绝缘监测仪工作原理

42第五章微机绝缘监测仪直流系统接地监测作为系统正常运行的保证，日益受到厂家及用户的重视。

各类接地监测装置也层出不穷。

本章节主要讲述了传统接地监测原理及我公司开发的WJY3000A 系列微机型绝缘监测仪、继电器型绝缘监测仪和便携式绝缘监测装置的工作原理及特性，供大家参考、使用。

1 传统绝缘监测仪检测原理1.1工作原理绝缘监测仪主机检测正负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。

当绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。

传统绝缘监测仪工作原理框图见图5-1。

图5-1：传统绝缘监测仪原理图1.2 母线检测原理1.2.1 平衡电桥检测法平衡电桥法在绝缘监测仪主机内部设置2个阻值相同的对地分压电阻R1、R2，通过它们测得母线对地电压V1、V2。

平衡电桥检测原理框图见图5-2。

43图5-2：平衡电桥检测原理图当Rx = Ry=∞时，系统无接地。

此时，V1=V2＝110V 。

当系统单端接地时，得以下方程（1）：通过此方程式可求得单端接地电阻Rx 或Ry 。

当系统出现双端接地时，得以下方程（2）：此时，不能直接求解，处理方法是将Rx 、Ry 中较大的一个视为无穷大，按单端接地的情况求解，所求得的接地电阻值大于实际值。

Rx 、 Ry 的实际值越接近，则测量误差越大，达到R x = R y 时，测量误差∞。

1.2.2 不平衡电桥检测法不平衡电桥检测是由主机内部两个阻值相等的对地电阻通过电子开关K1、K2按照一定的开合顺序接地。

不平衡电桥检测原理见图5-3。

图5-3：不平衡电桥检测原理图44在一个检测周期内，K1闭合K2断开，测得V1、V2，得方程（3）然后K1断开K2闭合，经一定延时后再次测量V1、V2，得方程（4）解联立方程（3）、（4）就可直接求得正负母线接地电阻Rx 、Ry 。

1.2.3 两种检测方法性能比较平衡电桥和不平衡电桥由于本身电路的限制，都有各自的优点及缺点，其比较见表5-1。

静电计的工作原理静电计是一种用于测量电荷量的仪器，它基于静电力的作用原理进行工作。

静电力是指两个带电物体之间由于电荷不平衡而产生的相互作用力。

静电计通常由一个细长的金属丝或金属叶片悬挂在一个绝缘支架上构成。

金属丝或金属叶片上涂有导电涂层，使其能够导电。

静电计的工作原理可以分为平衡法和震荡法两种。

1. 平衡法：静电计的平衡法工作原理基于当一个带电体靠近金属丝或金属叶片时，金属丝或金属叶片上的电荷会发生重新分布，导致金属丝或金属叶片发生偏转。

当金属丝或金属叶片偏转到一个平衡位置时，静电力与重力或弹性力达到平衡，此时可以通过测量偏转角度来计算电荷量。

2. 震荡法：静电计的震荡法工作原理基于当一个带电体靠近金属丝或金属叶片时，金属丝或金属叶片上的电荷会发生重新分布，导致金属丝或金属叶片发生振荡。

通过测量振荡频率或周期可以计算电荷量。

静电计的精度和灵敏度取决于其结构设计和使用材料的选择。

一般来说，金属丝或金属叶片越细，静电计的灵敏度越高。

此外，静电计还需要保持在恒定的温度和湿度条件下工作，以避免环境因素对测量结果的影响。

静电计广泛应用于科学实验室、电子工业和静电防护等领域。

在科学实验室中，静电计可以用于测量电荷量、电场强度和电势差等物理量。

在电子工业中，静电计可以用于检测和控制静电电荷，以防止静电对电子元器件的损坏。

在静电防护中，静电计可以用于监测和控制静电电荷，以保护人员和设备的安全。

总结：静电计是一种基于静电力作用原理的仪器，用于测量电荷量。

它可以通过平衡法或震荡法来测量电荷量，具有高精度和灵敏度。

静电计的工作原理依赖于金属丝或金属叶片的电荷重新分布，从而导致其发生偏转或振荡。

静电计在科学实验室、电子工业和静电防护等领域有广泛应用。

绝缘监测仪工作原理绝缘监测仪是一种用于监测电力系统中绝缘状态的设备，其工作原理是通过对电力系统中的绝缘状态进行实时监测，及时发现绝缘故障并采取相应的措施，以确保电力系统的安全稳定运行。

绝缘监测仪通常由传感器、数据采集模块、数据处理模块和报警模块等部分组成，下面将详细介绍其工作原理。

首先，传感器是绝缘监测仪的核心部件之一，其作用是将电力系统中的绝缘状态转化为电信号。

传感器通常采用电容式、电阻式或光纤式等原理，通过测量电力设备或线路上的绝缘电阻、介电常数等参数来实现对绝缘状态的监测。

传感器将获取的信号传输至数据采集模块。

其次，数据采集模块是用于接收、存储和处理传感器传输过来的数据的部件。

数据采集模块通常包括模数转换器、微处理器、存储器等组成部分，其主要功能是将传感器获取的模拟信号转换为数字信号，并对信号进行初步处理和存储，为后续的数据处理提供基础。

然后，数据处理模块是绝缘监测仪的关键部分，其主要功能是对采集到的数据进行分析、比较和判断，从而实现对电力系统绝缘状态的实时监测。

数据处理模块通常包括数据处理算法、故障诊断逻辑等，通过对数据的处理和分析，可以准确地判断电力系统中是否存在绝缘故障，并对故障进行定位和诊断。

最后，报警模块是绝缘监测仪的输出部分，其作用是在监测到电力系统中存在绝缘故障时，及时发出警报信号，以提醒运维人员进行处理。

报警模块通常包括声光报警器、通信模块等，可以通过声音、光线或远程通信等方式向相关人员发送警报信息，确保故障得到及时处理。

综上所述，绝缘监测仪通过传感器获取电力系统中的绝缘状态信息，数据采集模块进行信号转换和存储，数据处理模块对数据进行分析和判断，报警模块在监测到故障时发出警报信号，从而实现对电力系统绝缘状态的实时监测和故障处理。

这一工作原理保障了电力系统的安全稳定运行，对于提高电力系统的可靠性和安全性具有重要意义。

绝缘监测仪工作原理
绝缘监测仪是一种用于监测电气设备绝缘状况的设备。

绝缘监测仪的工作原理是基于电气泄漏电流检测的原理。

当电气设备的绝缘状况出现异常时，比如绝缘老化、受潮等问题，会导致设备周围的绝缘电阻下降，进而使得设备周围形成泄漏电流。

绝缘监测仪通过测量设备接地电阻和检测线圈之间的电阻，来检测设备绝缘状况的好坏。

具体工作过程如下：
1. 将绝缘监测仪的检测线圈绕绕组绝缘（或设备引线绝缘）。

2. 将绝缘监测仪接入设备的接地电阻测量点和检测线圈之间。

3. 绝缘监测仪会通过测量检测线圈之间的电阻来判断设备的绝缘状况。

4. 当设备的绝缘状况良好时，检测线圈之间的电阻值较大。

5. 当设备的绝缘状况出现异常时，检测线圈之间的电阻值会下降，绝缘监测仪会通过报警装置发出警报。

绝缘监测仪的工作原理基于电气泄漏电流的检测和绝缘电阻的监测，通过对设备的绝缘状况进行实时监测，可以及时发现和处理存在绝缘问题的电气设备，从而防止电器设备的绝缘失效引起的事故发生。

直流系统绝缘监测综合判据摘要：本文通过微机自动检测直流系统正、负极对地电压、正、负极对地绝缘电阻及支路漏电流来判断直流系统绝缘情况及确定接地支路，无论是多点接地，同一支路正、负绝缘同等下降都能检测出接地支路及接地极性。

灵敏度高、可靠性高，配备的液晶屏显示正、负极母线电压、绝缘电阻、线路号和漏电流值，及时掌握直流系统的绝缘情况，给现场运行人员提供很大方便.关键词：直流系统；绝缘监测；综合判据1 WZJD-6A型绝缘监测仪原理解析WZJD-6A型绝缘监测仪具有实时监测直流系统母线电压、正负母线对地电压、正负母线对地绝缘电阻以及巡检支路接地电阻等功能。

1.1 母线监测原理在直流系统中，直流母线对地的绝缘电阻分为正极母线对地绝缘电阻R+和负极母线对地绝缘电阻R-。

按电路基本原理分析可知，要求取R+与R-两个未知数，必须建立两组独立的回路方程式，再将其联立求解，方可求得R+与R-的电阻值。

为此，该监测仪设计了两个不平衡电桥电路。

联立以上两个方程式即可求解正极母线对地绝缘电阻R+和负极母线对地绝缘电阻R-。

1.2 支路检测原理该监测仪在主机中装有超低频信号源，该信号源将4Hz的超低频信号由母线对地注入直流系统。

如果某支路经电阻接地，则装在该支路上的传感器会产生感应电流，感应电流的大小与接地电阻的大小成反比。

感应电流经过一系列处理之后送入CPU进行数据处理，再通过RS485接口送入主机。

主机一方面控制信号采集模块有序地采集各支路传感信号，另一方面又接收信号采集模块送来的数据。

主机接收到的数据经过处理后，一方面送液晶显示器显示与输出报警，另一方面通过通讯接口电路传送给上位机。

设计时将各支路编号，每个信号采集模块能采集16个支路信号，支路数量较多时可扩展多个信号采集模块，信号采集模块通过地址拨码进行编号。

某个支路发生接地故障时，最终会在液晶显示屏上显示出故障支路的编号以及接地电阻阻值，根据支路编号能够很快确定故障支路。

绝缘监测仪工作原理
绝缘监测仪是一种用于监测电力系统中绝缘状态的设备，其工作原理主要是通过对绝缘介质的电气特性进行监测，以实时掌握绝缘状态的变化情况，从而保障电力系统的安全稳定运行。

下面将详细介绍绝缘监测仪的工作原理。

首先，绝缘监测仪通过在电力系统中布设的传感器，实时采集电气设备的绝缘电阻、介损角正切、局部放电等参数。

这些参数是反映绝缘状态的重要指标，通过监测这些参数的变化，可以及时发现绝缘状态的异常情况。

其次，绝缘监测仪将采集到的数据传输至监控中心或终端设备，经过处理和分析后形成绝缘状态的实时监测图像和数据报表。

这些图像和数据报表直观地反映了电力系统中各个设备的绝缘状态，为运维人员提供了重要的参考依据。

然后，绝缘监测仪还可以通过预设的报警参数，对绝缘状态进行实时监测和预警。

一旦发现绝缘状态存在异常情况，绝缘监测仪会立即发出警报信号，提醒运维人员及时采取相应的措施，以防止绝缘故障的发生。

此外，绝缘监测仪还可以与其他智能化设备进行联动，实现对电力系统的智能化监测和控制。

通过与配电自动化系统、智能终端设备等的联动，可以实现对绝缘状态的自动化监测和控制，提高电力系统的运行效率和安全性。

综上所述，绝缘监测仪通过对绝缘状态的实时监测和预警，可以帮助运维人员及时发现和处理潜在的绝缘故障隐患，保障电力系统的安全稳定运行。

同时，其智能化监测和控制功能，也为电力系统的智能化建设提供了重要的技术支持。

相信随着技术的不断进步，绝缘监测仪将在电力系统中发挥越来越重要的作用。

绝缘检测仪的工作原理绝缘检测仪是一种用于检测电气设备绝缘状态的重要设备，它能够有效地保障电气设备的安全运行。

那么，绝缘检测仪是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍绝缘检测仪的工作原理。

首先，绝缘检测仪通过测量绝缘电阻来判断电气设备的绝缘状态。

当电气设备的绝缘状态良好时，绝缘电阻会很高，而当绝缘状态出现问题时，绝缘电阻会下降。

绝缘检测仪通过测量这一参数来判断绝缘状态是否符合安全要求。

其次，绝缘检测仪利用高压电源对被测设备施加一定的电压，然后通过测量电流来计算绝缘电阻。

在实际工作中，绝缘检测仪通常会采用直流高压或交流高压来进行测试，以确保测试的准确性和可靠性。

另外，绝缘检测仪还可以通过对被测设备施加脉冲电压来进行测试。

这种方法可以更快速地检测出绝缘状态的变化，提高了测试的灵敏度和准确性。

除了测量绝缘电阻，绝缘检测仪还可以通过测量介损角来判断绝缘状态。

介损角是指绝缘材料在电场作用下的能量损耗情况，它能够反映绝缘材料的质量和绝缘状态。

因此，绝缘检测仪在工作中还会对介损角进行测量和分析，以全面判断绝缘状态。

此外，绝缘检测仪还可以通过对被测设备进行局部放电检测来判断绝缘状态。

局部放电是指在绝缘材料中出现的局部放电现象，它是绝缘状态不良的重要表现之一。

绝缘检测仪可以通过对局部放电进行监测和分析，来判断绝缘状态是否符合要求。

综上所述，绝缘检测仪通过测量绝缘电阻、介损角和局部放电等参数来判断电气设备的绝缘状态。

它利用高压电源对被测设备进行测试，并通过测量电压、电流等参数来判断绝缘状态是否良好。

绝缘检测仪在工作中能够快速、准确地判断绝缘状态，为电气设备的安全运行提供了重要保障。

绝缘监测仪技术手册目录第一章功能简介 (1)§1.1 概述 (1)§1.2 主要功能 (2)§1.3 系统配置框图 (3)第二章技术指标 (4)第三章操作指南 (13)第四章THJY001安装说明 (23)§4.1THJY001工作原理 (23)§4.2THJY001接口 (23)§4.3安装注意事项 (23)第一章功能简介§1.1概述THJY001绝缘监测仪是我公司针对电力直流系统开发地绝缘状况在线监测设备，可实现直流系统母线对地电压、正(负)母线对地绝缘电阻和支路对地单边、双边、平衡和不平衡绝缘电阻测量、显示、报警、故障信息上传等功能。

在正常运行情况下，绝缘监测仪可对两段母线电压进行监测，通过监测母线电压计算母线对地的绝缘电阻。

当母线对地绝缘电阻低于设定的告警限门时，绝缘监测仪进入支路巡检状态，测量出有绝缘下降的支路和绝缘电阻值，同时将此告警信息通过串行总线上传到主控机。

本装置性能可靠，功能完善，人机界面友好，可广泛应用于电力、石油、化工、铁路、煤炭等行业的发电厂和变电站。

§1.2 主要功能THJY001实现的主要功能有：1、系统采用DCS控制模式，便于用户进行扩展；最多可外扩8个绝缘监测模块，监测256条支路绝缘状态；2、按键设置母线是否分段、各段母线模块数、各模块支路数，母线报警门限；3、循环测量并显示两段正、负母线对地电压，正、负母线对地电阻。

4、当正、负母线绝缘电阻低于报警门限时发出报警信息，启动支路巡检功能，显示支路对地绝缘电阻；5、系统发生故障时，可最多存储20条当前故障记录；6、当故障恢复时，可最多存储200条历史故障；7、密码验证功能，系统中重要参数设置前需进行密码验证；验证密码可由用户设置；8、通信协议选定功能，用户可选定“ModBus协议”或“TonHe协议”；波特率可设为：1200，2400，4800或9600；具有RS-485和RS-232两种通讯接口，方便用户与上位机进行通信。

高压电气设备绝缘在线监测技术的工作原理及应用特点摘要：绝缘监测是保障高压电气设备运行安全的一道重要屏障。

近年来，随着电子技术、计算机应用技术以及互联网技术等先进信息通信技术的迅速兴起，为高压电气设备绝缘在线监测技术的创新发展和广泛应用创造了有利条件，奠定了技术基础。

与传统的高压电气绝缘试验检修方式相比，在线监测技术不仅安全系数更高，监测过程中的自动化程度和准确度也更高。

因此，更适用于无人值守状态下实时监测电气设备工作状态是否正常，大大提高了电气设备监测工作的效率，降低了传统监测工作中诸如停电、重复性工作等发生的可能性，促进了电气设备监测工作由传统计划检修向先进的状态监测转变。

关键词：高压电气设备；绝缘；在线监测技术；原理一、高压电气设备绝缘在线监测技术概述在线监测技术早期始于国外发达国家，时间上大致为 20世纪 70年代，当时这一技术的主导研究方向是设法减少因预防性试验而带来的停电时间和停电次数，以此提高电气设备供电的可靠性。

由于受到时代条件的限制，这项技术在当时的水平还较低，监测手段和方法也比较简单。

此后，随着计算机通信技术和网络技术的飞速发展，在线监测技术取得了长足进步，在线监测工具不断创新，在线监测技术水平显著提高。

如今，在线监测技术已经在世界上很多国家的高压电气设备绝缘监测中广泛应用。

从绝缘在线监测技术的历史演进来看，可将这一技术分为三个发展阶段：第一阶段是带电测试阶段，目标简单而明确，即希望不停电就可以实现对电气设备绝缘参数的直接测量，时间是在 20世纪 70年代；第二阶段可以看做带电测试专用仪器的出现阶段，在这一阶段，利用传感器可以实现将测量对象的参数转换成电器信号，将测试仪器接入回路的传统测量方式被这种新的方式取代了，这一阶段的时间集中于 20世纪 80年代；到了 20世纪90年代，绝缘在线监测技术的发展进入到了第三个阶段，在这一阶段里，微机多功能绝缘在线监测系统开始在生产领域中应用，而后随着计算机技术的深入发展和应用，传感技术、数字采集技术、数字处理技术等也被应用到在线监测技术领域中，使电气设备在线监测的绝缘参数更加趋于丰富。

绝缘监测仪工作原理
绝缘监测仪是一种用于监测电气系统中绝缘状况的设备。

它的工作原理主要是利用了电流和电压之间的关系，通过测量电流和电压的数值来判断绝缘状况是否正常。

在正常情况下，电气系统的绝缘阻抗很高，电流极小，电压稳定。

然而，当绝缘状况下降，电气系统中就会出现漏电现象，导致电流增大，电压波动加剧。

绝缘监测仪通过对电流和电压进行实时监测和分析，可以快速发现绝缘状况的变化。

绝缘监测仪的关键部件是绝缘电流传感器和电压传感器。

绝缘电流传感器通常采用了电流互感器的原理，将系统中的绝缘电流转化为可以测量和记录的电信号。

电压传感器则用于测量系统中的电压，通常采用压阻分压或电容分压的方式，将高电压转化为低电压进行测量。

绝缘监测仪还配备了数据采集和处理系统，可以将采集到的电流和电压数据进行实时处理和分析。

通过对数据进行比较和计算，绝缘监测仪可以判断绝缘状况是否正常，并及时发出警报。

绝缘监测仪的工作原理基于对电流和电压的监测和分析，可以及时发现绝缘状况的变化，预防电气系统发生故障或事故。

它广泛应用于电力系统、制造业、建筑业等领域，对于维护电气设备和保障人身安全具有重要意义。

浅析导致整车绝缘监测仪报出绝缘故障的典型原因1 引言图1电动汽车高压回路简图本文主要包括四个方面：（1）实车案例现象及问题解析；（2）国标及整车厂对新能源汽车整车绝缘要求；（3）绝缘检测仪基本原理；（4）Y电容对绝缘监测的影响；（5）整车各高压零部件对Y电容的分配原则；2 实车案例现象描述及问题解析案例现象描述：现象一：部分车辆在长时间停放（断高低压）后，初次上电时，整车报绝缘故障；但是，绝缘阻值会在几秒内从报警值瞬间恢复到正常值。

现象二：部分车辆在长时间停放（断高低压）后，初次上电时，仪表显示整车绝缘阻值在10~40kΩ，仪表报出——整车绝缘故障，无法上高压；若此时关钥匙开关，立刻重新上电，则仪表不再报整车绝缘故障，整车绝缘阻值恢复正常。

现象三：部分车辆上电时，整车报绝缘故障；整车绝缘阻值过低。

重新上下电后，依然报整车绝缘故障。

问题排查过程：（1）考虑到绝缘监测仪实时监测整车直流母线处的绝缘阻值，因此整车绝缘故障问题排查应从高压回路所有零部件直流侧绝缘阻值测量开始。

（2）排除法：逐个断开高压负载零部件后，整车上电，观察仪表是否报绝缘故障；（3）绝缘电阻测量法：采用摇表或绝缘表逐个测量高压负载零部件的高压直流输入侧绝缘阻值；（4）采用排除法时，发现将某两个零部件中的任何一个直流供电线缆从整车高压回路断开后，整车不再报绝缘故障；因此，将问题点定位在此两个零部件上。

（5）采用绝缘电阻测量法时，发现此两个零部件的绝缘电阻测量过程存在一个共同点：采用摇表或绝缘表测此零部件绝缘阻值时，零部件绝缘阻值从小逐渐变大，最后稳定在可接受的绝缘阻值上，且初始绝缘阻值很小。

（6）第（5）步骤中的测量结果极其类似于电容的充电过程，因此联系供应商分析其内部电路原理，并现场对此两个零部件的直流输入侧高压正对地和高压负对地的电容值进行测量，测量结果示例见图2。

(a)零部件1：实际单边Y电容1.5uF （X电容的存在影响测量结果）(b)零部件2：实际单边Y电容1.1uF图2零部件Y电容实测实例结合以上问题排查过程，为了更加透彻的分析并解决此问题，我们需了解国标及整车厂对新能源汽车整车绝缘要求（见本文第3部分）；绝缘监测仪实时检测整车绝缘性能的基本原理（见本文第4部分）；分析此两个问题零部件的内部电路原理，明确问题原因（见本文第5部分）；最终，笔者提出了针对此问题，未来的工作重点及建议（见本文第6部分）。

1、FJR-Ⅲ型发电机绝缘过热监测装置工作原理概述FJR-Ⅲ型发电机绝缘过热监测装置由华北电力科学研究院有限责任公司、北京华科兴盛电力工程技术有限公司设计生产。

FJR-Ⅲ型发电机绝缘过热监测装置需要通过专用管道并入发电机氢气（或空气）冷却系统运行的，通过监测氢气（或空气）内是否含有绝缘过热分解物质来判断发电机的工况。

装置通过“进气口”（Inlet）和“出气口”（Outlet）与发电机内部相连构成密闭循环系统。

在发电机风扇压力作用下，冷却气体进入装置内的“离子室”（Ion chamber detector）,在受到离子室内放射源Am241所释放出的α射线轰击后，冷却气体介质电离，产生正、负离子对（氢气为氢离子对，空气为氮离子对），此时再给离子室附加上直流电场，电场使正、负离子对发生定向移动形成极为微弱的电离电流（10-12A），此电流经放大器放大（1010倍）后被显示在液晶屏上。

如果发电机运行中，其部件绝缘局部过热时，导致温升过高绝缘材料被分解，产生冷凝核，冷凝核随冷却气体进入装置内的离子室。

由于冷凝核远比气体介质分子的体积大而重，被电离出的负离子附着在冷凝核表面上，负离子运行速度受阻，而使电离电流大幅度下降。

电离电流下降率与发电机绝缘过热程度有关。

经试验确定，当电离电流下降低于整定值75%时，代表着绝缘早期故障的发生和存在，装置将及时发出报警信号。

一旦装置报警，控制系统动作，三通阀通电后换向让气体流经过滤器（Filter）滤除冷凝核后再进入离子室：如果电离电流回升至75%以上，证实有热分解微粒子存在即绝缘过热故障发生；如果电离电流仍无法回升至75%以上，说明过滤失效，装置出现故障。

若有过热分解微粒子存在，设备将通过取样管（Sampling Pipe）对微粒子进行取样，我方将对所取样的微粒子进行分析，给出结论指导电厂方进行下一步工作。

运行人员亦可根据报警信号，再结合其它监测仪表指示，综合判断故障隐患的发生部位，有计划地提早采取防护措施，避免因绝缘过热故障的扩大而导致损坏发电机的重大事故。