直流绝缘监测的应用与发展

【摘　要】　本文简述绝缘监测的基本原理和智能技术在绝缘监测方面的应用。
1　引言
　　某轧钢厂变电站JYN2－12型金属封闭手车式高压开关柜的手车上配装CT8型弹簧操动机构，其原理接线如图1所示，在操作SB1时出现断路器误动作，经查明原因为3＃线在限位开关SL1处用2．5mm2多股软铜线连接，出现时有时无的接地现象。然而该系统并无异常反应，即无光字牌指示，无闪光及报警信号，使故障查找极不方便，如果伴随其他一点接地，将导致严重后果。为了防止这种误跳闸，必须装上能够连续工作且足够灵敏的绝缘监测装置，以便及时发现系统中某点接地或绝缘降低，当220V直流系统中任何一极绝缘电阻下降到15～20kΩ时，其绝缘监测装置会发出灯光和音响报警信号。
2　直流绝缘监测
2．1　装置的基本原理
　　最简单的绝缘装置是采用电压表监测绝缘状态，如图2所示。其原理是将转换开关K分别接到不同母线上，绝缘良好时电压表指针为零，如果一极绝缘损坏，电压表接于未损坏极时，则有指示值。



　　实际应用的直流系统绝缘监测装置多是利用接地漏电流原理，其接线如图3所示，采用一只DX－11／0．05型信号继电器串接在双向mA表的电路中，若任一极发生接地时，均由KS动作送出预告信号，并可通过mA表的指向或按下按钮判断出哪一极接
地。

2．2　典型绝缘装置分析
　　在大型发电厂和重要变电所应用如图4所示的一种典型的绝缘监测装置，由二只1kΩ的电阻（R3、R4）、一只1kΩ的电位器Rp、两只100kΩ的直流电压表，一只DL－11／245型的电流继电器以及两个操作开关组成。其中电压表1V为双向量限150～0～150V，并附有对应电阻量限0～∞～0Ω，而电压表2V则为单向量限0～250V直流电压表。这种监测装置，可以测出两极对地总绝缘电阻，再加以适当计算，还可求出各极对地绝缘电阻，同时还能发出音响信号。



　　在正常运行时，操作开关2CK置于中间（测量）位置，1CK置于中间（信号）位置，即②－①、⑤－⑧、⑨－、⑤－⑦各接点闭合，Rp短接，电压表2V接在正负极之间，可以测出母线电压。电压表1V并未接入，电流继电器KA接于R3、R4与两极对地绝缘电阻R1、R2组成的电桥臂上。正常时两极对地绝缘电阻相等，KA中无电流，其接点不能闭合，无信号输出。
　　当正极或负极接地或绝缘电阻降到一定程度时，两极对地绝缘电阻相差很大，电桥失去平衡，继电器KA中则有电流流过，使其动作送出预告信号，此时可切换2CK并借助电压表2V的指示，判别出正极或负极接地或绝缘电阻降低，如将操作开关2CK扳向负极，使接点①－④、⑤－⑧接通，2V指示小于电源电压，说明正极绝缘降低，若指示电源电压则说明正极完全接地。如果将2CK扳向正极，接点②－①、⑤－⑥闭合，电压表2V指示电源电压，说明负极接地，若指示值小于电源电压，则说明负极绝缘电阻降低。为了测得对地绝缘电阻值，需将操作开关1CK扳向Ⅰ或Ⅱ位置，当已知正极接地时，将1CK扳向位置Ⅰ，接点①－③和－闭合，若负极接地时，1CK应扳向位置Ⅱ，接点②－④、－闭合。假如正极接地已使1CK置于位置Ⅰ后，调整电位器Rp，使电压表1V指示零值，如图5所示，其中R3＝Rp＝R4＝R由于电压表1V指零，则有



　　其次将1CK扳向位置Ⅱ，接点②－④、－闭合，其电路如图6所示。
此时电压表1V显然不再指零，电桥不平衡时，电压表的两端电压为：


式中：R1、R2———直流系统正负极对地绝缘电阻；
RB———电压表内阻；
UM———直流系统母线电压；
　　 Rx———电位器Rp滑动触头于x处的电阻值。
由（3）式可进一步得出两极对地绝缘电阻并联合成R

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