智能式直流系统对地绝缘监察装置的局限性分析

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摘 要：发电厂和变电所的直流系统比较复杂，而且通过电缆线路与室外配电装置的端子箱、操作机构等相连接，发生接地的机会较多。本文在分析智能式直流系统对地绝缘监察装置的原理的基础上，对当前智能式直流系统对地绝缘监察装置的优点及局限性进行分析。

关键词：智能式直流系统对地绝缘监察装置；原理；局限性

中图分类号：TP27 文献标识码：A

1 概述

发电厂和变电所的直流系统比较复杂，而且通过电缆线路与室外配电装置的端子箱、操作机构等相连接，发生接地的机会较多。直流系统发生一点接地时，由于没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行。但是这种接地故障必须及早排除，否则当发生另一点接地时，有可能引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的不正确动作。直流系统绝缘监察装置能够及时发现直流系统的接地故障。目前变电所广泛采用的直流绝缘监察装置能在绝缘电阻低于规定值时自动地发出灯光和音响信号，并且可以利用它分辨出是哪一极的绝缘电阻降低，还可通过换算确定出正、负极的绝缘电阻值。

2. 智能式直流系统对地绝缘监察装置的原理

图1 绝缘监察电气原理图

如图1所示，R1和R2是平衡电阻，在A点取得平衡分压。RL是电流测量的取样电阻，当发生单侧绝缘下降，即存在RX或RY时，接地电流在RL上产生正或负的压降Vo，测量此压降的大小和方向，经运算，即可得出RX或RY的阻值。当任一电阻值越限时，将触发报警。

图2 等效原理图

如图2所示，当R1=R2=10kΩ时，图中，Io支路的开路电压为：

Uo=U/2-Rx*U/（Rx+Ry） 公式（1）

内阻Ro为：

Ro=5+Rx*Ry/（Rx+Ry） 公式（2）

Io=Uo/（Ro+RL+R3）=[U/2-Rx*U/（Rx+Ry）]/[5+Rx*Ry/（Rx+Ry）+RL+R3] 公式（3）

当Ry》Rx时，Rx/（Rx+Ry）=0，Ry/（Rx+Ry）=1，Io=（U/2）/（5+Rx+R3+RL）

所以得到：Rx=U/（2Io）-（5+R3+RL） 公式（4）

3 智能式直流系统对地绝缘监察装置的局限性

3.1 智能式直流系统对地绝缘监察装置测不出两极对地绝缘同时下降

由公式（1）可得：当Rx=Ry时，Uo=0，也就是说，当+KM与-KM的绝缘电阻相同下降，哪怕下降到很低时，绝缘监察继电器是测不出母线对地绝缘电阻的。

3.2 智能式直流系统对地绝缘监察装置测在两极对地绝缘均不佳时，绝缘电阻测量存在重大误差

在实际的工程运用中，智能式直流系统对地绝缘监察装置测测得的正负母线的对地电阻都是事先假设Ry>Rx，并利用公式（4）进行运算，得出结果，所以我们在发生直流接地时查看绝缘监察装置往往会发现其中一条母线的绝缘为无穷大（例如999kΩ），而发生接地的一条母线绝缘比较低。这个假设是基于一个现实情况，绝大多数的接地为单母线接地，且非接地母线绝缘电阻远远大于接地母线。利用这个假设，可以在末知非接地母线绝缘电阻的情况下得出接地母线的绝缘电阻，但会产生别一个问题：非接地母线绝缘电阻并不是十分大（小于999 kΩ）时，利用这个假设会有什么情况呢？

由图3得：

，即 公式（5）

由公式（5）可以知：当非接地母线绝缘电阻被高估时，接地母线绝缘电阻也被高估。

结语

智能式直流系统对地绝缘监察装置在发电厂和变电所中被广泛使用，但其有局限性也不可小视。我们在实际使用中要根据以上所述，系统全面地分析直流系统的运行情况。

参考文献

[1] 李增国. 电子技术[M].北京： 北京航空航天大学出版社.2010.

[2] 邱关源.电路[M].高等教育出版社.2011.[3]王正元.面向新世纪的电力电子技术电源技术应用.2001.