注入式絕緣檢測在核電站低壓配電系統中的應用

任　軼（福建寧德核電有限公司,福建　寧德　355209）

注入式絕緣檢測在核電站低壓配電系統中的應用

任軼
（福建寧德核電有限公司,福建寧德355209）

敘述了配電系統絕緣故障的危害性，介紹了核電站低壓配電系統絕緣檢測的重要性。歸納了注入式絕緣檢測的原理與特點，總結了其在配電系統正常運行期間及處理絕緣故障時的應用。

配電系統絕緣檢測監測定位重要性

低壓配電系統是核電站廠用電系統的重要組成部分，其絕緣情況的好壞，將直接決定系統能否健康可靠地持續運行，在核電站核安全高指標的特殊要求下，對廠用電配電系統，尤其是核安全級別的直流配電系統，當系統絕緣值低于技術規范規定值時，若不能及時發現故障并定位解決，機組就必須在指定時間內退出功率運行模式，最終有可能導致停機停堆，如此將為電站帶來較大的經濟損失，同時也會給電網造成負荷沖擊，造成不良的影響。因此，掌握與控制系統的絕緣情況是配電系統運行與維護必須具備的條件，而注入式絕緣檢測技術為這一條件的實現提供了有效的技術基礎；

1　配電系統絕緣故障的危害性

絕緣故障是指配電系統對地絕緣阻抗值低于規定值或設定值，主要有直接接地（實接地、金屬接地）及間接接地兩種情況。低壓配電系統有直流系統與交流系統兩類，對于中性點接地的交流三相系統發生單相接地故障時，會產生大短路電流，致使電氣設備燒損，而中性點不接地系統的單相接地故障會導致非故障相相電壓升高至線電壓水平，對系統絕緣造成較大沖擊。對于直流系統發生絕緣接地故障，若是出現兩點接地，就會導致斷路器拒動或誤動作，甚至是正、負極短路等嚴重后果。

2　核電站配電系統絕緣檢測的重要性

配電系統在運行期間，受塵土、濕氣、溫度、材料老化、外力損傷等方面的影響，勢必會在系統中產生一些絕緣薄弱點，形成接地故障隱患，通過對配電系統接地故障危害性的了解，我們知道，對配電系統絕緣情況的掌握與控制至關重要，而能否掌握、控制系統的絕緣的關鍵在于以下兩點，其一，能否實時獲知系統的絕緣值，即對系統絕緣進行在線監測，其二，能否定位故障點，即在系統故障期間，快速排查定位接地點。而上述兩點的實現，則要完全依賴于對系統的絕緣檢測。如果不能對系統進行絕緣檢測，就無法實現絕緣的在線監測，當系統絕緣發生劣化趨勢時，由于無法知情，就不能夠及時介入維修以消除隱患，致使系統絕緣情況將繼續惡化，最終導致核安全設備的誤動作或拒動作等嚴重后果。如果不能對系統進行絕緣檢測，當系統發生絕緣故障時,很難快速、準確定位故障點，延遲維修時間，最終導致機組狀態后撤。所以，核電站中對配電系統的絕緣檢測是極為重要的，必須要有可靠的技術手段來實現對配電系統的絕緣檢測。

3　注入式絕緣檢測的原理及特點

3.1基本原理

注入式絕緣檢測的基本原理就是向系統中注入非工頻交流電流，檢測返回電流并計算電阻。在工作期間，檢測裝置向系統中注入低頻電流，若系統絕緣正常，沒有絕緣故障點，低頻電流在系統中形不成回路，檢測裝置檢測不到電流。若系統中出現絕緣故障點，該點絕緣下降甚至實接地，由此就會與檢測裝置構成回路，檢測裝置就會檢測到返回電流，并通過運算邏輯計算出絕緣直阻。

3.2檢測系統的構成

通常，如圖1所示，注入式絕緣檢測裝置一般包含低頻交流發生器，電流、電壓檢測計算模塊，以及控制模塊等。整個檢測

裝置的特性是對于工頻50HZ電流阻抗較大，而對于自身產生的低頻電流阻抗值極小。

3.3注入式絕緣監測的優點

注入式絕緣監測技術可以實時計算出配電系統運行期間對地絕緣阻抗，并能夠根據需要對報警值進行預先設定，當檢測計算值低于設定值時，會發出報警，能夠有效地對系統的絕緣防護起到監測預警作用，同時還具有檢測精度高、速度快、持續工作能力強等優點，在本文前面的描述中，論述了電站配電系統絕緣檢測的重要性，強調了必須要有可靠的技術手段來實現對配電系統的絕緣檢測，那么注入式絕緣檢測技術具備的這些特點，使得其可以方便、快捷、可靠地實現對系統的絕緣檢測，很好地滿足了對配電系統絕檢測的需求；

4　在配電系統中的應用

鑒于注入式絕緣檢測技術的特點可以很好地滿足對配電系統進行絕緣檢測的需求，能夠為掌握與控制系統的絕緣提供可靠的技術基礎，因此，在對系統絕緣的在線監測與故障排查定位方面獲得了良好的應用；

4.1配電系統運行期間絕緣的在線監測

在線監測應用方面，注入式絕緣檢測系統裝置一般均隨配電系統整體安裝施工，如圖2所示，整個配電系統network對檢測

裝置來說是一個統一的負載，阻抗值有如下數學關系：

配電系統運行期間，檢測裝置向系統中注入非工頻交流電流，若系統中出現絕緣接地故障點，將由此形成回路，檢測裝置將檢測到返回電流，并根據運算邏輯計算對地絕緣阻抗并可以實時顯示出來，當阻值低于設定值時，將發出報警。由此，注入式絕緣檢測便可靠地實現了對系統絕緣的在線監測；

4.2接地故障的定位查找

對于低壓配電系統來說，網絡連接復雜，分布范圍很廣，無論是直流系統還是交流系統，饋電回路少則幾十個，多則上百個，負載設備遍及電站每一個角落，如果不能對系統進行絕緣檢測，當發生絕緣故障時，就無法快速、準確定位故障回路間隔。只能依靠傳統的‘拉抽屜’式的排查方法，這將嚴重制約維修工作的效率，浪費寶貴的時間，無法在規定時間內定位并排除故障，由此會為電站帶來嚴重的影響。而應用注入式絕緣檢測技術就可以對故障回路進行快速定位，極大的提高了故障間隔查找的工作效率，從而不再依靠傳統的‘拉抽屜’式的排查方法，使得維修人員可以把寶貴的時間投入到解決某一個具體存在絕緣故障的回路當中去。當系統發生絕緣故障時，向系統中注入電流，然后用探測CT分別測量各饋線間隔的出現電纜，對于絕緣情況良好的間隔，由于無檢測電流通過，探測CT檢驗結果為正常。對于絕緣出現問題的間隔，由于接地故障點的存在，為檢測電流形成了回路，探測CT就會檢測到電流并發出提示，這樣就實現了故障間隔的定位，維修人員就可以進一步處理該間隔的絕緣故障。在實際應用中，對于某些重要的直流系統，絕緣在線監測與故障間隔定位這兩項技術功能是共同應用在其中的，即絕緣檢測裝置不但可以在線監測系統母線的對地絕緣值，還可以檢測計算每一個饋線回路的絕緣情況，這樣就使得絕緣監測具備了全面性，還更進一步提高了排查、定位出現故障間隔的工作效率；

5　總結

注入式絕緣檢測技術是實現對系統絕緣監測的重要技術手段，能夠可靠地實現對系統絕緣的在線監測及故障回路定位。可以為配電系統的運行起到來良好的保駕作用，同時，整個檢測系統進行定期檢修維護定期校驗，以保障其運行的穩定性與絕緣檢測計算的準確性。

[1]邱關源.電路[M].高等教育出版社出版.

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