刘君怀1 陈怡欢2
1.湖南涟钢电气有限公司 娄底417009 2.湖南9762工厂 冷江417500
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RE，即：
式中：RE———正负极对地绝缘电阻的总值；
x———电位器Rp上电阻的百分刻度值。
上式为正极绝缘电阻降低时的计算关系，当负极绝缘电阻降低时，应先使1 CK置于位置Ⅱ，调整Rp使电压表1V指示零值后，再扳向位置Ⅰ，同样可测得RE值：
3 直流绝缘监测的发展
按图4所示接线的基本缺点是两极对地绝缘电阻均下降时不能发出信号，因此，原理上更完善的绝缘装置一般配备直流接地微机选线，即智能检测技术〔1，2〕，不仅可监视绝缘，而且可选出绝缘降低的回路，另配有绝缘监测电压表（电阻100kΩ）辅助检查绝缘情况。正常运行时运行人员也可通过绝缘监测电压表检查绝缘及验证微机装置是否正常，若直流系统绝缘下降，运行人员可方便查出接地点。智能控制系统如图7所示，现场采样部分包括模拟量和开关量，取决于变电站变压器的台数和进出线的数目。本系统是一个实时监控系统，尤其能监测故障前后系统参数和一些开关量的变化情况，然后由CPU作出判决并存贮到RAM内存，根据逻辑关系进行编码，然后用事先编好的检查程序到RAM中寻找这个故障码，一旦查到，则该内存的内容即代表事故分析的结果，最后打印出来，为维修、维护人员提供可靠信息，确保变电站直流系统安全运行。
4 结语
应用直流绝缘监测装置是变电站必不可少的保护设备，尤其是智能技术的发展应用，显示出了其特殊功力。
参考文献
1 耿毅等．工业企业供电．北京：冶金工业出版社，1985．8
2 孟庆龙等．电器结构与工艺设计．北京：机械工业出版社，1994．11
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