直流系統絕緣監測裝置試驗儀探討與實踐

馬史棟

摘 要：本文以直流專業相關設備驗收要求和現場實際問題為導向，研發了一款安全、可靠、便攜的直流系統絕緣監測裝置試驗儀。

關鍵詞：絕緣監測裝置；試驗儀；研發

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.243

1 現場實際驗收試驗存在的問題

目前現場驗收人員在實際驗收中主要依據上述絕緣監測裝置相關驗收要求對新設備進行驗收試驗，但通過對現場的調研發現，主要存在以下幾個問題：

（1）由于不同直流系統標稱電壓等級，絕緣監測裝置的絕緣電阻整定值也不同，在驗收試驗時需按照電壓等級準備不同阻值的接地模擬電阻，以盡可能有效接近告警值；（2）單個接地模擬電阻大小不一，甚至將多個模擬電阻作串聯、并聯方式接地，仍只能模擬出單一接地電阻值，無法在絕緣電阻整定值附近做有效的連貫性動作復歸試驗，也就無法精確地對整定值做有效判斷；（3）在進行絕緣監測裝置交流竄直流故障的測記和報警功能試驗時，部分現場施工人員和廠家人員直接以220V工頻交流電壓注入直流系統中試驗，在試驗過程中過高的交流電壓可能會造成直流設備及其他由直流系統供電的設備損壞，同時單一地以220V工頻交流電壓作為試驗電壓將無法對絕緣監測裝置設定的交流竄入告警值進行檢驗。

2 絕緣監測裝置試驗儀的研發

為能妥善解決絕緣監測裝置現場驗收產生的上述問題，國網紹興供電公司直流設備檢修專業研制開發了一臺直流系統絕緣監測裝置試驗儀。該試驗儀以微機控制為核心，以直流系統電壓試驗模塊、直流系統絕緣接地電阻告警功能試驗模塊和直流系統交流竄入告警功能試驗模塊等三大模塊為重要組成部件，配以相關試驗電源、繼電器等輔助部件。

2.1 直流系統電壓試驗模塊

為檢測絕緣監測裝置直流母線電壓及正、負極對地電壓準確度，直流系統電壓試驗模塊以小型可調整流模塊產生的直流電壓為電源，向絕緣監測裝置注入該電源，通過對比絕緣監測裝置和試驗儀的顯示電壓值來判斷裝置的電壓準確度，原理圖如圖1。

2.2 直流系統絕緣接地電阻告警功能試驗模塊

絕緣接地電阻告警功能試驗模塊由微機控制可調線性模擬接地電阻，信號反饋啟動單元組成，其原理圖如圖2。模擬接地電阻是一種能由微機控制調節，并能生成0至50Ω間較為線性阻值的電阻。試驗絕緣接地告警動作時，將絕緣監測裝置試驗儀模擬接地電阻試驗輸出端接入直流系統中饋線支路或母線，將絕緣監測裝置絕緣動作告警硬接點反饋接入試驗儀，由微機控制逐步線性調高模擬接地電阻，當絕緣監測裝置告警時，絕緣動作告警硬接點動作反饋至試驗儀，試驗儀接收到硬接點動作信號后，信號反饋啟動單元動作，將該信號告知微機控制啟動記錄動作時模擬接地電阻阻值，同時檢查絕緣監測裝置顯示絕緣阻值、絕緣接地極性和饋線選線正確性。告警復歸測試亦采用相同原理方法。

2.3 直流系統交流竄入告警功能試驗模塊

直流系統交流竄入告警功能試驗模塊由可調交流電源、保護單元、信號啟動反饋單元為主要組成部分，其原理如圖3。

由于直流系統是一個不接地系統，而交流電源是一個接地系統，一旦交流竄入直流，不僅會造成直流系統接地，同時若輸入試驗的交流電壓過高也會造成直流系統上的設備損壞，因此可調的交流電源和保護單元對于直流系統交流竄入告警功能試驗模塊是必不可少的。試驗時將試驗儀交流輸出接線L線接于+HM、+KM或-KM，N線接于接地點，逐步調升試驗電壓，當輸入絕緣監測裝置的交流電壓大于其整定值時，絕緣監測裝置告警，相應的交流竄直流告警硬接點動作，信號啟動反饋單元動作啟動微機控制器采樣交流電壓并予以保存。告警復歸測試亦采用相同原理方法。

3 應用效果

直流系統絕緣監測裝置試驗儀可應用于發電廠、變電站內新建和技改工程中新安裝的絕緣監測裝置各項主要功能的試驗，能在裝置投運前有效判斷其各項功能的正確性，確保設備能正常投運，并能有效降低試驗時造成直流系統中其余設備損壞的概率，減少不必要的經濟損失，實現該項試驗的安全化、可靠化、便攜化。

參考文獻：

[1]國家電網公司.變電站直流系統技術標準[S].

[2]國家電網公司.十八項電網重大反事故措施[J].