线监测装置发出的几种不同的波形。图中，最上面为方波，中间为锯齿波，最下面为正弦波，装置是否检测到其自身发出的信号，若检测到信号，可以通过波形比对来判断接地故障类型。波形可调，根据使用工况选择任意一种波形，每路信号发生装置依次循环发出信号，例：接地支路①上的信号发生装置发出信号时，接地支路②③④上信号发生装置不工作，所有信号接收装置实时在线工作，信号接收装置可检测到监测设备发出的所有信号波形和EAST全超导托卡马克装置产生的接地信号。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。