已用 深圳信瑞達(dá)直流絕緣檢測(cè)原理2013.

1、直流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)原理介紹直流系統(tǒng)絕緣檢測(cè)原理介紹發(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?，F(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)直流系統(tǒng)正、負(fù)極絕緣同等下降時(shí)的情況；絕緣

2、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?，電橋平衡原理和低頻探測(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

3、檢測(cè)方法。主回路的絕緣電阻的測(cè)量主回路的絕緣電阻的測(cè)量（深圳信瑞達(dá)電力設(shè)備深圳信瑞達(dá)電力設(shè)備電流傳感器電流傳感器電壓傳感器電壓傳感器零七零七五五三六六一五六零一五五三六六一五六零一）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、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MCS80C196KC單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，如

4、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，JK1、JK2都斷開，我們通

5、過80C196單片機(jī)的AD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AD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

6、公式11和12。以上的分析，我們得到理論上的實(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100V300V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|Uj1Uj2|的大小，如果其值太小，由于AD

7、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，Um＝220V時(shí)，由公式11、公式12可得：Uj1＝110.55V，Uj2＝109.95V，|Uj1Uj2|＝0.6V，設(shè)AD轉(zhuǎn)換器的量程為0~300V，精度為千分之一（10位AD），則其最小測(cè)量精度為0.3V，因此|Uj1Uj2|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

8、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15K—25K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AD轉(zhuǎn)換器。支路絕緣降低的判斷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

9、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=（I210）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=（I210）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