智能式直流母线绝缘电阻的测量原理

龚学长

智能式直流母线绝缘电阻的测量原理

龚学长

摘　要 本文论述了现有直流系统电子式绝缘监察的测量原理，以及每一测量原理存在的不足及采取的措施。

一、常规直流母线绝缘监察的原理：

1、ZJJ-3SA、ZJJ-4SA、ZJJ-4SB类直流绝缘监察继电器的测量原理：

该类直流绝缘监察继电器监视直流母线绝缘情况，当母线对地绝缘降低到一定值时，继电器发出警告信号。由于采用全硬件除法器运算电路，能直接显示接地电阻值和接地电流。

继电器采用电桥平衡法测量单侧接地电阻，如图1所示。R1和R2是平衡电阻，在A点取得平衡分压。RL是电流测量的取样电阻，当发生单侧绝缘下降，即存在RX或RY时，接地电流在RL上产生正或负的压降Vo， 测量此压降的大小和方向，经硬件除法器运算电路，即可得出RX或RY的阻值。当任一电阻值越限时，将触发报警。

　　2、ZJJ-101B带支路绝缘类直流系统接地监测装置

该装置采用直流平衡电阻探测法，原理如图3。正常状态下的平衡电阻是电压检测分压电阻，正、负母线对地电压V+和V-相等。当有接地电阻RL+、RL-存在时，只要V+和V-之差大于设定值，装置经K自动接入两个100K平衡电阻，这将矫正偏离的平衡电压，测量取得此时的V+’和V-’；根据V+、V-、V+’、V-’，即可求出正负母线的绝缘电阻RL+、RL-。这种检测方法不破坏母线对地的平衡状态，不影响母线的任何运行状态和性能，而且可以实现快速的测量。

当母线绝缘电阻小于设定值而报警后，装置自动进入支路巡检状态。

检测原理同样见上图，先检测电流传感器的零漂电流I，然后K1闭合接入阻值更小的平衡电阻R+、R-，只要RL+和RL-不相等，漏电流便有变化而得电流值I’，两者之差与实际漏电流成正比。根据漏电流和平衡电压的变化值可求出支路绝缘电阻RL+，RL-的值。

同样，当+KM和-KM的绝缘电阻相同下降时，哪怕下降到很低时，V+=V-=V+’=V-’=U/2，仪器是测不出母线的对地绝缘电阻的，因为RL+=RL-，经地电位流入电桥网络的电流为“0”，不管合上K或K1，流入和流出中的电流相等，直流电流互感器I1输出的漏电流均为“0”。因此当+KM和-KM的绝缘电阻相同下降时，图3所示的电路不仅测不出RL+和RL-，而且也判断不出来哪一支路有故障。

二、+KM和-KM分别对地并联电阻法：

图4是+KM和-KM分别对地并联电阻法的原理四。当K1闭合时，R1与Ry并联，测得正母线对地电压U1为：

　　当仪器检测到+KM或-KM的绝缘电阻不合要求时，如当Ry小于整定值时，仪器断开K1和K2，测量各支路的电流互感器输出电流Io的“0”值，在合上K2，电流经Ry、地和R1、K2至-KM，测量支路的不平衡电流值便可以确定某一支路的绝缘电阻下降。

该方法的优点是不管+KM和-KM的绝缘电阻下降多少，都能较准确的测量出直流母线的绝缘电阻值和判断出某一支路发生了直流接地故障。

由于该绝缘电阻检测方法的正、负直流母线对地没有均压电阻，不能用电位法来查找二次回路故障。因此图5中增加了R2、R3两只电阻和K3开关，且R2=R3，合上K3时就可以用电位法查找二次回路的故障。

R２、R3还可以作为绝缘电阻报警的整定校验，如R2=R3=100kΩ，当绝缘监察的报警定值小于100kΩ，合上K3后应给出报警信号，并给出正、负母线的对地绝缘电阻值为100kΩ。

2007．7