直流绝缘系统原理

——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。

直流绝缘监察装置的运行原理方法直流绝缘监察装置是一种用于检测直流系统绝缘性能的设备。

其运行原理方法主要包括信号源、探头、信号处理和显示等几个方面。

信号源是直流绝缘监察装置的核心部件之一。

它通过产生一定的直流电压信号，作为被测设备的工作电压。

信号源需要具备稳定性和精确性，以确保测试结果的准确性。

探头是直流绝缘监察装置的另一个重要组成部分。

它通常由两个电极组成，用于将信号源产生的直流电压施加到被测设备上。

同时，探头还能够感知被测设备的绝缘状态，并将其转化为相应的电信号。

然后，信号处理是直流绝缘监察装置的关键环节之一。

它主要负责将从探头获得的电信号进行放大、滤波、采样和数字化处理，以提取有用的信息。

信号处理过程中需要注意防止信号失真和噪声干扰，以确保测试结果的可靠性。

显示是直流绝缘监察装置的输出部分。

经过信号处理后的数据将通过显示装置进行展示。

显示装置通常采用液晶显示屏等方式，将绝缘电阻值、泄漏电流值等参数以数字或图形的形式显示出来。

这样，操作人员可以清晰地了解被测设备的绝缘状态，并及时采取相应的措施。

除了以上的主要原理方法外，直流绝缘监察装置还常常配备一些辅助功能，以提高测试效率和便捷性。

例如，自动测量功能可以实现对被测设备的自动测试，减轻了操作人员的负担。

数据存储功能可以将测试结果保存下来，方便后续分析和比对。

报警功能可以在被测设备绝缘状态异常时发出警示，提醒操作人员及时处理。

直流绝缘监察装置的运行原理方法主要包括信号源、探头、信号处理和显示等几个方面。

通过这些环节的相互配合，可以实现对直流系统绝缘性能的检测和监控。

直流绝缘监察装置在电力、通信、交通等领域具有重要的应用价值，可以帮助人们及时发现和解决绝缘故障，保障设备和人员的安全。

直流系统绝缘检测原理介绍时间：2013-2-25 11:56:56来源：深圳市信瑞达电力设备有限公司打印本文直流系统绝缘检测原理介绍直肯定会有很多人想知道直流系统绝缘检测原理介绍的一些内容？下面小编就满足下大家的好奇心：发电厂和变电站的直流电源作为主要电气设备的保安电源及控制信号电源，是一个十分庞大的多分支供电网络。

在一般情况下，一点接地并不影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到接地故障点并予以修复，又发生另一点接地故障，就可能引起重大故障的发生。

现有检测直流系统绝缘的方法主要有电桥平衡原理和低频探测原理。

根据电桥平衡原理实现的绝缘监测装置被广泛使用，但它不能检测直流系统正、负极绝缘同等下降时的情况；绝缘监测装置即使报警，也不能直接得到系统对地的绝缘电阻大小。

用低频探测原理检测接地故障是近几年采用的一种新方法，但它所能检测的接地电阻受直流系统对地分布电容的制约，而且低频交流信号容易受外界的干扰，另外注入的低频交流信号增大直流系统的电压纹波系数。

可见，电桥平衡原理和低频探测原理均存在若干难以克服的缺陷。

本文提出一种新的检测方法，即主回路用不平衡电桥检测总的绝缘电阻，而支路用直流互感器来检测到底是哪一路出现了绝缘降低。

同时用单片机来实现这种检测方法。

主回路的绝缘电阻的测量传统的平衡电桥检测原理如下图-1，通过检测电压Uj和Um，再加上给定的电阻R来算出R+、R-，但当正负绝缘都出现降低的情况下，检测的结果将与实际情况不符合。

图-1为了能检测正负都绝缘降低的情况，下文设计一种不平衡电桥测量法。

并用MCS 80C196KC单片机来实现，如图-2所示。

首先我们先说明一下电子继电器AQW214的用法,当AQW214的1、2脚导通时，7、8脚也导通；而且导通的内阻很小。

同理，3，4脚导通时，5、6脚也导通。

而且，AQW214的耐压值可以达到400V，即当7、8，或5、6不导通时，它们两端可以承受400V的电压。

直流系统绝缘降低问题探讨摘要：对直流系统绝缘降低或接地现象发生的原因、危害、处理方法和注意事项进行简要的总结和归纳。

关键词：直流系统，绝缘，绝缘降低，接地0 引言众所皆知，直流系统在电力系统中占有重要位置，直接影响着电力系统的安全稳定运行。

目前关于直流系统的技术标准，运行、检修规范，技术监督规定等规程规定已有很多，并已趋于成熟。

但是在实际运行当中，因为直流系统故障引起的事故仍然屡见不鲜。

虽然造成直流系统绝缘降低或接地的原因有很多，但如何进行有针对性的整改和防范，依然是一个值得大家去探讨的话题。

1故障告警原理目前，直流系统绝缘降低或接地一般都会由直流绝缘监控装置获取相关信息。

直流绝缘监控装置的稳定可靠已成为监视直流系统运行状况的重要前提。

一般直流回路异常时会出现以下报警信号：某段母线直流接地故障，直流正、负极母线对地绝缘电阻值下降，某条支路直流回路异常等。

直流绝缘监控装置工作的基本原理如图1所示。

在直流电源给二次负载供电的过程中，正常工作状况时流出电流I1等于流入电流I2，这样在感应器内产生的磁通相互平衡抵消。

在非正常工作状况下，如直流系统二次回路接地故障或二次回路环网、交叉等原因造成流出电流I1不等于流入电流I2时，感应器内将产生不平衡磁通，当这一不平衡磁通大于设定的值时，监察装置报接地故障报警。

图1 直流绝缘检测告警原理图2故障危害对于直流系统绝缘故障的危害，我们可以通过直流故障的类型分开讨论。

直流正极接地。

当出现直流正极接地故障时，可能造成保护及自动装置误动事故。

因为正常运行时装置的跳合闸线圈、继电器线圈都与负极电源连通，若此直流回路再发生另一点接地故障，就可能引起装置误动作。

直流负极接地。

当出现直流负极接地故障时，可能造成保护及自动装置拒动事故。

因为正常运行时装置的跳合闸线圈、继电器线圈都与负极电源连通，若此直流回路负极再出现一个接地点，线圈会被此接地点短接而造成装置无法动作。

同时，直流回路短路电流会造成电源保险熔断，并且可能烧坏继电器接点，使设备出现失去保护或操作电源丢失故障。

技术改造直流系统绝缘监测升级改造沈 健（上海城投原水有限公司，上海 200125）摘 要：直流系统在整个的电力系统中具有重要的作用，而绝缘监测装置则是保证直流系统正常运行的重要手段之一。

变电站直流系统一般都配置绝缘监测功能，能监测直流母线正、负极对地的绝缘电阻。

针对传统绝缘监测装置存在的缺陷，在不整体更换直流系统的情况下，对原有的直流系统绝缘监测装置进行升级改造，实现监测直流母线各种接地情况的绝缘及支路的绝缘情况。

关键词：直流系统；绝缘监测；平衡桥；不平衡桥；升级改造引言：原水公司下辖五号沟泵站是亚洲最大的原水输送枢纽泵站，日平均供水量在440万吨左右，为上海市14家自来水厂供应原水，是整个青草沙原水供应系统的动力核心。

五号沟泵站110KV 变电站供电的可靠性、连续性是原水安全供应的保障。

变电站直流系统作为继电保护、控制系统、信号系统和自动装置等二次设备的电源，其可靠性、稳定性直接影响着整个供电系统的安全运行。

随着运行时间增加，设备逐步老化，气候和环境的改变，以及接线端子和触头受潮等原因，会造成绝缘水平下降，严重者甚至造成接地故障，进而会导致自动控制装置和继电保护装置误动或拒动，扩大故障范围导致更严重的事故后果。

因此，对变电站内直流系统绝缘监测设备进行升级改造，快速定位排除故障，有着重要意义。

[1-2]1原直流系统绝缘监测概况原110V直流系统绝缘监测采用传统的平衡桥原理，正对地接100KΩ电阻，负对地接100KΩ电阻，中心点接地，与直流正负母线对地电阻构成电桥（如图1所示）。

正常情况下，母线电压110V，正对地电压55V，负对地电压55V，当直流系统某一极绝缘下降或接地时，电桥失去平衡，母线对地电压变化，发出接地报警信号。

这种方法最大缺点是只能检测非对称性故障而且无法辨识支路故障，如果正极，负极都通过电阻接地，而且正对地、负对地接地电阻一致的话，因采集到的电压仍然平衡，绝缘监测系统无法判断是否发生接地故障，存在安全隐患。

绝缘检测原理
绝缘检测原理是一种用于检测电器设备或电气线路中绝缘性能的方法。

绝缘检测的目的是确保电器设备或电线电缆的绝缘层没有损坏或破坏，并且能够正常工作而不对人身安全造成威胁。

绝缘检测的原理是利用电学测试方法。

在电器设备或电线电缆中施加一定的电压，通过测量电流来判断绝缘状态。

当绝缘状态良好时，电流只经过极小的泄漏路径；而当绝缘层损坏时，电流会流经损坏区域，导致电流泄漏增加。

一种常用的绝缘检测原理是直流绝缘电阻测量。

在该原理下，一定的直流电压通过被测绝缘物体，通过测量电流和电压之间的比值来确定绝缘电阻。

通常使用兆欧表或数字绝缘电阻计进行测量。

另一种常用的绝缘检测原理是交流绝缘电阻测量。

在该原理下，由交流电源提供的交变电压注入待测试的绝缘物体，通过测量电流和电压之间的比值来确定绝缘电阻。

交流绝缘电阻测量常用的仪器为绝缘电阻测试仪。

此外，还有一种间接的绝缘检测方法，即绝缘功率因数测量。

该方法适用于测量大容量设备的绝缘状况。

通过对待测设备施加交流电压，并测量设备的功率因数，来判断绝缘状态。

绝缘检测在电力工程、电气设备维护和检修中起着非常重要的作用。

通过定期进行绝缘检测，可以及时发现并修复绝缘层的损坏，确保电器设备和电线电缆的安全运行。

绝缘监察装置原理详解绝缘监察装置的检测原理( a )( b )图1 绝缘监察装置原理电路直流系统绝缘监察装置是根据直流电桥原理构成的（图1）。

其中，Rj为信号继电器的电阻，R+、R-分别为直流系统正、负母线对地绝缘电阻，正常情况下，R+和R-很大，只有微小的不平衡电流流过Rj。

当直流系统发生接地故障时，某一极的绝缘电阻下降，电桥失出平衡，有电流流过Rj，继电器动作，若发生对称接地故障，R+=R-，电桥处于平衡状态，流过Rj的电流仍然为零。

因此，这种装置不能监测对称接地故障。

对于这种情况，可以通过对图1（a）所示电路进行改进来解决，原理电路如图1（b）所示两端并联了1条支路，该支路是由1个继电器的常开触电J1与电阻R串联组成。

这样就可以使直流电桥每隔一段时间在图1（a）和图（b）之间变化。

在检测对称接地的故障时,人为的用万用表去测量控母对地电压,就会出现两个电压值交替出现。

如整个系统绝缘良好，检测对称接地故障时，对于110V系统出现的两个电压值为55V和75V（或35V）左右的电压，此时为绝缘正常状态；如只检测第一种不平衡接地，则系统绝缘良好的状态下，只有一个中间值电压，不会跳变，为合母（或控母）电压的一半。

我公司的绝缘检测单元可以检测以上两种状态（平衡性接地和非平衡性接地，一般绝缘检测只能检测到非平衡性接地故障），故系统绝缘正常时，会有两个电压在上面交替，此时绝缘系统正在检测系统平衡性接地的可能性。

推导公式如下：当在（a）时，根据电流相等可知：I3=I1-I2，I3=I5-I4；I3=（V1-V2）/Rj；（1）I3=（V-V1）/R-V1/R；（2）I3=V2/R- -（V-V2）/R+；（3）根据（1）（2）（3）式计算可知：V1=（V-I3R）/2；（3）V2=（R+*R-*I3+VR-）/（R++R-）；（4）在根据（1）、（3）、（4）用V1-V2=I3Rj得知：1/R-*（V-I3R-2RjI3）-1/R+（V+2RjI3+I3R）=2I3；（5）同样的原理，当电桥处于图1（b）时，得知：V3=（2V-I8R）/3；（6）V4=（R+*R-*I8+VR-）/（R++R-）；（7）-再根据（6）、（7）用V3-V4=I8Rj得知：1/R-*（2V-I8R-3I8Rj）-1/R+*（V+I8R+3I8Rj）=3I8；（8）综合（5）和（8）就可以得到：（V-I3R-2RjI3）*（V+I8R+3I8Rj）-（2V-I8R-3I8Rj）*（V+2RjI3+I3R）R+=2I3（2V-I8R-3I8Rj）-3I8（V-2RjI3-I3R）（V-2RjI3-I3R）*（V+I8R+3I8Rj）-（2V-I8R-3I8Rj）*（V+I3R+2RjI3）R-=2I3（V+I8R+3I8Rj）-3I8(V+I3R+2RjI3）由于式中的R、RJ已知数，而V、I3和I8是可以快速的测量出来的，这样就可以使直流系统在平衡和不平衡之间以一定的时间间隔变化，从而监察到直流系统正、负对地的绝缘情况。

直流系统工作原理直流系统是一种电力传输和分配系统，其工作原理是基于直流电的特性和原理。

直流系统主要由直流发电机、直流输电线路、直流变电站和直流负载组成。

下面将详细介绍直流系统的工作原理。

一、直流发电机直流发电机是直流系统的核心设备，它将机械能转化为直流电能。

直流发电机的工作原理是利用电磁感应现象，通过转子和定子之间的磁场相互作用，产生电动势。

当转子被外部能源驱动旋转时，磁场的变化会在定子上产生感应电动势，从而输出直流电能。

直流发电机的转子通常由永磁体或电枢组成，定子则由线圈和磁铁组成。

二、直流输电线路直流输电线路用于将直流电能从发电站传输到变电站或直流负载。

直流输电线路采用的是高电压、大电流的传输方式，以减少线路损耗。

直流输电线路的特点是电阻损耗小、传输距离远、输电能力强。

直流输电线路中的主要元件包括导线、绝缘子、电缆、接地线等。

三、直流变电站直流变电站是直流系统的重要组成部分，用于将输电线路上的直流电能进行变换和分配。

直流变电站主要包括换流器、变压器、断路器、隔离开关等设备。

其中最关键的是换流器，它将输电线路上的直流电能转换成可调的直流电压和电流，以满足不同负载的要求。

直流变电站的工作原理是通过控制换流器的开关状态，实现直流电能的正向或反向传输。

当直流电能需要从发电站传输到负载时，换流器将直流电能转换成与负载要求相匹配的直流电压和电流，并通过输电线路传输到负载。

当需要将直流电能从负载送回发电站时，换流器则反向工作，将直流电能转换成可逆输送的交流电能，再由交流输电线路传输回发电站。

四、直流负载直流负载是直流系统中的终端设备，用于消耗或利用直流电能。

直流负载可以是工业生产设备、电动机、充电桩、电解槽等。

直流负载的工作原理根据具体设备的特点而不同，但都需要接收并利用直流电能。

总结直流系统的工作原理是通过直流发电机将机械能转化为直流电能，再通过直流输电线路将直流电能传输到直流变电站，最后通过直流变电站将直流电能分配给直流负载。

绝缘子的原理和构造绝缘子是一种用于电力系统中的重要组件，其主要作用是隔离电力设备和外界环境之间的电流，保证设备的安全运行。

本文将详细介绍绝缘子的原理和构造。

一、绝缘子的原理绝缘子的主要作用是将高压线路上的电荷隔离开来，防止电流通过。

其实现原理主要基于两种物理现象：电场和表面放电。

1. 电场在高压线路中，由于导线上带有高压电荷，会形成一个强大的电场。

当这个电场遇到一个绝缘体时，会产生一个强烈的反应。

如果这个绝缘体足够强大，它就能够抵抗这个反应，并且保持自己不被击穿。

2. 表面放电表面放电是指当一个导体表面处于高压状态时，在其表面形成一层气体等离子体，并在表面释放出能量。

这种现象通常发生在导体表面处于不均匀或者锐利形状时。

为了避免这种现象发生，需要使用特殊材料制造出光滑、均匀的导体表面。

二、绝缘子的构造绝缘子的构造主要由两个部分组成：绝缘体和支架。

1. 绝缘体绝缘体是绝缘子中最重要的部分，其主要作用是抵抗电场和表面放电。

绝缘体通常由陶瓷或者玻璃等材料制成，这些材料具有良好的耐压性和耐腐蚀性能。

在制造过程中，会将这些材料加工成不同形状和尺寸，并且在表面涂上一层防污涂层，以保证其长期使用不受到外界环境的影响。

2. 支架支架是用于固定绝缘体并将其连接到高压线路上的部件。

支架通常由金属制成，具有良好的强度和稳定性。

在制造过程中，会对支架进行特殊处理以提高其耐腐蚀性能，并且在表面涂上一层防污涂层，以保证其长期使用不受到外界环境的影响。

三、不同类型的绝缘子根据使用场景和特点不同，可以将绝缘子分为以下几种类型：1. 针式绝缘子针式绝缘子主要用于高压直流输电线路中，其形状类似于一个长针，可以将高压电荷从导线上引出。

2. 瓷瓶式绝缘子瓷瓶式绝缘子是一种常见的绝缘子类型，其形状类似于一个圆柱体，通常用于电力系统中的中低压线路上。

3. 复合材料绝缘子复合材料绝缘子是一种新型的绝缘器材料，由于其具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于电力系统中的高压线路和变电站等场景中。