浅谈安科瑞医疗IT配电系统绝缘故障定位信号发生器在医院的设计与应用.pdfVIP

浅谈安科瑞医疗IT配电系统绝缘故障定位信号发生器在医院的设计与应用 安科瑞 师晴晴 江苏安科瑞电气制造有限公司 师晴晴 214405 [摘要]本文在介绍绝缘定位用信号发生器工作原理的基础上，阐述了信号发生器的硬件和软件设计。基于 本设计的产品已通过试验检验，可应用于 IT 系统中，为应用场所提供安全可靠的供电解决方案。浅谈安 科瑞医疗 IT 配电系统绝缘故障定位信号发生器的设计与应用 关键词 IT 系统 信号发生器 故障定位 0 0 00 引言 IT 系统一旦出现单点接地故障就会变为 TN-S系统，虽然可以带故障继续运行，但已失去 IT 系统的优点， 增加了安全隐患，因此需要实时监测系统的对地绝缘状况，并能通过仪表自动定位故障点支路，否则，一 旦出现故障，只能依靠人工来实现绝缘故障点的定位查找，不仅费时费力，而且破坏了供电连续性。为此， 本文设计了一种绝缘故障定位用信号发生器（以下简称信号发生器），它装设于 IT 系统中，配合绝缘故障 定位装置实现绝缘故障定位功能。当 IT 系统发生绝缘故障时，信号发生器启动并产生定位信号，注入到 IT 系统与地之间。绝缘故障定位装置通过传感器逐路巡检，当检测到定位信号流经某支路时，便可确定该支 路为绝缘故障所在回路。此时，操作人员可有目地的针对该故障支路进行断电或其它保护操作，不必逐条 支路断电进行排查，从而提高了工作效率，保障了系统供电的连续性。安科瑞医疗 IT 配电系统绝缘故障 定位信号发生器的设计与应用 1 1 11 信号发生器原理 信号发生器工作原理：IT 系统发生单点接地故障时，轮流在系统某根线与大地之间注入定位信号，以 便绝缘故障定位仪能在故障支路上监测到定位信号。信号发生器原理如图 1 所示。 L1 L2 等效绝缘电阻 信号发生器 PE 图 1 信号发生器原理图 在 IT 系统中，注入的测试信号有效值必须足够小，以免对 IT 系统形成太大干扰，，甚至对系统负载造成危 害；但又要有足够大的峰值，以便在故障支路上形成足够大的电流，使故障定位仪的电流互感器能正常监 测。安科瑞医疗 IT 配电系统绝缘故障定位信号发生器的设计与应用 1 7 1 7 11/ 77 考虑以上两种情况后，本文采用脉冲信号作为测试信号。脉冲信号幅度足够大、宽度足够窄，就可实 现足够小的有效值、足够大的峰值两个期望目标。从简化设计的角度出发，没必要在信号发生器上直接产 生高压脉冲信号，可通过截取 IT 系统中交流信号的波峰来实现。 对于单相交流 IT 系统， L1、L2 线间电压为 AC 220V，其峰值为 220V，满足脉冲峰值足够大的要求。 为满足有效值足够小的要求，本文依照标准 IEC61557-9 的“定位信号电压的有效值不允许超过 50V”的规 定，将电压阈值设为 50V。据此，可计算出脉冲宽度（由于脉冲宽度很小，为方便计算，可将此峰值脉冲 视为幅度为 220 的矩形脉冲）为： U2 t= 有效值 T U2 峰值 当交流电压周期为 50Hz时，脉冲宽度为： (50V)2 t= ×20ms≈ 0.5165ms (220 2V)2 当交流电压为 60Hz 时，脉冲宽