变电站直流系统绝缘检测方法研究

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国网河南省电力公司检修公司、国网青海省电力公司贵南县供电公司的研究人员张勋、李刚，在2016年第10期《电气技术》杂志上撰文指出，为提高变电站直流系统运行的可靠性，需实时监测直流母线及各支路的绝缘状况。

本文分析了既有的基于平衡桥和不平衡桥测量直流母线及各支路对地绝缘电阻的原理，并指出了其不足。基于传统的检测方法，利用投入绝缘测量电阻前后正负母线对地电压及各支路的漏电流，实现了多支路正负极同时出现绝缘下降的检测和绝缘电阻的测量，有效地解决了既有检测方法无法测量多支路绝缘下降的问题。

直流系统为变电站内的保护、测控、自动化装置及断路器操作回路提供电源，其作用重大，保证直流系统可靠工作对变电站的安全运行具有重要意义[1-3]。变电站直流系统采用不接地运行方式，即直流系统正常运行时正负极母线均与大地绝缘。

由于直流负荷分布广，装置所处环境恶劣，会出现直流系统对地绝缘下降或者接地。单点绝缘下降或接地对直流系统的正常运行并无影响，但必须及时发现并采取措施消除接地点，否则出现两点甚至多点接地时，接地点之间形成通路，可能会造成保护、自动化装置及断路器误动或拒动，甚至造成熔断器熔断，直流电源短路等事故发生。因此，变电站内直流系统均安装绝缘监察装置。

目前直流系统绝缘检测主要有电桥法、信号寻迹法和直流漏电流法三种。其中电桥法分为平衡电桥法和不平衡电桥法，信号寻迹法根据注入交流信号频率的不同分为低频信号寻迹法和变频信号寻迹法。

电桥法以原理简单得到广泛应用，其基本原理为设置两个电阻分别和直流正负母线相接，与直流正负母线对地电阻构成电桥，当直流系统某一极绝缘下降或接地时，电桥失去平衡，有电流流过绝缘监察继电器，继电器动作，发出接地报警信号。

该方法只能检测母线绝缘，不能判断接地点所在的支路，当正负极母线同时发生绝缘下降或接地时，电桥仍保持平衡，无法检测系统正负极同时发生接地故障。发生故障后，需采取拉路法寻找接地点的位置，当直流馈线支路较多时，该方法耗时费力，此外，该方法还会造成装置短时失电，不利于系统的可靠运行[4-5]。

信号寻迹法的基本原理为当检测到直流母线绝缘下降时，向系统注入低频交流信号，利用各支路漏电流传感器检测到电流的幅值和相位，求出各支路的绝缘电阻，实现对接地点的定位。

该方法实现了不停电对接地点定位，但由于交流信号受分布电容的影响较大，测量精度不高，在多支路发生绝缘下降时，只能检测到漏电流最小的支路，需将该支路绝缘恢复后，才能检测出其它故障支路。

直流漏电流法通过漏电流传感器检测支路漏电流的大小来判断该支路的绝缘状况，当支路正负极绝缘均下降时，漏电流较小而难以测量，限制了该方法的使用[5-6]。

本文针对既有直流系统绝缘检测方法的不足，提出一种能有效检测多支路绝缘下降的方法。该方法利用不平衡桥检测母线绝缘，结合各支路漏电流，实现对各个支路绝缘状况的检测。该方法不需对直流系统注入交流信号，对系统无干扰，灵敏度高，检测结果可靠。

结论

本文分析了基于平衡桥和不平衡桥测量直流母线对地绝缘电阻和单支路单极对地绝缘电阻的方法，该方法能够有效地检测母线和支路绝缘情况。在此基础上，引入可控开关均断开前后各馈线支路的漏电流及正负母线对地电压，测算出了多支路正负极绝缘均下降时各支路绝缘电阻，解决了多支路正负极绝缘同时下降难以检测的问题。