直流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)原理介紹

1、直流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)原理介紹時(shí)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(cè)原理介紹直肯定會(huì)有很多人想知道直流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)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(hào)電源，是一個(gè)十分龐大的多分支供電網(wǎng)絡(luò)。在一般情況下，一點(diǎn)接地并不影響直流系統(tǒng)的運(yùn)行，但如果不能迅速找到接地故障點(diǎn)并予以修復(fù)，又發(fā)生另一點(diǎn)接地故障，就可能引起重大故障的發(fā)生。現(xiàn)有檢測(cè)直流系統(tǒng)絕緣的方法主要有電橋平衡原理和低頻探測(cè)原理。根據(jù)電橋平衡原理實(shí)現(xiàn)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置被廣泛使用，但它不能檢測(cè)直

2、流系統(tǒng)正、負(fù)極絕緣同等下降時(shí)的情況；絕緣監(jiān)測(cè)裝置即使報(bào)警，也不能直接得到系統(tǒng)對(duì)地的絕緣電阻大小。用低頻探測(cè)原理檢測(cè)接地故障是近幾年采用的一種新方法，但它所能檢測(cè)的接地電阻受直流系統(tǒng)對(duì)地分布電容的制約，而且低頻交流信號(hào)容易受外界的干擾，另外注入的低頻交流信號(hào)增大直流系統(tǒng)的電壓紋波系數(shù)?？梢姡姌蚱胶庠砗偷皖l探測(cè)原理均存在若干難以克服的缺陷。本文提出一種新的檢測(cè)方法，即主回路用不平衡電橋檢測(cè)總的絕緣電阻，而支路用直流互感器來檢測(cè)到底是哪一路出現(xiàn)了絕緣降低。同時(shí)用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)這種檢測(cè)方法。主回路的絕緣電阻的測(cè)量傳統(tǒng)的平衡電橋檢測(cè)原理如下圖-1，通過檢測(cè)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(cè)的結(jié)果將與實(shí)際情況不符合。圖-1為了能檢測(cè)正負(fù)都絕緣降低的情況，下文設(shè)計(jì)一種不平衡電橋測(cè)量法。并用MCS 80C196KC單片機(jī)來實(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(jī)的A/D口的AC4通道采集C4兩端的電壓，從而測(cè)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(cè)算得Uj，記此時(shí)測(cè)得的電壓Uj為Uj1。第三步，JK1閉合、JK2斷開，記此時(shí)測(cè)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(gè)二元方程。在此，因?yàn)镽與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(shí)現(xiàn)，但真正用到實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中去，我們需要注意幾個(gè)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(cè)量精度下降；高于300V，則電子繼電器的耐壓不夠。對(duì)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(cè)量精度提高。但對(duì)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(shí)際測(cè)量時(shí)，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(jì)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(shí)，比如R+R-1K，Um220V時(shí)，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(cè)量精度為0.3V，因此|Uj1-Uj2|可能等于零，所以R+R-0，與實(shí)際相差很大。根據(jù)我們的實(shí)測(cè)，絕緣電阻在5K到50K之間時(shí)，測(cè)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(shí)，測(cè)量精度較差。對(duì)于實(shí)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(dòng)。所以可以達(dá)到要求。但如果在特殊的場(chǎng)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(cè)原理檢測(cè)容易受直流系統(tǒng)對(duì)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(hào)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(cè)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(shí)，正母線和負(fù)母線上的電流差值為I2(單位為mA)，則此時(shí)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(shí)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(jì)算漏電流I2的大小，從而得到絕緣降低的的程度。圖-3因?yàn)楫?dāng)出現(xiàn)正負(fù)絕緣都降低的時(shí)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(jì)算主回路的絕緣電阻的具體大小。如果到了報(bào)警線，便通過通訊向支路絕緣檢測(cè)模塊獲取各個(gè)支路絕緣降低的程度。下面圖-4給出了支路絕緣檢測(cè)模塊的大致原理圖。單片機(jī)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