直流系统绝缘监察正负极对地绝缘电阻的监测.doc

——正、负极对地绝缘电阻的监测 [摘要] 给出常见的三种直流系统电压测量及绝缘监视电路的动作原理；直流系统正、负极对地绝缘电阻的测量方法；直流系统正、负极对地绝缘电阻的计算公式及其推导过程。 [关键词]：直流系统 正极 负极 绝缘监察 绝缘电阻 计算公式 [前言] 直流系统在发电厂和变电所中具有重要的位置。要保证一个发电厂或变电站长期安全运行，直流系统的绝缘问题是不容忽视的。直流系统在正常运行时，正负极均不接地。发生一点接地时，接地点没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍可继续运行，但也必须及时发现、及时消除。否则再发生另一点接地时，有可能引起控制回路、继电保护回路的误动作。 为了监视直流系统的绝缘状况，必须装设绝缘监察装置，运行人员可使用该装置经常测量直流系统的绝缘电阻，使其保持在0.5MΩ以上。为了帮助深入理解直流系统绝缘监察的监测原理，本文着重讨论直流系统正、负极对地绝缘电阻的测量方法及计算公式的推导、说明，以供学习、参考。 一、最简单的绝缘监察装置 最简单的绝缘监察装置是采用一只或两只高内阻的电压表，如图一接线。 图一 最简单的绝缘监察装置 图一（a）采用一只电压表。用切换开关分别测量正、负极对地电压。若电压表指示均为零，表明两极对地绝缘良好（电压表的内阻远小于正、负极对地绝缘电阻）；若测量一极有电压指示，则表明另一极有绝缘损坏，绝缘电阻越小，电压指示越大；若测量一极电压指示直流母线电压，则表明另一极接地。 图一（b）采用两只电压表。当两极绝缘良好时，两只电压表指示相同，均为母线电压之半，若一极绝缘电阻下降为零，则接该极的电压表指示降为零，另一只电压表指示上升为母线电压；若某极绝缘电阻下降但尚未达到零，则接该极的电压表指示在零与一半母线电压之间。无论何种情况，两只电压表的读数和为母线电压。 二、简单的绝缘监察装置 简单的、能粗略估算正、负母线对地的绝缘电阻的直流系统绝缘监视电路，如图二所示。 图二 简单的绝缘监察装置 简单的绝缘监察装置是由电压表PV1和转换开关SA组成。根据PV1测得的电压值粗略地估算正、负母线对地的绝缘电阻，从而达到绝缘监视的目的。 转换开关SA有“m（母线）”、“— 对地”、“+ 对地”三个位置可分别测得、、三个电压，则正、负母线绝缘电阻可由下式估算： 式中、——正负母线对地绝缘电阻，Ω ——电压表PV1的内阻，Ω 下面对以上正负母线对地绝缘电阻、的计算公式进行推导。 1、不操作时转换开关SA置“m（母线）”位置，接点SA（1—2）、SA（5—8）接通，电压表PV1指示母线电压。 2、将转换开关SA置“— 对地”位置，接点SA（1—4）、SA（5—8）接通，电压表指示负极对地的电压，组成如图三所示的测量线路。 图三 SA置“— 对地”位置时测量线路图 根据分压公式有： 即： （1） 3、将转换开关SA置“+ 对地”位置，接点SA（1—2）、SA（5—6）接通，电压表指示正极对地的电压，组成如图四所示的测量线路。 根据分压公式有： 图四 SA置“+ 对地”位置时测量线路图 即： （2） 4、式（1）、式（2）联立求解正负母线对地绝缘电阻、 式（1）÷（2）得： （3） 将式（3）代入式（1）得： 化简后得： （4） 将式（4）代入式（3）求得： （5） 可见，若 = = 0，表明直流系统绝缘良好；若 = 0， = ，表明正母线接地；若测得结果相反，表明负母线接地；若 、在0 ~ 之间，则可用上式估算、的绝缘电阻。这种绝缘监视装置需要人工操作，主要用于小型变电所和小型水电站。 三、由电磁继电器构成的直流系统绝缘监察装置。 由电磁继电器构成的直流系统绝缘监察装置如图五所示，它适用于单母线供电的直流系统，是电厂和变电所广泛采用的一种绝缘监视装置。 图五 由电磁继电器构成的直流系统绝缘监视电路图 它由三只1000Ω的电阻R=1R=2R=3R，两只高内阻（100KΩ）电压表1V、2V，一只DL—11/2.45型电流继电器KS，测量切换开关ST及信号切换开关1SL所组成。电压表1V（有电压与电阻双刻度：150—0—150V、0—∞—0Ω）用作测量直流系统总的绝缘电阻。电阻2R是带有滑动触点的电位器。 电压表2V和转换开关ST的作用与上面简单直流系统绝缘监视电路的作用及原理一样，可粗略估算正、负极对地绝缘电阻；用来测量母线电压及判断是正极还是负极绝缘电阻下降。 转换开关1SL有三个位置：“正极”、“信号”、“负极”，正常时转