直流系統絕緣監測技術(shù)研究與應用

摘要：針對目前常用絕緣檢測裝置采用的檢測原理存在的不足，提出一種改進(jìn)的絕緣檢測方法。檢測電路由主回路和支路2個(gè)部分組成。利用MSP430單片機采集、處理霍爾電流傳感器信號，判斷電路的絕緣情況并計算絕緣電阻大小。檢測結果表明該方法有效、實(shí)用。
關(guān)鍵詞：絕緣監測；接地故障；故障定位；單片機應用

電力系統中，直流電源系統是為變電站中的保護、監控、監視、記錄等自動(dòng)化裝置提供電源的多分支網(wǎng)絡(luò )。它的安全運行，對整個(gè)電力系統的安全運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用。直流接地是直流操作系統常見(jiàn)故障之一，一般情況下，單點(diǎn)接地并不影響直流系統的運行，但如果不能迅速找到故障點(diǎn)并修復而發(fā)生另一點(diǎn)接地故障時(shí)，就可能引起重大故障。
目前，絕緣檢測裝置采用的檢測原理主要有電橋平衡原理和變頻探測原理，兩種檢測原理的裝置都能在一定程度上解決直流接地問(wèn)題，但也存在著(zhù)不足，基于電橋平衡原理的絕緣檢測裝置無(wú)法檢測正、負母線(xiàn)絕緣同等下降的情況，也不能區分多支路故障。而后者則易受直流系統對地分布電容的影響，并且注入的低頻交流信號增大了直流系統的電壓紋波系數，影響電源的質(zhì)量。文中旨在介紹一種在線(xiàn)絕緣檢測方法，并基于msp430單片機予以實(shí)現。

1 原理介紹
原理圖如圖1所示。圖中CM+、CM-為正負母線(xiàn)。U+、U-為正、負母線(xiàn)電壓。Jk1、Jk2為繼電開(kāi)關(guān)，R為精密電阻。R+、R-為正、負母線(xiàn)發(fā)生絕緣故障時(shí)的對地電阻。Dt1、Dt2為高精度霍爾電流傳感器，其輸出電壓與通過(guò)環(huán)孔的電流差成正比，并且成線(xiàn)性關(guān)系。所以，利用采樣電流傳感器輸出的電壓，經(jīng)過(guò)換算成電流，再利用歐姆定律獲得正、負母線(xiàn)電壓U+、U-，則電源電壓U=U+ - U-。

在直流系統正常工作情況下，電子繼電開(kāi)關(guān)Jk1、Jk2保持閉合。R+、R- 一般趨近無(wú)窮大，此時(shí)，U+=-U-。當發(fā)生絕緣接地故障時(shí)，則R+或R-為有限值，此時(shí)U+≠-U-，當R+≤R-時(shí)，則有U+≤-U-，反之亦然。如果發(fā)生R+=R-都為有限值時(shí)，即正負母線(xiàn)絕緣電阻同等下降，此時(shí)U+=-U-，則需要進(jìn)一步進(jìn)行檢測，檢測步驟如下：
1)斷開(kāi)繼電開(kāi)關(guān)Jk2，保持Jk1閉合，測得正、負母線(xiàn)電壓對地分別記為：U+1，U-1；
2)斷開(kāi)繼電開(kāi)關(guān)Jk1，保持Jk2閉合，測得正、負母線(xiàn)電壓對地分別記為：U+2，U-2；