直流系统绝缘监测技术研究与应用

浅谈直流系统绝缘监察及接地故障在电力系统中，直流系统和交流系统一样，是不可或缺的组成部分。

直流系统的运行状况将会对系统中断路器和自动装置的稳定性产生直接影响，对于电力系统正常运行具有非常重要的作用。

为了保证电力运行的稳定性，就需要全面掌握直流系统的事故类型和非正常运行状态的表现，并要在最短的时间内解决故障。

为了实现这一目的，笔者结合自己多年的实践经验，对直流系统中绝缘监察装置的主要作用和工作原理进行了阐释，然后简单概括了接地故障产生的原因，最后具体论述了接地故障的处理办法。

标签：直流系统；绝缘监察；接地故障直流系统的很容易发生接地故障，虽然一点接地不会对系统的正常运行造成太大影响，但若不能及时解除故障，当第二点接地之后，就很容易让继电保护装置操作失误，导致严重事故的发生。

目前，绝缘装置是直流系统最主要的保护装置，所以我们要对直流系统的绝缘监测和接地故障引起足够的重视，并不断提高监测水平，提高解决故障的能力和效率。

下面，笔者就对直流系统中的绝缘装置和接地故障进行详细探讨。

一、直流系统绝缘监察概述（一）绝缘监察装置的主要作用绝缘监察装置的主要作用就是保护直流系统供电的稳定性和安全性。

在整个直流系统中，只有直流屏部位的绝缘监测装置中有一个通过电阻值较大的人为接地点，且数值大于25Kω。

之所以设置这一人为接地点，就是为了对整个直流系统进行监控和测量。

这样，直流系统在运行的过程中对地是绝缘的，并可以将人为的接地点看作一个正母线和负母线之间的零电位点，也就是中性点的不接地系统。

通过这一装置，如果其中一种母线的电阻出现电阻过高或者过低接地，或者对地绝缘的电阻下降，中性点就会随之移动，拉高未接地点的电位，实现接地点和未接地点之间的电位平衡。

（二）绝缘监察装置的工作原理由上图可知，系统回路是按照WC+-R2-R1-WCV-的顺序连接的。

在上图串联电路中，R1和R2的参数是相同的，电压经过分流之后，图中的点A就是中性点，也就是正母线和负母线之间的零电位点。

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。

直流电源系统绝缘监测装置的校验检测技术摘要：电能作为现代人类生活、工作、娱乐所必须的能源，在日益蓬勃发展的国民环境下，正扮演着越来越重要的角色。

变电站直流系统是变电站的心脏，可靠运行的直流系统是变电站安全运行的保证。

因此笔者根据多年来相关行业的工作经验，结合我国5OOkV变电站直流系统的实际情况，对5OOkV变电站的直流电源系统故障查找与处理工作进行详细的分析、介绍，希望可以起到抛砖引玉的作用，为做好电力输变电线路的安全稳定运行做出一定贡献。

关键词：5OOkV变电站；绝缘降低；直流接地；二次故障1.直流电源系统故障分析直流电源系统故障可分为直流电源设备故障和二次回路上的故障。

1.1直流电源设备故障分析（1）充电机故障。

充电装置缺陷主要表现在：充电模块通讯故障、充电模块输出电压异常、充电模块均流不平衡、充电模块内部元器件损坏、充电模块风扇损坏等方面，多数是制造质量或设计方面的原因所致。

某变电站“直流微机监控器告警灯亮无法自动复归，装置内部运行正常”。

原因是：高频整流模块与监控器通讯中断；高频整流模块内部元器件损坏。

（2）蓄电池故障。

缺陷主要表现在：蓄电池容量不足、蓄电池电压或内阻异常、极柱腐蚀及蓄电池损坏、蓄电池渗液等。

蓄电池发生缺陷的主要原因：一是蓄电池本身的质量问题，二是因充电机故障或事故原因使蓄电池深度放电，性能急剧下降。

还有一个重要原因是蓄电池日常维护工作不到位，如运行环境温度较高、未及时对性能落后的蓄电池进行补充充电，或电池过充电未及时发现等，造成蓄电池使用寿命缩短。

某变电站一节蓄电池在小电流充放电时未发生异常，当采用10小时放电率电流进行核容时，该电池电压明显低于其余电池电压。

终止放电，并投入充电装置，再对该电池电压进行测量发现，该电池电压已明显高于其余电池电压，立即停止充电更换该电池，解剖该电池发现极板严重腐蚀，在进行大电流充放电时，引起内部导电回路接触电阻增大进而引起发热，致使蓄电池外壳膨胀变形，容量减小。

铁路客车DC110V绝缘检测系统综合试验装置的研制及应用发布时间：2023-02-07T03:08:53.383Z 来源：《福光技术》2023年1期作者：张宏宇房世超吴有亮李勇[导读] 目前我国铁路DC600V供电25G、25T型空调客车已成为主型客车，包括新型复兴号集中动力动车组同样采用DC600V供电方式。

中国铁路呼和浩特铁路局集团有限公司包头车辆段内蒙古包头 014010摘要：目前我国铁路DC600V供电25G、25T型空调客车已成为主型客车，包括新型复兴号集中动力动车组同样采用DC600V供电方式。

DC600V供电客车干线供电系统分为两个部分，一是DC600V动力电源，二是DC110V控制及应急电源，由每节车辆下部充电机和DC110V蓄电池通过贯穿全列的DC110V干线提供。

DC110V供电系统由充电机将DC600直流电变换成DC110V直流电，给本车DC110V蓄电池组充电，向轴温报警装置、行车安全监控诊断系统、烟火报警装置、防滑器、照明系统等负载供电，向电气装置提供控制用电，并为DC110V干线供电。

本文通过对铁路客车DC110V绝缘检测系统综合试验装置，实现对DC600V供电25G、25T型空调客车DC110V绝缘检测系统的综合试验，填补了对该项工艺落实的空白，弥补了安全漏洞。

关键词：DC110V控制、绝缘检测系统1 研制背景目前我国铁路DC600V供电25G、25T型空调客车已成为主型客车，包括新型复兴号集中动力动车组同样采用DC600V供电方式。

DC600V供电客车干线供电系统分为两个部分，一是DC600V动力电源，由机车通过车辆端部DC600V电力连接器为全列提供；二是DC110V 控制及应急电源，由每节车辆下部充电机和DC110V蓄电池通过贯穿全列的DC110V干线提供。

DC110V供电系统由充电机将DC600直流电变换成DC110V直流电，给本车DC110V蓄电池组充电，向轴温报警装置、行车安全监控诊断系统、烟火报警装置、防滑器、照明系统、信息显示系统、影视系统、广播系统等负载供电，向电气装置提供控制用电，并为DC110V干线供电。

直流绝缘监测工作原理
直流绝缘监测工作原理：
直流绝缘监测是一种用于检测直流绝缘系统（如直流电缆、直流隔离开关等）中绝缘状态的技术。

其基本原理是通过测量绝缘电阻来判断绝缘系统的良好与否。

具体工作原理如下：
1. 接地极的测量：直流绝缘监测装置将接地极接入绝缘系统，测量绝缘电阻。

在正常情况下，绝缘电阻较高，接地电流较小。

如果绝缘发生故障，绝缘电阻将降低，接地电流将增大。

2. 参考极的测量：直流绝缘监测装置将参考极接入绝缘系统，测量绝缘电阻。

通过将参考极接入系统的不同位置，可以确定绝缘故障发生的位置。

3. 测量电压的添加：为了提高测量精度，直流绝缘监测装置会在绝缘系统中加入一个特定的测量电压。

通过测量测量电流，可以计算出绝缘电阻的数值。

4. 数据分析与报警：直流绝缘监测装置会将测量得到的绝缘电阻数据进行分析，当绝缘电阻变化超过预设的阈值时，会发出相应的警报。

总结起来，直流绝缘监测的工作原理是通过测量绝缘电阻来判断绝缘系统是否正常工作。

通过测量接地极和参考极的绝缘电阻，以及添加测量电压，并对测量数据进行分析与报警，可以实现对直流绝缘系统的实时监测和故障预警。

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。

2020年20期众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application一种新型的直流系统绝缘互窜检测方法吴继健1，肖远兵1，陈月1，刘忠祥2，欧阳建2（1.国网上海青浦供电公司，上海201700；2.深圳市泰昂能源科技股份有限公司，广东深圳518101）引言变电站直流系统为断路器分合闸及二次回路继保设备、故障照明等重要负载提供直流电源。

[1]系统主回路一般由交流电源、充电装置、蓄电池组、降压装置、直流母线以及馈线部分组成，其监控系统又由主监控、绝缘监测装置、交流监测装置、蓄电池巡检装置等组成。

由于整个直流电源系统网络构成复杂、线路分支多，因此在实际运行中容易发生由误接线、误操作、装置性能下降等情况导致的绝缘接地、直流互窜等故障。

如不能及时排查，将会给直流系统内设备带来极大危害，影响直流系统乃至整个变电站的安全运行。

其中，两段直流母线分列运行是220kV 及以上重要变电站的常用直流电源模式，较单一直流系统结构更加复杂，也更易引起直流互窜故障。

现有技术一般采用外接仪表测试或由绝缘监测系统检测，但是存在接线复杂、缺少直流互窜检测功能、互窜故障误报或是检测过程中对直流系统产生干扰等问题。

如何及时准确判定故障类型、定位故障点、计算互窜电阻是目前研究的技术难点。

[2]1直流互窜故障分析1.1产生直流互窜的原因在重要变电站中通常会设置两套直流电源系统，正常运行状态下相互独立，两段直流母线要求保持绝缘。

但在实际运行中，常常会因为各种因素而出现电气连接，形成直流互窜现象，也称为环网故障。

产生环网故障的主要原因有：（1）在变电站新建、扩建或改造施工过程中，负荷电源会被同时接入两段直流系统中，形成寄生回路，产生直流互窜故障。

[3]（2）运行维护人员在进线电力负荷操作时，需将同一负荷中的两段母线开关同时合上，然后再断开其中一路开关，进而实现母线切换[4]，如果误操作没有断开其中一路开关，两段直流系统便会发生并列运行，形成环网。