直流系统绝缘监测

变电站直流系统绝缘接地故障检测及处理摘要：变电站直流系统在正常情况下为监控、继电保护、自动装置、断路器操作控制回路等提供稳定的直流电源，在交流电源消失时作为事故照明等紧急备用电源，直流电源的安全可靠运行对变电站的安全运行起着至关重要作用。

由于直流系统馈线支路多、供电线路长、接线回路复杂，施工期环境恶劣、人为因素等。

直流系统很容易出现绝缘降低、接地故障。

所以必须在直流系统接地故障时，快速准确的查找排除故障点，保证系统安全运行，对处于建设期的变电站，需要进行有效的预防避免埋下隐患。

关键词：变电站直流系统；接地故障；检测变电站用交流电经站内直流系统充电装置整流后形成直流电，为站内的保测装置、信号回路、控制回路、通信系统等提供稳定可靠的直流电源。

直流系统通常由充电模块、蓄电池组、在线绝缘监测系统、直流馈线等部分构成，负荷采用辐射型供电方式，其分支庞杂，遍布变电站各个位置。

站用直流系统的可靠工作关系到整座变电站乃至区域电网的安全运行，而接地故障是直流系统最常见的故障，因此研究如何快速准确地检测出直流接地故障具有重大意义。

一、直流系统接地故障成因及危害直流系统分支庞杂，电缆构成繁琐，存在室外部分与室内部分，极易受到环境、设备、人为、动物等因素影响，导致直流接地故障的发生。

1、环境因素造成直流接地。

大雨、潮湿、昼夜温差大等均可能增大湿度，造成箱体内部凝露或积水，电缆沟积水等问题，影响直流系统的绝缘性能，产生直流接地故障。

2、设备因素造成直流接地。

设计不合理、设备绝缘质量差、设备长时间运行产生绝缘老化、技改扩建产生寄生回路等问题均有可能发展为直流接地故障。

3、人为因素造成直流接地。

设备技改或新站基建时，接线人员对二次线缆绝缘包扎不完整、线缆破损导致误碰金属外壳、工作人员操作不当等均增加了接地故障发生概率。

4、动物因素造成直流接地。

变电站内防小动物封堵破损造成小动物侵入，动物爬入运行设备造成导电元部件松动脱落，动物啃咬电缆等均有可能产生直流接地故障。

发电厂直流系统绝缘监测装置改造的依据和订货技术要求一、改造的必要性及依据在电力系统中，直流电源的可靠运行对发电厂的安全稳定起着十分重要的作用，交、直流电缆在长期运行中的磨损，或交、直流装置元器件的损坏，或人为操作的不慎，会导致交流电窜入直流系统。

近些年在发电厂和变电站发生的直流系统事故表明，交流电窜入直流系统后，容易导致继电保护误动或断路器误跳，严重威胁发电厂的安全稳定运行。

主要依据如下：1．能源局：《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（2014）22.2.3.23.1 新投入或改造后的直流电源系统绝缘监测装置，不应采用交流注入法测量直流电源系统绝缘状态。

在用的采用交流注入法原理的直流电源系统绝缘监测装置，应逐步更换为直流原理的直流电源系统绝缘监测装置。

22.2.3.23.3新建或改造的变电站，直流系统绝缘监测装置应具备交流窜入直流故障的测记和报警功能。

原有的直流系统绝缘检测装置，应逐步进行改造，使其具备交流窜入直流故障的测记和报警功能2.国家电网：《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（2011）5.1.1.18.3．新建或改造的变电站，直流系统绝缘监测装置应具备交流窜入直流故障的测记和报警功能。

原有的直流系统绝缘检测装置，应逐步进行改造，使其具备交流窜入直流故障的测记和报警功能。

3.国家电网：《Q／GDW1969-2013变电站直流系统绝缘监测装置技术规范》5.7.2……e）当直流母线正、负两极对地电压中交流电压幅值大于10V时，应发出交流窜入故障声光报警信号及启动接地侦测（选线）。

4.能源局：《DL/T 1392 - 2014直流电源系统绝缘监测装置技术条件》5.5.5 交流窜电告警5.5.5.1 当直流系统发生有效值10V及以上的交流窜电故障时，产品应能发出交流窜电故障告警信息，并显示窜入交流电压的幅值。

5.5.5.2 产品应能选出交流窜入的故障支路。

二、现状描述及改造技术要求1.现状描述*号机组的直流系统是**电力电子有限公司生产，2005年投入使用。

火力发电厂机组直流控制与绝缘监察系统的总结摘要：某火力发电厂机组110V DC直流系统统的直流绝缘监测装置已不能满足最新绝缘监测行业标准规范要求、装置功能有缺陷、装置性能参数不符号规程要求导致有一定的安全隐患，故计划对1#号机组直流系统绝缘监测装置进行更换。

第一、DL1392-2014 《直流电源系统绝缘监测装置技术条件》规定了：直流接地也要分永久性接地和瞬时性接地，海门只能记录和告警10秒以上的稳态直流接地事件。

海门电厂需要按反措要求改造的直流电源绝缘监测装置，对小于100ms的接地应具备测记、告警和选线功能。

第二、DL1392-2014 《直流电源系统绝缘监测装置技术条件》规定5.5.5 交流窜电告警中要求5.5.5.1 当直流系统发生有效值10V及以上的交流窜电故障时，产品应能发出交流窜电故障告警信息，并显示窜入交流电压的幅值。

消除绝缘降低监测不到位的重大隐患，需对机直流绝缘监测装置改造，更换原有落后的绝缘监测装置主机、辅机、模块以及开口CT，本文并按照导则要求对直流控制系统和绝缘监测装置的重要参数在改造中进行一次较全面的功能检查和总结。

关键词：直流改造；绝缘检查；直流控制1、绝缘监测装置设计方案主机设计：每段直流电源只设计一台主机，主机用于监控直流系统绝缘状态、集控各辅机巡检分屏绝缘故障、完成装置人机交换功能等。

从机设计：主机在系统长期合环运行时，其中一台主机应设计为从机运行；满足规程要求的“直流系统有且只能有一点接地”的基本要求，绝缘两段绝缘装置打架问题，同时具备系统所有馈线直流绝缘监测功能。

辅机设计：辅机是各分电屏馈线绝缘状态监测的装置，能够监测支路绝缘状态、与对应主机通信，不具备平衡桥回路。

CT设计：CT应设计为免维护式开口CT，便于项目不停电施工，同时不影响绝缘监测精度，不漏磁、精度不受时间影响。

2、直流控制系统的重要参数说明：直流屏交流线电压上下限：该参数配置为综合测量采样的交流电压过欠压告警值。

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。

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。

直流系统绝缘监测装置检修作业指导书编制：审核：批准：2020年XX月XX日发布目录一、设备描述 (3)1. 设备作用概述....................................................................错误!未定义书签。

2. 设备组成及主要技术参数 (3)二、检修周期及内容...................................................................错误!未定义书签。

1.检修周期 (5)2.检修内容 (5)三、检修准备 (5)1.人（作业人员资格及类别） (5)2.机（工器具） (6)3.料（备品备件） (6)4.法（文件） (6)5.环（安全措施） (6)四、检修方法 (7)五、验收标准 (7)1.日常维护验收标准 (7)2.检修验收标准 (7)六、试车验收标准 (8)七、维护保养事项 (8)八、常见故障处理 (8)一、设备描述1.1 产品简介WZJ-31A微机直流绝缘监测装置（以下称装置）主要具有系统接地、绝缘降低、交流窜入、直流互窜等各种运行状况的绝缘检测及支路选线，以及开机自检、互联检测、电容测量等功能的测记和报警及预警功能，通过彩色液晶触摸屏实时在线监测直流系统的运行状态。

该装置主要适用于电厂、变电站等直流电力系统中。

1.2 型号说明WZJ – 31A /X,F配置类型代号设计序号微机直流绝缘监测装置注：配置类型代号X指显示器，F指分机。

1.设备组成及主要技术参数WZJ-31A装置的技术指标如表1所示：表13：WZJ-31A微机直流绝缘监测装置技术指标WZJ-31A绝缘监测装置技术指标中与母线和支路的电压，电阻相关的数据如表14所示：表14:精度指标注：1、Un为系统标称电压；2、绝缘监测（整个系统）最多可支持的CT数为1024（FCT-31总数）。

装置自带电源输出不超过30W，如果所带设备超过30W应加外接电源。

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电力系统中绝缘状况的方法，其工作原理如下：
1. 测试电路：首先，将测试电路连接到待测设备的绝缘部分。

测试电路通常由直流电源、测量设备和接地电极组成。

2. 施加电压：接下来，直流电源会施加一个已知的直流电压到待测设备的绝缘上。

这个电压通常较高，一般为几千伏到几十伏之间。

3. 监测电流：测量设备会通过接地电极和待测设备之间测量绝缘上的漏电流。

漏电流的大小和性质可以反映出绝缘状况的好坏。

4. 分析结果：测量设备会将测得的漏电流数据进行处理和分析，以判断绝缘的健康状况。

如果漏电流较小，则表明绝缘较好；而较大的漏电流则可能意味着存在绝缘故障。

5. 发出警报：如果绝缘故障被检测到，监测设备会发出警报信号，以提示操作人员进行相应的处理和修复。

通过以上步骤，直流绝缘监测能够实时监测直流电力系统的绝缘状况，及时发现并解决潜在的绝缘故障，从而确保系统的安全运行。

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。

QZJ-7AZ型直流系统绝缘监测装置一般可安装在电力系统用直流屏（柜）上。

下面主要介绍一下它的安装和使用方法。

一、安装方法1.1当合闸母线HM、控制母线KM为两个电压等级时，用户应让合闸母线作为被监测的母线。

尽管如此，本装置将会同时监测到控制母线及其馈出支路的绝缘电阻。

当系统中无合闸母线HM馈出支路时，用户应让控制母线KM作为被监测的母线。

1.2QZJ-7AZ型装置是由一台主机（可增配从机）和若干只漏电电流传感器组成。

漏电电流传感器由用户自行安装。

主机后部为可插拔的欧式接线座，每只漏电电流传感器与主机之间的连线需由用户完成。

1.3当闪光源分支路与控母对应馈出时，则控母馈出的相应支路中，闪光馈出线也须从对应的传感器孔中穿过；当闪光电源与-KM单独馈出时，则闪光馈出线无需从传感器孔中穿过。

1.4安装例图见后图。

二、键盘操作2.1参数设定和修改用户可通过键盘对所有参数进行设置和修改，对于用户设置的参数，系统可长久记忆，停电不失。

此外键盘具有自动加锁功能，只有阅读过本说明书的操作人员才可修改参数。

步骤如下：（1）先按一下“▼”键，再按一下“参数写入”键（时间间隔小于15秒，则键盘被解锁；（2）再间歇按动“设定”键，（时间间隔应小于15秒），则液晶显示器上相应位置各有一初始值，且被选中修改的参数为反白显示，这时按“▲”或“▼”键即可修改其值；现假设用户在键盘被解锁后，按“设定”键1次，则参数设定之第1屏显示：母线过压值：241V这时若按“▲”键，则变为母线过压值：242V当该参数符合要求后，再按一次“设定”键，即可对下一参数进行修改，依次下去，即可修改所有参数；（3）修改完成后，按一下“参数写入”键，则键盘被加锁（此操作可省略，因为15秒内，用户未按下任何键，装置都将自动加锁）。

QZJ-7AZ单段母线型装置可供用户整定的参数如下：a.母线过压值260Vb.母线欠压值198Vc.交流窜电过压值20Vd.接地报警阻值25KΩe.主机检测支路数48支路（设置为实际的支路数）f.从机检测支路数00支路（不配从机时，须设置为0）g.支路巡检方式自动（按▲和▼键切换）h.告警蜂鸣器声音开（按▲和▼键切换）i.日期、时间2.2异常显示当本装置检测到某一支路的绝缘电阻值低于用户设定的支路接地报警阻值时，用户按一下“异常显示键”（事先无需解锁）,则异常的支路号及该支路正、负极对地阻值将被一一显示一遍。

直流系统绝缘监察装置的工作原理嘿，朋友们！今天咱们来聊聊直流系统绝缘监察装置这个超有趣的玩意儿。

你可能会想，这是个啥呀？听我慢慢道来。

在直流系统里啊，就像是一个小社会一样，各个部分都得有条不紊地工作。

绝缘呢，就好比是这个小社会里的法律和秩序。

要是绝缘出了问题，那就像社会乱了套一样。

这时候，绝缘监察装置就像一个超级侦探闪亮登场了。

我有个朋友，小李，他在电厂工作。

有一次，他就跟我讲他们厂里直流系统的事儿。

他说：“你知道吗？直流系统要是绝缘不好，那可麻烦大了。

”我就好奇地问：“为啥呀？”他就给我解释起来。

直流系统绝缘监察装置啊，它主要是通过监测直流系统正负极对地的绝缘电阻来工作的。

这就好比是在给正负极这两个小伙伴量身高（当然这里是说测电阻啦）。

正常情况下呢，正负极对地的绝缘电阻都很大，就像两个健康的人，身体很强壮，没什么毛病。

那它怎么监测呢？这里面可有大学问。

它会利用一种巧妙的电桥原理。

想象一下，电桥就像是一座桥，正负极分别在桥的两边。

中间呢，有一些特殊的电路元件在搭桥。

当绝缘良好的时候，这个电桥是平衡的，就像一座稳稳当当的桥，两边受力均匀。

可一旦有绝缘下降的情况，比如说正极或者负极有漏电了，就像是桥的一边突然有个小怪兽在捣乱，让这一边变轻或者变重了，电桥就不平衡了。

我又问小李：“那这个装置怎么知道是哪边出问题了呢？”小李笑着说：“这就更神奇了。

”这个装置可以通过测量电桥不平衡时的一些参数，来判断到底是正极还是负极的绝缘电阻变小了。

就像是侦探通过一些蛛丝马迹来判断到底是哪个嫌疑人犯了错。

如果是正极绝缘电阻变小，那就说明正极这边可能有漏电到地的情况；如果是负极绝缘电阻变小，那就是负极这边的问题。

而且啊，这个绝缘监察装置还会报警呢。

就像一个小卫士，一旦发现有情况，就大声喊：“不好啦，绝缘有问题啦！”这样工作人员就能及时知道，然后去排查到底是哪里出了故障。

还有啊，在一些比较复杂的直流系统里，可能有很多支路。

电力管理122丨电力系统装备 2020.1Power Management电力系统装备Electric Power System Equipment2020年第1期2020 No.1随着技术的进步，变电站直流系统一般都配置绝缘监测系统及负载支路接地检测功能。

在直流系统验收过程中，按照验收技术规范要求，需要对直流系统的绝缘监测功能及支路接地检测功能进行测试，测试绝缘监测装置能否正确计算出直流母线正负极对地绝缘电阻及能否检测出哪条支路接地。

若须对每一条负载支路进行测试，传统的方法使用不同阻值的单个电阻对直流系统的每一路负载支路进行人工手动检测。

该方法不仅工作量比较大，而且效率比较低。

针对这个问题，提出本实用新型直流系统绝缘监测功能测试设备，该设备采用微机控制切换负载支路经可调电阻接地，采用程序自动控制切换。

该设备可以同时接入多路待测试直流系统负载支路，可以自动切换负载支路经可调电阻接地，只需设置可调电阻大小即可。

1 直流系统绝缘监测原理图1 直流系统绝缘监测功能测试示意图绝缘监测装置是变电站直流系统必备的功能之一，能够实时监测直流系统正、负极母线对地的绝缘电阻大小及检测出具体哪条支路接地。

一般绝缘监测装置均配置不平衡桥监测直流母线对地绝缘状况，及配置支路泄漏电流检测传感器检测泄漏电流大小以计算出支路接地电阻的大小。

如图1所示，当支路n 发生接地时，不平衡桥监测装置能计算出接地电阻大小，此时会启动绝缘监测装置进行支路泄漏电流检测，选出具体哪条支路接地及计算出接地电阻大小。

2 直流系统绝缘监测功能测试现状及问题2.1 直流系统绝缘监测功能测试现状在变电站直流系统验收时，需要对直流系统母线绝缘监测功能及负载支路接地选线功能进行测试，以检测绝缘监测装置是否能够准确计算接地电阻大小及能否正确选出哪条支路接地。

传统的直流系统负载支路接地选线功能测试方法如图2所示。

该方法是采用标准的不同阻值大小的电阻手工对每一负载支路进行接地试验。

核电站直流系统绝缘监测仪调试问题分析及改进摘要：核电站直流系统向厂内所有的控制、保护和信号系统供给各种等级的直流电源，并通过直流/交流逆变器向重要的和永久的220V交流系统供电。

直流系统作为不直接接地系统，发生单级接地仍能短时运行，但应尽快找到故障点，消除接地故障，否则一旦系统中另外一级同时接地，将引起两级接地短路产生巨大的短路电流损坏直流系统甚至造成重大的电力安全事故。

绝缘监测仪是监测电厂直流系统绝缘状况的重要设备，通过某核电站1/2号机核岛直流绝缘监测仪的调试，发现诸多与设计功能不符的问题。

本文通过介绍直流系统绝缘监测原理，并从调试过程发现的问题，针对性的剖析原因并提出相应的改进方案，同时对比其他电站绝缘监测仪，提出最优化绝缘监测仪选型方案。

关键词：直流系统；绝缘监测仪；XM300C；测量原理；改进方案引言某核电站1号机绝缘监测仪使用的是施耐德MERLIN公司生产的Vigilohm system，该设备在国内尚属首次应用。

调试中发现诸多与设计功能不符的问题：包括绝缘监测仪支路定值无法设定、配备XM300C型绝缘监测仪系统存在接地、支路绝缘监测仪监测失效等问题。

如果这些问题得不到及时解决，绝缘监测仪就不能正常使用，将导致直流系统处于无绝缘监视的状态，一旦下游发生接地或者短路故障，将对蓄电池的安全运行和下游系统的稳定运行造成严重后果。

经过调试人员摸索研究，了解了该设备的特性并掌握了核级绝缘监测仪的调试理论与方法，为核电站自主调试积累了宝贵的经验。

1、绝缘监测仪原理及调试问题分析1.1绝缘监测仪原理介绍目前在线运行的直流绝缘监测仪工作原理主要有以下三种：（1）监测直流漏电流方式，发生直流接地的系统，会在接地支路产生直流漏电流，通过监测仪的互感器进行检测，进而对系统绝缘进行检测。

（2）向系统注入超低频或变频交流信号方式，通过监测仪的互感器进行绝缘监测。

（3）电桥平衡原理，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。