基于MSP430的直流接地检测系统

3 系统软件设计
本系统采用了MSP430F149处理器作为系统控制中心，在软件设计中利用了该单片机数据存储器大的优点，便于对64路漏电流传感器采集的数据、母线电压和母线绝缘电阻数据进行存储和处理。主程序中首先完成的是各个模块的初始化，主要包括液晶显示器初始化、模拟切换开关初始化、模数转换器初始化。为了确保系统工作的可靠性，系统在上电后首先进行自检，保证系统中的各个部分硬件电路正常后，将会自动进入直流接地检测状态，否则显示自检失败信息提示操作人员。
整个程序的编写均由C语言完成，在程序设计中，采用了结构化程序设计方法，使各个模块程序相对独立，便于程序代码的维护、移植和升级。同时，这样分离式的程序设计，降低了代码的调试难度，缩短了调试周期。将与接地故障信息(如母线电压，母线绝缘电阻，支路绝缘电阻，接地支路号等)密切相关的数据放在一个结构体里，便于掉电存储与回放显示。系统的主程序流程图，如图4所示。

4 实验数据分析
为了达到好的测试效果，A／D采集必须达到一定的测试精度，图5是A／D采集的实测数据和测试误差分析曲线，从图中可以看出，A／D采集的误差约20 mV，属于正常范围，因为系统采用8位A／D，5 V基准电压。这个采样精度满足整体的设计要求。

在实验环境中，采用110 V的稳压直流电源模拟蓄电池直接供电，可知U1=110 V，采用一组电阻分别关联在正负母线与地线之间，模拟正负母线的绝缘电阻，其中1～4组模拟正负母线均接地的情况，第5组模拟无母线接地的情况，第6、7组模拟负母线接地的情况，第8、9组模拟正母线接地的情况，测试结果如表1所示。

由1～5组可知，当绝缘电阻大时，测试相对误差略有增大，这是因为采样A／D的输入阻抗较小，因此当测试电阻较大时造成误差相对大些。另外，当负母线的绝缘电阻<30 kΩ、负母线绝缘电阻正常时，前者的测量效果差些。因为此时实际测得的电压U2和U3都较小，A／D采样的相对误差大一些，所以电阻的误差也大一些。不过远好于平衡桥法无法发现两点接地的情况，可以正却发现接地。绝缘检测的环境下，只要绝缘电阻>20 kΩ即认为绝缘良好，因此对于绝缘检测的应用环境，本系统能够比较精确的测试各路的绝缘电阻，完全满足应用环境的需要。

5 结束语
文中所介绍的直流接地检测系统和绝缘的电阻检测技术，不论何种形式的绝缘电阻，均能得出相对精确的测试结果，很好地解决了传统的平衡电桥检测法及双频探测法所存在的问题。这一方案不仅可应用于发电厂、变电站的直流系统绝缘监测，同样可应用于铁道部门、电信部门的直流系统绝缘监测和接地检测。