文档介绍：直流系统绝缘检测技术
2006年8月
一、直流系统绝缘的必要性
在一般情况下,直流系统一点接地并不影响直流系统的运行,但是,如果不及时找出故障点并予以修复,当发生另一点接地故障时,就可能引起重大事故。

为了保障直流系统的安全可靠运行必须对其绝缘情况进行在线监测,当某一点发生接地故障时,能立即发出报警信号并指示故障支路。
二、绝缘检测一般原理和方法
检测正负直流母线对地电压,通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。当绝缘电阻低于设定的报警值时,发出报警信号并自动启动支路巡检功能。
母线对地绝缘电阻检测主要有平衡电桥法和不平衡电桥法。
支路对地绝缘电阻检测主要有交流法和直流法。
三、绝缘检测方法
平衡桥法
当Rx=Ry=∞时(无接地),有V1=110V、 V2=-110V;
当Ry=∞时(单端接地),由V1、V2通过解方程,可得接地电阻Rx。
当Rx=Ry≠∞时(平衡接地),有V1=110V、 V2=-110V,不能检测。
当Rx≠Ry≠∞时(双端接地),将Rx、Ry中较大的一个视为无穷大,按单端接地求解, Rx、Ry的实际值越接近,测量误差越大。
三、绝缘检测方法
不平衡桥法
测量过程
(1)K1闭合,K2断开,测得V1、V2,此时
(2)K1断开,K2闭合,测得V1、V2,此时有
根据以上两式,可求得接地电阻Rx、Ry。
三、绝缘检测方法
平衡电桥
优点:
1)平衡电桥法测量正负母线对地的静态直流电压,因此母线对地电容的大小不影响测量精度;
2)由于不受接地电容的影响,因此检测速度快。
缺点:
1)双端接地时,测量误差较大:
2)不能检测平衡接地。
平衡桥与不平衡桥优劣对比
不平衡桥
优点:
能检测单端接地、双端接地、平衡接地。
缺点:
1)测量中需要正负母线分别对地投电阻,正负母线对地电压是变化的。每次投入电阻后需要延时,等待母线对地电压稳定,检测速度比平衡电桥法慢。
2)受母线对地电容影响
四、支路对地绝缘电阻检测
采用交流无源互感器,测量时需要向母线注入低频交流信号。图中Rx、Ry为支路正负接地电阻,Cx、Cy为支路电缆对地等效电容。
交流法
四、支路对地绝缘电阻检测
进行支路接地检测时,低频信号源产生一个低频交流信号,频率范围为7~15Hz,通过两个隔直耦合电容向直流系统正负母线发送低频交流信号。
采用低频信号的目的,是为减少由分布电容引起的容性电流的影响。用交流互感器套在各支路的正负出线上,由于穿过互感器的直流电流在正常情况下大小相等,方向相反,它们产生的磁场相互抵消。
在支路发生接地故障的情况下,直流磁场也不影响交流互感器的输出,而此时叠加在直流系统正负母线上的交流信号,则在交流互感器的二次侧输出可反应正负支路对地接地电阻和等效电容的漏电流向量和,然后用相敏检波器或乘法器取出阻性分量,即为正负支路对地绝缘电阻的泄漏电流值。
根据叠加的交流电压信号幅度和该泄漏电流值,则可计算出正负支路对地绝缘电阻。
交流法
四、支路对地绝缘电阻检测
采用直流漏电流传感器,不需注入交流信号。测量时分别投入R1、R2(不平衡电桥法)或同时投入R1、R2(平衡电桥法),当支路接地时,可测得支路正负出线的电流差,根据欧姆定律求得支路接地电阻。
直流法
四、支路对地绝缘电阻检测
对于单端接地,如图中的正极接地,此时支路上直流漏电流传感器测得的电流即为流过该支路正接地电阻的电流,结合测得的母线正对地电压,即可求得该支路接地电阻。
直流法-支路单端接地检测