直流系統(tǒng)絕緣檢測原理介紹

1、直流系統(tǒng)絕緣檢測原理介紹時間：2013-2-25 11:56:56來源：深圳市信瑞達(dá)電力設(shè)備有限公司打印本文直流系統(tǒng)絕緣檢測原理介紹直肯定會有很多人想知道直流系統(tǒng)絕緣檢測原理介紹的一些內(nèi)容？下面小編就滿足下大家的好奇心：發(fā)電廠和變電站的直流電源作為主要電氣設(shè)備的保安電源及控制信號電源，是一個十分龐大的多分支供電網(wǎng)絡(luò)。在一般情況下，一點接地并不影響直流系統(tǒng)的運行，但如果不能迅速找到接地故障點并予以修復(fù)，又發(fā)生另一點接地故障，就可能引起重大故障的發(fā)生。現(xiàn)有檢測直流系統(tǒng)絕緣的方法主要有電橋平衡原理和低頻探測原理。根據(jù)電橋平衡原理實現(xiàn)的絕緣監(jiān)測裝置被廣泛使用，但它不能檢測直

2、流系統(tǒng)正、負(fù)極絕緣同等下降時的情況；絕緣監(jiān)測裝置即使報警，也不能直接得到系統(tǒng)對地的絕緣電阻大小。用低頻探測原理檢測接地故障是近幾年采用的一種新方法，但它所能檢測的接地電阻受直流系統(tǒng)對地分布電容的制約，而且低頻交流信號容易受外界的干擾，另外注入的低頻交流信號增大直流系統(tǒng)的電壓紋波系數(shù)。可見，電橋平衡原理和低頻探測原理均存在若干難以克服的缺陷。本文提出一種新的檢測方法，即主回路用不平衡電橋檢測總的絕緣電阻，而支路用直流互感器來檢測到底是哪一路出現(xiàn)了絕緣降低。同時用單片機來實現(xiàn)這種檢測方法。主回路的絕緣電阻的測量傳統(tǒng)的平衡電橋檢測原理如下圖-1，通過檢測電壓Uj和Um，再加上給定的電阻R來算出R+、

3、R-，但當(dāng)正負(fù)絕緣都出現(xiàn)降低的情況下，檢測的結(jié)果將與實際情況不符合。圖-1為了能檢測正負(fù)都絕緣降低的情況，下文設(shè)計一種不平衡電橋測量法。并用MCS 80C196KC單片機來實現(xiàn)，如圖-2所示。首先我們先說明一下電子繼電器AQW214的用法,當(dāng)AQW214的1、2腳導(dǎo)通時，7、8腳也導(dǎo)通；而且導(dǎo)通的內(nèi)阻很小。同理，3，4腳導(dǎo)通時，5、6腳也導(dǎo)通。而且，AQW214的耐壓值可以達(dá)到400V，即當(dāng)7、8，或5、6不導(dǎo)通時，它們兩端可以承受400V的電壓。所以我們可以通過控制P10的電平，來控制1、2腳的導(dǎo)通而達(dá)到控制JK1的導(dǎo)通與關(guān)斷。同理，通過控制P11的電平來控制JK2的導(dǎo)通與關(guān)斷。第一步，JK

4、1、JK2都斷開，我們通過80C196單片機的A/D口的AC4通道采集C4兩端的電壓，從而測得Um。第二步，JK1斷開、JK2閉合，通過A/D口的AC5通道采集C2兩端的電壓，從而測算得Uj，記此時測得的電壓Uj為Uj1。第三步，JK1閉合、JK2斷開，記此時測得的電壓Uj為Uj2。很明顯的Uj1與R+，R-有關(guān)系，Uj2也與R+，R-有關(guān)系。從而可以得到一個二元方程。在此，因為R與R3之和等于R與RW2之和，故將R與R3之和稱為R，將R與RW2之和也稱為R。從而可以得到公式1-1和1-2。公式 11 公式1-2聯(lián)立公式1-1，1-2 可解出： 公式 12 公式1-3 圖-2以上的分析，我們得

5、到理論上的實現(xiàn)，但真正用到實際應(yīng)用當(dāng)中去，我們需要注意幾個問題。首先，就電路中所給的參數(shù)只適合100V-300V的直流電壓，低于100V，則測量精度下降；高于300V，則電子繼電器的耐壓不夠。對于直流電壓比較低的情況，我們可以通過改變相關(guān)電阻值而使測量精度提高。但對于直流電壓高于300V的情況，我們要重新選擇電子繼電器或者別的繼電器。其次，實際測量時，應(yīng)先判斷|Uj1-Uj2|的大小，如果其值太小，由于AD轉(zhuǎn)換器的精度造成的影響將比較大，上述公式計算結(jié)果偏差較大。這種情況發(fā)生在正負(fù)絕緣均勻下降且絕緣阻值較小時，比如R+R-1K，Um220V時，由公式1-1、公式1-2可得：Uj1110.55V

6、，Uj2109.95V，|Uj1-Uj2|0.6V，設(shè)AD轉(zhuǎn)換器的量程為0300V，精度為千分之一（10位AD），則其最小測量精度為0.3V，因此|Uj1-Uj2|可能等于零，所以R+R-0，與實際相差很大。根據(jù)我們的實測，絕緣電阻在5K到50K之間時，測量精度可達(dá)到5%。當(dāng)發(fā)生2K以內(nèi)正負(fù)絕緣均勻下降時，測量精度較差。對于實際中的一般情況，我們最關(guān)心的就是當(dāng)絕緣電阻在15K25K之間波動。所以可以達(dá)到要求。但如果在特殊的場合，要求精度更高一些，我們可以選擇精度更高的A/D轉(zhuǎn)換器。支路絕緣降低的判斷在引言里，我們已經(jīng)提到，用低頻探測原理檢測容易受直流系統(tǒng)對地分布電容的制約，容易受外界的干擾，而

7、且注入的低頻交流信號增大直流系統(tǒng)的電壓紋波系數(shù)。在這里，我們用電流互感器來檢測漏電流的大小。我們先根據(jù)圖-3來說明一下電流互感器的用法。在這里我們選擇DC10EA型的電流互感器，額定輸入電流為10mA，輸出電壓為0+/-2.5V。當(dāng)出現(xiàn)正絕緣降低時，正母線和負(fù)母線上的電流差值為I2(單位為mA)，則此時電流互感器的輸出U=（I2/10）*2.5 (v),當(dāng)出現(xiàn)負(fù)絕緣降低,此時電流互感器的輸出 U=-（I2/10）*2.5 (v)。我們通過采集電流互感器的輸出電壓，便可以計算漏電流I2的大小，從而得到絕緣降低的的程度。圖-3因為當(dāng)出現(xiàn)正負(fù)絕緣都降低的時候，絕緣降低的程度與漏電流不成正比。所以我們采用前面講到的不平衡電橋來計算主回路的絕緣電阻的具體大小。如果到了報警線，便通過通訊向支路絕緣檢測模塊獲取各個支路絕緣降低的程度。下面圖-4給出了支路絕緣檢測模塊的大致原理圖。單片機通過多路開關(guān)將不同支路的電流互感器的輸出電壓采集進(jìn)來。在絕緣主