淺談直流絕緣監測及接地點定位綜合裝置的設計與應用

摘要 :文章提出一種常態下利用不對稱電橋實時監測直流系統絕緣的方法建立了測定絕緣電阻的數學模型在此基礎上研制出微機直流絕緣監測及故障點定位綜合裝置。實際應用表明該裝置工作可靠運行準確。

主題詞 :發電廠 ;直流系統 ;絕緣 ;故障接地 ;監測

1 引言

　　發電廠、變電所的直流系統是二次設備的電源。為保證二次設備可靠工作需要對直流系統的絕緣狀況實時在線監測對直流系統絕緣薄弱環節作出預測。當直流電源系統發生一點接地故障時需立即排除否則再次發生接地可能會釀成大事故。目前尋找接地故障的辦法是依次拉合直流饋線人工查找接地線路。這種方法不僅費時費力而且不安全且有可能使繼電保護或自動裝置誤動或拒動造成事故。所以需要研制一種既能預測直流系統絕緣狀況又能查找接地故障點的安全自動裝置。

2 故障后接地電阻檢測及故障定位方法

       當直流系統對地絕緣電阻 RZ/ / R F 下降至25kΩ以下時認為系統出現了接地故障裝置將一低頻信號注入直流母線與大地之間穿套在各直流饋線支路上的弱電流傳感器傳回信號。由于每一條支路都存在對地電容和對地電阻所以該信號中包含容性電流分量 IC和阻性電流分流量 IR兩部分。可利用相敏電路檢測出其中反應絕緣狀況的阻性電流 IR。依次檢測各電路阻性電流找出大值 IRm同整定值 IRdz比較。如果 IRm > IRdz則該支路為接地支路否則認為故障發生在母線上。

      當電網正上出現接地故障時同步電壓信號 U T需從正母線上引出;負出現接地時 U T從負母線引出;正負均勻故障時 U T從正母線或負母線引出均可。在低頻信號投入電網前橋電阻 RJ切除。接地性的判斷可以根據正對地電壓和負對地電壓的大小確定。接地電阻 R0≈ RZ/ / RF其數值可在低頻信號投入前依據(4) 式確定。由于接地故障支路上存在較大的低頻電流信號并且這一電流信號在接地點處流入大地而消失所以可以通過檢測這一低頻電流信號存在與否確定接地點的具體位置。

3  安科瑞絕緣監測選型

       隨著工業科技的發展，漏電流對工業生產安全構成了很大的威脅。為了提高供電的連續性和可靠性，許多重要生產場所采用了不接地供電系統。安科瑞AIM-T系列工業用絕緣監測儀主要應用于工業領域如礦井、玻璃廠、電爐和試驗設備、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心及應急電源等的交流不接地系統中，用來實時監測系統對地的絕緣狀況，當系統出現接地故障時，及時報警，提醒相關人員排查故障。產品的設計嚴格按照國家標準和規范進行。安科瑞AIM-T系列絕緣監測儀主要應用在工業場所IT配電系統中，用來監測IT系統對地的絕緣狀況，在系統出現絕緣故障時及時報警，以提醒電氣維護人員對故障及時排查。產品主要包括AIM-T300、AIM-T500兩大系列，其中兩款絕緣監測裝置除去適用電壓等級不同以外，均適用于純交流、純直流以及交直流混合的系統。

(1)工業IT絕緣監測儀

      安科瑞絕緣監測儀是用于監測IT配電系統（不接地系統）對地絕緣狀況的儀表。產品采用微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化、數字化、網絡化于一身。具有測量范圍廣、反應速度快、允許系統泄漏電容大等特點。同時其擁有豐富的功能，絕緣故障預警、故障報警、事件記錄、互聯、參數自由設置。可用于礦井、玻璃廠、電爐和試驗設備、冶金廠、化工廠、爆炸危險場所、計算機中心以及應急電源等工業場所的IT配電系統中，實時監測IT配電系統對地的絕緣狀況，當發生絕緣故障時，及時報警，提醒工作人員排查故障。

(2)測試信號發生器和絕緣故障定位儀

(3)工業IT絕緣監測用耦合儀

       對于800V以上的不接地系統，AIM-T500型絕緣監測儀要配合耦合儀才能進行絕緣監測。ACPD系列絕緣監測用耦合儀目前包括ACPD100和ACPD200兩個型號。其中ACPD100應用于單相交流0-1150V，直流0-1760V的不接地系統的絕緣監測，ACPD200應用于交流三相0-1650V，或交流系統帶直流元件（如整流）的0-1300V不接地系統的絕緣監測。

5結論

　　本文提出一種常態下利用不對稱電橋實時監測直流系統絕緣的新方法有效地解決了正負絕緣均勻下降時不能正確監視系統絕緣的問題。提出了測定絕緣電阻的數學模型。當出現接地故障后利用短時附加低頻信號確定故障點應用表明該裝置工作可靠、準確。