絕緣檢測是各類電源不接地或高阻接地的IT接地系統(tǒng)必備的接地故障檢測設(shè)備，主要作用就是在保證系統(tǒng)臨時供電連續(xù)性的同時，發(fā)出絕緣故障報警，以便安排配電系統(tǒng)的安全檢修查找和修復(fù)故障，防止更大的二次故障發(fā)生。對于采用IT接地形式的直流供電系統(tǒng)也是如此。
IT接地系統(tǒng)的絕緣檢測需要專用的絕緣檢測設(shè)備(IMD)，設(shè)備應(yīng)符合IEC61557-8標準，該標準適用于交流1000V以下或直流1500V以下系統(tǒng)中使用的絕緣檢測設(shè)備。該設(shè)備通過高阻在電源線和接地建立一個工作地(FE)，檢測系統(tǒng)的絕緣狀況，當系統(tǒng)的絕緣電阻下降或產(chǎn)生接地故障時，在系統(tǒng)電壓或附加電壓的作用下，就會產(chǎn)生一個接地故障電流，通過對這個電流幅值的檢測就可以監(jiān)測到系統(tǒng)絕緣的變化。
符合IEC61755-8標準的IMD，可以采用電橋法和附加電流法兩個途徑監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣狀況：圖1是采用電橋法的IMD基本工作原理，系統(tǒng)L+和L-分別與FE加入等值的平衡電阻R1和R2，當系統(tǒng)絕緣完好時，絕緣電阻Rj+和Rj-阻值基本相同，R1-R2間的分壓值與Rj1-Rj2間的分壓值相等，IMD中的1、2兩點電壓U1-2為0，當系統(tǒng)中某側(cè)發(fā)生絕緣故障時，Rj+和Rj-阻值不等，R1-R2間的分壓值與Rj1-Rj2間的分壓值不相等，IMD中的1、2兩點電壓U1-2也就有了相應(yīng)的電壓值，通過測量這個電壓值就可以監(jiān)測出系統(tǒng)中絕緣電阻的變化。采用電橋法測量絕緣電阻的IMD，無需其他附加測量電源且結(jié)構(gòu)相對簡單，但易受外界其他電壓騷擾，測量精度相關(guān)不高。
圖1 采用電橋法的IMD基本工作原理
附加測試電流法是在直流配電系統(tǒng)中安裝的通過高阻連接到地的IMD，通過附加電源注入一個特定頻率的測量電流信號，如果配電系統(tǒng)中沒有絕緣故障時，測量電流信號不會形成電流通路，當系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障或絕緣電阻降低時，測試信號就會形成特定頻率的測試電流疊加在直流系統(tǒng)中，設(shè)備通過濾波和分析環(huán)節(jié)，篩選檢測電流信號及幅值并發(fā)出相應(yīng)的輸出。圖2示意了附加測試電流法絕緣檢測器IMD基本工作原理。
圖2 附加測試電流法絕緣檢測器IMD基本工作原理
以上分析了采用IT接地形式的直流配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測方法，實際直流系統(tǒng)運行中的各類電磁干擾和電壓波動均會影響絕緣電阻的測量值， 同時IMD與工作地間的電阻參數(shù)及注入電流的工作頻率和最大幅值也會影響到直流系統(tǒng)及設(shè)備的運行安全，所以對應(yīng)IMD的選用還是應(yīng)以符合電氣安全標準的基本要求，選用符合IEC61557-8標準的標準產(chǎn)品。
作者：安逸老胡
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